Hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tập Vật lí THCS phần điện học

Thực trạng hiện nay đối với giáo viên THCS trong quá trình giảng dạy vẫn bám chặt lấy sách giáo khoa, mà chưa mạnh dạn đưa ra các phương án mới, hay cách nhìn mới một vấn đề để từ đó kha

MÔN: VẬT LÍ LĨNH VỰC : ĐIỆN HỌC

Tài liu, lun vn 1 of 102.

khóa lun, tài liu 1 of 102.

Phụ lục I

A Đặt vấn đề

1 Lý do chọn dề tài

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

4 Giả thuyết khoa học

5 Phương pháp nghiên cứu

6 Dự báo đóng góp của đề tài

Tài liu, lun vn 2 of 102.

khóa lun, tài liu 2 of 102.

“ Hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tậpVật lí THCS phần điện học ”

Vật lý là một môn học mới đối với học sinh bậc THCS, các khái niệm vật lý cũng mới bắt đầu hình thành và căn bản chỉ mới nghiên cứu các hiện tượng vật lý mà chưa đi sâu vào nghiên cứu bản chất của các hiện tượng Bởi vậy đối với học sinh THCS môn vật

lý vốn dĩ đã khó lại càng khó hơn

Khi gặp bài tập vật lý khó do công cụ giải chưa đầy đủ và sắc như ở THPT, nên việc giải các dạng bài tập này đối với học sinh THCS gặp rất nhiều khó khăn Sách giáo khoa thì không cung cấp hết tất cả các kiến thức, tài liệu tham khảo thì đưa ra các bài tập quá khó đối với bậc THCS Tôi thiết nghĩ là người thầy cần phải tìm ra một số phương pháp định hướng học sinh phát triển bài toán cùng dạng nhằm rút bớt thời gian nghiên cứu, cũng như phát trễn trí tuệ và phương pháp tư duy cho học sinh Ngoài ra việc vận dụng kiến thức của môn học này vào giải quyết các tình huống trong môn học khác là hết sức cần thiết, để cho các em liên kết một cách chặt chẻ giữa kiên thức của các môm học Đặc biệt

là mối liên hệ giữa Toán học và Vật lý Không phải lúc nào sách giáo khoa, hay sách tham khảo đều viết hết được tất cả các dạng toán để chúng ta nghiên cứu và phát triển trí tuệ cho học sinh Vấn đề là người giáo viên phải biết cách khai thác và hướng dẫn học sinh cách khai thác và phát triển bài toán, cũng như tìm tòi lời giải

Thực trạng hiện nay đối với giáo viên THCS trong quá trình giảng dạy vẫn bám chặt lấy sách giáo khoa, mà chưa mạnh dạn đưa ra các phương án mới, hay cách nhìn mới một vấn đề để từ đó khai triển phương pháp giảng dạy một cách linh hoạt làm cho bài giảng trở nên phong phú, lôi cuốn học sinh hăng say tham gia nghiên cứu nhiều hơn Vấn đề mới không có nghĩa là phải thay đổi hoàn toàn vấn đề đã có mà cách tiếp cận vấn đề theo một phương pháp khác nhẹ nhàng hơn, hoặc đưa ra một số nhận xét mà trong sách giáo khoa Tài liu, lun vn 3 of 102.

khóa lun, tài liu 3 of 102.

không đề cập tới, nhưng bản thân ta lại thấy rất cần thiết cho học sinh khi giải bài tập Hoặc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống của môn học mình đang giảng dạy Các bài tập cũng nên khai thác một cách cặn kẽ và hướng dẫu học sinh tìm tòi khai thác các bài tập cùng dang, tránh tình trang cùng một dạng nhưng giáo viên chỉ thay đổi một vài số liêu học sinh đã không thể nhận ra được bài toán đó nữa, dẫn đến hiện tượng lặp đi lặp lại một dang mà học sinh vẩn không thể giải quyết một cách triệt để dang toán đó Như vậy việc dạy, học chỉ xoay quanh việc đào tạo thợ giải toán mà không phát triển trí tuệ, không trang bị cho học sinh một phương pháp tư duy khoa học

