- Suy luận được rằng các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một loại vật liệu thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây (trên cơ sở vận dụng hiểu biết về điện[r]
Trang 1Ngày soạn: 15/9/2017 - Ngày dạy: 21/9/2017 Tiết KHDH: 8 - Tuần: 4
§8 SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN DÂY DẪN
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Suy luận được rằng các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một loại vật liệu thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây (trên cơ sở vận dụng hiểu biết về điện trở tương đương của đoạn mạch song song)
- Bố trí và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra mối quan hệ giữa điện trở và tiết diện của dây dẫn
- Nêu được điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
- Trên cơ sở vận dụng hiểu biết về điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song, HS suy luận được các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm cùng một loại vật liệu thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
- Nêu được kết luận: điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
- Trên cơ sở toán học về tỉ lệ, HS vận dụng các tính chất của tỉ lệ để giải quyết bài tập đơn giản
2.Kĩ năng:
- Suy luận và tiến hành được TN kiểm tra sự phụ thuộc của điện trở theo tiết diện dây dẫn
- Vận dụng được tính chất của tỉ lệ thức để giải một số bài tập đơn giản
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình thí nghiệm.
4 Xác định nội dung trọng tâm của bài: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện
dây dẫn
5 Định hướng phát triển năng lực:
- Năng lực chung: Biết áp dụng toán học làm nền tảng chung cho môn học nhằm giải quyết
một số bài toán đơn giản Vận dụng được kiến thức vào thực tiễn cuộc sống và lao động
- Năng lực chuyên biệt:
Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề: Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra.Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được- Giải được bài tập sáng tạo Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn
đề một cách tối ưu- Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng vật lí- Sử dụng toán học
để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới
Nhóm
Mô tả mức độ thực hiện trong bài giảng Nhóm
NLTP
liên
quan
đến sử
dụng
K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lý vật lý cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lý
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lý
- Các dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc vào chiều dài dây như thế nào?
Trang 2thức vật
lý
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán,
tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá
giải pháp …) kiến thức vật lý vào
các tình huống thực tiễn
Các dây dẫn có thể làm từ cùng một vật liệu, chẳng hạn bằng đồng, nhưng với tiết diện khác nhau Có dây tiết diện nhỏ, có dây tiết diện lớn Nếu các dây này có cùng chiều dài thì điện trở của chúng phụ thuộc vào tiết diện như thế nào ?
Nhóm
NLTP về
phương
pháp
(tập
trung
vào năng
lực thực
nghiệm
và năng
lực mô
hình
hóa)
P5: Lựa chọn và sử dụng các công
cụ toán học phù hợp trong học tập
vật lý
Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn:
P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng
của hiện tượng vật lý Có các dây dẫn làm từ cùng một vật liệu (đồng), cùng chiều dài l và cùng tiết diện S nên có điện trở
R như nhau P7: Đề xuất được giả thuyết; suy
ra các hệ quả có thể kiểm tra được Điện trở tương đương của hình a là R Tính điện trở tương đương của hình b và hình c
P8: Xác định mục đích, đề xuất
phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý
kết quả thí nghiệm và rút ra nhận
xét
-Nếu dây dẫn có tiết diện 2S và 3S có điện trở tương ứng là R2 và R3 như đã tính ở trên Dự đoán khi tiết diện của dây dẫn thay đổi thì điện trở của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào?
Nêu phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra xác định sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn.Nêu cách tiến hành thí nghiệm
P9: Biện luận tính đúng đắn của
kết quả thí nghiệm và tính đúng
đắn của các kết luận được khái
quát hóa từ kết quả thí nghiệm
này
S2=2 S1
S2
S1=
d2 2
d21=R1
R2
R1
R2=
12
S2
S1=
R1
R2
Nhóm
NLTP
trao đổi
thông tin
X1: Trao đổi kiến thức và ứng
dụng vật lý bằng ngôn ngữ vật lý
và các cách diễn tả đặc thù của vật
lý
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn
X2: Phân biệt được những mô tả
các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn
ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lý
(chuyên ngành)
Nếu tăng chiều dài dây dẫn lên N lần thì phải tăng hay giảm tiết diện bao nhiêu lần để điện trở giữ không đổi?
X3: Lựa chọn, đánh giá được các
nguồn thông tin khác nhau
-So sánh những nhận xét từ kết quả thí nghiệm của nhóm mình với nhóm khác và kết luận nêu ở SGK
X5: Ghi lại được các kết quả từ
các hoạt động học tập vật lý của
mình (nghe giảng, tìm kiếm thông
tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…)
-HS ghi nhận lại được các kết quả từ hoạt động học tập vật lý của mình
Trang 3X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lý
-Thảo luận nhóm về kết quả thí nghiệm, rút ra nhận xét của nhóm
X8: Tham gia hoạt động nhóm
II CHUẨN BỊ.
