SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT QUANG HÀ=====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh thông qua phương pháp gi
Trang 1SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT QUANG HÀ
=====***=====
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
Tên sáng kiến: Phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh thông qua
phương pháp giải một số dạng bài tập về “Điện trường- cường độ điện trường” trong chương trình vật lí 11 - THPT
Tác giả sáng kiến: Nguyễn Duy Cừ
Mã SKKN: 32.54
Vĩnh phúc, năm 2019
Trang 2BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
1 lời giới thiệu:
Đối với phương pháp dạy học lấy người thầy làm trung tâm đã dẫn đến kiểu học thụ động thiên về ghi nhớ, ít chịu suy nghĩ từ đó hạn chế đến chất lượng và hiệuquả dạy học không đáp ứng được yêu cầu của xã hội
Để khắc phục tình trạng đó thì cần phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh thông qua quá trình dạy học dưới sự chỉ đạo, tổ chức của người giáo viên, người học phải tích cực, chủ động chính mình chứ không ai có thể làm thay cho mình được
Chương trình đổi mới giáo dục trên phạm vi toàn quốc trong những năm vừaqua đã và đang được cả xã hội quan tâm sâu sắc Một trong những nhiệm vụ cơ bảncủa đội ngũ nhà giáo là không ngừng cải tiến phương pháp giảng dạy nhằm giáodục học sinh lĩnh hội kiến thức một cách chủ động, sáng tạo Chính vì thế, mà ngườigiáo viên trực tiếp giảng dạy phải biết vận dụng các phương pháp hoạt động lên lớpmột cách hợp lý, cụ thể phù hợp với từng đối tượng học sinh nhằm khơi dậy niềmsay mê, sáng tạo và khả năng khám phá của học sinh
Phương pháp giáo dục học sinh cần phải phát triển một cách toàn diện mọi mặt của học sinh và trang bị cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn và từng điều kiện cụ thể Do đó, cùng với việc trang bị cho các em học sinh kiến thức cơ bản trên cơ sở lý thuyết thì nên trang bị cho các em phương pháp
Trang 3nhận thức và vận dụng kiến thức đã học vào từng trường hợp cụ thể nhằm đạt được hiệu quả cao nhất.
Bài tập vật lí là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức vật lí một cách sinh động và khoa học Khi giải bài tập vật lí, học sinh cần nhớ lại lí thuyết đã học không chỉ lí thuyết, kiến thức của một bài hay một chương mà đôi khi cần phải sử dụng cả kiến thức tổng hợp của nhiều chương, nhiều bài, nhiều phần khác nhau
Vì vậy, việc sử dụng hệ thống lý thuyết và bài tập trong mỗi bài học giúp họcsinh nắm vững kiến thức của bài học, có phương pháp và giải được nhiều bài tập từ
cơ bản đến nâng cao Qua đó, giúp học sinh phát huy tính tích cực, chủ động và sựsay mê hứng thú trong học tập, nâng cao đáng kể chất lượng bộ môn
2 Tên sáng kiến: Phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh thông qua phương
pháp giải một số dạng bài tập về điện trường- cường độ điện trường trong chương trình vật lí 11 cơ bản - THPT
3 Tác giả sáng kiến:
- Họ và tên: Nguyễn Duy Cừ
- Địa chỉ: Giáo viên trường THPT Quang Hà – Gia Khánh – Bình Xuyên –Vĩnh Phúc
- Số điện thoại: 0987029567
Email: nguyenduycu.gvquangha@vinhphuc.edu.vn
4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Tác giả sáng kiến Nguyễn Duy Cừ - Giáo viên
trường THPT Quang Hà – Gia Khánh – Bình Xuyên – Vĩnh Phúc
Trang 45 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Vật lí 11 – Trung học phổ thông
6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: Ngày 05 tháng 11 năm 2018
7 Mô tả bản chất của sáng kiến:
- Về nội dung sáng kiến:
7.1 CHƯƠNG I:
THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 7.1.1 Đặt vấn đề:
a Đối với giáo viên
Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực hóa hoạt động học tập, tiếp cậnvới các kĩ thuật dạy học, dần đổi mới phương pháp dạy học áp dụng rộng rãi chonhiều đối tượng học sinh, nhất là các học sinh có học lực yếu
b Đối với học sinh
Các em học sinh THPT nhiều em còn yếu về các môn học tự nhiên, tư duy và
kỹ năng môn học yếu chưa có kỹ năng vận dụng lý thuyết giải bài tập
Kết quả thu được sau khi học sinh học xong phần này còn thấp qua các nămhọc
7.1.2 Giải pháp thực hiện
a Hệ thống kiến thức lý thuyết cơ bản, và phương pháp giải các dạng đó
Với mỗi dạng lựa chọn một bài tập điển hình, kèm theo một hay nhiều cách giảichúng, phân tích ưu điểm, nhược điểm của từng cách từ đó học sinh biết vận dụngcác bài tập tương tự và sẽ chủ động được cách giải
Trang 5b Cung cấp thêm các công thức toán học có liên quan để vận dụng giải toán về
điện trường.
