SKKN một số KINH NGHIỆM HƯỚNG dẫn học SINH vế GIẢI bài tập áp DỤNG ĐỊNH LUẬT ôm CHO các đoạn MẠCH

Để học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức, khắc sâu và mở rộng kiến thức thì học sinh cần phải có một quá trình nổ lực tư duy, vận dụng kiến thức vào thực tiễn để giải được bài tập Vật Lí 9..

ĐỀ TÀI

“MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH VẾ GIẢI BÀI TẬP

ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC ĐOẠN MẠCH”

A Phần mở đầu:

I Bối cảnh của đề tài:

Đề tài này được thực hiện trên cơ sở khối 9, Trường THCS Vĩnh Phúc, chương trình dạy học ở bộ môn Vật Lí 9 theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học của cấp trên Đề tài này được thực hiện trong năm học 2008 – 2009

và năm học 2009 -2010

II Lý do chọn đề tài:

Xuất phát từ thực tế giải dạy Môn học Vật Lí là một môn học tương đối khó khăn đối với học sinh Do đó đối với giáo viên cần phải có những biện pháp khắc sâu kiến thức cho học sinh, nhất là tiết bài tập

Phương pháp dạy học mới, học sinh được đặt vào vị trí trung tâm, bản thân học sinh phải tích cực, tự lực hoạt động để xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, khắc sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng và phát triển năng lực

Trong chương trình dạy học hiện nay tiết bài tập đan xem vào chương trình rất ít, gây khó khăn cho giáo viên giảng dạy Để học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức, khắc sâu và mở rộng kiến thức thì học sinh cần phải có một quá trình nổ lực tư duy, vận dụng kiến thức vào thực tiễn để giải được bài tập Vật Lí

9 Có như vậy thì độc lập sáng tạo càng phát triển và kết quả của học sinh ngày càng được nâng lên

Nhưng đối với môn học Vật Lí THCS nói riêng, chương trình được phân phối 1 tiết/tuần cho các khối 6,7,8 và 2 tiết/tuần cho khối 9 nên việc giải bài tập còn gặp không ít khó khăn vì nội dung của một bài học Vật Lí thường khá dài, kiến thức trừu tượng nên thêm vào đó phải thực hiện thí nghiệm phục vụ cho bài học, do đó thời gian dành cho việc giải bài tập còn rất ít

Với những lý do nêu trên tôi muốn hướng tới một cách hướng dẫn giải bài tập cho học sinh nắm vững chắc và bền vững những kiến thức mà các học sinh đã tiếp thu được, rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh, đồng thời làm nền tảng cho học sinh chiếm lĩnh kiến thức một cáh tốt nhất, kích thích được

sự tò mò ham hiểu biết khoa học của học qua việc giải bài tập Vật Lí 9 cho một

tiết học Đó là những lý do tôi chọn đề tài: “Một số kinh nghiệm hướng dẫn

học sinh về giải bài tập định luật Ôm áp dụng cho các đoạn mạch”.

III Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

Đây là đề tài nghiên cứu về việc hướng dẫn giải bài tập Vật Lí 9 ở chương Điện học phầm Định luật Ôm, giúp cho học sinh nắm bắt được kiến thức

và khắc sâu được kiến thức một cách vững chắc, làm nền tảng cho học sinh tự khám phá, tự tìm hiểu và tự chiếm lĩnh kiến thức trong quá trình học tập của mình

Do đó đề tài này chỉ trình bày “Những kinh nghiệm về việc hướng dẫn giải bài tập về định luật Ôm áp dụng cho các đoạn mạch”

IV Mục đích nghiên cứu:

Hiện nay vấn đề được mọi người quan tâm nhiều nhất đó là đổi mới phương pháp dạy học để học sinh phát huy tính tích cực, tính chủ động của học sinh Học sinh là trung tam của mọi hoạt động, giáo viên chỉ là người cố vấn, dẫn dắt hay hướng dẫn Nhưng để một tiết học thành công thì cần phải có sự nổ lực

từ hai phía giáo viên và học sinh Tiết học thật sự lôi cuốn để lại dư âm còn có sự sáng tạo không ngừng của giáo viên Vì sao cần phải “sáng tạo”? Vì dạy học không phải “bốc thuốc kê đơn” theo một trình tự định sẳn mà cần có sự linh hoạt khéo léo của người giáo viên, họ như một nghệ sĩ trên sân khấu Cần phải tìm tòi tạo ra những cái mới để tăng nhanh quá trình lĩnh hội của học sinh và những kiến thức được khắc sâu trong tâm trí của học sinh

