PP giải bài tập điện học vật lý 9

PHẦN MỘT: THÔNG TIN TÁC GIẢ VIẾT KINH NGHIỆM - Họ tên tác giả viết kinh nghiệm: LƯƠNG TRỌNG TUẤN - Ngày tháng năm sinh: 16/11/1986 - Chức vụ, đơn vị công tác: Giáo viên trường THCS An Thịnh – huyện Văn Yên – tỉnh Yên Bái - Trình độ chuyên môn: Đại học sư phạm Vật lý - Đề nghị xét công nhận kinh nghiệm: Cấp sở - Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục đào tạo môn vật lý - Tên kinh nghiệm: “Phương pháp giải tập điện học vật lý 9” PHẦN HAI: NỘI DUNG KINH NGHIỆM Chương I Những vấn đề chung Khái quát đặc điểm tình hình quan, đơn vị Trường THCS An Thịnh thành lập từ năm 1989, đến (năm học 2016 - 2017) nhà trường có bề dày truyền thống dạy học Năm học 2016 – 2017 nhà trường có 16 lớp với tổng số 521 học sinh 31 cán giáo viên, nhân viên với tổ chuyên môn: Tổ Toán – Lý- Tin; Tổ Văn – sử; Tổ Môn chung – văn phòng Các đồng chí cán giáo viên, nhân viên trường có trình độ chuyên môn đạt chuẩn chuẩn, nên thuận lợi cho công tác giảng dạy Trường THCS An Thịnh thuộc thôn Trung Tâm – xã An Thịnh – huyện Văn Yên – tỉnh Yên Bái Đây địa bàn xã có địa hình tương đối rộng phân bố phức tạp, rải rác nhiều thôn xa với dân số đông, có 80% người dân theo đạo Thiên Chúa, trình độ dân trí chưa cao, công việc lao động chủ yếu nghề nông nên điều kiện kinh tế nhiều khó khăn mà gây ảnh hưởng đến hiệu giảng dạy nhà trường Để vượt qua khó khăn trên, năm gần đây, nhà trường có bước tiến nhiều khởi sắc Có thành tích nhà trường quan tâm, đạo sát cấp lãnh đạo Đảng ủy, quyền địa phương, phòng Giáo dục đào tạo huyện Văn Yên, Chi nhà trường 1.1 Thuận lợi: - Ban giám hiệu trường THCS An Thịnh, tổ chức đoàn thể nhà trường quan tâm, động viên giáo viên giảng dạy nêu cao tinh thần tự giác, tích cực khắc phục khó khăn phương tiện, sở vật chất để phấn đấu dạy tốt học tốt - Bản thân giáo viên qua nhiều năm giảng dạy môn vật lý lớp lớp nên kinh nghiệm giảng dạy ngày nâng cao - Nhà trường trang bị thêm sở vật chất phục vụ cho công tác giảng dạy như: máy chiếu, máy tính xách tay… - Đa số học sinh chăm ngoan, ham học hỏi có ý thức phấn đấu học tập 1.2 Khó khăn: - Kiến thức môn vật lý học kì I khó trừu tượng, học sinh khó hình dung kiến thức cần nắm - Thời lượng dành cho tiết chữa tập ít, nên học sinh đủ thời gian để rèn luyện thêm kĩ giải tập - Số lượng tập điện sách giáo khoa nên học sinh thời gian rèn luyện thành thạo kĩ giải tập - Một số em có khả học vật lý nên cách vận dụng bước giải tập nhiệt nên kết học tập Lý chọn kinh nghiệm Hiện chất lượng giáo dục vấn đề toàn xã hội quan tâm Để nâng cao chất lượng giáo dục đòi hỏi người giáo viên cần phải lựa chọn phương pháp dạy học thích hợp giúp học sinh dễ hiểu từ chất lượng học tập em ngày nâng lên Mặt khác kiến thức môn vật lý điện học tương đối khó, truyền tải nội dung lí thuyết y hệt sách giáo khoa mà không đưa phương hướng giải tập đa số học sinh cách làm tập Chính lý nên thấy việc hướng dẫn cho học sinh biết cách giải tập điện cần thiết, tìm hiểu, nghiên cứu viết nên “kinh nghiệm phương pháp giải tập điện học vật lý 9” Mục đích kinh nghiệm Giúp cho em học sinh biết cách giải tập điện