Trang 6- Bài tập vật lí giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức mới.
- Bài tập vật lí giúp rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết vào thực tiễn
- Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của họcsinh
- Giải bài tập vật lí góp phần phát triển tư duy, sáng tạo của học sinh trong bàitập, vẽ hình…
- Giải bài tập vật lí trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được mộtcách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúpcác em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập vànhững vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra
Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹnăng vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày
Để giải được các bài tập vật lí dưới hình thức trắc nghiệm khách quan họcsinh ngoài việc nhớ, tái hiện lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiềuphần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tínhphản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải nhiềucác dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học
Trang 7a Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết.
Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải bài tập vật lí cũng rất đadạng Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài
- Đọc câu hỏi và tóm tắt câu hỏi (dữ kiện, cái phải tìm)
- Mô tả lại tình huống trong câu hỏi, vẽ hình minh họa (nếu cần)
Bước 2: Xác định mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và dữ liệu cần
tìm
- Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và dữ liệu cần tìm, xem và nghiên cứu bảnchất vật lí trong câu hỏi để sử dụng các khái niệm, các công thức có liênquan…
- Phân tích các hiện tượng vật lí diễn ra trong câu hỏi để từ đó xác định dữkiện cần tìm
Bước 3: Rút ra dữ kiện cần tìm
- Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng đã phân tích đểtrả lời câu hỏi
Bước 4: Kiểm tra, đánh giá.
- Kiểm tra đã tính toán và đổi đơn vị đã đúng chưa.
- Có thể giải bài toán bằng nhiều cách để kiểm tra có cùng kết quả đó chưa.
b Bài tập vật lý định lượng:
- Bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu một khái niệm hay một qui tắcvật lí nào đó để học sinh vật dụng kiến thức vừa mới tiếp thu
Trang 8- Bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh vận dụng nhiều kiến thức ở nhiềuphần, nhiều bài nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực …
Đây là loại bài tập vật lí mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt cácphép tính
Vì vậy yêu cầu học sinh phải hiểu bài một cách sâu sắc để vận dụng kiến thức
ở mức độ cao
Trang 9Điện trường tĩnh là điện trường do các điện tích đứng yên gây ra.
7.3.3 Cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm Q:
- Có điểm đặt: Tại điểm ta xét
- Có phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích với điểm ta xét
- Có chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0, hướng về Q nếu Q < 0
- Có độ lớn: E k Q2
r
Đơn vị cường độ điện trường là V/m
7.3.4 Lực tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường:
- Lực tác dụng của điện trường lên điện tích q:
Trang 107.3.4 Cường độ điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra:
Nguyên lý chồng chất điện trường: E E E En
- Tính chất của đường sức:
+) Tại mỗi điểm trong điện trường ta có thể vẽ được một đường sức điện và chỉmột mà thôi Các đường sức điện không cắt nhau
+) Các đường sức điện trường tĩnh là các đường không khép kín
+) Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở đó sẽ được vẽmau hơn (dày hơn), nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện ở
đó sẽ được vẽ thưa hơn
- Một điện trường mà cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi làđiện trường đều
Điện trường đều có các đường sức điện song song và cách đều nhau
Trang 117.4 CHƯƠNG IV:
PHÂN LOẠI MỘT SỐ DẠNG VỀ ĐIỆN TRƯỜNG 7.4.1 DẠNG 1: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA.
