Môn Vật lý là một môn khoa học tự nhiên được coi là khó tiếp cận, khó học đốivới học sinh, việc tiếp thu kiến thức môn Vật lý đối với học sinh nói chung và họcsinh giỏi bộ môn Vật lý nói
Trang 1MỤC LỤC
Trang 2I MỞ ĐẦU I.1: lí do chọn đề tài:
Mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2011- 2020 của nước ta:Phát triển kinh tế nhanh, bền vững, gắn với đổi mới mô hình tăng trưởng và cơ cấulại nền kinh tế theo hướng nâng cao chất lượng, hiệu quả sức cạnh tranh đếnnăm 2020 nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại Để hiệnđược thành công mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế đó thì nhân tố con người giữvai trò quyết định trong đó có vai trò của giáo dục và đào tạo Bí thư Nguyễn PhúTrọng đã ký ban hành Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ươngkhóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) với nội dung Đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT: Đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học theo định hướng "coi trọng việcbồi dưỡng năng lực tự học tự nghiên cứu, tạo điều kiện cho người học phát huy tưduy sáng tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh
tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế" Vì vậy ngoài mụctiêu giáo dục cho các em có một nguồn tri thức khoa học phổ thông cơ bản thì việcphát hiện và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước ngay từ khi đang còn là học sinh cấptrung học cơ sở là một nhiệm vụ chiến lược hàng đầu của mỗi nhà trường
Môn Vật lý là một môn khoa học tự nhiên được coi là khó tiếp cận, khó học đốivới học sinh, việc tiếp thu kiến thức môn Vật lý đối với học sinh nói chung và họcsinh giỏi bộ môn Vật lý nói riêng còn mang tính chất thụ động đôi khi còn phụthuộc vào người thầy quá nhiều Việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập Vật lý của họcsinh còn rất nhiều hạn chế Đặc biệt đối với phần điện học cụ thể là một số kĩ năng
để giải bài toán về công suất: Như tìm giá trị của điện trở để công suất tiêu thụ trênđiện trở hay trên một đoạn mạch đạt giá trị lớn nhất, biện luận về độ sáng của đènkhi thay đổi giá trị điện trở trong mạch, xác định các giá trị định mức của bộ bóngđèn trong sơ đồ mạch điện, thì hầu hết học sinh chưa xác định được cách tư duysuy nghĩ để có hướng giải đúng Vì vậy là một giáo viên chịu trách nhiệm bồidưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 của huyện dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh nhiềunăm, tôi đã trăn trở tìm ra một số giải pháp để giúp các em làm tốt những bài tập vềcông suất các giải pháp đó được thể hiện trong đề tài “Một số kinh nghiệm rènluyện kỹ năng giải bài tập về công suất nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng họcsinh khá- giỏi môn Vật lý 9.”
I.2.Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu đề tài:“Một số kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng giải bài tập về côngsuất nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh khá- giỏi môn Vật lý 9” Vớimong muốn giúp các em học sinh lớp 9 hình thành được cách nghĩ, cách tư duy,cách khai thác và xây dựng được cho mình hướng giải quyết các bài toán điện cóliên quan đến biện luận công thức, tìm công suất tiêu thụ của các dụng cụ điện,Mạch có biến trở bài toán biện luận về độ sáng của đèn, tìm giá trị của điện trở đểcông suất tiêu thụ điện trên biến trở đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, Tìm định mức
Trang 3của bộ bóng đèn Từ đó hình thành phát triển tư duy, suy luận lôgic cho học sinh
để làm các dạng toán tương tự Vì thời gian có hạn nên tôi chỉ xin phép nghiên cứumột số dạng toán cơ bản về công suất Trong thời gian tới tôi sẽ tiếp tục nghiên cứucác dạng toán tiếp theo về công suất để hoàn thiện sáng kiến của mình
I.3 Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài tập trung nghiên cứu các phương pháp giải các bài tập có liên quan đến côngsuất tiêu thụ điện nhằm góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh khá- giỏimôn Vật lí 9
I.4 Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu lí luận: Cụ thể nghiên cứu các vấn đề:
+Tâm lí học sinh
+ Điều kiện học tập của học sinh
+ Phương pháp dạy học môn Vật lí
+ Định hướng đổi mới phương pháp dạy học
-Phương pháp điều tra sư phạm:
+ Trên cơ sở khảo sát thực tế đối tượng học sinh, nghiên cứu tài liệu kết hợp vớikinh nghiệm thực tế giảng dạy của bản thân xây dựng cơ sở lí thuyết, cho học sinh
áp dụng Đúc rút và điều chỉnh đưa ra được các giải pháp thiết thực
Trang 4II NỘI DUNG SÁNG KIẾN.