cách thành thạo, từ gây hứng thú, yêu thích môn học cho em, giúp em đạt kết cao học tập Phương pháp nghiên cứu viết kinh nghiệm Bản thân tham gia trực tiếp giảng dạy môn vật lý, trình nghiên cứu viết kinh nghiệm phối hợp nhiều phương pháp giảng dạy như: Phương pháp quan sát, điều tra, thu thập thông tin, phân tích, gợi mở, dẫn dắt có đối chiếu, thực nghiệm so sánh lớp năm học, tự rút kinh nghiệm cho thân qua năm, có điều chỉnh cho phù hợp với đối tượng Cơ sở khoa học sở pháp lý liên quan đến kinh nghiệm a Cơ sở khoa học Vật lý ngành khoa học thực nghiệm Các kiến thức vật lý cần hình thành theo phương pháp quan sát thí nghiệm Tuy nhiên chương trình vật lý mang tính khái quát cao, cần phải hướng dẫn học sinh phân tích, tổng hợp, so sánh, vận dụng kiến thức lí thuyết để giải tập Việc dạy tốt, học tốt môn vật lý bậc THCS mong muốn toàn xã hội Môn vật lý góp phần hình thành nhân cách sở để học tập, nghiên cứu khoa học, giải thích tượng thực tế sống hay lao động sản xuất tạo cải vật chất cho xã hội b Cơ sở pháp lí: Thực Nghị 40/2000/QH10 ngày 09- 12-2000 Quốc Hội khóa X thị 14/2001/CT-TTg ngày 11-6-2001 cuả Thủ tướng Chính phủ đổi giáo dục phổ thông.Trong Luật Giáo Dục 2005 (Điều 5) có qui định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực; tự giác; chủ động; tư sáng tạo người học; bồi dưỡng cho người học lực tự học; khả thực hành; lòng say mê học tập ý chí vươn lên”.Chương trình giáo dục phổ thông ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGD&ĐT ngày 5/5/2006 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo nêu: “Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học; khả hợp tác; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; kỹ sống tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú trách nhiệm học tập cho học sinh” Trong dạy học nói chung dạy học vật lý nói riêng, tập có vai trò định hướng hoạt động tư học sinh, giúp học sinh phát huy tính tích cực, lực chủ động sáng tạo học tập Đặc biệt nội dung kiến thức có nhiều mối quan hệ việc giải tập giúp học sinh mở rộng kiến thức Vì kỹ giải tập có vai trò quan trong biện pháp tổ chức hoạt động học tập cho học sinh Học sinh có kỹ giải tập thuận lợi cho việc tổ chức hoạt động nhận thức củng cố mở rộng kiến thức Thực tế số môn học khoa học tự nhiên : Toán, Vật lý, Hóa học…việc hình thành kỹ giải tập việc làm thường xuyên thiếu Chương II Nội dung Thực trạng kinh nghiệm a) Thực trạng vấn đề nghiên cứu: Qua nhiều năm dạy học môn vật lý trường THCS An Thịnh thấy số thực trạng sau: - Hiểu biết điện em hạn chế nên tiếp thu chậm, lung túng từ không nắm vững kiến thức, kĩ bản, định luật, công thức nên khó giải tập điện học lớp - Đa số em chưa có định hướng chung phương pháp học lý thuyết, biến đổi công thức, hay phương pháp giải tập vật lý - Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả phân tích đề, tổng hợp đề yếu, lượng thông tin cần thiết để giẩi toán hạn chế - Khả phân tích mạch điện hạn chế nên tạo khó khăn giải bai tập - Chưa có thói quen định hướng cách giải cách khoa học - Còn số học sinh lười nghiên cứu bài, lớp không ý nghe giảng, kiến thức môn vật