Còn rất nhiều con đường đi đến mục đích đó Mục đích nghiên cứu của tôi không ngoài việc tìm ra cách lĩnh hội kiến thức của bài học một cách dễ

nhất, có hiệu quả nhất, giúp học sinh khắc sâu kiến thức của bài học mới nhiều nhất Và thực tế đã chứng minh, thông qua việc gải bài tập có thể tạo cho học sinh một thói quen trong học tập ở nhà, mọi học sinh đều được tham gia công bằng và có cơ hội bộc lộ hết năng lực của mình Mặt khác, rèn luyện cho học sinh có tính mạnh dạn, thi đua trong học tập và phát hiện được những học sinh

có năng khiếu về bộ môn Vật Lí Còn gì thú vị hơn khi kết thúc một tiết học các học sinh thật sự thoã mãn, hài lòng với tiết học khi tự mình đã chinh phục, chiếm lĩnh kiến thức bằng sự hiểu biết của mình và tự mình có thể giải được bất kỳ một bài tập nào?

V Điểm mới trong kết qủa nghiên cứu:

Lúc đầu đa số học sinh lúng túng khi nhìn vào các mạch điện Một

số em chưa thuộc bài và khống nắm vững kiến thức ở bài học trước nên chưa hứng thú, say mê việc giải bài tập Sau khi hướng dẫn giải bài tập vận dụng Định luật Ôm áp dụng cho các đoạn mạch, các em học sinh rất phấn khởi và hứng thú học tập của bộ môn này

B Phần nội dung:

I Cơ sở lý luận:

Cùng với việc đổi mới phương pháp dạy học thì việc tổ chức giải bài tập không còn xa lạ với học sinh nữa Mà nó trở thành người bạn đồng hành cùng các em học sinh xuyên suốt quá trình học trên lớp, chính các em đã làm mới cách giải bài tập, tạo nên những giờ học sôi nổi, mang lại hiệu quả cao trong dạy học

Nhiệm vụ của giáo viên dạy Vật Lí là phải truyền đạt cho học sinh những kiến thức cơ bản, có hệ thống về chương Điện học Định luật Ôm này nó đuợc học xuyên suốt trong các ấp sau này Do đó, việc giải bài tập ở phần Định luật Ôm áp dụng cho các đoạn mạch trong một tiết học có vai trò hết sức quan trọng trong việc giúp học sinh nắm vững được kiến thức cũ và lĩnh hội thêm kiến thức mới một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn Qua việc giải bài tập này giúp

học sinh đào sâu kiến thức nhiều hơn và giúp học sinh ôn tập hệ thống hoá kiến thức

Ở chương Điện học phần Định luật Ôm này có liên quan trong đời sống thực tế rất nhiều, nhiều học sinh còn mơ hồ về phần này, khó hiểu, khó vận dụng vào bài tập, cho nên kết quả học tập của học sinh yếu hẳn đi

Qua việc hướng dẫn học sinh giải bài tập chúng ta cần làn rõ việc phân biệt các loại mạch điện, cách mắc mạch điện và cách giải là cần thiết nhất Giúp cho học tìm ra hướng giải quyết bài tập phần này

II Thực trạng của vấn đề:

Như phần trên đã đề cập, việc hướng dẫn giải bài tập của tiết Vật Lí

9 là khâu quan trọng, một mắc xích liên hoàn có liên thông đến các lớp trên Trong khi giải bài tập vận dụng Định luật Ôm, học sinh thường nhằm lẫn công thức giữa hai đoạn mạch mắc nối tiếp và mắc song song là do chưa xác định rõ cách mắc mạch điện Học sinh đọc đề không kỉ, phân tích mạch điện chưa chính xác nên dẫn đến việc giải bài tập bị sai