II.1 Cơ sở lý luận:
Môn Vật lý là môn khoa học tự nhiên có vị trí và vai trò rất quan trọng trongviệc thực hiện mục tiêu đào tạo của giáo dục phổ thông Việc giảng dạy bộ mônVật lý có nhiệm vụ trang bị cho học sinh các kiến thức vật lý phổ thông cơ bản,hiện đại có hệ thống : Các hiện tượng Vật lí, các khái niệm Vật lí, các định luật Vật
lí, các thí nghiệm vật lí cơ bản, các ứng dụng của Vật lí trong kĩ thuật và côngnghiệp Hệ thống kiến thức Vật lí được gắn liền với cuộc sống và góp phầnchuẩn bị tiềm lực cho học sinh tham gia lao động sản xuất
Việc học môn Vật lý góp phần phát triển tư duy khoa học và năng lực sángtạo của học sinh: Giáo viên bồi dưỡng phương pháp học, phương pháp nghiên cứubài, lòng ham thích nghiên cứu khoa học và ý thức tích cực chủ động sáng tạo trongquá trình chiếm lĩnh, xây dựng, vận dụng tri thức Vật lí cho học sinh Rèn cho các
em có khả năng thực hành tự lập, năng động và sáng tạo trong học tập, lao động sảnxuất, thích ứng với sự phát triển của thời đại Học môn Vật lí làm cho học sinh hiểu
rõ về thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động và vận độngtheo quy luật Củng cố lòng tin ở khoa học góp phần hình thành thế giới quanduy vật biện chứng và góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục thẩm mỹ:làm cho học sinh nắm được những nguyên lý cơ bản về các quá trình sản xuất, cũngnhư cách sử sụng các dụng cụ đo lường và các máy móc đơn giản, rèn luyện chohọc sinh phương pháp thực nghiệm khoa học, biết tổ chức công tác thực hành, biết
sử lý các số liệu thực nghiệm, Đảm bảo cho việc dạy học Vật lí gắn với đờisống, với khoa học công nghệ hiện đại Vì vậy môn Vật lý góp phần to lớn trongviệc rèn luyện cho học sinh tư duy lô gíc và tư duy biện chứng, phát triển khả năngnhận thức của con người, khả năng ứng dụng khoa học để đẩy mạnh sản xuất, cảithiện đời sống Góp phần vào công cuộc xây dựng CNH-HĐH đất nước
Môn vật lý là một trong những môn khoa học tự nhiên khó đối với học sinh,đặc biệt là học sinh khối THCS, học sinh vừa phải hiểu hệ thống kiến thức cơ bảnvừa phải có óc liên tưởng, khả năng tư duy hiện tượng vật lý xảy ra trong bài nhưthế nào, phân tích sự vật hiện tượng vật lý khâu này hầu như đối với học sinh còngặp rất nhiều khó khăn vì vậy các em rất sợ học Vật lý, Mặt khác khối lượng kiếnthức trong phân phối chương trình cần truyền tải đến học sinh thì nhiều, Hầu hết làcác tiết lý thuyết, số tiết giành cho luyện tập đã có tăng lên so với chương trình cũnhưng vẫn chưa đủ để học sinh rèn luyện được kĩ năng học tập nói chung và kĩnăng giải bài tập vật lý nói riêng Vì vậy học sinh học tiếp thu hệ thống kiến thứcVật lý còn thụ động và phụ thuộc nhiều giáo viên đặc biệt là giải các bài tập vềcông suất, thì hầu hết tất cả các em đều không làm được Bằng sự sưu tầm nghiêncứu trong quá trình giảng dạy tập huấn đội tuyển học sinh giỏi tôi đã đúc kết tìm rađược một số giải pháp giúp các em có kỹ năng giải các dạng bài tập về công suất
Trang 5Tôi hy vọng và mong rằng sáng kiến kinh nghiệm này sẽ giúp cho các bạnđồng nghiệp và các em học sinh có được phương pháp giải một số dạng toán cơ bản
về công suất nhằm nâng cao chất lượng dạy và học môn vật lí, đặc biệt là nâng caochất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí
II.2.Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu.