Trong chương trình Vật lí THCS- điện học là một phần kiến thức quan trọng Tuy vậy trong quá trình học và làm bài tập đa số học sinh lúng túng trong việc giải bài tập phần điện trong bộ môn vật lí 9 khi làm bài tập với sơ đồ mạch điện không tường minh hoặc có mắc thêm ampe kế và vôn kế Một số nguyên nhân khiến học sinh gặp khó khăn là:

- Chưa biết cách vẽ sơ đồ; phân tích mạch điện ,chuyển sơ đồ mạch điện phức tạp

thành mạch đơn giản để giải chúng

- Đặc biệt hơn, chưa nắm được vai trò của ampe kế và vôn kế trong mạch điện, không biết ampe kế, vôn kế mắc vào đoạn mạch như thế thì đo cường độ dòng điện ở đâu,

đo hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch nào?

Với mục đích hình thành cho học sinh kĩ năng giải một số dạng bài tập phần điện học Với kinh nghiệm của mình qua nhiều năm dạy học và nghiên cứu chương trình Vật lí ở bậc

trung học cơ sở; tôi đã đúc rút kinh nghiệm với tên gọi đề tài là: “ Hướng dẫn học sinh

giải một số dạng bài tậpVật lí THCS phần điện học” Mong muốn sáng kiến sẽ tạo được

sự yêu thích môn học; gây hứng thú học tập bộ môn Vật lí ở cấp học này và cấp học tiếp theo

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.1: Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là học sinh cấp trung học cơ sở, các học sinh từ khối lớp 7 đến khối 9 Các dạng bài tập nghiên cứu là bài tập quang học sách giáo khoa và mở rộng nghiên cứu các dạng bài tập tham khảo

1.2: Phạm vi nghiên cứu

Hướng dẫn giải một số dạng bài tập vật lí THCS phần điện học; đồng thời giới thiệu

một số bài tập tương tự để học sinh tự giải sau khi được học các chuyên đề có trong đề tài

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

3.1: Mục tiêu: Nghiên cứu cơ sở lý luận về đổi mới phương pháp, tìm lời giải cho các bài tập vật lý có tính đặc trưng của môn học, đặc biệt là những dạng bài tập đi sâu vào Tài liu, lun vn 4 of 102.

khóa lun, tài liu 4 of 102.

bản chất của các hiện tượng vật lý, bài tập vận dụng kiến thức liên môn Phát triển các dạng bài tập từ dễ đến khó tạo thành chuổi, nhằm mục đích rút ngắn được thời gian nghiên cứu, kích thích sự tìm tòi sáng tạo và lòng đam mê của học sinh đối với môn học

3.2: Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu để phục vụ cho công tác giảng dạy môn vật lý ở các trường THCS, phục vụ cho việc nâng cao kiến thức cho giáo viên và học sinh, bổ trợ và phục vụ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cấp THCS

4 Giả thuyết khoa học

- Nếu ngoài những kiến thức mà học sinh đã được học ở môn vật lý, thêm vào đó giáo viên còn bổ sung và trang bị thêm một số kiến thức cần thiết bổ trợ cho việc giải các dạng bài tập khó phát triển thành chuỗi các dạng bài tập cùng dang, biết vận dung linh hoạt kiến thức liên môn trong giải các dạng bài tập thì học sinh dễ đi sâu hơn trong quá trình học môn vật lý Đặc biệt là trong quá trình đi sâu tìm tòi lời giải các bài toán khó, góp phần nâng cao năng lực học tập và tìm tòi những phương pháp giải các dạng bài tập vật lý khó