1 Về mặt thuận lợi:

Trong chương trình Vật Lí 9 thuộc giai đoạn hai của chương trình Vật Lí THCS mới hiện nay nên cũng tạo điều kiện cho học sinh phát triển khả năng tư duy và các năng lực ở mức cao hơn

Trong chương trình Vật Lý 9 yêu cầu bài tập về mặt định lượng cao hơn trong việc vận dụng kiến thức trình bày để giải một bài tập định lượng

Ngoài sách giáo khoa, học sinh còn có sách bài tập giúp cho học sinh có điều kiện hệ thống các kiến thức và cũng như để khắc sâu các bước giải bài tập

2 Về mặt khó khăn:

Thời gian giải bài tập ở lớp không nhiều, giải bài tập phần lớn

là ở nhà

Khả năng vận dụng công thức toán học vào việc giải bài tập Vật Lí của học sinh còn gặp nhiều khó khăn

Học sinh chưa học bài đầy đủ, chưa nhận dạng được mạch điện, chưa biết cách đổi đơn vị, chưa nắm vững công thức

Khả năng phân loại mạch điện, phân tích bài, lựa chọn phương án giải bài tập của học sinh còn hạn chế rất nhiều

* Chất lượng bộ môn Vật Lí năm học 2007 – 2008:

III Các biện pháp thực hiện:

Để giúp học sinh tự khám phá và lĩnh hội kiến thức, đặc biệt là giúp cho học sinh nắm chắc và khắc sâu kiến thức một cách bền vững các kiến thức phải coi trọng đến cách sử dụng các bước giải bài tập

Giáo viên phải tính được toàn bộ kế hoạch cho việc sử dụng bài tập trong một tiết học cụ thể như sau:

+ Lựa chọn bài tập nêu vấn đề sử dụng trong tiết bài tập nghiên cứu kiến thức mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy của học sinh

+ Lựa chọn bài tập củng cố kiến thức lý thuyết, cung cấp thêm hiểu biết trong thực tế đời sống có liên quan

+ Lựa chọn bài tập điển hình nhằm hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết bài tậpvà nhằm hình thành các bước giải bài tập chung cho mỗi loại bài tập

+ Lựa chọn bài tập để kiểm tra đánh giá chất lượng và kỹ năng giải bài tập của học sinh

IV Hướng dẫn giải bài tập Vật Lí:

1 Xây dựng lý thuyết về Định luật Ôm cho các đoạn mạch và các bước giải bài tập:

a) Phát biểu Định luật Ôm:

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây

b) Công thức của Định luật Ôm:

Suy ra: U = I R hoặc R = U

I

c) Công thức của các đoạn mạch:

Đoạn mạch nối tiếp:

- Cường độ dòng điện trong đoạn

mạch:

I = I1 = I2 = I3 = …

- Hiệu điện thế trong đoạn mạch:

U = U1 + U2 + U3 + …

- Điện trở tương đương trong đoạn

mạch:

Rtđ = R1 + R2 + R3 + …

- Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi

điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó

U R

U R

Đoạn mạch song song :

- Cường độ dòng điện trong đoạn mạch:

I = I1 + I2 + I3 + …

- Hiệu điện thế trong đoạn mạch:

U = U1 = U2 = U3 = …

- Điện trở tương đương trong đoạn mạch:

1

td

R =

1 1 1

R R R

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:

I R

I R

I =

U R

d) Các bước giải bài tập:

Bước 1: Đọc kỉ đề bài, tìm hiểu bài rồi tóm tắt đề bằng ký hiệu ( cần chú ý đến đơn vị phù hợp chưa) và bằng hình vẽ (nếu có)

Bước 2: Phân tích mạch điện, vẽ lại hình (nếu cần) Phân tích đề bài: phân tích hiện tượng Vật Lí đề cập trong bài nhằm hướng dẫn đến khái niệm định luật hay công thức có liên quan đến bài giải

Bước 3: vận dụng công thức đã phân tích ở bước 2 để giải bài tập

Bước 4: kiểm tra và biện luận kết quả:

* Biện luận:

- Bài toán có nhiều nghiệm

- Dựa vào điều kiện ban đầu của bài

- Dựa vào thực tế

* Kiểm tra:

- Xem lại trình tự bài giải

- Kiểm tra đơn vị phù hợp chưa

- Giải bằng phương pháp khác

2 Các dạng bài tập:

* Đối với đoạn mạch nối tiếp:

Bài tập 1: Cho đoạn mạch gồm ba điện trở mắc nối tiếp nhau như hình vẽ.