1 Giáo viên; 2 đoạn dây côngstan cùng số vòng, có tiết diện S1 , S2 khác nhau , nguồn điện, công tắc, ampe kế, vôn kế, dây nối, 1 ampe kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất thích hợp
Đường dây tải điện 500kV nước ta bao gồm 4 dây mắc song song Mỗi dây có tiết diện 373mm2, như vậy mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373x4 = 1492mm2 Điều này làm giảm điện trở của đường dây tải điện
2 Học sinh: Đọc và soạn bài, kẻ sẵn bảng 1 sgk, xem lại tính chất tỉ lệ thức, công thức
tính diện tích hình tròn
III PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
Máy chiếu, bộ thí nghiệm xác định R phụ thuộc S
IV TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH.
Hoạt động 1 -10’ KIỂM TRA
1 Kiến thức: - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Các dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc vào chiều dài dây như thế nào?
2.Kĩ năng: - Suy luận và biết tái hiện kiến thức để vận dụng vào bài mới.
3.Thái độ: - Rèn luyện khả năng tái hiện kiến thức.
4 Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
5 Chuẩn bị Câu hỏi:
6 Phương tiện Slide 1
: - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
- Các dây dẫn có cùng tiết diện và
làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc
vào chiều dài dây như thế nào?
* Nhận xét câu trả lời và lời giải
của hai HS trên
- Điện trở của dây
dẫn phụ thuộc vào chiều dài, tiết diện và
vật liệu làm dây dẫn
- Dây càng dài điện trở càng lớn
K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
- Tại sao trong chế tạo dây dẫn người ta lại sản xuất những dây dẫn có tiết diện mặt cắt ngang khác nhau? Làm vậy mang lại hiệu quả gì trong sử dụng?
Hoạt động 2: Nêu dự đoán về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện 10’
1 Kiến thức: Dự đoán về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện của chúng.
2.Kĩ năng: - Biết vận dụng kiến thức logic của bài 5 và 7 để suy luận và dự đoán kiến thức
mới
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong xây dựng kiến thức mới.
4 Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây
dẫn
Trang 45 Chuẩn bị Các câu hỏi SGK, phiếu học tập.
6 Phương tiện Các Slide tiếp theo.
* Đề nghị HS nhớ lại kiến thức đã
có ở bài 7:
- Điện trở của dây dẫn phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
- Tương tự như đã làm ở bài 7, để
xét sự phụ thuộc của điện trở dây
dẫn vào tiết diện thì cần phải sử
dụng các dây dẫn loại nào?
* Đề nghị HS tìm hiểu các mạch
điện trong hình 8.1 SGK và thực
hiện C1
* Giới thiệu các điện trở R1, R2 và
R3 trong các mạch điện hình 8.2
SGK và đề nghị HS thực hiện C2
* Đề nghị từng nhóm HS nêu dự
đoán theo yêu cầu của C2 và ghi
lên bảng các dự đoán đó
a Các nhóm HS thảo luận xem cần phải sử dụng các dây dẫn loại nào để tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện của chúng
b Các nhóm HS thảo luận để nêu ra dự đoán
về sự phụ thuộc của dây dẫn vào tiết diện của chúng
- Tìm hiểu xem các điện trở hình 8.1 SGK
có đặc điểm gì và được mắc với nhau như thế
nào Sau đó thực hiện yêu cầu của C1
- Thực hiện yêu cầu của C2
I Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn.
Hình 8.1 b,c C1: 2 2
R
R
; 3 3
R
R
C2:
Tiết diện tăng gấp 2 lần thì điện trở của dây giảm 2 lần
2
2
R
R
Tiết diện tăng gấp 3 thì điện trở của dây giảm 3 lần
3 3
R
R
Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng 1 loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí
P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được
X5: ghi chép lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… )
Trong thực nghiệm thì điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng 1 loại vật liệu thì có tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán đã nêu theo yêu cầu của C1,C2.
1 Kiến thức: Rút ra được điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
S R
2.Kĩ năng: Biết lắp ráp TN để rút ra kiến thức mới, QS TN ảo để khẳng định tính chất tỉ lệ
nghịch là đúng đắn
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình thí nghiệm.
Trang 54 Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây
dẫn
5 Chuẩn bị Đồ dùng TN2 đoạn dây côngstan cùng số vòng, có tiết diện S1 , S2 khác nhau , nguồn điện, công tắc, ampe kế, vôn kế, dây nối, 1 ampe kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất thích hợp
6 Phương tiện: Bộ TN và các Slide liên quan.
* Theo dõi, kiểm tra và giúp đỡ
các em tiến hành thí nghiệm, kiểm
tra việc mắc mạch điện, đọc và ghi
kết quả đo vào bảng 1 SGK trong
từng lần thí nghiệm
* Sau khi tất cả hoặc đa số các
nhóm HS hoàn thành bảng 1 SGK,
yêu cầu mỗi nhóm đối chiếu kết
quả thu được với dự đoán mà mỗi
nhóm đã nêu
Đề nghị một vài HS nêu kết luận
về phụ thuộc của điện trở dây dẫn
vào chiều dài dây
a Từng nhóm HS mắc mạch điện có sơ đồ như hình 8.3 SGK, tiến hành thí nghiệm và ghi các giá trị đo được vào bảng 1 SGK
b Làm tương tự với dây dẫn có tiết diện S2
c Tính tỉ số 12
2 2 1
2
d
d S
S
và so sánh với tỉ số 2
1
R R
từ kết quả của bảng 1 SGK Đối chiếu với dự đoán của nhóm đã nêu và rút ra kết luận
II Thí nghiệm kiểm tra: 1.thí nghiệm:
2 Nhận xét: SGK 3.kết luận: SGK:
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
S R
P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút
ra nhận xét
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
X5: ghi chép lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… )
X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí
X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
Hoạt động 4: Củng số và vận dụng.
