PP giải bài tập điện học vật lý 9

- Số lượng các bài tập điện trong sách giáo khoa rất ít nên học sinh không có thời gian rèn luyện thành thạo kĩ năng giải bài tập.. Mặt khác kiến thức môn vật lý 9 về điện học là tương đ

PHẦN MỘT: THÔNG TIN TÁC GIẢ VIẾT KINH NGHIỆM

- Họ và tên tác giả viết kinh nghiệm: LƯƠNG TRỌNG TUẤN

- Ngày tháng năm sinh: 16/11/1986

- Chức vụ, đơn vị công tác: Giáo viên trường THCS An Thịnh – huyện Văn Yên– tỉnh Yên Bái

- Trình độ chuyên môn: Đại học sư phạm Vật lý

- Đề nghị xét công nhận kinh nghiệm: Cấp cơ sở

- Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục đào tạo môn vật lý

- Tên kinh nghiệm: “Phương pháp giải bài tập điện học vật lý 9”.

PHẦN HAI: NỘI DUNG KINH NGHIỆM Chương I Những vấn đề chung

1 Khái quát đặc điểm tình hình cơ quan, đơn vị

Trường THCS An Thịnh được thành lập từ năm 1989, đến nay (năm học

2016 - 2017) nhà trường đã có bề dày truyền thống trong dạy và học Năm học

2016 – 2017 nhà trường có 16 lớp với tổng số 521 học sinh và 31 cán bộ giáoviên, nhân viên với 3 tổ chuyên môn: Tổ Toán – Lý- Tin; Tổ Văn – sử; Tổ Mônchung – văn phòng Các đồng chí cán bộ giáo viên, nhân viên của trường đều cótrình độ chuyên môn đạt chuẩn và trên chuẩn, nên thuận lợi cho công tác giảngdạy

Trường THCS An Thịnh thuộc thôn Trung Tâm – xã An Thịnh – huyệnVăn Yên – tỉnh Yên Bái Đây là một địa bàn xã có địa hình tương đối rộng vàphân bố phức tạp, rải rác ở nhiều thôn bản xa với dân số rất đông, hiện nay cótrên 80% người dân theo đạo Thiên Chúa, trình độ dân trí chưa cao, công việclao động chủ yếu là nghề nông nên điều kiện kinh tế còn rất nhiều khó khăn vìvậy mà gây ảnh hưởng đến hiệu quả giảng dạy của nhà trường

Để vượt qua những khó khăn ở trên, trong những năm gần đây, nhàtrường đang có những bước tiến nhiều khởi sắc Có được những thành tích đó là

do nhà trường luôn được sự quan tâm, chỉ đạo sát sao của các cấp lãnh đạo Đảng

ủy, chính quyền địa phương, phòng Giáo dục và đào tạo huyện Văn Yên, củaChi bộ nhà trường

- Thời lượng dành cho các tiết chữa bài tập quá ít, nên học sinh không có

đủ thời gian để rèn luyện thêm kĩ năng giải bài tập

- Số lượng các bài tập điện trong sách giáo khoa rất ít nên học sinh không

có thời gian rèn luyện thành thạo kĩ năng giải bài tập

- Một số em ít có khả năng học vật lý nên không biết cách vận dụng cácbước giải bài tập nhiệt nên kết quả học tập kém

2 Lý do chọn kinh nghiệm

Hiện nay chất lượng giáo dục là vấn đề được toàn xã hội quan tâm Đểnâng cao chất lượng giáo dục thì đòi hỏi người giáo viên cần phải lựa chọnphương pháp dạy học thích hợp giúp học sinh dễ hiểu bài từ đó chất lượng họctập của các em ngày càng nâng lên

Mặt khác kiến thức môn vật lý 9 về điện học là tương đối khó, nếu chỉtruyền tải nội dung lí thuyết y hệt như trong sách giáo khoa mà không đưa raphương hướng giải bài tập thì đa số học sinh không biết cách làm bài tập

Chính vì những lý do ở trên nên tôi thấy việc hướng dẫn cho học sinh biếtcách giải bài tập điện là hết sức cần thiết, cho nên tôi đã tìm hiểu, nghiên cứu vàviết nên “kinh nghiệm phương pháp giải bài tập điện học vật lý 9”

3 Mục đích của kinh nghiệm

Giúp cho các em học sinh biết cách giải các bài tập điện một cách thànhthạo, từ đó gây hứng thú, yêu thích môn học cho các em, giúp các em đạt kếtquả cao trong học tập

