SKKN vật lí 9

Một số kĩ thuật phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập vật lý chương I: Điện học Điện học, là một trong những chương quan trọng của chương trình vật lý lớp 9 nhằm giúp học sinh nắm được kiến thức về: Định luật ôm; Cách xác định điện trở của dây dẫn; Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây dẫn; Biến trở điện trở dùng trong kỹ thuật; Xác định được công suất của dòng điện, công của dòng điện, định luật Junlenxơ; Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện năng; Kỹ năng thực hành thí nghiệm để rút ra kiến thức mới, vận dụng các định luật để giải bài tập

TÓM TẮT SÁNG KIẾN

Thực tế dạy học vật lý, bài tập vật lý là một vấn đề được đặt ra đòi hỏiphải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa

trên cơ sở các định luật, các phương pháp vật lý Sự tư duy một cách tích cực

luôn là việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập

Quá trình dạy học môn vật lý, bản thân tôi nhận thấy rằng môn vật lý

ở trường phổ thông thì bài tập vật lý đóng một vai trò hết sức quan trọng,hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học, là một côngviệc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trongviệc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người giáo viên và

cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng Bài tập vật lý sẽ giúp họcsinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý Thông quacác bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạtnhững kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khácnhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện và trở thành vốnriêng của học sinh Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể dobài tập đề ra học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích,tổng hợp khái quát hoá để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết giúpphát triển tư duy và sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy nghĩ, suyluận Nên bài tập vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh

Chương I: Điện học, là một trong những chương quan trọng của chươngtrình vật lý lớp 9 nhằm giúp học sinh nắm được kiến thức về: Định luật ôm;Cách xác định điện trở của dây dẫn; Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài,tiết diện và vật liệu làm dây dẫn; Biến trở- điện trở dùng trong kỹ thuật; Xácđịnh được công suất của dòng điện, công của dòng điện, định luật Junlenxơ; Sửdụng an toàn và tiết kiệm điện năng; Kỹ năng thực hành thí nghiệm để rút rakiến thức mới, vận dụng các định luật để giải bài tập

Tuy nhiên qua nhiều năm công tác, giảng dạy bộ môn Vật lí 9 tôi thấy

có một thực tế là Chương I Điện học- Vật lí 9 số tiết theo PPCT của Bộ Giáodục dành nhiều thời lượng cho dạy lí thuyết, thời lượng dạy bài tập rất hạn chế

Do đó trong các tiết dạy bài tập nếu giáo viên không chủ động tìm ra phươngpháp giảng dạy phù hợp dẫn đến học sinh làm bài tập không tốt, thậm chí cóhọc sinh không biết làm các bài tập cơ bản cho đến bài tập có tính chất suyluận, tổng hợp Đứng trước thực tế đó, kết hợp một số kinh nghiệm của bảnthân trong quá trình giảng dạy, làm công tác quản lí chuyên môn và bài học rút

ra từ đồng nghiệp tôi đã suy nghĩ để giúp học sinh nắm vững các kiến thứcchương này và vận dụng các kiến thức đã học để làm tốt các dạng bài tập vật lý

chương I, tôi đã chọn đề tài : “ Một số kĩ thuật phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập vật lý chương I: Điện học ” để nghiên cứu.

Phần 2 MÔ TẢ SÁNG KIẾN

1 Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến:

Thực tế dạy học vật lý, bài tập vật lý là một vấn đề được đặt ra đòi hỏiphải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựatrên cơ sở các định luật, các phương pháp vật lý Mỗi vấn đề xuất hiện donghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng là một bài tập đối với học sinh Sự tư duymột cách tích cực luôn là việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập

Quá trình dạy học môn vật lý, bản thân tôi nhận thấy rằng các bài tập vật

lý có tầm quan trọng đặc biệt Để thực hiện phương pháp đổi mới có hiệu quảthì việc hướng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phương pháp và làm tốtcác bài tập trong chương trình sách giáo khoa đã góp phần không nhỏ trongviệc thực hiện thành công công tác dạy học theo phương pháp đổi mới

