Loại bài tập này được chia thànhnhiều dạng như: bài tập về đoạn mạch song song, bài tập về đoạn mach nối tiếp,bài tập về đoạn mạch hỗn hợp,… Mục đích của giải bài tập về dòng điện một ch
Trang 1PHÒNG GD&ĐT KRÔNG ANA
TRƯỜNG THCS LÊ VĂN TÁM
TÊN SÁNG KIẾN:
KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP
VỀ DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU Thuộc bộ môn hoặc lĩnh vực: Vật lý
Họ và tên tác giả: Nguyễn Thị Diễm
Chức danh: Giáo viên
Trình độ chuyên môn cao nhất: Cao đẳng
Chuyên ngành đào tạo: Sư phạm Vật lý - KTCN
Krông Ana, tháng 3 năm 2017
Trang 2I Phần mở đầu
1 Lý do chọn đề tài
Trong chương trình Vật lý lớp 9, đặc biệt chương Điện học thì bài tập vềdòng điện một chiều rất đa dạng và phong phú Loại bài tập này được chia thànhnhiều dạng như: bài tập về đoạn mạch song song, bài tập về đoạn mach nối tiếp,bài tập về đoạn mạch hỗn hợp,…
Mục đích của giải bài tập về dòng điện một chiều là giúp cho các em nhận rađược một số dạng cơ bản của loại bài tập này, hệ thống hóa được các kiến thức đãhọc, nắm vững các kiến thức sau từng bài, từng chương, đồng thời thông qua đógiáo viên có điều kiện củng cố, phát triển cũng như mở rộng kiến thức cho họcsinh Từ đó phát triển năng lực tư duy và nâng cao nhận thức, tạo hứng thú học tập
bộ môn cho các em học sinh
Tuy nhiên, bài tập về dòng điện một chiều đối với học sinh thường rất khó,đặc biệt là đối với những bài tập hỗn hợp Qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy họcsinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải bài tập như: không tìm đượchướng giải quyết vấn đề, không vận dụng được lý thuyết vào việc giải bài tập,không tổng hợp được kiến thức thuộc nhiều phần của chương trình đã học để giảiquyết một vấn đề chung, hay khi giải các bài tập thì thường áp dụng một cáchmáy móc các công thức mà không hiểu rõ ý nghĩa vật lý của chúng
Hiện nay, với việc tổ chức kiểm tra đánh giá học sinh bằng phương pháptrắc nghiệm khách quan, các kỹ năng giải bài tập càng đòi hỏi sự nhanh chóng vàchính xác Do đó, việc hệ thống, phân loại và đưa ra các bước giải bài tập lại càngthể hiện tính quan trọng của nó Việc nghiên cứu nhằm tìm ra hướng giải bài tập vềdòng điện một chiều một cách dễ hiểu, cơ bản, từ thấp đến cao, giúp học sinh có kỹnăng giải quyết tốt các bài tập, hiểu được ý nghĩa vật lý của từng bài đã giải, rènluyện thói quen làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy, giúp các
em học tập môn Vật lý tốt hơn
Xuất phát từ quan điểm trên nên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu là: “Kinh
nghiệm hướng dẫn học sinh giải bài tập về dòng điện một chiều”.
2 Mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài
2.1 Mục tiêu của đề tài
Trang 3Đề tài giải quyết những trăn trở, vướng mắc của giáo viên trong việc đổi mớinội dung và xây dựng các bước tiến hành hướng dẫn học sinh giải bài tập sao chophù hợp với từng đối tượng học sinh, nhằm phát huy tính tích cực cũng như pháttriển tư duy, khả năng sáng tạo của học sinh thông qua quá trình giải bài tập Trongquá trình thực hiện đề tài, bản thân tôi mong muốn vận dụng những kiến thức, kinhnghiệm giảng dạy trong thời gian qua để tìm ra thật nhiều các phương pháp giảimới, giúp bản thân đổi mới được phương pháp dạy học cũ và giúp học sinh củamình càng ngày càng yêu thích bộ môn Vật lý.