4 Phương pháp nghiên cứu viết kinh nghiệm

Bản thân tôi được tham gia trực tiếp giảng dạy môn vật lý, trong quá trìnhnghiên cứu viết kinh nghiệm tôi đã phối hợp nhiều phương pháp trong giảng dạynhư: Phương pháp quan sát, điều tra, thu thập thông tin, phân tích, gợi mở, dẫndắt có đối chiếu, thực nghiệm so sánh giữa các lớp trong mỗi năm học, tự rútkinh nghiệm cho bản thân qua từng năm, có điều chỉnh cho phù hợp với các đốitượng

5 Cơ sở khoa học và cơ sở pháp lý liên quan đến kinh nghiệm

a Cơ sở khoa học

Vật lý là ngành khoa học thực nghiệm Các kiến thức vật lý cần được hìnhthành theo phương pháp quan sát và thí nghiệm Tuy nhiên chương trình vật lý 9mang tính khái quát cao, cho nên cần phải hướng dẫn học sinh phân tích, tổnghợp, so sánh, vận dụng kiến thức lí thuyết để giải các bài tập

Việc dạy tốt, học tốt môn vật lý ở bậc THCS là mong muốn của toàn xã hội Môn vật lý góp phần hình thành nhân cách và là cơ sở để học tập, nghiên cứu khoa học, giải thích được các hiện tượng thực tế trong cuộc sống hay trong lao động sản xuất tạo ra của cải vật chất cho xã hội

b Cơ sở pháp lí:

Thực hiện Nghị quyết 40/2000/QH10 ngày 09- 12-2000 của Quốc Hộikhóa X và chỉ thị 14/2001/CT-TTg ngày 11-6-2001 cuả Thủ tướng Chính phủ vềđổi mới giáo dục phổ thông.Trong Luật Giáo Dục 2005 (Điều 5) có qui định:

“Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực; tự giác; chủ động; tư duysáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học; khả năngthực hành; lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”.Chương trình giáo dục phổthông ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGD&ĐT ngày 5/5/2006của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã nêu: “Phải phát huy tính tíchcực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp đặc trưng môn học, đặcđiểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinhphương pháp tự học; khả năng hợp tác; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thứcvào thực tiễn; kỹ năng sống tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú

và trách nhiệm học tập cho học sinh”

Trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý 9 nói riêng, bài tập cóvai trò định hướng hoạt động tư duy của học sinh, giúp học sinh phát huy tínhtích cực, năng lực chủ động sáng tạo trong học tập Đặc biệt ở những nội dungkiến thức có nhiều mối quan hệ thì việc giải bài tập có thể giúp học sinh mởrộng được kiến thức Vì vậy kỹ năng giải bài tập có một vai trò rất quan trongtrong biện pháp tổ chức hoạt động học tập cho học sinh hiện nay Học sinh có kỹnăng giải bài tập sẽ rất thuận lợi cho việc tổ chức hoạt động nhận thức và củng

cố mở rộng kiến thức Thực tế ở một số môn học khoa học tự nhiên như : Toán,Vật lý, Hóa học…việc hình thành kỹ năng giải bài tập là một việc làm thườngxuyên và không thể thiếu được

Chương II Nội dung

1 Thực trạng của kinh nghiệm

a) Thực trạng của vấn đề nghiên cứu:

Qua nhiều năm dạy học môn vật lý 9 ở trường THCS An Thịnh tôi thấymột số thực trạng như sau:

- Hiểu biết về điện của các em còn hạn chế nên tiếp thu bài chậm, lungtúng từ đó không nắm vững kiến thức, kĩ năng cơ bản, định luật, công thức nênkhó giải được một bài tập về điện học lớp 9

- Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết,biến đổi công thức, hay phương pháp giải một bài tập vật lý

- Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu,lượng thông tin cần thiết để giẩi toán còn hạn chế

- Khả năng phân tích mạch điện còn hạn chế nên tạo ra khó khăn khi giảiquyết bai tập

- Còn một số học sinh lười nghiên cứu bài, trong lớp không chú ý nghegiảng, kiến thức môn vật lý còn kém cũng ảnh hưởng rất lớn đến khả năng giảibài tập.

Qua khảo sát điều tra 141 học sinh lớp 9 năm học 2014-2015 làm bàitập điện trong sách bài tập vật lý 9, tôi thu được kết quả như sau:

Số học sinh

Số học sinh biết làm tốtcác bài tập điện

Số học sinh không biết làmhoặc làm được ít bài tập điện

để học sinh vận dụng làm thành thạo

- Ưu điểm của kinh nghiệm:

+ Kinh nghiệm dễ áp dụng cho học sinh

+ Giáo viên cảm thấy tự tin hơn khi giảng bài thấy học sinh có thể trìnhbày được kiến thức trọng tâm và làm được nhiều bài tập

+ Học sinh hứng thú học tập hơn, kết quả học tập cao hơn

- Tồn tại:

+ Thời gian để giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức và giáo viênhướng dẫn các bước giải bài tập còn ít vì kiến thức môn vật lý 9 dài, cho nênthời gian giao bài tập về nhà cho học sinh vận dụng thành thạo thường thiếu, bảnthân tôi nhiều lần phải phô tô bài tập phát cho học sinh về nhà làm vì không đủthời gian cho học sinh chép đề bài về nhà

c) Quan điểm của bản thân:

Từ thực trạng trên tôi thấy để có thể nâng cao chất lượng dạy và học mônvật lý nói chung và cách giải các bài tập điện nói riêng, đòi hỏi mỗi giáo viêncần có những biện pháp cụ thể, để hình thành cho học sinh được kỹ năng giảibài tập điện, góp phần khắc phục những yếu kém trong việc giải bài tập điện củahọc sinh hiện nay, gây hứng thú cho học sinh trong tiết học, mang lại chất lượngdạy và học ngày càng cao

2 Nội dung của kinh nghiệm

2.1 Giải quyết vấn đề

Những bài toán điện học được gói gọn trong chương I vật lý 9 bao gồmcác bài tâp định tính và các bài tập định lượng hoặc kết hợp cả 2 phần Đây là

những dang toán mới lạ đối với học sinh lớp 9 Vì vậy cần phải giúp các em cókhă năng định hướng giải một cách có hệ thống, khoa học Nên tôi đưa raphương pháp giải cụ thể như sau:

=

Trong đó: I: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

U: Hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn (V)

R: Điện trở dây dẫn (Ω)

Các công thức được suy ra từ hệ thức:

U R I

= +

* Công thức tính điện trở dây dẫn :

l R S

ρ

=

Trong đó : R : điện trở dây dẫn (Ω)

ρ : Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn (Ωm)

l : chiều dài dây dẫn (m)

S : tiết diện dây dẫn (m2)

* Công thức tính công suất điện:

P = UI = I2R = U2

R

* Công thức tính công của dòng điện (điện năng tiêu thụ):

A = Pt = UIt

* Định luật Jun – Lenxơ: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, với điện trở của dây và thời gian dòng điện chạy qua.

Hệ thức định luật:

Q = I2RtTrong đó: Q: nhiệt lượng dây dẫn tỏa ra (J)

I: cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn (A)

A H A

- Tìm hiểu các thuật ngữ mới quan trọng có trong đề bài

- Mã hóa đề bài bằng những kí hiệu quen thuộc (tóm tắt đề bài)

- Vẽ hình (nếu có) và đổi các đơn vị ra cùng hệ thống thống nhất

Bước 2: Phân tích các hiện tượng vật lí nêu ra trong bài tập và lập kế

hoạch giải:

- Bài tập đề cập tới những hiện tượng gì? Diễn biến của chúng và quan hệ của chúng ra sao?

- Có những đặc trưng định tính, định lượng nào đã biết và chưa biết?

- Mối quan hệ giữa chúng thể hiện ở các định nghĩa, quy tắc, định luật vật

lý nào?

- Để giải bài tập cần vận dụng những kiến thức vật lý nào?

Bước 3: Trình bày lời giải:

- Viết phương trình của các đại lượng và giải hệ phương trình có được để tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại lượng

đã cho

- Thay giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn, thực hiện các phép tính với độ chính xác cho phép

Bước 4: Kiểm tra và biện luận kết quả:

- Kiểm tra kết quả nhằm đảm bảo sự đúng đắn của kết quả

2.1.3 Dạng bài tập về định luật Ôm cho các đoạn mạch:

* Phương pháp giải: Sử dụng các công thức của đoạn mạch song song,

đoạn mạch nối tiếp và hệ thức định luật Ôm

Ví dụ 1: Cho hai điện trở R1 = 30Ω; R2 = 20Ω được mắc song song vớinhau như hình 1

a Tính điện trở tương đương R12 của đoạn mạch AB?

b Nếu mắc thêm vào điện trở R3 = 12Ω vào đoạn mạch như hình 2 thìđiện trở tương đương R123 của đoạn mạch AC là bao nhiêu?

Quan sát vào hình 1 tìm hiểu R1 và R2 được mắc như thế nào với nhau?

R1 và R2 được mắc song song với nhau

Vậy để tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB ta sử dụng côngthức nào?

Ta sử dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm haiđiện trở mắc song song:

1 2

1 2

R R R

= +

Quan sát hình 2 và tìm hiểu R3 được mắc như thế nào với R1 và R2?

R3 được mắc song song với R1 và R2

Vậy để tính điện trở tương đương của đoạn mạch AC ta sử dụng côngthức nào?