Chương I: Điện học, là một trong những chương quan trọng của chươngtrình vật lý lớp 9 nhằm giúp học sinh nắm được kiến thức về: Định luật ôm;Cách xác định điện trở của dây dẫn; Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài,tiết diện và vật liệu làm dây dẫn; Biến trở- điện trở dùng trong kỹ thuật; Xácđịnh được công suất của dòng điện, công của dòng điện, định luật Junlenxơ; Sửdụng an toàn và tiết kiệm điện năng; Kỹ năng thực hành thí nghiệm để rút rakiến thức mới, vận dụng các định luật để giải bài tập Do đó để giúp học sinhnắm vững các kiến thức chương này và vận dụng các kiến thức đã học để làm

tốt các dạng bài tập vật lý chương I, tôi đã chọn đề tài : “ Một số kĩ thuật phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập vật lý chương I: Điện học ” để

nghiên cứu

2 Nhiệm vụ của đề tài :

Đề tài nêu và giải quyết một số vấn đề sau :

2.1 Cơ sở lý luận liên quan đến đề tài :

2.2 Cơ sở thực tế và thực trạng của việc giảng dạy và hướng dẫn học sinh giảibài tập vật lý ở trường THCS

2.3 Một số kĩ thuật phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập vật lýchương I: Điện học

2.4 Kết quả đạt được

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu :

3.1 Đối tượng nghiên cứu :

Một số kĩ thuật phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập vật lýchương I: Điện học

3.2 Phạm vi nghiên cứu :

Học sinh lớp 9- trường THCS

4 Giả thuyết khoa học:

Để thực hiện tốt dạy - học theo phương pháp đổi mới đạt hiệu quả caotrong môn Vật lí 9 đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm tòi để đề ra cácphương pháp giảng dạy có hiệu quả nhằm hướng dẫn học sinh biết phân loại,nắm vững phương pháp và làm tốt các dạng bài tập trong chương trình sáchgiáo khoa

5 Phương pháp nghiên cứu :

Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau :

- Phương pháp điều tra giáo dục

- Phương pháp quan sát sư phạm

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh, phân tích

- Phương pháp mô tả

- Phương pháp vật lý

6 Thời gian nghiên cứu :

Đề tài thực hiện từ tháng 9 năm 2011 đến tháng 11 năm 2014

Phần 3 NỘI DUNG

1 Cơ sở lý luận của vấn đề.

Phương pháp dạy học là quá trình sư phạm nhằm đào tạo thế hệ trẻ có trithức khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, thói quen và kỹ năng thựchành, vận dụng kiến thức vào thực tế

Phương pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với các nhân tố kháccủa quá trình dạy học Những phương pháp dạy học phải thống nhất biện chứnggiữa việc giảng dạy của giáo viên với việc học tập của học sinh Đồng thời gópphần có hiệu quả vào việc thực hiện tốt các khâu của quá trình dạy học Xácđịnh kế hoạch giáo dục, giáo dưỡng, phát triển bộ môn một cách nhịp nhàng, cụthể hoá nhiệm vụ dạy học trên cơ sở đặc điểm của học sinh, điều chỉnh kếhoạch dạy học cho sát với diễn biến thực tế, tổ chức và hướng dẫn học sinh họctập ở trên lớp cũng như ở nhà phù hợp với dự định sư phạm

Môn vật lý ở trường phổ thông thì bài tập vật lý đóng một vai trò hết sứcquan trọng, hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học, làmột công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lýtrong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người giáoviên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng Bài tập vật lý sẽgiúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý.Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vậndụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tìnhhuống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện

và trở thành vốn riêng của học sinh Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tìnhhuống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy như sosánh, phân tích, tổng hợp khái quát hoá để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúpgiải quyết giúp phát triển tư duy và sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lậptrong suy nghĩ, suy luận Nên bài tập vật lý gây hứng thú học tập cho họcsinh

2 Cơ sở thực tế và thực trạng của vấn đề.

2.1 Cơ sở thực tế

- Trường THCS nơi tôi công tác có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảngdạy tương đối tốt, có phòng họ bộ môn cạnh đó là kho đồ dùng đúng qui cách,

có đầy đủ đồ dùng cho các khối lớp

- Học sinh nhà trường đa phần các em ngoan chịu khó trong học tập, các

em có đầy đủ sách giáo khoa, sách bài tập

- Đội ngũ giảng dạy môn vật lý ở trường có 2 giáo viên/9 lớp

2.2 Thực trạng của việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý tại nhà trường

Chương I: Điện học- Vật lý lớp 9 yêu cầu đối với học sinh về kiến thứclà: Nắm vững định luật ôm, điện trở của một dây dẫn hoàn toàn xác định vàđược tính bằng thương số giữa hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và cường