2.2 Nhiệm vụ của đề tài
Để đạt được mục tiêu nói trên, công việc mà bản thân tôi cần phải làm trướctiên là phải nắm được trình độ của mỗi học sinh để từ đó xây dựng các bước hướngdẫn giải bài tập về dòng điện một chiều sao cho phù hợp với các đối tượng họcsinh từ trung bình đến khá giỏi Tham khảo ý kiến của một số giáo viên trực tiếpgiảng dạy Vật lý trong trường và một số trường khác trong Huyện
3 Đối tượng nghiên cứu
Các bài tập về dòng điện một chiều thuộc chương trình Vật lý lớp 9
4 Giới hạn của đề tài
Đề tài chỉ nghiên cứu về việc hướng dẫn học sinh giải bài tập về dòng điệnmột chiều thuộc chương trình Vật lý lớp 9, không đi sâu vào các dạng khác
Thời gian nghiên cứu: lớp 9A1 năm học 2016 - 2017
5 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn, sưu tầm các dạng bàitập về dòng điện một chiều
II Phần nội dung
1 Cơ sở lí luận
Những năm gần đây, Đảng và Nhà nước ta đã có chủ trương đổi mới giáodục ở các môn học, các cấp học Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổimới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽphương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động,sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ
áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến
Trang 4khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, pháttriển năng lực, chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đadạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học ”.
Do đó, tiến hành các bước giải bài tập về dòng điện một chiều trong một tiếthọc có vai trò hết sức quan trọng Qua việc hướng dẫn học sinh giải bài tập chúng
ta cần cho học sinh phân biệt được các loại mạch điện, cách mắc mạch điện vàcách giải cần thiết của mỗi dạng bài trong bài tập về dòng điện một chiều Giúpcho học sinh tìm ra hướng giải quyết bài tập phần này
- Học sinh đọc đề không kĩ, phân tích yêu cầu của đề chưa chính xác nêndẫn đến việc giải bài tập bị sai
- Học sinh khi vẽ sơ đồ mạch điện còn gặp lúng túng, còn vẽ sai hoặc không
vẽ được do không nhớ được kí hiệu của các đại lượng cũng như không hiểu đượcyêu cầu của đề
- Do phòng thí nghiệm, phòng thực hành còn thiếu nên các tiết dạy chấtlượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu công thức và định luật hời hợt
- Một số học sinh chưa thuộc các công thức, định luật cũng như các kí hiệucủa các đại lượng có trong công thức Một số khác lại sử dụng nhầm lẫn các côngthức với nhau, đặc biệt là giữa công thức của đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạchsong song
- Khả năng vận dụng công thức toán học cũng như khả năng biến đổi côngthức vào việc giải bài tập Vật Lí của học sinh còn yếu Bên cạnh đó một số em khảnăng tiếp thu kiến thức chậm, việc tự học, tự rút kinh nghiệm hầu như không
có, nên các em hầu hết là “nhanh” quên kiến thức
- Độ bền kiến thức của học sinh còn thấp; khả năng tổng hợp vận dụng kiếnthức sau từng bài, từng chương để giải các dạng bài tập về dòng điện một chiều
Trang 5quá hạn chế; học sinh còn máy móc, thụ động trong cách giải nên khi mở rộng thìcác em không giải được
3 Nội dung và hình thức của giải pháp
a Mục tiêu của giải pháp
Thứ nhất: Thông qua việc giải bài tập giúp cho học sinh củng cố, ôn tập lạinhững kiến thức đã học một cách thường xuyên, giúp các em tự kiểm tra mức độnắm kiến thức của bản thân, khắc phục được những lỗi sai trong quá trình giải bàitập Đồng thời tạo cơ hội cho các em cơ hội phát triển tư duy, sáng tạo ở mức độcao
Thứ hai: Giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vàothực tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát hóa các dạng bài tập.Phát huy tính tự giác, độc lập của học sinh trong việc giải bài tập
Thứ ba: Giúp học sinh nhận biết được các dạng bài tập, biết cách phân tích
đề và giải được các bài tập về dòng điện một chiều
Thứ tư: Giúp tất cả học sinh trong lớp, đặc biệt là những học sinh yếu có thểlĩnh hội kiến thức và giải được các bài tập
b Nội dung và cách thức thực hiện giải pháp
- Lựa chọn, biến đổi hệ thống bài tập trong sách giáo khoa thành các dạng
cơ bản nhất, để học sinh có thể vận dụng các kiến thức đã học giải quyết một cáchtích cực, khắc sâu kiến thức cơ bản Từ đó tạo cho học sinh cảm giác tự tin, dẫnđến có hứng thú hơn trong việc học bộ môn
- Lựa chọn bài tập để kiểm tra đánh giá chất lượng và kỹ năng giải bài tậpcủa học sinh
Trang 6b.2 Hướng dẫn giải bài tập về dòng điện một chiều
Khi hướng dẫn giải một bài tập vật lí cần thực hiện theo trình tự sau đây:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài
- Yêu cầu học sinh cần đọc kỹ đề bài (có thể đọc nhiều lần để nắm được yêucầu của đề), xác định ý nghĩa vật lý của các thuật ngữ, phân biệt những dữ kiện đãcho và những ẩn số cần tìm
- Tóm tắt đề bài bằng cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ước để viết các dữkiện và ẩn số, đổi đơn vị các dữ kiện cho thống nhất (nếu cần thiết)
- Vẽ sơ đồ mạch điện nếu bài tập có liên quan đến mạch điện hoặc nếu cầnphải vẽ mạch điện để diễn đạt đề bài Trên hình vẽ cần ghi rõ dữ kiện và cái cầntìm (học sinh cần nắm vững được các kí hiệu sơ đồ của các đại lượng trong mạchđiện)
Bước 2: Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải.