lý ảnh hưởng lớn đến khả giải tập Qua khảo sát điều tra 141 học sinh lớp năm học 2014-2015 làm tập điện sách tập vật lý 9, thu kết sau: Số học sinh biết làm tốt Số học sinh làm Số học sinh tập điện làm tập điện 141 Số lượng 80 Tỉ lệ 56,7% Số lượng 61 Tỉ lệ 43,3% b) Mô tả kinh nghiệm áp dụng, ưu khuyết điểm kinh nghiệm áp dụng quan, đơn vị Trong lên lớp dạy điện hướng dẫn cho học sinh nhắc lại kiến thức trọng tâm cần thiết có liên quan đến việc giải tập, vào thời gian cuối tiết học phần củng cố hướng dẫn cho học sinh bước giải tổng quát qua ví dụ cụ thể, sau tập nhà để học sinh vận dụng làm thành thạo - Ưu điểm kinh nghiệm: + Kinh nghiệm dễ áp dụng cho học sinh + Giáo viên cảm thấy tự tin giảng thấy học sinh trình bày kiến thức trọng tâm làm nhiều tập + Học sinh hứng thú học tập hơn, kết học tập cao - Tồn tại: + Thời gian để giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức giáo viên hướng dẫn bước giải tập kiến thức môn vật lý dài, thời gian giao tập nhà cho học sinh vận dụng thành thạo thường thiếu, thân nhiều lần phải phô tô tập phát cho học sinh nhà làm không đủ thời gian cho học sinh chép đề nhà c) Quan điểm thân: Từ thực trạng thấy để nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý nói chung cách giải tập điện nói riêng, đòi hỏi giáo viên cần có biện pháp cụ thể, để hình thành cho học sinh kỹ giải tập điện, góp phần khắc phục yếu việc giải tập điện học sinh nay, gây hứng thú cho học sinh tiết học, mang lại chất lượng dạy học ngày cao Nội dung kinh nghiệm 2.1 Giải vấn đề Những toán điện học gói gọn chương I vật lý bao gồm tâp định tính tập định lượng kết hợp phần Đây dang toán lạ học sinh lớp Vì cần phải giúp em có khă định hướng giải cách có hệ thống, khoa học Nên đưa phương pháp giải cụ thể sau: 2.1.1 Lý thuyết cần nắm vững: * Định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn tỉ lệ nghịch với điện trở dây Hệ thức định luật: I= U R Trong đó: I: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A) U: Hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn (V) R: Điện trở dây dẫn ( Ω ) Các công thức suy từ hệ thức: R= U I Và U = IR * Hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In U = U + U1 + … + U n R = R1 + R + … + R n * Hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở tương đương đoạn mạch song song: I = I1 + I2 + … + In U = U = U2 = … = U n 1 1 = + + + R R1 R2 Rn + Với hai điện trở mắc song song: R= R1 R2 R1 + R2 * Công thức tính điện trở dây dẫn : R=ρ l S Trong : R : điện trở dây dẫn ( Ω ) ρ : Điện trở suất vật liệu làm dây dẫn ( Ω m) l : chiều dài dây dẫn (m) S : tiết diện dây dẫn (m2) * Công thức tính công suất điện: P = UI = I2R = U2 R * Công thức tính công dòng điện (điện tiêu thụ): A = Pt = UIt * Định luật Jun – Lenxơ: Nhiệt lượng tỏa dây dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, với điện trở dây thời gian dòng điện chạy qua Hệ thức định luật: Q = I2Rt Trong đó: Q: nhiệt lượng dây dẫn tỏa (J) I: cường độ dòng điện chạy dây dẫn (A) R: điện trở dây dẫn ( Ω ) t: thời gian dòng điện chay qua (s) * Hiệu suất: H= Ai 100% Atp * Công thức tính nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên: Q = mcΔt = mc(t2 – t1) 2.1.2 Phương pháp giải tập vật lý định lượng: Bước 1: Tìm hiểu đề: - Đọc kĩ đề - Tìm hiểu thuật ngữ quan trọng có đề - Mã hóa đề kí hiệu quen thuộc (tóm tắt đề bài) - Vẽ hình (nếu có) đổi đơn vị hệ thống thống Bước 2: Phân tích tượng vật lí nêu tập lập kế hoạch giải: - Bài tập đề cập tới tượng gì? Diễn biến chúng quan hệ chúng sao? - Có đặc trưng định tính, định lượng biết chưa biết? - Mối quan hệ chúng thể định nghĩa, quy tắc, định luật vật lý nào? - Để giải tập cần vận dụng kiến thức vật lý nào? Bước 3: Trình bày lời giải: - Viết phương trình đại lượng giải hệ phương trình có để tìm ẩn số dạng tổng quát, biểu diễn đại lượng cần tìm qua đại lượng cho - Thay giá trị số đại lượng cho để tìm ẩn, thực phép tính với độ xác cho phép Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: - Kiểm tra kết nhằm đảm bảo đắn kết 2.1.3 Dạng tập định luật Ôm cho đoạn mạch: * Phương pháp giải: Sử dụng công thức đoạn mạch song song, đoạn mạch nối tiếp hệ thức định luật Ôm Ví dụ 1: Cho hai điện trở R1 = 30 Ω ; R2 = 20 Ω mắc song song với hình R1 R1 A A B R2 R2 C R3 Hình Hình a Tính điện trở tương đương R12 đoạn mạch AB? b Nếu mắc thêm vào điện trở R3 = 12 Ω vào đoạn mạch hình điện trở tương đương R123 đoạn mạch AC bao nhiêu? * Hướng dẫn giải: Bước 1: tìm hiểu đề: Yêu cầu học sinh đọc kĩ đề đưa đề cho biết đại lượng yêu cầu tính gì? Cho biết: R1 = 30 Ω ; R2 = 20 Ω ; R3 = 12 Ω Tính: a R12 = ? b R123 = ? Bước 2: Phân tích tượng vật lí nêu tập lập kế hoạch giải: Quan sát vào hình tìm hiểu R1 R2 mắc với nhau? R1 R2 mắc song song với Vậy để tính điện trở tương đương đoạn mạch AB ta sử dụng công thức nào? Ta sử dụng công thức tính điện trở tương đương đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: R= R1 R2 R1 + R2 Quan sát hình tìm hiểu R3 mắc với R1 R2? R3 mắc song song với R1 R2 Vậy để tính điện trở tương đương đoạn mạch AC ta sử dụng công thức nào? Ta sử dụng công thức tính điện trở tương đương đoạn mạch gồm nhiều điện trở (3 điện trở) mắc song song với nhau: 1 1 = + + R R1 R2 R3 Bước 3: Trình bày lời giải: a Điện trở tương đương đoạn mạch AB: R12 = R1 R2 30.20 = = 12(Ω) R1 + R2 30 + 20 b Điện trở tương đương đoạn mạch AC : 1 1 1 1 = + + = + + = R123 R1 R2 R3 30 20 12 => R123 = 6( Ω ) Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: Đáp số: a R12 = 12 Ω b R123 = Ω Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ: R2 A R1 B R3 Biết: R1 = Ω ; R2 = 30 Ω ; R3 = 15 Ω , hiệu điện hai đầu AB 24V Hãy tính: a Điện trở tương đương mạch b Cường độ dòng điện qua điện trở c Hiệu điện hai đầu điện trở * Hướng dẫn giải: Bước 1: tìm hiểu đề: Yêu cầu học sinh đọc kĩ đề đưa đề cho biết đại lượng yêu cầu tính gì? Cho biết: R1 = Ω ; R2 = 30 Ω ; R3 = 15 Ω ; U = 24V Tính: a R = ? b I1 =?; I2 = ?; I3 = ? c U1 = ?; U2 = ?; U3 = ? Bước 2: Phân tích tượng vật lí nêu tập lập kế hoạch giải: Quan sát vào sơ đồ mạch điện tìm hiểu điện trở mắc với nhau? R1 nối tiếp với hai điện trở R2 R3; R2 song song với R3 R1 nt (R2 // R3) a Tính điện trở tương đương mạch ta làm áp dụng công thức nào? Để tính điện trở tương đương