độ dòng điện chạy qua nó Đặc điểm của cường độ dòng điện và hiệu điện thếđối với đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song, mối quan hệgiữa điện trở của dây dẫn với chiều dài tiết diện và vật liệu làm dây dẫn Biếntrở và điện trở trong kỹ thuật- ý nghĩa của các con số ghi trên các thiết bị tiêuthụ điện Viết công thức tính công suất điện và điện năng tiêu thụ điện của mộtđoạn mạch, xây dựng công thức Q = I2Rt - phát biểu định luật Junlenơ

Về kỹ năng học sinh biết tiến hành các thí nghiệm kiểm tra hay thínghiệm nghiên cứu để rút ra kiến thức, vận dụng được các công thức để giải bàitập Giải thích được một số hiện tượng về đoản mạch và một số hiện tượng cóliên quan đến định luật Junlenxơ

Trong quá trình giảng dạy môn vật lý giáo viên thường sử dụng phươngpháp chia nhóm để học sinh thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi và giáoviên thường kết luận đúng, sai và không hướng dẫn gì thêm, việc giảng dạy vật

lý nhất là bài tập vật lý như thế sẽ không đạt được kết quả cao, vì trong lớp cócác đối tượng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, kém nên khả năng tư duy củacác em rất khác nhau, đối với học sinh yếu, kém hay trung bình không thể tưduy kịp và nhanh như học sinh khá, giỏi nên khi thảo luận các em chưa thể kịphiểu ra vấn đề và nhất là khi thảo luận nhóm, giáo viên lại hạn chế thời gian

hoặc thi xem nhóm nào đưa ra kết quả nhanh nhất thì thường các kết quả này là

tư duy của các học sinh khá, giỏi trong nhóm Vì thế nếu giáo viên không chútrọng đến việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lý thì học sinh

sẽ đoán mò không nắm vững được kiến thức trong chương

Trình độ học tập của học sinh qua khảo sát sau khi học sinh đã học xongchương I Điện học, năm học 2012- 2013, ở hai lớp 9A, 9B như sau:

3.1 Loại 1 Bài tập định tính, bài tập câu hỏi:

Đó là những bài tập vật lý mà khi giải học sinh không cần tính toán haychỉ làm những phép toán đơn giản có thể nhẩm được

Bài tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt vì nhiều bài tập tính toán cóthể giải được phải thông qua những bài tập định tính Vì vậy việc luyện tập,đào sâu kiến thức và mở rộng kiến thức của học sinh về một vấn đề nào đó cầnđược bắt đầu từ bài tập định tính Đây là loại bài tập có khả năng trau dồi kiếnthức và tạo hứng thú học tập của học sinh

Muốn giải quyết được bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải phân tíchđược bản chất của các hiện tượng vật lý Với các bài tập định tính ta có thể chia

ra là hai dạng: Dạng bài tập định tính đơn giản và dạng bài tập định tính phứctạp

3.1.1 Dạng 1 Bài tập định tính đơn giản:

Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng một hai kháiniệm hay định luật đã học là có thể giải quyết được dạng bài tập này nên dùng

để củng cố, khắc sâu khái niện hay định luật như các bài tập sau :

Bài tập 1: Định luật Jun-lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành :

A Cơ năng B Năng lượng ánh sáng

C Hoá năng D Nhiệt năng

Bài tập 2: Có ba dây dẫn có chiều dài như nhau, tiết diện như nhau, ở cùng

điều kiện Dây thứ nhất bằng bạc có điện trở R1, dây thứ hai bằng đồng có điệntrở R2, dây thứ ba bằng nhôm có điện trở R3 Khi so sánh các điện trở ta có :(Chọn đáp án đúng)

Lưu ý Với bài này giúp học sinh nắm được cách so sánh điện trở của các dây

dẫn khác nhau khi chúng ở cùng điều kiện và có chiều dài, tiết diện là nhưnhau

Bài tập 3 : Nếu hiệu điện thế U đặt vào hai đầu bóng đèn tăng liên tục, thì

cường độ dòng điện I qua bóng đèn đó cũng tăng liên tục, ta nói như vậy cóhoàn toàn đúng không ?