1 Kiến thức: Vận dụng kiến thức vừa học để hoàn thành câu hỏi về điện trở, chiều dại và
tiết diện dây dẫn
2.Kĩ năng: Biết vận dụng kiến thức đã học.
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình làm bài tập.
4 Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây
dẫn
5 Chuẩn bị Đường dây tải điện 500kV nước ta bao gồm 4 dây mắc song song Mỗi dây có
tiết diện 373mm2, như vậy mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373x4 = 1492mm2 Điều này làm giảm điện trở của đường dây tải điện
6 Phương tiện: Các Slide liên quan.
* Có thể gợi ý cho HS trả lời C3
III Vận dụng:
C3:S1= 2mm2 S2= 6mm2
Trang 6như sau:
- Tiết diện của dây thứ hai gấp
mấy lần dây thứ nhất?
- Vận dụng kết luận trên đây, so
sánh điện trở của hai dây
* Có thể gợi ý cho HS trả lời C4
tương tự như trên
* Nếu còn thời gian, đề nghị HS
đọc phần Có thể em chưa biết
* Đề nghị một số HS phát biểu
điều cần ghi nhớ của bài học này
* Lưu ý HS những điều cần thiết
khi học bài này ở nhà Giao bài tập
C5 và C6 để HS làm ở nhà
a Từng HS trả lời C3
b Từng HS làm C4
c Từng HS tự đọc phần
Có thể em chưa biết
d Ghi nhớ phần đóng khung ở cuối bài
Ghi vào vở những điều
GV dặn dò và các bài tập sẽ làm ở nhà
S R =
6 3 R13R2
C4:
S R
1 1 2
2
S R R
S
2
0,5.5,5
1,1 2,5
C5: Điện trở dây constantan dài 50m, tiết diện 0,1mm2 '
250
Điện trở dây constantan dài 50m, tiết diện 0,5mm2
'
50
C6:
Điện trở dây sắt dài 50m tiết diện 0,2mm2
'
30
Tiết diện dây sắt dài 50m và có điện trở 45
2
2
30.0, 2
0,13 45
S
mm
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn X1: Sử dụng được các thuật ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù để trao đổi kiến thức vật lí
X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành)
X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau
CÂU HỎI/ BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HS
Nội
dung
Nhận biết
MĐ1
Thông hiểu
Để xác định sự
phụ thuộc của điện
trở vào tiết diện
dây dẫn, bốn học
sinh có nhận xét
như sau, hỏi nhận
xét nào đúng?
A Tiết diện dây
dẫn càng lớn thì
điện trở càng lớn
B Tiết diện dây
dẫn càng lớn thì
Hai dây dẫn có cùng chiều dài làm bằng cùng một chất, dây thứ nhất có tiết diện
S1 = 0,3mm2, dây thứ hai có tiết diện S2 = 1,5mm2 Tìm điện trở dây thứ hai, biết điện trở dây thứ nhất là R1
= 45 Chọn kết quả đúng trong các kết quả
Hai dây dẫn bằng nhôm có chiều dài, tiết diện và điện trở tương ứng làl1, S1, R1
và l2, S2, R2 Biết l1 = 4l2 và S1 = 2S2 thì
A R1 = 8R2
B R1 =
2
R
2
C R1 = 2 R2
Một dây đồng dài 0,5 km, tiết diện 0,34cm2 thì có điện trở 0,2 Dây đồng thứ hai dài 250m, tiết diện 1,7mm2 thì
có điện trở là
1
R = Ω
2
B R = 4Ω 2
Trang 7điện trở càng bé.
C Tiết diện dây
dẫn là đại lượng tỉ
lệ thuận với điện
trở của dây
D Tiết diện dây
dẫn không có ảnh
hưởng gì đến điện
trở của dây
Đáp án: B
A R2 = 50
B R2 = 40
C R2 = 9
D R2 = 225
Đáp án: C
D R1 =
2
R
8 Đáp án: C
C R = 2Ω 2
1
R = Ω
Hướng dẫn học ở nhà:
-Hướng dẫn câu C5:So sánh theo hai bước: bước 1 chọn dây dẫn trung gian cùng chất, cùng tiết diện, có chiều dài bằng một nửa Bước hai so sánh hai dây có chiều dài bằng nhau, cùng chất nhưng có tiết diện lớn hơn 5 lần
-Câu C6*: tương tự câu trên
-Hướng dẫn bài 8.3: vì S2= S1
10 nên R2 = 10R1 = 85
Rút kinh nghiệm bài dạy:………