Trong nhiều năm tôi được nhà trường phân công bồi dưỡng đội tuyển họcsinh giỏi môn Vật lí lớp 9 và được sự phân công của Phòng giáo dục - đào tạo thamgia tập huấn đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh tôinhận thấy kỹ năng giải bài tập Vật lý của các em còn rất nhiều hạn chế Đặc biệt làtrong các bài tập có liên quan đến tính công suất biện luận công suất nếu cho đoạnmạch điện đơn giản tường minh chỉ áp dụng công thức tính công suất bình thườngđơn giản thay số vào công thức thì các em làm được, nhưng khi liên quan đến bàitoán biện luận công thức để tìm công suất tiêu thụ của một điện trở thông qua côngsuất tiêu thụ của điện trở khác đã biết hay tìm giá trị điện trở để công suất lớn nhấtcông suất nhỏ, tìm định mức của bộ bóng đèn thì hầu như các em không làmđược Từ đó tôi suy nghĩ và tìm ra các giải pháp giúp học sinh có được kỹ năng,cách tư duy, hướng suy nghĩ khi gặp các bài toán liên quan đến công suất
Tôi tiến hành cho học sinh làm bài kiểm tra bài tập về công suất Kết quả kiểmtra như sau:
Dạng 1: Biện luận công thức
Tổng số HS Biết làm Không biết làm hay biến đổi sai
Dạng 2: Tìm định mức của bộ bóng đèn.
Tổng số HS Biết làm Không biết làm hay biến đổi sai
Dạng 3: Mạch có biến trở - Bài toán biện luận.
Tổng số HS Biết làm Không biết làm hay biến đổi sai
Trang 6R
1
1 1
1
2 1
d Định luật về nút: Nút là điểm “buộc” từ ba đầu sợi dây trở lên
Tổng đại số các dòng điện đi vào một nút bằng tổng đại số các dòng điện đi ra khỏinút đó
Trang 7e Để tính hiệu điện thế giữa hai điểm A,B bất kì thì ta tìm đường đi từ A đến B gặpđiện trở nào thì lấy U cho điện trở đó, U lấy dấu “+” khi đi qua điện trở R theochiều dòng điện và U lấy dấu “-” nếu đi ngược chiều dòng điện.
f.Công suất tiêu thụ điện:
- ý nghĩa của số vôn và số oát ghi trên dụng cụ tiêu thụ điện:
+ Số vôn cho biết hiệu điện thế định mức của dụng cụ tiêu thụ điện
+ Số oát cho biết công suất định mức của dụng cụ tiêu thụ điện
+ Khi dụng cụ tiêu thụ điện được dùng ở hiệu điện thế đúng bằng số vôn ghi trên
nó thì dụng cụ tiêu thụ điện đó hoạt động bình thường và công suất tiêu thụ điệncủa dụng cụ lúc này đúng bằng số oát ghi trên nó
- Công thức tính công suất tiêu thụ điện của một đoạn mạch: P = U.I = I2.R =
R
U2
P : công suất điện ( W )
U là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V)
I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch( A)
P
2 Một số kỹ năng giải bài toán về công suất.
Dạng 1: Biện luận công thức.