a Phương pháp:
- Nắm rõ các yếu tố của Véctơ cường độ điện trường do một điện tích điểm q gây ratại một điểm cách điện tích khoảng r:
+) Điểm đặt: tại điểm ta xét
+) Phương: là đường thẳng nối điểm ta xét với điện tích
Ví dụ 1: Một điện tích điểm q1 = 8.10-8C đặt tại điểm O Trong chân không
a Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách O một đoạn 30cm
b Nếu đặt điện tích q2 = - q1 tại M thì nó chịu lực tác dụng như thế nào?
Trang 12F q E 0,64.10 N
Vì q2 <0 nên F ngược chiều với E
Ví dụ 2: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do
một điện tích điểm q > 0 gây ra Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/
m, tại B là 9V/m
a Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB
b Nếu đặt tại M một điện tích điểm q0 = -10-2C thì độ lớn lực điện tác dụnglên q0 là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực
Trang 13Cường độ điện trường do q gây ra tại M là trung điểm của AB: EM k q 2
M A
Trang 14+) Khi E1 và E2 cùng phương, ngược chiều: EE1 E2
Ví dụ 1: Tại 2 điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 =
q2 = 16.10-8 C Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm Cbiết AC = BC = 8 cm Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6 Cđặt tại C
Hướng dẫn giải:
Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường đô điện trường E1và E2cóphương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
Trang 15Cường độ điện trường tổng hợp tại C do các điện tích q1 và q2 gây ra là:
E ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn:
E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos
Ví dụ 2: Tại hai điểm A và B cách nhau 10cm trong không khí có đặt hai điện tích
q1 = - q2 = 6.10-6C Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tạiđiểm C biết AC = BC = 12cm Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt tại C
Trang 16F = |q3|E = 0,094 N.
Ví dụ 3: Tại 2 điểm A, B cách nhau 20cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 =4.10-6 C, q2 = -6,4.10-6 C Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ratại điểm C biết AC = 12cm; BC = 16cm Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 =-5.10-8C đặt tại C
Trang 17a Xác định vectơ cường độ điện trường tại M
b Xác định x để cường độ điện trường tại M cực đại, tính giá trị đó
Trường hợp chỉ có hai điện tích gây điện trường:
a.1 Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:
- Trường hợp 2 điện tích cùng dấu (q1,q2 > 0); q1đặt tại A, q2 đặt tại B
Trang 18Gọi M là điểm có cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:E M = E 1+ E 2= 0
M nằm trên đường thẳng nối 2 điểm A và B, M đoạn AB (MA= r1, MB = r2 )
r1+ r2 = AB (1) và E1 = E2 2
1
2 2
Ví dụ 1: Bốn điểm A, B, C, D trong không khí tạo thành hình chưc nhật ABCD
cạnh AD = a = 3cm, AB = b = 4cm Các điện tích q1, q2, q3 được đặt lần lượt tại A,
Trang 19Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại D: E D E1 E3 E2 E13E2
Vì q2 < 0 nên q1, q3 phải là điện tích dương
Trang 20a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1và E2có phương chiều như hình vẽ.
' 2
E phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn
Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoàiđoạn thẳng AB và gần q2 hơn
Với E’1 = E’2 thì 9.109
|
|
AB AM
AM
AM
= 2 AM = 2AB = 30 cm
Vậy M nằm cách A 30 cm và cách B 15 cm; ngoài ra còn có các điểm ở cách rất
xa điểm đặt các điện tích q1 và q2 cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đócường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xỉ bằng 0
Trang 21Gọi và là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại trung điểm A, B.