Biết R1 = 20 ; R2 = 15 ; R3 = 25 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 75V

a) Tính Diện trở tương đương của đoạn mạch

b) Tính cường độ dòng điện qua mạch

c) Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở

R1 =10

-a) Rtđ = ? 

b) I = ? A

c) U1 =? V U2 = ? V U3 = ? V

Hướng dẫn:

- GV: Nhìn vào hình vẽ ta thấy các

điện trở được mắc với nhau như thế

nào?

- GV: Ta có thể áp dụng công thức nào

để tính điện trở tương đương của đoạn

mạch?

- GV: Trong công thức tính điện trở tương đương thì có đầy đủ dữ kiện chưa?

- GV: Cho biết công thức tính cường

độ dòng điện mạch Trong công thức tính này tương đương thì có đầy đủ dữ kiện chưa?

- GV: Hãy cho biết công thức tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 Trong công thức tính điện trở tương đương thì có đầy đủ dữ kiện chưa?

- GV: tương tự của U2 và U3 học sinh

tự giải

Giải a) Điện trở tương đương đoạn mạch:

Rtđ = R1 + R2 + R3

= 10 + 15 + 25 = 50()

b) Cường độ dòng điện của mạch:

I = U

R = 75

50= 1,5 (A) c) Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R1:

U1 = I R1 = 1,5 10 = 15 (V)

Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2:

U2 = I R2 = 1,5 15 = 22,5 (V) Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R3:

U3 = I R3 = 1,5 25 = 37,5 (V) Đáp số: a) Rtđ = 50

b) I = 1,5A c) U1 = 15V

U2 = 22,5V U3 = 37,5V

* Đoạn mạch song song:

Bài tập 1: Cho mạch điện gồm ba điện trở R1 = 25; R2 = R3 = 50 mắc song song với nhau

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế không đổi U = 37,5V Tính dòng điện qua các điện trở và dòng điện qua mạch chính

R1

b) I = ?A

I1 =?A

I2 = ?A

I3 = ?A

Hướng dẫn:

- GV: Hãy nhìn vào hình vẽ ta thấy

các điện trở được mắc với nhau như

thế nào?

- GV: Ta có thể áp dụng công thức

nào để tính điện trở tương đương của

đoạn mạch?

- GV: Trong công thức tính điện trở

tương đương thì có đầy đủ dữ kiện

chưa?

- GV: Cho biết công thức tính cường

độ dòng điện qua R1 Trong công thức

tính này tương đương thì có đầy đủ dữ

kiện chưa?

- GV: tương tự của I2 và I3 học sinh tự

giải

- GV: Cho biết công thức tính cường

độ dòng điện mạch chính

- GV: Còn cách nào để tính cương độ

dòng điện mạch chính

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch:

1

td

R =

1 1 1

R R R

Suy ra:

Rtđ = 1 2 3

.

R R R

R R R R R R

= 25.50.50

25.50 50.50 25.50  

= 12,5 () b) Cường độ dòng điện qua R1:

I1 =

1

U

R = 37,5

25 = 1,5(A) Cường độ dòng điện qua R2:

I2 =

2

U

R = 37,5

50 = 0,75 (A) Cường độ dòng điện qua R3:

I3 =

3

U

R = 37,5

50 = 0,75 (A) Cường độ dòng điện qua mạch chính:

I = I1 + I2 + I3 = 1,5 + 0,75 + 0,75 = 3 (A) Hoặc: I =

td

U

R = 12,537,5= 3 (A) Đáp số: a) Rtđ = 12,5

b) I1 = 1,5A I2 = I3 = 0,75A

I = 3A

* Đoạn mạch hỗn hợp:

Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ

Trong đó: R1 = 5 ; R2 = 12 ; R3 = 8 ; R4 = 20 ; Hiệu điện thế UAB = 30V a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở

c) Tính các hiệu điện thế UAC và UCD

Tóm tắt:

R1 = 5

R2 = 12

B

a) Rtđ = ? 

b) I1 = ?A

I2 = ?A

I3 = ?A

I4 = ?A

c) UAC = ? V

UCD = ? V

Hướng dẫn:

- GV: Hãy nhìn vào hình vẽ hãy cho

biết các điện trở trên hình được mắc

với nhau như thế nào?