Loại 1: Cho mạch điện, Biết mối quan hệ giữa các điện trở và biết công suất tiêu
thụ điện của một bóng đèn Tính công suất tiêu thụ của các bóng đèn còn lại
Hướng suy nghĩ để giải quyết vấn đề:
Để tìm được công suất của một bóng đèn khác thông qua công suất của bóng đèn
đã cho ta phải tính được tỉ số giữa công suất của bóng đèn cần tính với công suấtcủa bóng đã cho với lưu ý:
+ Đối với đoạn mạch có hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp ta có
P
từ đó ta sẽ tính được công suất của bóng đèn cần tìm
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ, các bóng đèn có
cùng điện trở R, công suất của đèn Đ4 là 1w
Tìm công suất của các bóng đèn còn lại
Hướng suy nghĩ và cách giải:
Dựa theo sự định hướng trên của giáo viên,
học sinh tìm ra cách làm bài tập này dễ dàng hơn
Hầu như tất cả học sinh đều phát hiện ra được:
A
B -
Trang 8Vì đề bài cho biết công suất của đèn Đ4 mà Đ4 mắc nối tiếp Đ5 và điện trở của haiđèn bằng nhau nên công suất tiêu thụ của đèn Đ4 bằng công suất tiêu thụ của đèn Đ5
( P5 = P4=1W) Để tính công suất tiêu thụ của đèn 3, Xét đoạn mạch CD gồm hainhánh mắc song song Ta có: 3 45 3
R P
P
Nên suy ra P3=2P45=2.2=4W
Hoàn toàn tương tự học sinh tính được công suất của đèn Đ2 và đèn Đ1
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ cho biết các đèn
Đ1(6V-6W), Đ2(12V-6W) Đ3: 1,5W Khi mắc hai
điểmA và B vào một hiệu điện thế U0 thì các đèn
sáng bình thường Hãy xác định:
a, Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ3, Đ4, Đ5
b, Công suất tiêu thụ của cả đoạn mạch, biết 5
4
5 3
6 0,5( ) 12
Trang 9Vì I1>I2 nên cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ3 có chiều từ C đến D.
P
P mà U5= U4 5
4
5 3
I
I (1)Mặt khác tại nút D ta có I.4+I3=I5 I5=0,5+I4 (2)
Bài 3: Một mạch điện gồm 9 bóng đèn giống nhau
hoàn toàn giống nhau được mắc vào một hiệu điện
thế U không đổi Xem rằng điện trở của đèn không
phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở của các dây nối nhỏ
không đáng kể
Tính công suíât tiêu thụ của mạch điện biết rằng
bóng đèn Đ6 tiêu thụ công suất 3W
Hướng suy nghĩ và cách giải :
Theo như cách nghĩ chung để giải quyết loại bài tập này học sinh nghĩ đến:
Để tính công suất tiêu thụ của cả mạch thì phải tính được công suất tiêu thụ củatừng bóng đèn thông qua công suất tiêu thụ của bóng đèn Đ6 Tức là phải tính được
tỉ số công suất của mỗi đèn đối với công suất tiêu thụ của bóng đèn Đ6 Do P= I2.Rhoặc P =
R
U2
Mà các bóng đèn này giống nhau nên điện trở của chúng bằngnhau(=R), nên việc tính tỉ số công suất của mỗi đèn đối với công suất tiêu thụ củabóng đèn Đ6 trở thành tính tỉ số cường độ dòng điện qua mỗi đèn với cường độdòng điện qua đèn Đ6, hoặc tỉ số hiệu điện thế hai đầu mỗi đèn với hiệu điện thế haiđầu đèn Đ6 Vì vậy dựa vào tính chất của đoạn mạch ta phải tính được cường độdòng điện qua mỗi đèn theo cường độ dòng điện qua đèn Đ6 hoặc hiệu điện thế haiđầu mỗi đèn theo hiệu điện thế hai đầu đèn Đ6
A
N
Trang 10Hs thực hiện lời giải:
- Đoạn mạch MN là mạch cầu cân bằng I5=0(A) P5=0(V)
Theo tính chất của mặt cầu cân bằng ta có I9=I8=I7=I6, I3=I4 mà điện trở của các đènbằng nhau nên P9=P8=P7=P6 =3(W), U7=U6 U67=2U6 U4 = U3 =U67=2U6