Ta sử dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồmnhiều điện trở (3 điện trở) mắc song song với nhau:

R = R +R +R

Bước 3: Trình bày lời giải:

a Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:

1 2 12

Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết: R1 = 6Ω; R2 = 30Ω; R3 = 15Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu AB là 24V Hãytính:

a Điện trở tương đương của mạch

b Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

c Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở

Để tính được điện trở tương đương của mạch ta phải:

+ Đầu tiên ta tính được điện trở tương đương R23 của hai điện trở R2 và R3

mắc song song bằng công thức:

2 3 23

2 3

R R R

= +

+ Tiếp theo ta tính điện trở tương đương R của hai điện trở R1 và R23 mắcnối tiếp bằng công thức:

Để tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở ta làm như sau:

+ Vì R1 nối tiếp với cả R2 và R3 do đó I1 = I23 =I do đó ta tính cường độdòng điện chạy trong mạch bằng hệ thức định luật Ôm:

U23 = U2 = U3 = I23.R23

+ Sau đó để tính cường độ dòng điện qua R2, R3 phải dung công thức:

2 2 2

U I R

= ; 3

3 3

U I R

=

c Vì ở phần b ta đã tính được U2 và U3 do đó ta chỉ cần tính U1 vậy đểtính U1 ta làm thế nào?

Ta có hai cách để tính U1 :

+ Cách 1: ta dùng công thức : U1 = U – U23

+ Cách 2 : Ta dùng công thức : U1 = I1R1

Bước 3: Trình bày lời giải:

a Điện trở tương đương của R2 và R3 là:

2 3 23

2 2 2

15 0,5( ) 30

15 1( ) 15

Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết: R1 = 30Ω; R2 = 60Ω; R3 = 90Ω; Đặt vào hai đầu AB một hiệu điệnthế U thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 0,15A Hãy tính:

a Điện trở tương đương của mạch?

b Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở?

b U1 = 2,25; U2 = 4,5V; U3 = 6,75V

2.1.4 Dạng bài tập về điện trở dây dẫn:

* Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính điện trở dây dẫn và định

Cho biết: 6

ρ = − Ω ; U = 220V; I = 2A; l = 5,5mTính: a R = ?

b S = ?

Bước 2: Phân tích các hiện tượng vật lí nêu ra trong bài tập và lập kế

hoạch giải:

Để tính điện trở của dây dẫn ta sử dụng công thức nào?

Để tính điện trở dây dẫn ta áp dụng hệ thức định luât Ôm:

U I R

= => R U

I

=

Để tính tiết diên dây dẫn ta sử dụng công thức nào?

Để tính tiết diện day ta áp dụng công thức tính điện trở dây dẫn:

= => 220 110( )

2

U R I

b Tiết diện của dây:

Áp dụng công thức tính điện trở dây dẫn:

200m và có tiết diện S = 0,2mm2 Bỏ qua điện trở của dây nối từ hai bóng đèntới hai điểm A và B.

a Tính điện trở của đoạn mạch MN

b Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn

2.1.5 Dạng bài tập về công, công suất điện, định luật Jun – Lenxơ:

* Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính công, công suát điện, hệ

thức của định luật Jun – Lenxơ, hệ tức định luật Ôm

MN

Ví dụ 1: Một ấm đun nước bằng điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng

với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC Hiệu suấtcủa bếp là 90%, trong đó nhiệt lượng để cung cấp đun sôi nước được coi là cóích

a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệtdung riêng của nước là 4200J/kg.K

b Tính nhiệt lượng mà ấm tỏa ra khi đó

c Tính thời gian đun sôi lượng nước trên

+ Phần nhiệt năng này cung cấp cho nước làm đun sôi nước

- Có những đặc trưng định tính, định lượng nào đã biết và chưa biết?+ Đại lượng đã biết: U, P, m, t1o, t2o, H, c

+ Đại lượng chưa biết: Qthu, Qtỏa, t

- Để giải bài tập cần vận dụng những kiến thức vật lý nào?

+ Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước:

Qthu = mcΔt = mc(t2o – t1o)+ Tính nhiệt lượng mà ấm tỏa ra (lượng điện năng mà ấm tiêu thụ):

toa toa

⇒ =

Bước 3: Trình bày lời giải:

Ví dụ 2: Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W và một bàn là có ghi

220V – 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùnghoạt động bình thường

a Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở vàtính điện trở tương đương của đoạn mạch này?

b Tính điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong 1h theo đơn vị jun và đơn

A1 = P1t = 100.3600 = 360000(J)Điện năng bàn là tiêu thụ trong 1h:

A2 = P2t = 1000.3600 = 3600000(J)Điện năng tiêu thụ của mạch :

a Tính cường độ dòng điện chạy qua dây mayso và hiệu điện thế U giữahai đầu dây

b Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K Tính nhiệt độ saucủa nước?

* Tóm tắt:

Cho biết: R = 200Ω; m = 4kg; to

1 = 20oC; t = 10 phút = 600s; Q = 30000J;

c = 4200J/kg.KTính: a I = ?; U = ?