- Tìm xem các dữ kiện đã cho có liên quan đến những khái niệm, hiệntượng, quy tắc, định luật vật lý nào
- Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì cần phải hình dung cáchiện tượng diễn ra như thế nào và bị chi phối bởi những định luật nào nhằm hiểu rõdược bản chất của hiện tượng để có cơ sở áp dụng các công thức chính xác, tránh
mò mẫm và áp dụng các công thức một cách máy móc
- Phải xây dựng được một dự kiến về kế hoạch giải
Bước 3: Thực hiện kế hoạch giải
Đây là bước quan trọng của quá trình giải bài tập Cần phải vận dụng nhữngđịnh luật, quy tắc, công thức vật lý để thiết lập mối quan hệ nêu trên Có thể đi theohai hướng sau để đưa đến kết quả cuối cùng:
- Xuất phát từ ẩn số, đi tìm mối quan hệ giữa một ẩn số với một đại lượng
nào đó bằng một định luật, một công thức có chứa ẩn số, tiếp tục phát triển lập luậnhay biến đổi công thức đó theo các dữ kiện đã cho để dẫn đến công thức cuối cùngchỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số với các dữ kiện đã cho (phương pháp phân tích)
- Xuất phát từ những dữ kiện của đề bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi cáccông thức diễn đạt mối quan hệ giữa điều kiện đã cho với các đại lượng khác để đi
Trang 7đến công thức cuối cùng chỉ chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho (phương pháp tổnghợp) Khi tính toán bằng số, phải chú ý đảm bảo những trị số của kết quả đều có ýnghĩa.
Bước 4: Kiểm tra đánh giá kết quả
- Kiểm tra lại trị số kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phùhợp với điều kiện của đề bài và không phù hợp với thực tế
- Kiểm tra xem đã giải quyết hết các yêu cầu của bài toán chưa
- Kiểm tra kết quả tính toán, đơn vị hoặc có thể giải lại bài toán bằng cáchkhác xem có cùng kết quả không
b.3 Phân loại bài tập
Bài tập về dòng điện một chiều trong vật lý lớp 9 rất đa dạng, ở đây tôi chỉđưa ra một vài dạng bài tập mà các em thường hay gặp trong khi làm bài tập đểgiúp các em nắm bắt, phân dạng được bài tập, rèn luyện kỹ năng giải bài
Dạng 1: Bài tập vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch đơn giản, cho đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song và đoạn mạch hỗn hợp Những bài toán dạng này chỉ liên quan đến 3 đại lượng là: I, U và R.
- Đối với đoạn mạch đơn giản (bài chỉ có một điện trở): để giải bài tập này học sinh chỉ cần nắm được định luật ôm cũng như cách biến đổi công thức từ định luật ôm để giải bài toán Ba kiểu bài tập thường gặp ở đoạn mạch đơn giản là:
+ Loại 1: Bài tập đã cho U, R Yêu cầu tìm I
Hướng dẫn giải:
- Áp dụng công thức định luật ôm để tìm I: I =
+ Loại 2: Bài tập đã cho I, R Yêu cầu tìm U
Hướng dẫn giải:
- Dựa vào công thức định luật ôm để biến đổi công thức tìm U: I = => U = I.R
+ Loại 3: Bài tập đã cho I, U Yêu cầu tìm R
Hướng dẫn giải:
- Dựa vào công thức định luật ôm để biến đổi tìm R: I = => R =
=> Lỗi học sinh thường bị sai:
Trang 8+ Biến đổi công thức chưa đúng, dẫn đến công thức cần tìm bị sai.