- Đối với giáo viên việc tìm ra các điểm mới, phát triển được các dạng bài tập nhằm

bổ sung và nâng cao kiến thức cho học sinh và rút gọn được thời gian nghiên cứu là một điều hết sức cần thiết, ngoài ra còn giúp họ dễ đi sâu tìm tòi nghiên cứu các dạng bài tập vật lý, dễ dàng trong quá trình truyền thụ cho học sinh các kiến thức vật lý, bài dạy trở nên phong phú hơn, mượt mà làm cho học sinh thích thú hơn đối với môn học Cũng có thể dùng sáng kiến này trong việc nghiên cứu chương trình bồi dưỡng cho học sinh giỏi

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu luật giáo dục về đổi mới chương trình sách giáo khoa, đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra đánh giá, vận dụng kiến thức liên môn trong giải quyết các tình huống thực tiển

- Các tài liệu về lý luận dạy học, phương pháp dạy học tích cực của bộ môn vật lý

- Nghiêm cứu sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo khác

- Phương pháp đánh giá học sinh qua từng dạng bài tập, so sánh với các phương pháp khác để thấy được sự tiến bộ của học sinh

- Nghiên cứu thực trạng dạy học vật lý trong trường học cơ sở

6 Dự báo đóng góp của đề tài

- Trong quá trình nghiên cứu đề tài tôi đã tìm hiểu và thấy được sự khó khăn của học sinh trong việc tiếp thu kiến thức vật lý, làm cho học sinh ngày càng xa rời đối với môn học

- Đối với giáo viên khi hướng dẫn học sinh làm các dạng bài tập cũng như khi nghiên cứu giảng dạy bài mới chỉ bám chặt sách giáo khoa mà chưa dám tìm hiểu sâu các Tài liu, lun vn 5 of 102.

khóa lun, tài liu 5 of 102.

vấn đề mới nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh làm cho bài dạy trở nên phong phú tạo được sự đam mê cho học sinh khi học Vì vậy khi giảng dạy các tiết dạy trở nên khô cứng dẫn đến sự nhàm chán cho học sinh

- Khi nghiên cứu đề tài này tôi muốn giáo viên nên định hướng lại về phương pháp giảng day không nên quá cứng nhắc, luôn xem sách giáo khoa là tất cả là pháp lệnh mà chưa mạnh dạn đổi mới

- Ngoài ra trong đề tài còn vận dụng linh hoạt kiến thức hình học trong xử lý các dạng bài tập vật lý giúp giáo viên THCS định hướng nghiên cứu tìm thêm các tài liệu cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi

B.GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Qua việc giảng dạy bộ môn Vật lí tại trường nhiều năm, ở các nhóm đối tượng khác nhau: Nhóm học sinh đại trà; học sinh giỏi trường; ôn thi học sinh giỏi Tôi thấy để học sinh tiếp thu nhanh với các dạng bài tập trong đề tài, tôi đã phân đề tài thành hai chuyên đề:

Chuyên đề 1: Mạch điện tương đương

Chuyên đề 2: Mạch điện có ampe kế, vôn kế lí tưởng ( hoặc không)

I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI:

1) Giới thiệu những kiến thức cơ bản về mạch điện

a) Định luật Ôm Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở

hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây

b)Định luật Ôm cho các đoạn mạch:

Đoạn mạch nối tiếp ( viết tắt: nt)

Tài liu, lun vn 6 of 102.

khóa lun, tài liu 6 of 102.

4

2 1

1 1

2 1

2

1

R R

R U

R

R U

2 2

R R

R U



3

2 1

1 1 1

R R

R    1 2

2

1

R R

R R R





4

2 1

2 1

1 2

2

1

R R

R I

R

R I

2) Vai trò của ampe kế, vôn kế trong sơ đồ mạch điện

* Vai trò của ampe kế

- Nếu ampe kế lí tưởng ( RA = 0), trong sơ đồ mạch điện nó có vai trò như một dây nối

- Khi mắc ampe kế vào mạch, ampe kế chỉ dòng điện qua mạch chứa nó

- Khi mắc ampe kế song song với đoạn mạch nào đó thì đoạn mạch đó không có dòng điện đi qua nữa Khi đó ampe kế có vai trò như dây dẫn, đoạn mạch bị nối tắt nếu vẽ lại mạch điện để khảo sát