mạch ta phải: + Đầu tiên ta tính điện trở tương đương R 23 hai điện trở R2 R3 mắc song song công thức: R23 = R2 R3 R2 + R3 + Tiếp theo ta tính điện trở tương đương R hai điện trở R R23 mắc nối tiếp công thức: R = R1 + R23 b Để tính cường độ dòng điện qua điện trở ta phải làm gì? dung công thức nào? Để tính cường độ dòng điện qua điện trở ta làm sau: + Vì R1 nối tiếp với R2 R3 I1 = I23 =I ta tính cường độ dòng điện chạy mạch hệ thức định luật Ôm: I = I1 = I 23 = U R + Muôn tính cường độ dòng điện chạy qua R R3 ta phải tính hiệu điện qua R23 Mà R2 mắc song song với R3 U23 = U2 = U3 nên ta tính công thức: U23 = U2 = U3 = I23.R23 + Sau để tính cường độ dòng điện qua R2, R3 phải dung công thức: I2 = U U2 I3 = ; R2 R3 c Vì phần b ta tính U U3 ta cần tính U1 để tính U1 ta làm nào? Ta có hai cách để tính U1 : + Cách 1: ta dùng công thức : U1 = U – U23 + Cách : Ta dùng công thức : U1 = I1R1 Bước 3: Trình bày lời giải: a Điện trở tương đương R2 R3 là: R23 = R2 R3 30.15 = = 10(Ω) R2 + R3 30 + 15 Điện trở tương đương toàn mạch: R = R1 + R23 = + 10 = 16( Ω ) b Cường độ dòng điện chạy mạch chạy qua R1 là: I = I1 = I 23 = U 24 = = 1,5( A) R 16 Hiệu điện đặt vào hai đầu R2 R3 là: U23 = U2 = U3 = I23.R23 = 1,5.10 = 15(V) Cường độ dòng điện chạy qua R2 là: I2 = U 15 = = 0,5( A) R2 30 Cườn độ dòng điện chạy qua R3 là: I3 = U 15 = = 1( A) R3 15 c Hiệu điện đặt vào hai đầu R1 là: U1 = U – U23 = 24 – 15 = 9(V) Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: Đáp số: R = 16 Ω I1 = 1,5A; I2 = 0,5A; I3 = 1A U1 = 9V; U2 = U3 = 15V 10 Ví dụ 3: Cho mạch điện hình vẽ: R1 R2 B A R3 Biết: R1 = 30 Ω ; R2 = 60 Ω ; R3 = 90 Ω ; Đặt vào hai đầu AB hiệu điện U cường độ dòng điện qua mạch 0,15A Hãy tính: a Điện trở tương đương mạch? b Hiệu điện hai đầu điện trở? * Tóm tắt: Cho biết: R1 = 30 Ω ; R2 = 60 Ω ; R3 = 90 Ω ; I = 0,15A Tính: a R = ? b U1 = ?; U2 = ?; U3 =? Giải: (R1 nt R2) // R3 a Điện trở tương đương R1 R2: R12 = R1 + R2 = 30 + 60 = 90( Ω ) Điện trở tương đương toàn mạch: R= R12 R3 90.90 = = 45(Ω) R12 + R3 90 + 90 b Hiêu điện đặt vào hai đầu toàn mạch đặt vào hai đầu R3 : U = U3 = U12 = IR = 0,15.45 = 6,75(V) Cường độ dòng điện chạy qua R1 R2 : I12 = I1 = I = U12 6, 75 = = 0, 075( A) R12 90 Hiệu điện đặt vào hai đầu R1 R2: U1 = I1R1 = 0,075.30 = 2,25(V) U2 = I2R2 = 0,075.60 = 4,5(V) Đáp số: a R = 45 Ω b U1 = 2,25; U2 = 4,5V; U3 = 6,75V 2.1.4 Dạng tập điện trở dây dẫn: * Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính điện trở dây dẫn định luất ôm Ví dụ 1: Một dây dẫn nikelin có tiết diện đều, có điện trở suất ρ = 0, 4.10−6 Ωm a Đặt hiệu điện 220V vào hai đầu dây ta đo cường độ dòng điện chạy dây dẫn 2A Tính điện trở dây b Tính tiết diện dây biết chiều dài 5,5m * Hướng dẫn giải: Bước 1: tìm hiểu đề: Yêu cầu học sinh đọc kĩ đề đưa đề cho biết đại lượng yêu cầu tính gì? 11 Cho biết: ρ = 0, 4.10−6 Ωm ; U = 220V; I = 2A; l = 5,5m Tính: a R = ? b S = ? Bước 2: Phân tích tượng vật lí nêu tập lập kế hoạch giải: Để tính điện trở dây dẫn ta sử dụng công thức nào? Để tính điện trở dây dẫn ta áp dụng hệ thức định luât Ôm: I= U U => R = R I Để tính tiết diên dây