Ví dụ: bài tập loại 2, thay vì biến đổi U = I.R thì biến đổi U = hoặc U =
Với bài tập loại 3, thay vì biến đổi R = thì lại biến đổi R = U.I hoặc R =
+ Học sinh không nắm được công thức định luật ôm nên việc không giải được 3loại bài tập trên cũng còn xảy ra
=> Giáo viên cần: Yêu cầu học sinh cần nắm vững công thức của định luật
ôm cũng như cách biến đổi công thức trước khi bắt đầu giải bài tập dạng này đểtránh sai sót trong quá trình làm bài tập
- Đối với đoạn mạch nối tiếp: hướng dẫn cho học sinh cách xác định đoạn mạch nối tiếp, cách sử dụng các công thức của định luật ôm cũng như các công thức về I, U và R tđ trong đoạn mạch nối tiếp để giải bài toán
Ví dụ 1:
Cho đoạn mạch gồm ba điện trở được mắc nối tiếp với nhau Trong đó R1 =
5,
R2 =10 và R3 = 15 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 12V
a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua các mạch nhánh
c Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở
Hướng dẫn giải:
a
- R1, R2, R3 được mắc với nhau như thế nào?
- Sử dụng công thức nào để tính Rtđ đối với đoạn mạch nối tiếp?
- Trong công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch đã cho đầy đủ dữ kiệnchưa?
b
- Sử dụng công thức nào để tìm I?
- I có mối quan hệ như thế nào với I1, I2 ,I3?
c
Trang 9- Muốn tìm U1, U2, U3 ta cần biết dữ kiện nào?
- Sử dụng công thức nào để tìm U1, U2, U3?
- Đối với đoạn mạch song song: hướng dẫn cho học sinh cách xác định đoạn mạch song song, sử dụng thành thạo công thức của định luật ôm cũng như các công thức về I, U và R tđ trong đoạn mạch song song để giải bài toán
Ví dụ 2:
Cho đoạn mạch gồm ba điện trở được mắc song song với nhau Trong đó: R1 =
5,
R2 =10 và R3 = 15 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 12V
a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở
c Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua các mạch nhánh
Hướng dẫn giải:
a
- R1, R2, R3 được mắc với nhau như thế nào?
- Sử dụng công thức nào để tính Rtđ đối với đoạn mạch song song?
- Trong công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch đã cho đầy đủ dữ kiệnchưa?
b
- U có mối quan hệ như thế nào với U1, U2, U3?
c
- Muốn tìm I ta áp dụng công thức nào?
- I có mối quan hệ như thế nào với I1, I2 ,I3?
=> Lỗi học sinh thường bị sai khi giải bài tập về đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song:
+ Còn nhầm lẫn kí hiệu của các đại lượng I, U và Rtđ
+ Không phân biệt được mạch nào là đoạn mạch mắc song song và đoạn mạch nào
là đoạn mạch mắc nối tiếp nên sử dụng nhầm lẫn giữa công thức của đoạn mạchsong song và công thức của đoạn mạch nối tiếp
Trang 10+ Không nắm vững được các công thức của đoạn mạch nối tiếp cũng như của đoạnmạch song song nên áp dụng vào bài tập còn sai.
=> Giáo viên cần:
+ Chú ý cho học sinh cách nhận biết đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song.+ Yêu cầu học sinh cần nắm vững các công thức của đoạn mạch nối tiếp, đoạnmạch song song và cần phải kiểm tra lại kết quả sau khi giải bài tập
- Đối với đoạn mạch hỗn hợp: Cần xác định được đoạn mạch nào mắc nối tiếp và đoạn mạch nào mắc song song Đoạn mạch mắc nối tiếp đó được mắc như thế nào với đoạn mạch mắc song song? Đưa ra những hệ thức liên hệ thông qua các công thức của
I,U, R tđ của đoạn mạch song song và đoạn mạch nối tiếp.
Trang 11- Ta có thể áp dụng công thức nào để tính điện trở tương đương của đoạn mạchAB?
- Trong công thức tính điện trở tương đương bài toán đã cho đầy đủ dữ kiện chưa?b
- Cho biết công thức tính cường độ dòng điện qua R1 Trong công thức tính này bàitoán đã cho đầy đủ dữ kiện chưa?
- Tìm I2 tương tự
- Cho biết công thức tính cường độ dòng điện mạch chính
- Còn cách nào để tính cường độ dòng điện mạch chính nữa không?
Ví dụ 4:
Cho mạch điện như hình vẽ trong đó: R1 = 5, R2 = 12, R3 = 8, R4 = 20
và hiệu điện thế UAB = 30V
a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở
c Tính các hiệu điện thế UAC và UCD
Hướng dẫn giải:
a
- Nhìn vào hình vẽ các điện trở R1, R2, R3 và R4 được mắc như thế nào với nhau?
- Đây là mạch mắc hỗn hợp vừa có nối tiếp vừa có song song Vậy để tính điện trởtương đượng của đoạn mạch thì ta phải tính mạch nào trước và áp dụng công thứctính điện trở nào?