Phân tích

Với câu hỏi này học sinh dễ nhầm lẫn khi vận dụng định luật Ôm làcường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế, mà học sinh chú ý tới hiệuđiện thế định mức của bóng đèn, cũng như cường độ định mức của bóng đèn-

nếu vượt quá giới hạn định mức thì bóng có thể cháy và như thế thì cường độdòng điện không tăng liên tục.

Bài tập vận dụng.

Bài 1 Hai đoạn dây bằng đồng, cùng chiều dài, có tiết diện và điện trở

tương ứng là: S1, R1, S2, R2 Hệ thức nào dưới đây là đúng:

Bài 2 Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm điện trở R1= 4 mắc nối tiếp với điện trở R2= 6  là:

A/ 2,4  B/ 5  C/ 10  D/ 3,5 

Bài 3 Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài

gấp đôi thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ:

A/ Tăng 2 lần B/ Tăng 4 lần C/ Giảm 2 lần D/ Không tăng khônggiảm

3.1.2 Dạng 2 Bài tập định tính phức tạp :

Đối với các bài tập dạng định tính phức tạp thì việc giải các bài tập này

là giải một chuỗi các câu hỏi định tính Những câu hỏi này đòi hỏi học sinhphải dựa vào việc vận dụng một định luật vật lý, một tính chất vật lý nào đó

Khi giải các bài tập định tính phức tạp này ta thường phân tích ra ba giaiđoạn :

+ Phân tích điều kiện câu hỏi

+ Phân tích các hiện tượng vật lý mô tả trong câu hỏi, trên cơ sở đó liên

hệ với định luật vật lý, định nghĩa, một đại lượng vật lý hay một tính chất vật lýliên quan

+ Tổng hợp các điều kiện đã cho và kiến thức tương ứng để giải

Bài tập 4: Có hai dây dẫn một bằng đồng, một bằng nhôm, cùng chiều dài và

cùng tiết diện ở cùng một điều kiện Hỏi nếu mắc hai dây đó nối tiếp vào mạchđiện thì khi có dòng điện đi qua, nhiệt lượng toả ra ở dây nào là lớn hơn?

Phân tích.

Đây là một câu hỏi khó, đòi hỏi học sinh phải tư duy vận dụng các kiếnthức đã học trong chương để giải quyết, nên giáo viên có thể đưa ra một số câuhỏi gợi ý để học sinh suy nghĩ và giải quyết lần lượt :

Giáo viên có thể hướng bằng cách đưa ra một số câu hỏi sau :

Hoạt động của giáo viên

- GV : Nhiệt lượng toả ra ở một dây

dẫn khi có dòng điện đi qua phụ

thuộc yếu tố nào ?

- GV : Ta có thể nói gì về thời gian

dòng điện chạy qua hai dây dẫn?

- GV : Ta có thể nói gì về cường độ

dòng điện qua hai dây dẫn

- GV : Điện trở của hai dây này như

thế nào ? Chúng phụ thuộc vào yếu

tố nào?

- GV: So sánh chiều dài hai dây, tiết

diện của hai dây

- GV: Nhiệt độ hai dây trước khi

mắc vào mạch ?

- GV : So sánh điện trở xuất của

nhôm và đồng

Hoạt động của học sinh

- HS : Học sinh phải nêu được định

luật Jun-lenxơ Q=I2 R t

- HS: Thời gian dòng điện chạy qua

hai dây dẫn là như nhau

- HS : Vì nối tiếp nên cường độ dòng

điện qua dây đồng và dây nhôm vàbằng nhau

- HS: Điện trở hai dâynày tỉ lệ thuận

với chiều dài tỉ lệ nghịch với tiết diện

và phụ thuộc bản chất dây dẫn vànhiệt độ

- HS : bằng nhau

- HS : bằng nhau

- HS: nhôm >đồngTrên đây là một số câu hỏi gợi ý phân tích giúp các đối tượng học sinhyếu, trung bình, có thể tìm ra câu trả lời giải nhanh chóng và dễ hiểu sau đógiáo viên có thể đưa ra câu hỏi mang tính tổng hợp

- GV: Dây nào có điện trở lớn hơn :

HS : Dây nhôm

- GV : Dây nào có nhiệt độ toả ra lớn hơn khi có dòng điện chạy qua ? HS: Dây nhôm vì cùng cường độ dòng điện, trong cùng một khoảng thời

gian nên nhiệt lượng toả ra nhiều hơn ở dây có điện trở nhiều hơn

Trên cơ sở đó ta có thể dần dần trang bị cho học sinh phương pháp suynghĩ logic và lập luận có căn cứ

Bài tập áp dụng.

Bài 1 Có hai điện trở R1 và R2 được mắc với nhau bằng hai cách là nối

tiếp và song song Gọi Rntvà Rss lần lượt là điện trở tương tương của các đoạnmạch mắc nối tiếp và song song Chứng minh rằng Pss/Pnt 4

Bài 2 Chứng minh rằng: Trong một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối

tiếp, nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở tỉ lệ thuận với giá trị của điện trở đó:

1 1

2 2

Q R

Q  R .

Bài 3 Chứng minh rằng: Trong một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song

song, nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với giá trị của điện trở đó:

1

2 2

3.2 Loại 2 Bài tập tính toán:

Là loại bài tập muốn giải đựơc phải thực hiện một loạt các phép tính;

Để làm tốt loại bài tập này giáo viên cần hướng dẫn học sinh đọc kỹ đề,tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ mới (nếu có), nắm vững các dữ kiện đâu là ẩn sốphải tìm

Phân tích nội dung bài tập, làm sáng tỏ bản chất vật lý của các hiệntượng mô tả trong bài tập

Xác định phương pháp giải và vạch ra kế hoạch giải bài tập

Đối với bài tập tính toán ta có thể phân làm hai loại: Bài tập tập dượt vàbài tập tổng hợp

3.2.1 Bài tập cơ bản :

Là loại bài tập đơn giản sử dụng khi nghiên cứu khái niệm, định luật haymột qui tắc vật lý nào đó Đây là loại bài tập tính toán cơ bản giúp học sinhnắm vững hiểu đầy đủ hơn, sâu sắc hơn một định lượng của các bài tập vật lý.Dạng bài tập này giáo viên nên để hướng dẫn học sinh củng cố vận dụng saubài học

Bài tập 5: Cho mạch điện như hình vẽ 1

, vôn kế chỉ 12V, R1=15, R2=10

a,Tính điện trở tương đương của đoạn

mạch MN

b, Tính chỉ số của các Ampekế A1,A2

và A

Hướng dẫn.

+ Hướng dẫn học sinh ghi cho biết :

Cho biết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-GV: Mạch điện đã cho có bao

nhiêu điện trở? Chúng mắc nhưthế nào?

-GV: Bài toán cần tìm những

yếu tố nào?

-GV: Tính điện trở tương đương

của đoạn mạch mắc // như thếnào?

- GV: Muốn tìm dòng điện qua

A1,A2 ta cần biết dữ kiện nào?

- GV : Hiệu điện thế U1,U2 đã

1 1 1

R R

R MN   hay

RMN =

2 1

2 1

R R

R R

10 15

10 15

Bài tập 6: Cho mạch điện như hình vẽ 2

Trongđó R1=5 Khi đóng khoá K vônkế

chỉ 6V, Ampekế chỉ 0,5A

Hình 1

a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?

Bài tập áp dụng.

Bài 1

Cho doạn mạch điện như hình vẽ Biết R1

= 4, R2 =16 và R3 =24.Hiệu điện

thế hai đầu đoạn mạch UAC=66V

a/ Tìm cường độ dòng điện qua mỗi điện qua mỗi điện trở và trong mạch chính.b/ Tìm các hiệu điện thế UAB và UBC

c/ Dùng 1 dây dẫn có điện trở không đáng kể nối 2 điểm A và B Tính cường độdòng điện trong mạch điện khi đó

Bài 2

Cho đoạn mạch điện như hình vẽ Biết R1

= 4, R2 =6 và R3 = 3.Hiệu điện thế

hai đầu đoạn mạch UAB=12V

a/ Tìm cường độ dòng điện qua mỗi điện qua mỗi điện trở và trong mạch chính

Hình 2