dẫn ta sử dụng công thức nào? Để tính tiết diện day ta áp dụng công thức tính điện trở dây dẫn: R=ρ l ρ l ⇒S= S R Bước 3: Trình bày lời giải: a Điện trở dây dẫn: Áp dụng định luật ôm ta có: I= U U 220 = 110(Ω) => R = = R I b Tiết diện dây: Áp dụng công thức tính điện trở dây dẫn: R=ρ l ρ l 0, 4.10−6.5,5 ⇒S = = = 2.10−8 (m ) S R 110 Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: Đáp số: a R = 110 Ω b S = 2.10-8m2 Ví dụ 2: Một dây dẫn nicrom có điện trở suất ρ = 1,1.10−6 Ωm dài 30m, tiết diện 0,3mm2 mắc vào hiệu điện 220V Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này? * Tóm tắt: Cho biết: ρ = 1,1.10−6 Ωm ; l = 30m; S = 0,3mm2 = 0,3.10-6m2; U = 220V Tính: I = ? Giải: Điện trở dây: R=ρ l 30 = 1,1.10−6 = 110(Ω) S 0,3.10−6 Cường độ dong điện chạy qua dây dẫn: Áp dụng định luật Ôm: I= U 220 = = 2( A) R 110 Đáp số: I = 2A Ví dụ 3: Một bóng đèn có điện trở R = 600 Ω mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R2 = 900 Ω vào hiệu điện UMN = 220V (như sơ đồ) Dây nối từ M tới A từ N tới B dây đông, có chiều dài tổng cộng l = 12 200m có tiết diện S = 0,2mm Bỏ qua điện trở dây nối từ hai bóng đèn tới hai điểm A B a Tính điện trở đoạn mạch MN b Tính hiệu điện đặt vào hai đầu đèn A M + N R1 R2 B * Tóm tắt: Cho biết : R1 = 600 Ω ; R2 = 900 Ω ; UMN = 220V; l = 200m; S = 0,2mm2 = 0,2.10-6m2; ρ = 1, 7.10−8 Ωm Tính: a R = ? b U1 = ?; U2 = ? Giải: Mạch điện vẽ lại: R1 + M RMANB - N R2 Vậy RMANB nt (R1 // R2) a Điện trở đoạn dây MANB: R=ρ l 200 = 1, 7.10−8 = 17(Ω) S 0, 2.10−6 Điện trở tương đương hai bóng đèn mắc song song : R 12 = R1.R 600.900 = = 360(Ω) R1 + R 1500 Điện trở toàn mạch: R = RMANB + R12 = 17 + 360 = 377( Ω ) b) Cường độ dòng điện mạch : I= U MN 220 = = 0,58A R 377 Hiệu điện đoạn mạch AB là: UAB=U1= U2=I.R12=0,58.360=210 (V) Đáp số: a R = 377 Ω b U1 = U2 = 210V 2.1.5 Dạng tập công, công suất điện, định luật Jun – Lenxơ: * Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính công, công suát điện, hệ thức định luật Jun – Lenxơ, hệ tức định luật Ôm 13 Ví dụ 1: Một ấm đun nước điện có ghi 220V – 1000W sử dụng với hiệu điện 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20 oC Hiệu suất bếp 90%, nhiệt lượng để cung cấp đun sôi nước coi có ích a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K b Tính nhiệt lượng mà ấm tỏa c Tính thời gian đun sôi lượng nước * Hướng dẫn giải: Bước 1: tìm hiểu đề: - Nhiệt độ ban đầu nước bao nhiêu? Nhiệt độ ban đầu nước o 20 C - Nhiệt độ sau nước bao nhiêu? Nhiệt độ sau nước nhiệt độ sôi: 100oC - Khối lượng nước bao nhiêu? Nước tích 2l tương ứng có khối lượng 2kg - Đọc kĩ đề đưa đề cho biết đại lượng nào? yêu cầu làm gì? Cho biết: U = 220V; P = 1000W; m = 2kg; t1o = 20o C ; t2o = 100o C ; H = 90%; c = 4200J/kg.K Tính: a Qthu = ? b Qtỏa = ? c t = ? Bước 2: Phân tích tượng vật lí nêu tập lập kế hoạch giải: - Bài tập đề cập tới tượng gì? Diễn biến chúng quan hệ chúng sao? + Khi có dòng điện chạy qua ấm lúc điện mà ấm tiêu thụ chuyển hóa thành nhiệt + Phần nhiệt cung cấp cho nước làm đun sôi nước - Có đặc trưng định tính, định lượng biết chưa biết? + Đại lượng biết: U, P, m, t1o, t2o, H, c + Đại lượng chưa biết: Qthu, Qtỏa, t - Để giải tập cần vận dụng kiến thức vật lý nào? + Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước: Qthu = mcΔt = mc(t2o – t1o) + Tính nhiệt lượng mà ấm tỏa (lượng điện mà ấm tiêu thụ): H= Qthu Q 100% ⇒ Qtoa = thu 100% Qtoa H + Tính thời gian đun công thức : A = Qtỏa = Pt ⇒ t = Qtoa P Bước 3: Trình bày lời giải: a Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước : 14 Qthu = mc(t2o – t1o) = 2.4200.