- HS: [(R2 nt R3) // R4] nt R1

- GV: Vậy đây là mạch mắc hỗ hợp

vừa có nối tiếp vừa có song song

Để tính điện trở tương đượng của

đoạn mạch thì ta phải tính mạch nào trước? và áp dụng công thức tính điện trở nào?

- GV: R1 nt R234 trong mạch điện nên ta có được cường độ dòng điện của

Giải a) Tính điện trở R2 và R3:

R23 = R2 + R3

= 12 + 8 = 20()

Tính điện trở R23 và R4:

R234 = 23 4

.

R R

R R

= 20.20

20 20  = 10()

Tính điện trở tương đương của đoạn

mạch:

Rtđ = R1 + R234 = 5 + 10 =

15

- GV: Vậy tìm I1 ta áp dụng công

thức nào để tính và trong công thức

đó có đủ dữ kiện chưa?

- GV: Để tính I2 và I3 ta chỉ cần tính

I23 là được Vậy công thức tính I23

như thế nào?

- GV: Để tính I4 ta áp dụng công

thức nào? Trong công thức đó có đũ

dữ kiện chưa?

- GV: Tính UAC chính là tính U nào?

Và áp dụng công thức nào?

- GV: Tính UCD chính là tính U nào?

Và áp dụng công thức nào?

b) Tính cường độ dòng điện qua R1:

I1 = I = AB

td

U

R = 30

15= 2 (A) Tính hiệu điện thế UCB:

UCB = I.R234 = 2.10 = 20 (V) Cường độ dòng điện qua R2 và R3:

I2 = I3 = I23 =

23

CB

U

R = 20

20= 1(A) Tính cường độ dòng điện qua R4:

I4 =

4

CB

U

R = 20

20= 1 (A) c) Hiệu điện thế UAC

UAC = I1 R1 = 2 5 = 10(V) Hiệu điện thế UCD :

UCD = I2 R2 = 1 12 = 12 (V) Đáp số: a) Rtđ = 15

b) I1 = 2A I2 = I3 = I4 = 1A c) UAC = 10V ; UCD = 12V

* Tóm lại:

Để dạy một tiết có sử dụng các bài tập đạt hiệu qua và giúp cho học sinh vận dụng kiến thức để giải bài tập đạt kết qua thì giáo viên cần có kế hoạch chuẩn bị trước để hướng dẫn học sinh gải bài tập gồm các công việc sau:

- Giáo viên giải bài tập trước ở nhà khi cho học sinh làm

- Phân tích hướng giải theo trình tự theo từng bước

+ Tóm tắt đề bằng ký hiệu (cần chú ý đơn vị) và bằng hình vẽ (nếu có)

+ Cần thiết lập mối quan hệ giữa các hệ thức (công thức) cơ bản cần sử dụng đến giải bài tập

+ Khái quát trình tự gải bài tập

- Xác định hướng giải quyết bài tập để hướng dẫn cho học sinh

+ Lựa chọn phương pháp hướng dẫn phù hợp với mục đích

+ Soạn sẵn các câu hỏi, câu trả lời để hướng dẫn theo trình tự đã vạch ra

V Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm:

Đối với học sinh THCS nói chung và học lớp 9 nói riêng Các học sinh thường bị lan toả và không chú ý, không hứng thú học tập vào lúc giải bài tập Do đó các em học không tập trung cao độ vào bài học

* Kết quả bộ môn Vật Lí 6 năm học 2008 – 2009:

* Kết quả bộ môn Vật Lí ở HKI năm học 2009 – 2010:

C Phần kết luận:

I Những bài học kinh nghiệm: