Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm hình thành kiến thức mới trong dạy học chương 1- Điện tích, điện trường của họ...
Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Cơng cơng nghiệp hố, đại hố địi hỏi đất nước ta phải đổi để đáp ứng nhu cầu thời đại; đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi đồng mục đích, nội dung, phương pháp phương tiện dạy học.Trong đổi phương pháp dạy học đặc biệt quan trọng Giải tập vật lí (BTVL) phương pháp dạy học xác định từ lâu giành quan tâm tất yếu giáo viên phổ thông Việc giải tập hình thành kiến thức giúp học sinh củng cố kiến thức học, vận dụng kiến thức học phát kiến thức mới, góp phần phát triển tư lực sáng tạo Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống tập hình thành kiến thức trường trung học phổ thông (THPT) chưa nhiều người quan tâm Trong chương trình vật lí 11 THPT, chương “ Điện tích, Điện trường” chương quan trọng cung cấp kiến thức ban đầu phần điện, từ trường để học sinh nghiên cứu phần sau Xuất phát từ đó, chúng tơi nghiên cứu đề tài “ Xây dựng sử dụng hệ thống tập nhằm hình thành kiến thức dạy học chương 1: Điện tích, điện trường học sinh lớp 11 THPT” Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý 2.Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập chương 1: “ Điện tích, Điện trường” đề cách sử dụng việc hình thành kiến thức, góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí 11 THPT Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1.Nghiên cứu lý luận BTVL dạy học THPT 3.2.Điều tra thực trạng dạy học tập chương “ Điện tích, Điện trường” giáo viên học sinh lớp 11THPT 3.3 Xác định mức độ yêu cầu nắm vững chương “ Điện tích, Điện trường” 3.4 Xây dựng hệ thống tập nhằm hình thành kiến thức dạy học chương “ Điện tích, Điện trường ” đề cách sử dụng nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lí lớp 11 THPT ban khoa học tự nhiên Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học BTVL nhằm hình thành kiến thức giáo viên học sinh lớp 11 THPT ban khoa học tự nhiên Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn, sử dụng phối hợp hai phương pháp nghiên cứu chủ yếu nghiên cứu lý luận điều tra hình thức dự giờ, trị chuyện với giáo viên học sinh Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG LÝ LUẬN VỀ BTVL 1.1 Quan niệm BTVL Trong định nghĩa BTVL, nhiều nhà nghiên cứu giáo viên hay dùng định nghĩa X.E cammenetxki, V.P.Ơrekhơv sau: Trong thực tế dạy học, BTVL vấn đề không lớn mà số trường hợp tổng quát giải nhờ suy luận logic phép tốn thí nghiệm sở phương pháp thực nghiệm Trong tài liệu phương pháp dạy học, BTVL luyện tập lựa chọn phù hợp với mục đích nghiên cứu tượng vật lý nhằm hình thành kỹ phát triển tử vật lý học sinh hình thành kĩ vận dụng họ vào thực tiễn Hiểu theo nghĩa rộng BTVL bát kì vấn đề xuất trình nghiên cứu sách giáo khoa vật lý học lớp Hay nói cách khác tư định hướng cách tích cực đến vấn đề ln việc giải tập Từ điều có nhận xét BTVL có hai chức chủ yếu vận dụng kiến thức cũ hình thành kiến thức 1.2 Tác dụng chủ yếu BTVL dạy học 1.2.1 Hình thành rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng vào thực tiễn 1.2.2 Hình thành kiến thức mới: Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý - Kiến thức kiến thức học sinh chưa biết xác kiến thức cho ta hiểu biết kiến thức học Phương pháp hành động sử dụng hay cho thấy rõ giới hạn - Các BTVL hình thành kiến thức tuân theo số yêu cầu sau: + Bài tập có chứa vấn đề cần giải vừa sức học sinh + Bài tập phải chứa đựng yếu tố mà để giải học sinh phải tìm câu trả lời từ thiên nhiên + Mỗi tập phải ý tới mặt - Tình đưa tập - Nội dung tập - cách giải - Kết luận để từ rút kiến thức + Việc giải tập tiết học phải đảm bảo thời gian chương trình quy định, đảm bảo học sinh chiếm lĩnh kiến thức tiết học 1.2.3 Ôn tập kiến thức học, củng cố kiến thức giải 1.2.4 Phát triển tư vật lý học sinh phổ thông 1.2.5 Kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo 1.2.6 Giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp hướng nghiệp học sinh 1.3 Phân loại BTVL Có nhiều cách phân loại BTVL theo nhiều dấu hiệu khác có hai cách phổ biến sau: Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý 1.3.1 Theo nội dung BTVL đưcợ phân chia theo dấu hiệu tài liệu vật lý, nội dung trừu tượng hay cụ thể theo nội dung lịch sử, theo tính chất vật lý, theo nội dung thực tế kĩ thuật theo tính chất giả tạo kiện 1.3.2 Theo phương thức giải, BTVL chia làm bốn loại: Bài tập định tính (hay tập câu hỏi, tập lĩnh hội, tập lôgic); tập định lượng (hay tập tính tốn); tập thí nghiệm; tập đồ thị Hiện chưa có mật độ thống tiêu chuẩn phân loại, loại tập có vài yếu tố tập khác 1.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống tập cho đề tài, chương phần giáo trình vật lí phổ thông - Các tập hệ thống phải xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp mối quan hệ đại lượng khái niệm đặc trưng cho trình tượng dần bước học sinh hiểu kiến thức, nắm vững có kĩ vận dụng kiến thức -Mỗi loại tập chọn phải mắt xích hệ thống tập, đóng góp phần vào việc hồn chỉnh kiến thức học sinh, giúp họ hiểu mối quan hệ đại lượng; cụ thể hoá khái niệm vạch nét chưa làm sáng tỏ, phải khắc phục khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến họ tình chiếm lĩnh vận dụng kiến thức - Hệ thống tập lựa chọn phải giúp học sinh nắm phương pháp giải loại tập cụ thể Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý - Số lượng tập chọn phải phù hợp với thời gian quy định chương trình thời gian học nhà học sinh 1.5 Phương pháp giải BTVL Giải BTVL thông thường tiến hành theo bước sau: Bước : Tìm hiểu đầu - Đọc ghi ngắn gọn liệu xuất phát phải tìm - Mơ tả lại tình nêu đầu bài, vẽ hình minh hoạ đổi đơn vị (nếu cần) - Nếu đầu yêu cầu phải làm thí nghiệm vẽ đồ thị để thu kiện Bước : Xác lập mối liên hệ kiện xuất phát với phải tìm - Đối chiếu với kiện xuất phát phải tìm xem xét chất vật lí tình cho để nhận định luật cơng thức lý thuyết có liên quan - Xác lập mối liên hệ bản, cho thấy liên hệ phải tìm với kiện xuất phát từ rút phải tìm Bước : Rút kết cần tìm Từ mối liên hệ xác lập được, tiếp tục luận giải, tính tốn rút kết cần tìm Bước : Kiểm tra, xác nhận kết qua vừa tìm được, cần kiểm tra lại việc giải kết theo cách sau: - Kiểm tra xem thực hết yêu cầu toán đặt chưa - Kiểm tra việc tính tốn chưa (dấu đại số, kết làm trịn, )? Khố luận tốt nghiệp Đinh Xn Cấp – K30A Vật Lý - Kiểm tra xem thứ ngun có phù hợp khơng? - Xem xét kết ý nghĩa thực tế có phù hợp khơng? - Giải tập theo cách khác xem có cho kết không? Tuy nhiên loại tập có đặc điểm riêng, nên có số khâu cụ thể hố, khơng sử dụng tới Có bước tự động hoá sau giải nhiều loại tập 1.6 Các cách hướng dẫn học sinh giải BTVL 1.6.1 Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn Algorit) - Aglorit hiểu dẫn gồm thao tác (hay gọi hành động sơ cấp học sinh hiểu cách đơn giản nắm vững) xác định cách rõ ràng chặt chẽ, rõ cần thực thao tác để tới kết - Hướng dẫn Algorit hướng dẫn rõ cho học sinh thao tác cần thực trình tự cần thực để đến kết mong muốn - Kiểu hướng dẫn áp dụng trường hợp cần dạy cho học sinh phương pháp giải loại tập điển hình đồng thời luyện tập cho học sinh kĩ giải loại tập sở học sinh nắm Algorit giải * ưu điểm: Học sinh tìm kết cách nhanh chóng rèn luyện cho học sinh kĩ giải tập * Hạn chế: có tác dụng tạo cho học sinh khả tìm tịi sáng tạo 1.6.2 Kiểu hướng dẫn tìm tịi (hướng dẫn orixtic) kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh tìm tịi, suy nghĩ, phát cách giải vấn đề Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Được áp dụng cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải tập đồng thời đảm bảo cho học sinh phát triển tư rèn luyện cho học sinh kĩ tìm tịi cách giải vấn đề * Ưu điểm : Tránh tình trạng giáo viên giải theo học sinh việc giải tốn * Hạn chế: Khơng phải bào đảm bảo cho học sinh giải tập cách chắn 1.6.3 Kiểu hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hố kiểu hướng dẫn cho học sinh tự tìm tịi cách giải cụ thể tức giáo viên định hướng hoạt động tư học sinh theo đường lối khái quát việc giải vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi tự lực tìm tịi giải học sinh Nếu học sinh khơng đáp ứng giúp đỡ giáo viên phát triển định hướng khái quát ban đầu; cụ thể hoá thêm bước cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi phải tìm tịi giải cho vừa sức với học sinh Nếu học sinh khơng đủ khả tự lực tìm tịi giải hướng dẫn giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hồn thành u cầu bước Sau tiếp tục u cầu học sinh tự lực tìm tịi giải bước Nếu cần giáo viên lại giúp đỡ thêm, giải xong vấn đề đặt Được áp dụng giáo viên có điều kiện hướng dẫn tồn tình giải BTVL học sinh nhằm giúp học sinh tự lực giải BTVL đó, đồng thời dạy cho em cách suy nghĩ trình giải tập tự rút phương pháp giải tập loại *Ưu điểm: Rèn luyện tư học sinh trình tìm lời giải BTVL đảm bảo cho học sinh giải tập Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý * Hạn chế: Đòi hỏi hướng dẫn phải theo sát tiến trình hoạt động giải tập học sinh Nghĩa dựa vào lời soạn chọn sẵn mà phải kết hợp với trình độ học sinh để điểu chỉnh giúp đỡ cho thích hợp Trong khố luận, hướng dẫn học sinh giải tập chủ yếu theo kiểu hướng dẫn theo mẫu hướng dẫn tìm tịi Khố luận tốt nghiệp Đinh Xn Cấp – K30A Vật Lý CHƯƠNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 11THPT CHƯƠNG I “ ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG” 2.1 Mức độ yêu cầu nắm vững chương “ Điện tích điện trường” 1.1 Điện tích, định luật bảo tồn điện tích - Trong tự nhiên có hai loại điện tích: điẹn tích âm điện tích dương - Electron (điện tử) phần tử bền vững mang điện tích nguyên tố âm e = 1,6.10 - C - Prơton phần tử bền vững mang điện tích ngun tố dương e = 1,6.10 −19 C - làm cho vật nhiễm điện cách cọ xát hưởng ứng hay tiếp xúc với vật dẫn mang điện - Trong hệ cô lập điện, tổng đại số điện tích ln ln số 2.1.2 Tác dụng điện tích Định luật culơng Các điện tích tác dụng lẫn nhau: điện tích dấu đẩy nhau, điện tích trái dấu hút nhau;lực tác dụng hai điện tích điểm có phương trùng với phương đường thẳng nối hai điện tích điểm (hình 1) độ lớn tính r 10 theo định luật culơng Khố luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý + Xác định điện điện tích điểm gây V= kq εr Do hệ điện tích điểm gây V = ∑ Vi +Trong trường hợp điện trường đều, biết cường độ điện trường khoảng cách d hai điểm theo đường sức ta xác định hiệu điện thông qua công thức: U AB = E.d với U A B = V A - V B Chiều điện trường chiều từ điểm có hiệu điện cao đến điểm có hiệu điện thấp ( điểm đường vng góc với đường sức có điện nhau) + Khi cần xác định cơng lựch tác dụng lên điện tích dịch chuyển điện trường, trường hợp ta áp dụng công thức: A A B = q.E.d Cơng ngoại lực A’ = -A va điện tích phân bố mặt ngồi trường hợp điện tích dịch chuyển điện trường chụi tác dụng điện trường định lí động cho W đ B - W đ A = A A B (như hạt mang điện có động tăng điện trường tạo công dương ngược lại) Loại 5: Khảo sát chuyển động hạt điện tích điện trường Phương pháp giải: + Chuyển động electron điện trường (nếu bỏ qua trọng lực) electron chịu tác dụng f = −e E có gia tốc a = eE a phương ngược chiều với E có độ lớn a = ) m 18 f eE =− m m Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý + Nếu electron chuyển động dọc theo đường sức tuỳ thuộc vào chuyển động chiều hay ngược chiều với điện trường hạt chuyển động chậm dần hay nhanh dần đều, sử dụng phương trình biến đổi thẳng để giải + electronđi vào điện trường hai tụ với vận tốc v nghiêng góc α so với hai tụ, áp dụng toán ném xiêu để giải(trong trường hợp α = 00 dùng kết toán vật ném ngang) Loại 6: Tính điện dung tụ diện điện dung tụ điện mạch phức tạp Phương pháp giải: + Điện dung tụ điện phẳng C = εS 9.109.4πd + Ghép song song U1 = U = = U u ⇒ Qb =Q1+Q2 ⇒ Cb =C 1+C2 + 1 +Ghép nối tiếp: U b = U1 + U + ⇒ Qb =Q1 = Q2 = ⇒ C = C + C b + Ghép hỗn hợp: Tính C b cách phân tích thành nhóm tính điện dung tương đương nhóm sau kết hợp lại để suy C b Tính điện tích Q b = C b U b Muốn tính điện tích tụ riêng rẽ ta cần tính điện tích nhóm sau suy điện tích tụ 2.2 Thực trạng dạy học tập chương I “ Điện tích, điện trường” Để nắm tình hình dạy học tập chương” điện tích điện trường” Vật lý 11 THPT, tiến hành điều tra thực trạng dạy học tập chương giáo viên học sinh lớp 11THPT Nguyễn Du - Thái Bình (Ban KHTN) với biện pháp chủ yếu sau: 19 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý - Dự tiết học luyện tập giải tập - Trao đổi với giáo viên học sinh tình hình dạy học chương “Điện tích, điện trường” - Xem xét kiểm tra 15 phút, tiết mức độ đề bài, kết làm học sinh chất lượng nắm vững kiến thức chương Quá trình điều tra dẫn chúng tơi đến số nhận xét sau: * Về cách dạy sử dụng tập giáo viên - Thường áp đặt lối suy nghĩ cho học sinh cụ thể là: + Thường chữa tập cho học sinh chưa quan tâm mức đến việc hướng dẫn học sinh giải tập + Chưa lựa chọn tập cách có hệ thống + Chưa rút phương pháp giải dạng tập chương cho học sinh sau hướng dẫn (mà thực chất “chữa”) họ giải - tập Không lôi tất học sinh lớp tham gia giải tập, nhiều lúc có giáo viên học sinh gọi lên bảng giải tập làm việc bạn học sinh ngồi nói chuyện làm việc riêng - Thường vận dụng chức củng cố kiến thức chương “ Điện tích, điện trường” mà chưa vận dụng chức hình thành kiến thức BTVL vào chương “ Điện tích, điện trường” * Về việc giải tập học sinh: - Đa số học sinh quen với cách học tập : đọc - chép nên tập chép chữa giáo viên hay giải bạn định lên bảng Vì khơng học sinh khơng giải tập tương tự với chữa 20 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý - Khoảng 10% học sinh lười làm tập nhà - Một số khó khăn chủ yếu học sinh : + Lúng túng cần phải xác định chiều vectơ điện trường E gây điện tích âm + Chưa hiểu roc chất mối quan hệ hai đại lượng F, q + Chưa biết cách chọn gốc điện tích điện trường cho việc giải tập đơn giản + Kỹ tính tốn cịn yếu giản ước giá trị vô tỉ, tổng hợp vectơ,… 2.3 hệ thống tập hình thành kiến thức chương “ Điện tích, điện trường” 2.3.1 Hệ thống tập Bài 1: Đẩy hay kéo bàn xa ta gậy hay dây Hai điện tích đặt xa kể chân khơng Trong ví dụ tương tác vật có qua mơi trường khơng có có đặc điểm gì? Bài 2: Một điện tích điểm Q nằm điểm O mơi trường điểm có ε điện tích thử q điểm M điện trường Q, OM = r Tính lực điện tác dụng lên q Từ có nhận xét độ lớn lực điện điện trường điểm M lại gần hay xa Q Bài 3: Lần lượt thay điện tích thử q điẹn tích thử q , q , q n a Tính lực điện tác dụng lên điện tích thử b Căn vào kết rút nhận xét mối quan hệ lự điện Bài 4: Đặt điện tích thử q điểm khác điện trường gây điện tích Q đứng n Có nhận xét thương số lực điện tương tác Q q độ lớn q 21 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Bài 5: Một điện tích Q đặt mơi trường đồng chất có số điện môi ε Hãy xác định cường độ điện trường E gây Q điểm M cách đoạn r Bài 6:một điện tích q chuyển động từ điểm M đến điểm N điện trường hai kim loại rộng, song song mang điện tích trái dấu có độ lớn nhau Tính cơng lực điện đoạn MN Có nhận xét cơng này? Bài 7: Điện trường có giống trường hấp dẫn khơng? Có thể xây dựng khái niệm điện tích khơng? Nêu mối quan hệ công lực điện điện tích Bài 8: Tìm biểu thức biểu thị mối liên hệ cường độ điện trường hiệu điện Bài 9: Hai tụ điện có điện dung C , C mắc nối tiếp song song Tính điện tích, hiệu điện thế, điện dung tương dương tụ suy kết cho tụ điện gồm n tụ điện Bài 10: Trong tụ điện lượng tụ điện tích trữ dạng gì? Tính lượng suy lượng điện trường tụ điện 2.3.2 Hướng dẫn giải Bài 1: Trong ví dụ đẩy hay kéo bàn Khi gậy hay sợi dây môi trường vật chất truyền lực từ tay ta đến bàn tương tự hai điện tích đặt xa tương tác với thông qua mơi trường vật chất đó, để truyền lực từ điện tích đến điện tích Mơi trường vật chất truyền tương tác hai điện tích có đặc điểm tác dụng lực điện lên điện tích đặt Bài 2: Lực điện tác dụng lên q theo định luật Culông là: 22 Khoá luận tốt nghiệp F=K Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Qq εr R khoảng cách từ q đến Q Khi q dịch chuyển xa Q ⇒ r tăng ⇒ F giảm hay lực điện yếu ta nói lực điện trường điểm xa Q yếu Bài 3: a lực điện tác dụng lên điện tích thử q , q , q n là: F1 = K F2 = K Q q1 εr Q q2 εr Fn = K Q qn εr b từ kết câu ta thấy: Q F1 F2 F = = = n = K q1 q2 qn εr Đặt E = const = K Q εr Nhận xét: rõ ràng E không phụ thuộc vào q , q , , q n hay nói cách khác E khơng phụ thuộc vào giá trị điện tích thử đặt điện trường Bài 4:Gọi khoảng cách từ điểm đặt khác điện tích thử q đến điện tích Q r , r , r n Lực điện tác dụng lên điện tích thử q là: F1 = K F2 = K Qq εr12 Qq εr22 23 Khoá luận tốt nghiệp Fn = K Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Qq εrn2 Ta có thương số: KQ F1 K Q F2 K Q F = ≠ = ≠ n = q εr1 q εr2 q εrn ⇒ E1 = F1 F F ≠ E2 = ≠ ≠ En = n q q q Nhận xét: điểm khác thương số Thương E khác q E đặc trưng cho điện trường điểm xét mặt tác q dụng lực gọi cường độ điện trường kí hiệu E Bài 5: Đặt điện tích thử q M, ta có lực điện tác dụng lên điện tích thử q là: F=K Q εr Vậy cường độ điện trường E gây Q điểm M là: + Có điểm đặt M + Độ lớn: E = F K Q q K Q = = Q εr q εr + Phương: trùngvới đường thẳng nối từ Q tới điểm M + Chiều: từ E = F mà q>0 ⇒ E chiều F q Nếu Q>0 : F lực đẩy ⇒ E hướng xa điện tích Q Nếu Q0 đường điện tích q đoạn đường cong MN Chia MN thành nhiều đoạn nhỏ, công lực điện tác dụng lên q tổng công đoạn nhỏ 24 Khố luận tốt nghiệp Đinh Xn Cấp – K30A Vật Lý Vì q > nên lực điện tác dụng lên q có chiều hướng từ mang điện dương sang mang điện âm Coi đoạn đường cong MN chia thành nhiều đoạn nhỏ cho đoạn nhỏ coi đoạn thẳng Khi cong lực điện đoạn nhỏ chẳng hạn đoạn PQ : ∆APQ = q.E.PQ.Cosα = q.E.P′Q′ P′Q′ hình chiếu PQ lên trục ox; quy ước vẽ trục ox có chiều trùng với chiều đường sức Cơng toàn đoạn MN bằng: ( ) A MN = ∑ ∆A = qE M ′R′ + + P ' Q' + + S ' N ' = qE.M ' N ' Kết rút từ giả thiết q> nhiên q < ta rút công thức Do viết: A MN = qE.M ' N ' = qEd Với d khoảng cách hai điểm M N Nhận xét: Công lực điện tác dụng lên điện tích q khơng phụ thuộc vào dạng đường MN mà phụ thuộc vào vị trí hai điểm M, N tức điểm đầu điểm cuối đường Vậy điện trở tĩnh trường Bài 7: Công trọng lực cơng lực điện có đặc tính quan trọng cơng khơng phụ thuộc dạng đường vật Mà phụ thuộc vị trí điểm đầu điểm cuối đường Vậy nói điện trường tĩnh giống trường hấp dẫn chúng đề trường Ta biết công trọng lực biểu diễn qau hiệu vị trí đầu cuối đường vật ta coi điện tích q điện trường công lực điện điện 25 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N biểu diễn qua hiệu điện tích q hai điểm AMN = WM - WN Hiệu vật trọng trường tỷ lệ với khối lượng m vật ta coi hiệu điện tích q điện trường tỷ lệ với điện tích q, nghĩa biểu diễn A M N dạng sau: A M N = q(V M - V N ) Bài 8: từ biểu thức rút từ ta có A M N = qEd A M N = q(V M - V N )= q.U M N ⇒E= U MN U MN = : d M ' N' công thức biểu thị mối liên hệ cường độ điện trường hiệu điện điện trường Bài 9: * Ghép song song hai tụ: Trong cách ghép tụ điện mắc vào hiệu điện điện tích tụ là: Q = C U, Q = C U Gọi điện tích tụ điện Q : Q= Q + Q = (C + C )U ⇒ Q =C + C U Thương số Q điện dung tương đương tụ điện U Ký hiệu điện dung tương đương C thì: C= C +C Từ suy điện dung tương đương tụ gồm n tụ điện ghép song song với là: C= C + C +… + C n 26 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý * Ghép nối tiếp hai tụ: Trong cách ghép này, thứ hai tụ C ghép nối với thứ C Nếu số tụ ghép nhiều thứ tụ C lại nối với thứ tụ C … thứ tụ C nối với cực thứ tụ điện cuối nối với cực nguồn điện Gọi U hiệu điện tụ điện U= U + U Gọi điện dung tụ điện C cơng thức ta suy ra: Q Q1 Q2 = + C C1 C2 Giả sử trước ghép cac tụ điện khơng tích điện Nếu ghép nối tiếp điện tích tụ điện Đó điện tích tụ điện Q= Q + Q ⇒ 1 + = C1 C2 C Đối với trường hợp ghép n tụ diện nối tiếp ta viết: 1 1 = + + + C C1 C Cn Bài 10: Khi tích điện cho tụ điện nguồn điện thực công để đưa điện tích đến tụ điện Theo định luật bảo tồn lượng, Cơng lượng tụ điện tích trữ dạng cơng làm dịch chuyển điện tích đến tụ Đầu tiên điện tích tụ điện khơng, hiệu điện tụ điện không Năng lượng tụ điện lúc khơng Khi tích điện, điện tích tụ điện tăng dần, hiệu điện tăng ln ln tỷ lệ với điện tích Cuối điện tích tụ Q, hiệu điện tụ điện u Giá trị trung bình hiệu điện tụ điện q trình tích điện 27 U Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Do cơng mà nguồn điện thực là: A=Q U Vậy lượng tụ điện là: W= QU CU Q = = 2 2C Khitụ điện tích điện, tụ điện có điện trường Vì lượng tụ điện lượng điện trường tụ điện Vậy lượng điện trường tụ điện phẳng là: W= CU εS 2 εE = E d = 9.109.8π 9.10 8πd εE Sd = V 9.109.8π V= Sd khoảng không gian hai tụ điện phẳng 2.4 Sử dụng hệ thống tập dạy học chương “ điện tích, điện trường” Hệ thống tập sử dụng tiết học chương “ điện tích, điện trường” nhằm giúp học sinh phát kiến thứcmới, tạo hứng thú chủ động cho học sinh học Để hệ thống tập phát huy hiệu cao trình sử dụng, lưu ý số điểm sau: - Giáo viên nêu bvài tập hình thành kiến thức nhà cho học sinh trước học - Sau học sinh làm xong tập hình thành kiến thức giáo viên yêu cầu học sinh dùng định nghĩa khái niệm vừa tìm - Trong q trình học sinh yêu cầu giải bào tập yêu cầu học sinh khác tự làm nhận xét câu trả lời bạn nhắc lại đinh nghĩa kiến thức vừa tìm 28 Khố luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý - Sau tiết học cần tóm tắt lại nội dung tập củng cố kiến thức nhà cho học sinh Trong phân phối chương trình vật lý 11 THPT (ban KHTN) chương “ Điện tích, điện trường” gồm có Tuy nhiên hệ thống tập chúng tơi hình thành số kiến thức sau: - 3: “ Điện trường”: Nhằm hình thành khái niệm điện trường, cường độ điện trường nắm biểu thức tính cường độ điện trường điện tích điểm gây điểm hkông gian + Sau đặt vấn đề vào bài, giáo viên cho học sinh làm Sau giáo viên thơng báo mơi trường vật chất truyền tương tác hai điện tích gọi điện trường định nghĩa dạng vật chất bao quanh điện tích gắn liền với điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt + Sang mục 2: Cường độ điện trường, giáo viên cho học sinh làm 2, Sau giải bài, học sinh thấy rõ cần phải xây dựng khái niệm đặc trưng cho độ mạnh yếu điện trường điểm Khái niệm gọi cường độ điện trường Việc thiết lập công thức độ lớn cường độ điện trường thông qua việc giải + sang mục điện trường điện tích điểm Giáo viên cho học sinh làm - Bài 4: “ Công lực điện trường, hiệu điện thế” nhằm hình thành khái niệm hiệu điện nắm chất mối liên hệ cường độ điện trường hiệu điện thế; chất công lực điện, điện tích 29 Khố luận tốt nghiệp Đinh Xn Cấp – K30A Vật Lý + Sau đặt vấn đề vào giáo viên cho học sinh làm + Sang mục 2: khái niệm hiệu điện thế, giáo viên cho học sinh làm thông báo: (V M - V N ) gọi hiệu điện (hay điện áp) hai điểm M N ký hiệu U M N ⇒ U MN = VM − VN = A MN q Hiệu điện hai điểm điện trường đại lượng đặc trưng cho khả thực công điện trường có điện tích di chuyển hai điểm + Sang mục 3: Liên hệ cường độ điện trường hiệu điện giáo viên cho học sinh làm - Bài 7: “ Tụ điện” nhằm xây dựng biểu thức tính điện tích hiệu điện thế, điện dung tương đương tụ điện mắc song song, nối tiếp Sau hình thành khái niệm tụ điện cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng giáo viên cho học sinh làm - 8: “Năng lượng điện trường”: nhằm hình thành khái niệm lượng điện trường nắm cơng thức tính lượng tụ điện lượng điện trường Sau đưa số thí dụ chứng tỏ tụ điện có lượng, giáo viên cho học sinh làm 10 30 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý PHẦN KẾT LUẬN Đối chiếu với nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài hoàn thành nhiệm vụ đề Nghiên cứu số vấn đề lý luận BTVL quan niệm BTVL; tác dụng BTVL dạy học; phân loại BTVL; nguyên tắc lựa chọn hệ thống tập cho đề tài, chương phần giáo trình vật lý phổ thơng; phương pháp giải BTVL; cách hướng dẫn học sinh giải số BTVL Điều tra thực trạng dạy học tập chương “ Điện tích, điện trường” giáo viên học sinh bốn lớp 11 trường PHTH Nguyễn Du - Kiến Xương - Thái Bình học kì năm học 2007 - 2008 Nghiên cứu nội dung chương trình SGK vật lý 11 THPT ban KHTN mà xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương “điện tích, điện trường” Lựa chọn hệ thống tập nhằm hình thành kiến thức dạy học chương “ điện tích, điện trường” gồm 12 đề cách sử dụng tiết học Do hạn chế thời gian việc nghiên cứu đề tài chưa kiểm nghiệm trường phơt thơng Điều chúng tơi thực tương lai gần để đánh giá hiệu hệ thống tập cách sử dụng dạy học 31 Khoá luận tốt nghiệp Đinh Xuân Cấp – K30A Vật Lý Đề tài tiếp tục mở rộng cho chương, phần khác giáo trình vật lý phổ thơng Xn Hồ, tháng 05 năm 2008 TÀI LIỆU THAM KHẢO An Văn Chiêu - Nguyễn Trọng Di - Lưu Văn Tạo Phương pháp giảng dạy vật lý trường phổ thông tập 1, Nxb Giáo dục - 1979 Phạm Hữu Tòng Phương pháp dạy tập vật lý , Nxb Giáo dục - 1989 X.E Camenetxki - V.P Orekhop Phương pháp giải tập vật lý tập , Nxb Giáo dục - 1976 Trần Ngọc Phân loại phương pháp giải dạng tập vật lý 11 Nguyễn Thế Khôi - Nguyễn Phúc Thuần Nguyễn Ngọc Hưng - Vũ Thanh Khiết Phạm Xuân Quế - Phạm Đình Thiết Nguyễn Trần Trác Vật lý 11 nâng cao, Nxb Giáo dục - 2007 32 ... gian hai tụ điện phẳng 2.4 Sử dụng hệ thống tập dạy học chương “ điện tích, điện trường? ?? Hệ thống tập sử dụng tiết học chương “ điện tích, điện trường? ?? nhằm giúp học sinh phát kiến thứcmới, tạo... Vật Lý CHƯƠNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1 1THPT CHƯƠNG I “ ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG” 2.1 Mức độ yêu cầu nắm vững chương “ Điện tích điện trường? ?? 1.1 Điện tích,. .. trường? ?? 3.4 Xây dựng hệ thống tập nhằm hình thành kiến thức dạy học chương “ Điện tích, Điện trường ” đề cách sử dụng nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lí lớp 11 THPT ban khoa học tự nhiên Đối