(100-20) = 672000(J) b Nhiệt lượng ấm tỏa : H= Qthu Q 672000 100% ⇒ Qtoa = thu 100% = 100% = 746666, (6)( J ) Qtoa H 90% c Thời gian đun sôi lượng nước trên: A = Qtỏa = Pt ⇒ t = Qtoa 746666, (6) = = 746, (6)( s ) P 1000 Bước 4: Kiểm tra biện luận kết quả: Đáp số: a Qthu = 672000J b Qtỏa = 746666,(6)J c t = 746,(6)s Ví dụ 2: Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W bàn có ghi 220V – 1000W mắc vào ổ lấy điện 220V gia đình để hai hoạt động bình thường a Vẽ sơ đồ mạch điện, bàn kí hiệu điện trở tính điện trở tương đương đoạn mạch này? b Tính điện mà đoạn mạch tiêu thụ 1h theo đơn vị jun đơn vị kilôoat giờ? * Tóm tắt: Cho biết: U = 220V; P1 = 100W; P2 = 1000W; t = 1h = 3600s Tính: a Vẽ sơ đồ mạch điện; R = ? b A = ? Giải: a Sơ đồ mạch điện: Đ R 220V Điện trở đèn: U U12 2202 P1 = ⇒ R1 = = = 484(Ω) R1 P1 100 Điện trở bàn là: P2 = U 22 U 2202 ⇒ R2 = = = 48, 4(Ω) R2 P2 1000 Điện trở tương đương mạch: R= R1 R2 484.48, = = 44(Ω) R1 + R2 484 + 48, b Điện bóng đèn tiêu thụ 1h : 15 A1 = P1t = 100.3600 = 360000(J) Điện bàn tiêu thụ 1h: A2 = P2t = 1000.3600 = 3600000(J) Điện tiêu thụ mạch : A = A1 + A2 = 360000 + 3600000 = 3960000(J) = 3960000 = 1,1(kWh) 3, 6.106 Đáp sô: a R = 44 Ω b A = 3960000J = 1,1kWh Ví dụ 3: Một dây mayso có điện trở R = 200 Ω mắc vào hiệu điện U nhúng vào chậu nước chứa lít nước nhiệt độ 20 oC Sau 10 phút, nhiệt lượng tỏa 30000J a Tính cường độ dòng điện chạy qua dây mayso hiệu điện U hai đầu dây b Biết nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K Tính nhiệt độ sau nước? * Tóm tắt: Cho biết: R = 200 Ω ; m = 4kg; to1 = 20oC; t = 10 phút = 600s; Q = 30000J; c = 4200J/kg.K Tính: a I = ?; U = ? b to2 = ? Giải: a Cường độ dòng điện chạy qua dây mayso: Q = I2Rt ⇒ I = Q 30000 = = 0,5( A) Rt 200.600 Hiệu điện đặt vào hai đầu dây mayso: U = IR = 0,5.200 = 100(V) b nhiệt độ sau nước: Q o 30000 Q = mc(t2o − t1o ) ⇒ t2o = + t1 = + 20 ≈ 21,8o C mc 4.4200 Đáp sô: a I = 0,5A U = 100V b t2o = 21,8o C 2.1.6: Một số tập áp dụng: Bài tập 1: Cho mạch điện hình vẽ: R1 A R3 A A B R2 A 16 Có: R1 = Ω ; R3 = Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB hiệu điện thấy vôn kế 12V ampe kế A2 có giá trị ( A) a Hỏi ampe kế A A1 có giá trị bao nhiêu? b Tính điện trở R2? Đáp số: a I = 1A; I1 = A b R2 = Ω Bài tập 2: Một dây tóc bóng đèn làm bang vonfram nhiệt độ phòng có điện trở 50 Ω , có tiết diện tròn đường kính 0,02mm Hãy tính chiều dài sợi dây tóc bóng đèn, biết điện trở suất vonfram ρ = 5,5.10−8 Ωm Đáp số: l = 28,545cm Bài tập 3: Một tủ lạnh hoạt động với công suất 200W 10 máy giặt hoạt động với công suất 1000W 2,5 Hỏi hai dụng cụ sử dụng lượng điện tổng cộng bao