Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương cảm ứng điện từ vật lý 11 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trung học phổ thông chuyên

Tuy nhiên có th khái quát thành b c sau.

L I C

Quang Báu Em xin bày t lòng bi c t i th y Xin trân tr ng c

Th ã nhi t tình h ng d n em trong quá trình nghiên c a và th c hi tài

Qu c Gia Hà N ã t u ki n thu n l i cho em trong quá trình h c t p và làm

th y cô trong khoa V t lý i h c KHTN Hà N i cùng các th y cô trong khoa V t

lý tr i h c m Hà N ã t n tình gi ng d

nghiên c u và hoàn thành lu

ã giúp i chuyên môn trong quá trình tôi h c t p

M

L i c i

Danh m c các ch vi t t t ii

M c l c iii

Danh m c các b ng vi

Danh m hình v vii

M U 1

Ch ng 1: LÝ LU N VÀ TH C TI N V NG D N GI I BÀI T P V T LÝ TRUNG H C PH THÔNG VÀ B NG H C SINH GI I V T LÝ 5

1.1.B ng h c sinh gi i V t lý và h c sinh THPT chuyên 5

1.1.1 H c sinh gi i V t lý và h c sinh THPT chuyên 5

1.1.1.1 H c sinh gi i và h c sinh gi i V t lý 5

1.1.1.2 H c sinh THPT chuyên 5

1.1.2 Giáo d c h c sinh gi i 6

1.1.2.1 M t s m v giáo d c h c sinh gi i 6

1.1.2.2 M c tiêu d y h c sinh gi i 7

1.1.3 Nh c, ph m ch t c n có c a h c sinh gi i 7

c và ph m ch t c n có c a h c sinh gi i nói chung 7

c và ph m ch t c n có c a h c sinh gi i V t lý 8

1.1.4 M t s bi n pháp b ng h c sinh gi i V t lý 9

1.1.4.1 T ch c gi ng d y 9

ng d n t h c 10

1.1.4.3 Rèn luy n logic cho h c sinh 11

1.1.4.4.Thi gi i toán h c sinh gi i t ng h c k 11

1.2 Bài t p V t lý trong d y h c ng trung h c ph thông 12

1.2.1 Khái ni m vai trò và m d ng c a bài t p V t lý 12

1.2.1.1 Khái ni m bài t p V t lý 12

1.2.1.2 Vai trò, m d ng bài t p V t lý trong d y h c 12

1.2.2 Phân lo i bài t p V t lý 13

1.2.2.1 Phân lo i theo n i dung 13

1.2.2.3 Phân lo i theo yêu c u m phát tri 15

i bài t p V t lý 15

1.2.4.1 L a ch n bài t p V t lý 15

i bài t p V t lý 16

1.2.5 Các ki ng d n gi i bài t p V t lý 17

ng d n theo m u 17

ng d n tìm tòi 18

ình hóa 18

1.3 Tình hình th c t công tác b ng h c sinh gi i V t lý ng Trung h c ph thông Chuyên T nhiên 18

i ng ên V t lý và thành tích c a h c sinh gi i V t lý ng THPT chuyên KHTN 18

1.3.2.Th c tr ng công tác b ng h c sinh gi i V t Lý ng THPT chuyên KHTN 19

1.3.2.1 Thu n l i trong công tác b ng h c sinh gi i ng THPT chuyên KHTN 19

1.3.2.2.M t s yêu t b t thu n l i trong trong công tác b ng h c sinh gi i ng THPT chuyên KHTN 20

