SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 BAN CƠ BẢN PHÂN DẠNG VÀ NẮM ĐƯỢC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 BAN CƠ BẢN PHÂN DẠNG VÀ NẮM ĐƯỢC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG.
Người thực hiện: Lê Thị Liên Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Vật lí
THANH HOÁ NĂM 2021
Trang 2MỤC LỤC
1 MỞ ĐẦU 2
1.1 Lí do chọn đề tài 2
1.2 Mục đích nghiên cứu 2
1.3 Đối tượng nghiên cứu 3
1.4 Phương pháp nghiên cứu 3
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 4
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 4
2.1.1 Cơ sở của việc dạy - học bộ môn 4
2.1.2 Cơ sở của kiến thức - kỹ năng 4
2.1.2.1 Điện tích, định luật Cu long 4
2.1.2.2 Điện trường, cường độ điện trường 5
2.1.2.3 Công của lực điện trường, hiệu điện thế 7
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 7
2.3 Phân dạng bài tập 7
2.3.1 DẠNG 1: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH……… 9
2.3.2 DẠNG 2: LỰC TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐIỆN TÍCH.10 2.3.3 DẠNG 3: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH GÂY RA TẠI MỘT ĐIỂM ……….10
2.3.4 DẠNG 4:CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG, ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ 13
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 15
2.4.1 Những kết quả đã đạt được 15
2.4.2 Một số mặt hạn chế 16
2.4.3 Bài học kinh nghiệm 16
3 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 16
3.1 Kết luận 16
3.2 Kiến nghị 16
PHỤ LỤC 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 23
Trang 31 MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài:
- Từ vị trí của bộ môn vật lí trong cấp học THPT hiện nay:
Môn vật lí cũng như nhiều môn học khác được xem là môn khoa học cơbản, học vật lí càng cần phát triển năng lực tư duy, tính chủ động, độc lập, sángtạo của học sinh để tìm hiểu và lĩnh hội các tri thức khoa học Trong khuôn khổnhà trường phổ thông, các bài tập vật lí thường là những vấn đề không quá phứctạp, có thể giải được bằng những suy luận lôgic, bằng tính toán hoặc thựcnghiệm dựa trên cơ sở những qui tắc vật lí, phương pháp vật lí đã qui định trongchương trình học; bài tập vật lí là một khâu quan trọng trong quá trình dạy vàhọc vật lí
Việc giải bài tập vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến thức cơbản của bài giảng, xây dựng, củng cố kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lí thuyết vàothực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, cótác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng Vì thế trong giải bài tập vật lí việctìm ra phương án tối ưu nhất để giải nhanh, chính xác, đúng bản chất vật lí làđiều vô cùng quan trọng.[1]
- Đặc trưng của môn vật lí lớp 11 THPT:
Chương trình vật lí lớp 11 THPT bao gồm Điện và quang, hầu như đều là các
kiến thức khá trừu tượng và khó hiểu đối với các em mặc dù các em đã đượchọc dưới cấp THCS, đã thế lí thuyết rất dài, nhiều công thức phức tạp, nhiềuhằng số với các đơn vị rất khó nhớ lại đòi hỏi phải chính xác tuyệt đối Từ đóđòi hỏi người giáo viên dạy bộ môn phải không ngừng nâng cao kiến thức,chuyên môn nghiệp vụ, phải có phương pháp tốt trong ôn tập và kiểm tra.[1]
- Từ thực tế của việc học tập bộ môn:
Nhiều học sinh có ý thức học môn vât lí để thi khối A, A1, nhưng phương phápcòn bị động, đối phó, trông chờ, ỷ lại vào giáo viên
- Từ yêu cầu ngày càng cao của thi cử:
Hiện nay, trong xu thế đổi mới của ngành giáo dục về phương pháp kiểmtra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển trắc nghiệm khách quan đã trở thànhphương pháp chủ đạo trong kiểm tra đánh giá chất lượng dạy và học trong nhàtrường THPT Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến thức kiểm tra đánh giá tươngđối rộng đòi hỏi học sinh phải học kỹ nắm vững toàn bộ kiến thức của chươngtrình, tránh học tủ học lệch Đối với các kỳ thi ĐH và CĐ, học sinh khôngnhững phải nắm vững kiến thức mà còn đòi hỏi học sinh phản ứng nhanh đốivới các dạng toán, đặc biệt là các dạng toán mang tính chất khảo sát mà các emthường học.[1]
Kết quả bồi dưỡng HSG và học sinh vào các trường ĐH – CĐ:
Trong quá trình giảng dạy bản thân đã không ngừng học hỏi, tích lũy đượcnhiều kinh nghiệm hay để có thể áp dụng trong thực tế Việc bồi dưỡng học
Trang 4sinh giỏi đã có kết quả nhất định Trong các kỳ thi vào ĐH – CĐ hàng nămcũng có nhiều học sinh đạt điểm cao.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tôi nghiên cứu đề tài này nhằm:
+ Giúp học sinh lớp 11 ban cơ bản học tự chọn môn vật lí có thêm đượccác kiến thức và kỹ năng cơ bản trong ôn tập phần “Giao thoa ánh sáng”,giúpcác em ôn luyên lí thuyết, phân dạng bài tập và có các phương pháp tối ưu đểgiải các bài tập phần này
+ Tìm cho mình 1 phương pháp để tạo ra các phương pháp giảng dạy phùhợp với đối tượng học sinh nơi mình công tác, tạo ra không khí hứng thú và lôicuốn nhiều học sinh tham gia giải các bài tập, giúp các em đạt kết quả cao trongcác kỳ thi
+ Được nghe lời nhận xét góp ý từ đồng nghiệp, đồng môn+ Nâng cao chất lượng học tập bộ môn, góp phần nhỏ bé vào côngcuộc CNH – HĐH đất nước
+ Mong muốn được HĐKH các cấp nhận xét, đánh giá, ghi nhận kếtqủa nỗ lực của bản thân giúp cho tôi có nhiều động lực mới hoàn thành tốtnhiệm vụ được giao
Đề tài được sử dụng vào việc:
- Ôn tập chính khóa và ôn thi THPTQG ( chỉ là phụ )
- Ôn thi CĐ – ĐH ( là chính )
- Giáo viên hướng dẫn học sinh ôn tập trên cơ sở: ôn tập lí thuyết, phân dạngbài tập, giải các bài tập mẫu, ra bài tập ôn luyện có đáp án để học sinh tự làm
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Là học sinh lớp 11B6, 11B9 Trường THPT Yên Định 3
Tham khảo cho học sinh lớp 11 Ban KHTN
+ Số học sinh ban cơ bản học tự chọn vật lí ở 2 lớp 11B6, 11B9 chỉ có:
45% có nhu cầu thực sự: có học lực TB khá quyết tâm học để theo khối
A, A1
30% học để thi tốt nghiệp và theo khối (vì 2 khối này có nhiều ngành nghề để lựa chọn), số này có học lực TB
25% không thể thi khối khác (vì xác định không đậu đại học, cao đẳng sẽ
đi học nghề thì môn vật lí cũng rất cần thiết trong học tâp và xét tuyển sau này),
số này có học lực yếu, ý thức kém
Trang 51.4 Phương pháp nghiên cứu: Thực hiện ôn tập cho học sinh lớp 11
hoặc dạy vào giờ tự chọn
- Phương pháp áp dụng vào việc:
+ Ôn tập chính khóa và ôn thi tốt nghiệp (chỉ là phụ)
+ Ôn thi học sinh giỏi và ôn thi vào đại học – cao đẳng (là chính )
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1 Cơ sở của việc dạy - học bộ môn: Dạy học là quá trình tác động 2
chiều giữa giáo viên và học sinh, trong đó học sinh là chủ thể của quá trình nhận thức, còn giáo viên là người tổ chức các hoạt động nhận thức cho học sinh Nếu giáo viên có phương pháp tốt thì học sinh sẽ nắm kiến thức một cách
dễ dàng và ngược lại.[1]
2.1.2 Cơ sở của kiến thức - kỹ năng:
+ Về mặt kiến thức: Sau khi học xong, học sinh phải nhớ được, hiểu được cáckiến thức cơ bản trong chương trình sách giáo khoa Đó là nền tảng vững chắc
để phát triển năng lực cho học sinh ở cấp cao hơn
2.1.2.1: Điện tích, điện trường.
a Có hai loại điện tích:
- Điện tích âm (-) và điện tích dương (+)
b Tương tác tĩnh điện:
+ Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau;
+ Hai điện tích trái dấu: Hút nhau;
c Định luật Cu - lông:
Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F F12 ; 21 có:
- Điểm đặt: trên 2 điện tích
- Phương: đường nối 2 điện tích
- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q 1 ; q 2 cùng dấu)
+ Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q 1 ; q 2 trái dấu)
- Biểu diễn:
Trang 6tác dụng lên điện tích điểm q những lực tương tác tĩnh điện F 1 , F n , , F n thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo nguyên lý chồng chất lực điện.
2.1.2.2 Điện trường, cường độ điện trường.
a Khái niệm điện trường
- Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác
đặt trong nó
b Cường độ điện trường
Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực
E q F q
q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E
q < 0 : F cùng phương, ngược chiều vớiE
c Đường sức điện - Điện trường đều.
- Khái niệm đường sức điện: Là đường cong do ta
vạch ra trongđiện trường sao cho tại mọi điểm trên
đường cong, vector cường độ điện trường có
phương trùng với tiếp tuyến của đường cong tại
điểm đó, chiều của đường sức là chiều của vector cường độ điện trường
- Đường sức điện do điện tích điểm gây ra:
+ Xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm;
+ Điện tích dương ra xa vô cực;
+ Từ vô cực kết thúc ở điện tích âm
- Định nghĩa: Điện trường đều là điện trường có vector cường độ điện trường
tại mọi điểm bằng nhau cả về phương, chiều và độ lớn
- Đặc điểm: Các đường sức của điện trường đều là những
đường thẳng song song cách đều
điểm M cách Q một đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M.
- Phương: đường nối M và Q
- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0
Hướng vào Q nếu Q <0
.
N m C
Trang 7e Nguyên lý chồng chất điện trường: Giả sử cĩ các điện tích q1, q2,
… ,qn gây ra tại M các vector cường độ điện trường E 1 , E n , , E n thì vectorcường độ điện trường tổng hợp do các điện tích trên gây ra tuân theo nguyên lýchồng chất điện trường
2.1.2.3 Cơng của lực điện trường Điện thế- Hiệu điện thế
a Cơng của lực điện trường:
* Đặc điểm: Cơng của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích khơng
phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối củaquỹ đạo (vì lực điện trường là lực thế)
* Biểu thức: A MN = qEd
Trong đĩ, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện
Chú ý:
- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức
- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức
Liên hệ giữa cơng của lực điện và hiệu thế năng của điện tích
A MN = W M - W N
b Điện thế Hiệu điện thế
- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng chođiện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q Cơng thức: VM = A q M
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khảnăng thực hiện cơng của điện trường khi cĩ 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểmđĩ
- Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, chỉ chịu tác dụng của lựcđiện thì nó sẽ có xu hướng di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển độngcùng chiều điện trường) Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tíchâm di chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường)
- Trong điện trường, vector cường độ điện trường cĩ hướng từ nơi cĩđiện thế cao sang nơi cĩ điện thế thấp;
* Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
E =
d U
+ Về kỹ năng: Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời được các
câu hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết giải được các bài tập Việc bồi dưỡng
Trang 8các kiến thức kỹ năng phải dựa trên cơ sở năng lực, trí tuệ của học sinh ở các
mức độ từ đơn giản đến phức tạp Như vậy, việc dạy bài mới trên lớp mới chỉ
cung cấp kiến thức cho học sinh Học sinh muốn có kiến thức, kỹ năng phảiđược thông qua một quá trình khác: Đó là quá trình ôn tập Trong 6 mức độ của
nhận thức, tôi chú ý đến 2 mức độ là: Mức độ vận dụng và mức độ sáng tạo
Mức độ vận dụng là mức độ học sinh có thể vận dụng các kiến thức
cơ bản đã học để giải đươc các dạng BT áp dụng công thức thay số và tính
toán Còn mức độ sáng tạo yêu cầu học sinh phải biết tổng hợp lại, sắp xếp
lại, thiết kế lại những thông tin đã có để đưa về các dạng BT cơ bản hoặc bổ sung thông tin từ các nguồn tài liệu khác để phân thành các dạng BT và nêu các phương pháp giải sao cho phù hợp với các kiến thức đã học.
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:
- Việc học tập của học sinh nhằm 2 mục đích: Học để biết và học để thi Nếu
chỉ học để biết thì học sinh chỉ cần “đọc” và “nhớ” Còn học để thi học sinhphải có kỹ năng cao hơn: Nhớ kiến thức -> Trình bày kiến thức -> Vận dụngkiến thức -> Sáng tạo thêm từ các kiến thức đã có -> Kết quả học tập
- Trong các đề thi THPTQG, ĐH - CĐ Mỗi đề thi thường có một số câu hỏi
khó (câu hỏi nâng cao) mà nếu hoc sinh chỉ vận dụng công thức SGK thì không
thể làm được Ví dụ :Chương Sóng ánh sáng ở SGK lớp 11 cơ bản có Bài 01
Điện tích Định luật Cu-long; Bài 03 Điện trường và cường độ điện trường Đường sức điện; Bài 04 Công của lực điện trường; Bài 05 Điện thế Hiệu điện thế kiến thức lý thuyết chỉ nói chung chung, không đi sâu vào từng vấn đề
cụ thể nhưng các dạng bài tập đưa ra trong các kỳ thi ĐH và CĐ lại phức tạp.Với chỉ kiến thức SGK thì học sinh ban cơ bản không thể nào giải được đề thi
ĐH và CĐ phần này Hơn nữa, “ Điện tích điện trường” với học sinh THPTthật phức tạp trừu tượng bởi nó là dạng vật chất tồn tại trong không gian màbằng các giác quan con người không cảm nhận được Trong quá trình giảng dạytôi nhận thấy học sinh thường chỉ biết làm những bài tập đơn giản thay vàocông thức có sẵn, còn các bài tập yêu cầu phải có khả năng phân tích đề hoặc tưduy sử dụng kiến thức về vecto thì kết quả rất kém Để giúp học sinh có thểnắm được và vận dụng các phương pháp cơ bản để giải các bài tập trong các đề
thi phần: tổng hợp các vecto lực và các vecto cường độ điện trường: “Huớng
dẫn học sinh lớp 11 ban cơ bản phân dạng và nắm được phương pháp giải bài tập phần: “Điện tích điện trường’’ Trong đề tài này, tôi tóm tắt những
phần lý thuyết cơ bản, đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải, bài tập tựluyện nhằm giúp các em ôn tập lí thuyết, phân dạng bài tập và có phương phápgiải các dạng bài tập
2.3 Phân dạng bài tập
2.3.1 DẠNG 1: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH
Phương pháp : Áp dụng định luật Cu – lông.
- Phương , chiều , điểm đặt của lực ( như hình vẽ)
- Độ lớn : F = 9 21 2
.
|
| 10 9
r
q q
Trang 9- Chiều của lực dựa vào dấu của hai điện tích : hai điện tích cùng dấu : lực đẩy ;hai điện tích trái dấu : lực hút
Ví dụ 1: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 10
cm, lực tương tác giữa hai điện tích là 1N Đặt hai điện tích đó vào trong dầu có
= 2 cách nhau 10 cm hỏi lực tương tác giữa
q q F
Ví dụ 2 Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không cách nhau một
khoảng r1 = 2 cm lực tương tác giữa chúng là 1,6.10-4 N
Phương pháp : Dùng nguyên lý chồng chất lực điện.
- Lực tương tác của nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm lên một điện tích điểm khác : F F1F2 Fn
Trang 11Ví dụ 3: Hai điện tích q1 = 8.10-8 C và q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong khôngkhí cách nhau một khoảng AB = 6 cm Xác định lực điện tác dụng lên q3 =8.10-8 Cđặt tại C nếu :
Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có:
+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét;
+ Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét; + Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0;
+ Độ lớn: E = k 2
r
Q
, trong đó k = 9.109Nm2C-2.Lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: F q E
Fcó: + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q;
+ Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường E;+Chiều: Cùng chiều với E nếu q > 0 và ngược chiều với E nếu q
- Vẽ vecto hợp lực E bằng theo quy tắc hình bình hành
- Tính độ lớn hợp lực dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin
Trang 12Hướng dẫn giải:
Cường độ điện trường tại M:
a Vectơ cđđt E1M;E2M do điện tích q1; q2 gây ra tại M có:
4.10 9.10 25.10 ( / )