Hướng suy nghĩ để giải quyết vấn đề:
- Giả sử khi hai đèn mắc nối tiếp vào HĐT 220V Học sinh tính:
+ Điện trở của mỗi đèn theo công thức
P
U R
2
+ Tính CĐDĐ I qua đèn, CĐDĐ định mức của mỗi đèn I1,I2
+ So sánh CĐDĐ định mức của mỗi đèn I1,I2 với CĐDĐ I qua đèn được I2<I<I1
Nên bóng đèn 2 hoạt động trên mức bình thường và có thể bị cháy còn bóng 1 sángyếu hơn bình thường, nên không thể ghép nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điệnthế 220V để chúng sáng bình thường được
Hoặc học sinh có thể lí luận vì R1<R2 mà I1=I2 nên U1<U2 mặt khác U1+U2 =220V nên U2>110V do đó bóng đèn 2 hoạt động trên mức bình thường, nên không thểghép nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 220V để chúng sáng bình thườngđược
b, Có hai bóng đèn khi mắc chúng thành sơ đồ mạch điện thì chỉ có thể mắc chúngsong song với nhau , hoặc mắc nối tiếp với nhau
- Nếu mắc hai bóng đèn nối tiếp với nhau thì phải làm giảm cường độ dòng điệnqua đèn 2 bằng cách mắc một điện trở phụ song song với đèn 2 từ đó học sinh vẽ
sơ đồ và tính được giá trị của điện trở phụ
Đ2
Đ1
Trang 11Nếu mắc hai bóng đèn song song với nhau và mắc vào 2 điểm có HĐT
220V >110V thì không thể mắc bộ 2 hai bóng đèn song song trực tiếp nguồn đóđược vì vậy phải mắc bộ 2 hai bóng đèn song song với một điện trở phụ hoặc mắcmỗi đèn nối tiếp với với một điện trở phụ
Việc tính giá trị mỗi điện trở phụ trong từng sơ đồ trở thành bài toán quen thuộc đốicác em nên học sinh nào cũng làm được
a) Hãy tính hiệu điện thế định mức của đèn Đ3
b) Cho biết R1 = 9Ω, hãy tính R2
c) Tìm giá trị giới hạn của R1 để đảm bảo các đèn sáng bình thường
Bài 2 Có 5 bóng đèn, công suất định mức
bằng nhau mắc theo sơ đồ như hình (H.2)
thì cả 5 đèn đều sáng bình thường Bỏ qua
điện trở các dây nối
a Cho giá trị định mức của đèn Đ2 là
Bài 1: Cho 3 bóng đèn, bóng 1 loại 110V-100W, bóng 2 loại 110V-25W,bóng 3
loại 220V-60W Tìm hiệu điện thế định mức của bộ bóng khi chúng được ghépnhư sau:
Đ 3
Đ 4
Đ 1
Đ 5 A
Trang 12c Bóng 1 ghép song song với bộ hai bóng kia mắc nối tiếp.
d Bóng 1 nối tiếp với bộ song song của bóng 2 và bóng 3
Hướng suy nghĩ và cách giải:
- Trước hết xác định và ghi rõ định mức riêng của từng bóng
3
a Khi ghép song song :
Cơ sở để tìm định mức của bộ bóng ghép song song là
trong mạch song song U1=U2=U3,nên hiệu điện thế định
mức của bộ bóng phải là giá trị nhỏ nhất của 3 định mức
về hiệu điện thế Nên học sinh xác định được hiệu điện thế định mức của bộ làU=110V
b Khi ghép nối tiếp
Cơ sở để tìm định mức của bộ bóng ghép nối
tiếp là I1=I2=I3, nên cường độ dòng điện định
mức của bộ bóng phải là giá trị nhỏ nhất của 3 dòng định mức Do đó hiệu điện thếđịnh mức của bộ bóng chịu được được tính bằng cường độ dòng điện định mức của
bộ bóng nhân với điện trở tương đương
Từ sự định hướng suy nghĩ trên học sinh dễ dàng tìm được:
Cường độ dòng điện định mức của bộ bóng I=I2= 5
22AHiệu điện thế định mức của bộ bóng chịu được là:
U= I.Rtđ=I(R1+R2+R3)= 320 , 8 ( )
3
2420 484
121 22
Vậy hiệu điện thế định mức mà bộ bóng chịu được là 293,3(V)
d Bóng 1 nối tiếp với bộ song song của bóng 2 và bóng 3
Vì bộ song song 2,3 chịu được hiệu điện thế U23=110V nên bộ này chịu được dòngđiện tối đa là