-Khi ampe kế ở riêng một đoạn mạch thì dòng điện qua nó tính qua các dòng điện liên quan ở hai đầu nút ta mắc ampe kế

- Nếu ampe kế có điện trở thì ta coi nó như là một điện trở mắc vào mạch điện

* Vai trò của vôn kế

- Nếu Vôn kế lí tưởng ( RV vô cùng lớn) khi vôn kế mắc song song với đoạn mạch thì coi dòng điện qua vôn kế là bằng không, không tính đến Vôn kế chỉ hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch mà nó mắc vào

- Khi mắc vôn kế nối tiếp với các điện trở thì các điện trở coi như là dây nối của vôn

kế

- Nếu điện trở của vôn kế là hữu hạn thì trong sơ đồ mạch điện vôn kế được coi như là

một điện trở Vôn kế chỉ giá trị hiệu điện thế ở hai đầu nó, và cũng là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch mắc song song với nó ( UV = IvRv)

3) Một số lưu ý khi giải bài tập

a) Đọc kĩ bài, tìm hiểu kĩ từng câu, chữ, tóm tắt, đổi đơn vị đo cho phù hợp

b) Phân tích sơ đồ mạch điện ( phân tích cấu trúc) Tìm mối liện hệ giữa các phần tử

có trong mạch để biến đổi về sơ đồ mạch điện tương đương khi cần Các điểm nối với nhau bằng dây dẫn, công tắc K, ampe kế có điện trở không đáng kể; được chập lại với nhau khi vẽ lại mạch điện để tính toán

c) Lựa chọn công thức hợp lí, biết thiết lập phương trình, hệ phương trình, phương trình bậc hai và cách giải các phương trình đó Nhiều khi bài toán trình bày dạng biểu thức sau đó mới thay số vào

d) Kiểm tra biện luận: Kiểm tra lại các giá trị đã tính toán, so sánh điều kiện của bài (nếu có)

Sau khi đã trình bày một số kiến thức lí thuyết trên cho học sinh, tôi tiến hành triển khai chuyên đề 1; sau đó triển khai chuyên đề 2

II CÁC BIỆN PHÁP MỚI ĐÃ THỰC HIỆN ĐỂ GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI:

Tài liu, lun vn 7 of 102.

khóa lun, tài liu 7 of 102.

Chuyên đề 1: Mạch điện tương đương

1/ Nhận xét chung:

- Đối với mạch điện phức tạp, không đơn giản mà phân tích cách mắc các bộ phận trong mạch điện được ngay Vì vậy, để giải được bài toán, bắt buộc phải tìm cách mắc lại để đưa

về mạch điện tương đương đơn giản hơn

Nhớ rằng, giữa các điểm nối với nhau bằng dây dẫn, ampe kế có điện trở không đáng kể là những điểm có cùng điện thế, ta gộp lại (chập lại) Khi đó vẽ lại mạch điện, ta

sẽ được mạch điện tương đương ở dạng đơn giản hơn

- Phân tích cách mắc các bộ phận trong mạch điện là bước khá quan trọng, nó giúp ta thực hiện yêu cầu của bài toán tránh được những sai sót

Cuối cùng, ta áp dụng các tính chất và hệ quả của định luật Ôm đối với từng loại đoạn mạch nối tiếp và song song

a/ Tính hiệu điện thế của nguồn điện

b/ Tính dòng điện đi qua R1 và R2

Hướng dẫn:

Với việc lần đầu tiên giải bài toán

mạch điện hỗn hợp như thế này, học

sinh lúng túng trong việc phân tích

mạch điện Vì vậy, sau khi đã được

giáo viên cung cấp việc chập các điểm

nối với nhau bằng dây dẫn, ta yêu cầu

học sinh quan sát kĩ sơ đồ và nhận xét

vậy thì giữa hai điểm A và B có một

đoạn mạch mắc song song gồm 3 mạch

rẽ Mạch rẽ thứ nhất chứa R 1 , mạch rẽ

thứ hai chứa R 2 , mạch rẽ thứ ba chứa

R 3 và R 4

Bài giải: Bước 2: Thực hiện bài giải:

- Mạch điện được vẽ lại tương đương như sau:

- Mạch điện được mắc: R1 // R2 // (R3 nt R4 ) Gọi I1, I2, I3,4 là các dòng điện đi qua các điện trở

R1, R2, R3 và R4 a/ Hiệu điện thế giữa hai cự của nguồn điện cũng chính là hiệu điện thế giữa hai mạch rẽ chứa R3

và R4

Ta có: UAB = I34.R34 = I34(R3 + R4)

= 3(8 + 4) = 36(V) b/ Cường độ dòng điện qua R1 và R2 lần lượt là :

Tài liu, lun vn 8 of 102.

khóa lun, tài liu 8 of 102.

a/ Hiệu điện thế ở 2 cực của nguồn điện

b/ Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

Hướng dẫn:

Khi học sinh quan sát sơ đồ mạch

điện, rất khó để có thể phân tích được

đoạn mạch mắc nối tiếp, mỗi đoạn

mạch đó lại có 2 điện trở được mắc

song song Như vậy, mạch điện gồm:

Hai đoạn mạch mắc song song AC và

CD măvs nối tiếp với nhau và nối tiếp

với điện trở R 1 mắc vào nguồn điện

Bài giải: - Mạch điện được vẽ lại tương đương

2 3

R

.

4 5

R

.

U = I.R = 2.18 = 36(V) b/ Cường độ dòng điện qua R1 là I1:

I1 = I = 2(A) Cường độ dòng điện qua R2 và R3 là I2 và I3 :

Tài liu, lun vn 9 of 102.

khóa lun, tài liu 9 of 102.

I  R     (3) Mà: I4 + I5 = I = 2A (4)

a/ Điện trở tương đương của toàn mạch AB

b/ Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện

Hướng dẫn:

Với mach điện như thế này, nếu

học sinh chưa tiếp cận lần nào thì

dễ gây cho học sinh sự chán nản và

bỏ cuộc Song với việc chập các

Ta thấy giữa các điểm A, C,

D, F, I được nối với nhau bằng dây

dẫn và ampe kế có điện trở không

đáng kể nên chúng có cùng điện

thế Do đó, ta chập các điểm này

lại làm một và nối với dương

nguồn Tương tự như vậy, giữa các

Bài giải: - Mạch điện được vẽ lại tương đương như

sau:

- Mạch điện được mắc: R1 // R2 // R3 // R4 // R5 a/ Điện trở tương đương của toàn mạch AB là:

5 4 3 2 1

1 1 1 1 1 1

R R R R R

Tài liu, lun vn 10 of 102.

khóa lun, tài liu 10 of 102.

điểm E, G, H, K, B ta chập lại làm

một và nói với âm nguồn Như vậy

hai đầu mỗi điện trở này, một đầu

nối với cực dương, một đầu nối với

cực âm của nguồn điện, nghĩa là

mạch điện AB gồm 5 điện trở được

mắc song song với nhau

b/ Hiệu điện thế ở hai cực của nguồn điện là:

UAB = I.RAB = 2.3 = 6(V)

ĐS: R AB = 3  ( ); U AB = 6(V)

Thí dụ 4:

Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ 6 Các điện trở đều bằng nhau và có giá trị là

r = 49 Dây nối có điện trở không đáng kể Tính điện trở tương đương của toàn mạch

Hướng dẫn:

Với mạch điện phức tạp này, học sinh

sau khi đã làm quen với phương pháp

quan sát để nhận ra được giữa các

điểm được nối với nhau bằng dây dẫn

nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở

không đáng kể Vì vậy, các điểm này có

cùng điện thế, ta chập lại làm một và

mắc về phía cực dương của nguồn

điện, tương tự như vậy ta cũng có thể

1 5

1 4

1 3

1 2

1 1

1 1

R R R R R R R AB

r r r r r r r r

7 1 1 1 1 1 1 1

khóa lun, tài liu 11 of 102.