K T LU 22

Ch ng 2: XÂY D NG H TH NG BÀI T NG D N HO T NG GI I BÀI T M N T – V T LÝ 11 24

2.1 N i dung ki n th m n t 24

2.1.1 C u trúc n m n t 24

c n m n t 25

2.1.2.1 Hi ng c m n n t 25

2.1.2.2 Hi ng t c m 29

2.2 M m n t : 31

2.2.1 Ki n th c: 31

2.2.2 K 31

ng d n gi i h th ng bài t C m ng n t 31

ng h th ng bài t m n t 31

ng d n gi i bài t m n t 32

ng d n gi i bài t m n t 32

ng d n gi i bài t m n t 32

2.3.2.3 M a vi ng d n gi i bài t m n t 34

2.4 Xây d ng h th ng bài t ng d n ho ng gi i bài t 35

2.4.1 Bài t nh tính 35

2.4.1.1 Bài t ng d n 35

2.4.1.2 Bài t p t gi i 38

2.4.2 Bài t ng 40

2.4.2.1 Bài t ng d n 40

2.5.1.1 Bài t p t gi i 50

K T LU 56

Ch ng 3: TH C NGHI M 57

3.1 M a th c nghi m 57

3.1.1 M a th c nghi m 57

a th c nghi m 57

ng: 57

c th c nghi m 57

t qu th c nghi m m 58

3.1.2.4 Th i gian ti n hành th c nghi m 59

3.2 Ti n hành th c nghi m 59

3.3 K t qu và x lý k t qu 60

nh tính di n bi n các gi h c trong quá trình TNSP 60

3.3.2 Phân tích bài ki m tra 61

th c nghi m 65

K T LU 66

K T LU N VÀ KHUY N NGH 67

1 K t lu n 67

2 Khuy n ngh 68

TÀI LI U THAM KH O 69

PH L C 70

DANH M C CÁC B NG

B ng 3.1: B ng x p lo i h c t p theo các m c 59

B ng 3.2 B ng th m s 62

B ng 3.3 B ng các tham s th ng kê 62

B ng 3.4 B ê s 62

1.1.C u trúc n m n t 25 Hình 3.1 th ng phân b t n su t 63 Hình 3.2 th ng phân b t n su t l tích h i t lùi 63

1 Lý do ch tài

tr ng trong vi c phát hi n, b ng h c sinh gi i và o các nhà khoa h c, nhà qu n lý và các doanh nhân gi i

Trong quá trình gi ng d y ng ph thông nhi m v phát tri

h c sinh là nhi m v r t quan tr ng, nhi m v này c c ti ng b

t lý là môn khoa h c t c n nhi u v c a

bi t là qua ph n gi i bài t p V t lý

S d ng h th ng bài t p V t lý là m t trong các bi n pháp quan tr

nâng cao ch ng HSG V i v i h c sinh gi i bài t p là m t cách h c t p

Trong các l p chuyên V t lý trung h c ph thông c c ta hi n nay, h c

c luy n nhi u bài t p khó d n quen, còn n ng v

h c sinh Còn thi u nh ng nghiên c ng d n chi ti t cho công tác b ng

Vì các lí do trên nên tôi quy nh ch tài nghiên c u "Xây d ng h

V t lý 11 nh m b ng h c sinh gi i V t lý Trung h c ph thông chuyên"

v i m góp ph n nâng cao ch ng b ng h c sinh gi i, nâng cao ch t

- Nghiên c u cho h c sinh h c môn V t lý kh i chuyên V t l1- Trung h c

ph thông Chuyên Khoa h c T nhiên

THPT chuyên khác trong c ng th i nó còn có giá tr tham kh o cho các

th y cô ng THPT khi luy n t p cho h c sinh gi tham gia các k thi

h c sinh gi i các c p

u

- u lý thuy t: Tham kh o sách báo, t p chí chuyên

m tài li u v bài t p V t lý, ph ng d n gi i bài t p

V t lý và vai trò c a bài t p V t lý trong d y h c

th ng bài t ng d n ho ng gi i bài

ài tth

t thông minh, ham h c h i, tích c c và ch ng trong quá trình

h c t p, nghiên c ình và ph y h c cho h c sinh

c xây d ng và l a ch n ph

và m c tiêu c ng THPT chuyên: “M c tiêu c ng chuyên là phát hi n

thông toàn di n; giáo d i có lòng yêu n c, tinh th t khó,

t hào, t tôn dân t c; có kh h c, nghiên c u khoa h c và sáng t o; có s c

nâng cao Các em trong nhóm h c sinh gi i ngoài

h c các ki n th n trên l p còn h c thêm các ki n th c c n thi t cho h c sinh

1.1.4.3 Rèn luy n logic cho h c sinh

t quá trình nh n th c khái quát và gián ti p nh ng s v t và

hi ng c a hi n th c trong nh ng d u hi u, nh ng thu c tính b n ch t c a chúng, nh ng m i quan h khách quan, ph bi n gi ng th i c à s

v n d ng sáng t o nh ng k t lu ã thu c vào nh ng d u hi u c

th , d c nh ng thu c tính, hi ng, quan h m

t ng h p nh ng kh , tái hi n, phân tích, t ng h p, tr ng hóa,

ng, suy lu n, sáng t o- gi i quy t v , x lý và linh

c m trong quá ph n ánh, phát tri n tri th c và v n d ng chúng vào th c ti n.”[12,

duy cho h c sinh” và b ng h c sinh gi i c c bi t c n thi t ph i rèn

vào m c tiêu giáo d c cho h c sinh gi òi h i giáo viên t ch c các

duy lí lu n, logic và sáng t o Trong quá trình b ng h c sinh gi i, t ng giai

n giáo viên có nhi m v làm xu t hi n nh ng tình hu ng b t bu c h c sinh

1.1.4.4.Thi gi i toán h c sinh gi i t ng h c k

“M i h c k kh i chuyên t ch c m t cu c thi gi i các bài t

t m t các tài li u hay Nh ng em có l i gi u nh t, hay nh t và k t qu

s c các m c tiêu h c t p m cao” [6, tr 171]

1.2 Bài t h

1.2.1.1 Khái ni ài t

Bài t p v c hi u là m t v òi h i ph i gi i quy t nh

nh ng suy lu n lôgic, nh ng phép toán và thí nghi m d a trên c các khái ni m,

- Trong qúa trình gi i quy t các tình hu ng c th do các bài t p v t ra, h c

ò ó, trong quá trình d ên c

Bài t p có n i dung c th ho c tr p có n i dung c

th : là bài t p có d li u là các con s th , th c t c sinh có th i

i d a vào v n ki n th c v t lí ã có Bài t p có n i dung tr u t ng: là

nh ng bài t p mà các d ki n cho d i ng ch Trong bài t p này, n ch c nêu b t trong i, nh ng chi ti t không n ch ã c l c b t c sinh

có th nh c c n s ng công th c, nh lu t v t lí nào i bài t ã cho

tài v t lý c, nhi t h n h c, quang h c

K thu t t ng h p: là các bài t p có n i dung ch ng các ki n

1.2.2.2 Phân lo u ki c gi i [15, tr 17-20]

giáo viên l ài t

yêu c à v ên quan

ài t1.2.4.1 L ài t

Do bài t p V t lý có nhi u cách phân lo i, nhi u m d ng khác nhau phát huy hi u qu các vai trò và tác d ng c a bài t p V t lý trong quá trình

qua nh y u, kh c ph c nh ng sai l m ph bi n

+ Các bài t i có tính h th ng m i bài t p là m t m t xích trong toàn b

h th ng bài t p

+ Các bài t p ph m b o tính v a s i v h ng th i có chú ý

t i s phân hóa h c sinh

ài t

“M c dù các bài t p V t lý khác nhau v lo i và m d ng trong d y

h c, song trong th c t i ta c a nh n m m chung v m t quá trình gi i m t bài t p V t lý Theo q i th y không ch n trình bày cho h c sinh cách gi i mà ph i th c hi n nhi m v giáo d ng

h c sinh trong quá trình gi i bài t p, c n d y h c sinh t l c gi i bài t p V t lý”[15,

tr 21 - 27] Quá trình gi i các bài t p V t lý có th c, quy trình

ti n hành cho t ng d ng bài c th Tuy nhiên có th khái quát thành b c sau

bài (có th v hình), xác nh xem trong l p hi n ng v ã cho có nh ng

c 2- Xây d ng l p lu n:

Xây d ng l p lu n trong gi i bài t nh tính: Có th làm theo hai cách v i hai lo i bài t nh tính là gi i thích hi ng và d n t ng

“Xây d ng l p lu n trong gi i bài t p gi i thích hi ng

+ Gi i thích hi ng th c ch t là cho bi t m t hi ng và lí gi i xem vì sao

+ Ta th c hi n suy lu n lôgic, thi t l p lu i bi t ti th

nh nh lu t, công th c khác cho bi t m i quan h gi t này

v ã bi t tron bài Cu i cùng tìm c m t công th c ch ch a

ng c n tìm v ã bi t.” [6, tr.105]

lu t, quy t c v t lí, tìm nh ng công th c có ch ã cho v i c ng

th g p khi gi i bài t p và so n s n câu h ng d n h

Giáo viên có th l a ch n ho c k t h p nh ng ki ng d n sau:

mu

bài t p, nh m giúp cho h c sinh t gi c bài t ã cho, ng th i d y cho h c sinh cách suy ngh ình gi i bài t p

v ên c

công b các môn chuyên à Lý

th ng chuyên các t nh trên c ã phát tri i m nh và tr i

r ng, thu hút b t nhi u ph n nhân tài các vùng mi ng th i c m trung các thành ph , th xã hi n nay h c thi v n còn mang tính h c g o, các em

c ôn luy n, làm bài t p nhi u d n t i quen nên có k t qu thi t t ch không ph i

thi h c sinh gi i các c p hi òi h i các em tham

i tuy n ph i h c c t l c, dành r t nhi u th i gian vào vi c h i tuy n nên

có th b bê các môn h u này khi n không ít ph huynh c a nh ng em

ã c ch n vào nh ng vòng trong do d là ti p t i tuy n hay h c

i h c T t c các lý do trên ã góp ph n làm n

ch ng ngu n c i tuy n h c sinh gi i V t lý ng THPT chuyên KHTN

phát huy nh ng thu n l i và kh c ph c nh ng y u t b t thu n l

h c sinh gi i và th c s say mê các môn chuyên t ng th i không ng ng

K LU

ã trình bày lý lu n c a lu ìm hi u v các khái ni ng h c sinh gi i, h c sinh THPT chuyên, tìm

hi u v bài t p V t lý trong d y h c ng trung h c ph thông và th c ti n

c a công tác b ng h c sinh gi i THPT chuyên C th có th tóm t t b i

c a

m ch kín

ng

Dòng

n Fucô

xét, có chi u là chi a pháp tuy l n b l n c a di n

BdS y, s ng c m ng t qua dS c l v i BdSn, t c là t l v i t thông

N u mu n tính t thông qua m t di c l n n m trong m t t

ng b t kì, chia S thành các di n tích khá nh dS sao cho trên m i ph n t y

m ng t y, t thông g i qua di n tích l n là

S

BdS

N u di n tích S là ph ng n m trong t u và vuông góc v ng c m ng t thì:

BdS BdS B dS BS

ng c m ng t thì luôn luôn d òn t thông d là

th c trên, n i , B , dS thì t thông qua dS c i Trong h

là Wb

+ nh lý Oxtrogradxki – Gauss (O- i v i t ng

“T thông g i qua b t k m t kín nào c ng không”

Bi u th c: BdS=0 (2)

Hay d ng vi phân: divB=0 (3)

Các công th c (2) và (3) ch ng t ng s c c a t ng ph ng khép kín

Hi n t ng m n t :

+ Thí nghi m v hi n t ng m n t (Thí nghi m a Faraday)

Khi có chuy i gi a nam châm và ng dây thì kim n k s ch

l ch kh i v trí s 0, trong ng dây xu t hi n dòng n Dòng n xu t hi n trong

ng dây g i là dòng n c m ng, và công làm chuy t o ra

ng c m ng

Su ng c m ng này có vai trò quan tr i s ng hàng ngày, c a chúng ta

Qua thí nghi ã rút ra nh ng k t lu n t ng quát sau:

- S bi i t thông qua m ch kín là nguyên nhân sinh ra dòng n c m

Hi n t ng m n t hi n t ng khi t thông qua m t khung dây

d n kín bi n thiên thì trong khung dây xu t hi n m t dò n Và dò c

B u, khi phân tích các k t qu thí nghi ã phát bi

M t l ng sinh ra b i c m ngkhi t ng quanh v t d n thay

l n c a l ng c m ng t l thu n v i c a t thông qua

T khái ni m t thông, có th phát bi nh lu t Faraday m ng:

c a t thông g i qua vòng dây

dt

d

ec Trong h SI, su là V (vôn), còn t bi n thiên c a t

Xét thanh d n MN có chi u dài l, chuy ng v i v n t c v trong t u

“ t bàn tay ph i h ng c m ng t , ngón cái cho i ra 90o ng

ngu n, chi u t c n b n ngón tay ch chi u t c c âm sang c

Dòng n Phucô (Foucault):

Dòng n Phucô là dòng c sinh ra trong m t kh i v t d n khi cho

nó vào trong m t t ng bi i theo th i gian hay cho nó chuy ng c t ngang t ng Dòng n Phucô là m t dòng n xoáy

y dòng n Phucô c à dòng n c m nh lu t

Len-c o ra m t t ng nh m ch ng l i s bi n thiên t ã gây ra nó

Vì kh i v t d n tr R nh dòng Phucô trong v t d n

c m xu t hi n trong các m n có dòng m t chi u ch y qua ho

ng t m n, trong m n xoay chi u hi ng t c m luôn luôn x y ra

T thông riêng c a m ch do chính dòng n trong cu o ra T thông

t l v i c m ng t B do dòng n trong m ch sinh ra, mà c m ng t B i t l thu n v dòng n c a m ch thông t l v i dòng

có th t: LI

n và ph thu c vào môi t ng v t ch t m n vào, c

n u bi n thành nhi

ch dòng n trong m n Trong quá trình y, trong m ch

n xu t hi n dòng n t c m itc c chi u v i dòng n chính i0 do ngu n phát ra, làm cho dòng n toàn ph n trong m ch i i0 itc nh i0 K t qu là

ch có m t ph ch bi n thành nhi t mà thôi Trái l i, khi ng t

t c m, làm cho dòng n toàn ph n trong m ch l n lên và gi m ch m l i, nhi t

ng t a ra trong m ch lúc này l ng do ngu n sinh ra

G n tr trong toàn m ch, áp d nh lu t Ôhm cho m n trong quá trình dòng c thành l p, ta có:

di i L dt i R dt i e dt

di L Ri e Ri dt

di L e Ri

ng d tr trong cu n dây khi có dòng n I ch y qua

ng t c phân b trong không gian có t ng Có th coi

cu n th ng dài vô h n mà ta xét trên có t c phân b u ch trong th tích c a cu n dây N u g i V là th tích c a cu n dây thì ta có m

V

LI V

w

2

2

v i L 4 10 7 n 2 V và

n

B I

nI B

10 4 10

.

Suy ra: 107 2

8

1Bw

- c các hi ng x y ra trong m t bài toán V t lý c th , phân tích

d ki n bài cho, xây d c m i liên h gi ng v t lý

gi i các bài t nh tính trong V t lý C th là s bài tôi ng

ã bi

a h ng l i khái quát c a vi c gi i quy t v n

ng cho h c sinh bi t phân tích m t bài toán ph c t p, t ng quát thành các bài t n, c th Th c ch t là rèn cho h c sinh bi t cách suy lu n khái quát hóa “T m t v r t khó, n u chúng ta bi t cách t p trung, g r i t ng

Tìm hi ài: bài, mô t hi ng v

bài (có th v hình), xác nh xem trong l p hi ng v ã cho có nh i

ng V y lý khác nhau thu c nhi u m ng ki n th c thì m u ch g r i chính là

d nh lu t b o toàn và chuy ng áp d ng trong t t c các quá trình

sinh hoàn thi các k ài t