- Điểm đặt : tại I
- Phương, chiều : như hình vẽ
- Độ lớn lần lượt là : E = k : E = k
- Gọi là vecto cường độ điện trường tổng hợp tại I : = +
vì và cùng phương cùng chiều nên: E = E1 + E2 = 6,75.106 V/m
b) Gọi C là điểm có cường độ điện trường tổng hợp bằng 0, và là vecto cường độ
điện trường do q1 và q2 gây ra tại C
Có : = + = => = - => (1)
E =E (2) (1) => C nằm trên AB
Do q1 > |q2| nên C nằm gần q2
Đặt CB = x => AC = 40 - x , (2) ta có : k = k => = => x = 96,6cm
7.4.4 Dạng 4 : CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
Ví dụ 1: Một quả cầu nhỏ khối lượng m=0,1g mang điện tích q = 10-8C được treo
bằng sợi dây không giãn và đặt vào điện trường đều E
E
/ 2
Trang 22Bài 1: Một điện tích đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 (V/m) Lực tác dụng
lên điện tích đó bằng 2.10-4 (N) Tính độ lớn của điện tích đó
ĐS: q = 8 (C)
Bài 2: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q = 5.10-9 (C), Tính cường độđiện trường tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng 10 (cm)
ĐS: E = 4500 (V/m).
Bài 3: Ba điện tích q giống hệt nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác
đều có cạnh a Tính độ lớn cường độ điện trường tại tâm của tam giác đó
ĐS: E = 0.
Trang 23Bài 4: Hai điện tích q1 = 5.10-9 (C), q2 = - 5.10-9 (C) đặt tại hai điểm cách nhau 10(cm) trong chân không Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đườngthẳng đi qua hai điện tích và cách đều hai điện tích đó.
ĐS: E = 36000 (V/m).
Bài 5: Hai điện tích q1 = q2 = 5.10-16 (C), đặt tại hai đỉnh B và C của một tam giácđều ABC cạnh bằng 8 (cm) trong không khí Tính cường độ điện trường tại đỉnh A
của tam giác ABC ĐS: E = 1,2178.10-3 (V/m)
Bài 6: Hai điện tích q1 = 5.10-9 (C), q2 = - 5.10-9 (C) đặt tại hai điểm cách nhau 10(cm) trong chân không Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đườngthẳng đi qua hai điện tích và cách q1 5 (cm), cách q2 15 (cm)
ĐS: E = 16000 (V/m).
Bài 7: Hai điện tích q1 = 5.10-16 (C), q2 = - 5.10-16 (C), đặt tại hai đỉnh B và C củamột tam giác đều ABC cạnh bằng 8 (cm) trong không khí Xác định cường độ điệntrường tại đỉnh A của tam giác ABC
ĐS: E = 0,7031.10-3 (V/m)
7.6 MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
Câu 1 Điện trường là
A môi trường không khí quanh điện tích
B môi trường chứa các điện tích
C môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên cácđiện tích khác đặt trong nó
D môi trường dẫn điện
Câu 2 Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho
Trang 24A thể tích vùng có điện trường là lớn hay nhỏ.
B điện trường tại điểm đó về phương diện dự trữ năng lượng
C tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó
D tốc độ dịch chuyển điện tích tại điểm đó
Câu 3 Tại một điểm xác định trong điện trường tĩnh, nếu độ lớn của điện tích thử
tăng 2 lần thì độ lớn cường độ điện trường
A tăng 2 lần B giảm 2 lần C không đổi D giảm 4 lần
Câu 4 Véc tơ cường độ điện trường tại mỗi điểm có chiều
A cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương tại điểm đó
B cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử tại điểm đó
C phụ thuộc độ lớn điện tích thử
D phụ thuộc nhiệt độ của môi trường
Câu 5 Trong các đơn vị sau, đơn vị của cường độ điện trường là:
Câu 6 Cho một điện tích điểm –Q; điện trường tại một điểm mà nó gây ra có chiều
A hướng về phía nó B hướng ra xa nó
C phụ thuộc độ lớn của nó D phụ thuộc vào điện môi xung quanh
Câu 7 Nếu tại một điểm có 2 điện trường thành phần gây bởi 2 điện tích điểm Hai
cường độ điện trường thành phần cùng phương khi điểm đang xét nằm trên
A đường nối hai điện tích