nhiêu? Khi công tơ đếm số? Đáp số: A = 16200000J N = 4,5 số 2.2 Khả áp dụng kinh nghiệm: Kinh nghiệm có tính khả thi, dễ thực hiện, áp dụng tốt cho đồng chí giáo viên giảng dạy môn vật lý Kinh nghiệm áp dụng dễ dàng cho em học sinh lớp 2.3 Phạm vi, đối tượng áp dụng kinh nghiệm - Phạm vi áp dụng kinh nghiệm: Trong nhà trường - Đối tượng áp dụng kinh nghiệm: + Học sinh lớp + Các cán quản lý, tổ trưởng, tổ phó chuyên môn nhà trường + Giáo viên giảng dạy vật lý 2.4 Hiệu quả, lợi ích thu áp dụng kinh nghiệm a, Hiệu áp dụng kinh nghiệm Tôi áp dụng kinh nghiệm: “Phương pháp giải tập điện học vật lý 9”, với việc đặt nhiệm vụ phương hướng cụ thể cho học sinh nhờ mà hiệu thu cụ thể sau: * Kết mặt nhận thức, tư học sinh: - Khả làm tập học sinh nhanh học sinh hiểu cách tổng thể Các em ngày biết tư duy, phân tích để nhận biết kiến thức, phương pháp giải mức độ khó 17 - Khả phối hợp làm việc hiệu học, thảo luận nhóm học sinh ngày tăng, tất thành viên nhóm hoạt động cách tích cực, qua em rèn luyện thêm kĩ giao tiếp, em mạnh dạn tự tin, hứng thú tiết học * Kết mặt điểm số học sinh - Kết học tập em học sinh lớp năm học 2015 – 2016 học môn vật lý áp dụng kinh nghiệm cho kết rõ rệt: Số học sinh biết làm tốt Số học sinh làm Số học sinh tập điện làm tập điện Số lượng Tỉ lệ Số lượng Tỉ lệ 178 158 88,76% 20 11,24% b, Lợi ích thu áp dụng kinh nghiệm: - Giáo viên giảng dạy môn vật lý 9, biết cách hướng dẫn học sinh giải tập điện môn vật lý - Học sinh biết phương pháp giải tập điện, từ học sinh hứng thú vào hoạt động học tập giáo viên yêu cầu, học sinh không cảm thấy mệt mỏi, chán nản sợ sệt cô giáo yêu cầu giải tập 18 Chương III Kết luận kiến nghị Kết luận: Một nhiệm vụ trọng tâm dạy học sinh học phát triển tư sáng tạo khả phân tích học sinh, việc vận dụng để giải toán vật lý có vai trò lớn trình hình thành học sinh phẩm chất Từ thực tế giảng dạy nhận thấy kinh nghiệm “Phương pháp giải tập điện học vật lý 9” môn vật lý mà đưa đạt hiệu tốt Bản thân người giáo viên cảm thấy tự tin truyền đạt cho học sinh hiểu bài, học sinh, em cảm thấy hứng thú hơn, mạnh dạn hơn, không thấy sợ đến tiết có tập vật lý trước Tuy nhiên việc vận dụng kinh nghiệm “Phương pháp giải tập điện học vật lý 9” đạt hiệu hay không tuỳ thuộc vào lực sư phạm khả vận dụng sáng tạo người giáo viên Muốn thực nội dung có hiệu đòi hỏi giáo viên phải không ngừng nâng cao kiến thức, tạo cho trình độ chuyên môn vững vàng, thường xuyên học hỏi rút kinh nghiệm đồng nghiệp Kiến nghị a Đối với cấp ngành: - Bổ sung thêm phòng học môn có đủ thí nghiệm thực hành để việc học lý thuyết có hiệu quả, HS dễ nắm bắt tượng, định luật Vật lý từ việc học tập dễ dàng b Đối với ban giám hiệu: - Bổ sung thêm tiết tự chọn môn vật lý học kì I, để giáo viên có nhiều thời gian cho việc hướng dẫn em giải tập vật lý c Đối với giáo viên: - Cần phải hệ thống hoá kiến thức trọng tâm chương trình cách logic khái quát trình giảng dạy - Nắm vững phương pháp suy luận phương pháp giải tập, xây dựng hệ thống phương pháp đơn giản, đa dạng, hiệu - Tận dụng thời gian để hướng dẫn giải lượng tập nhiều + Phô tô cho em số tập điện vào cuối tiết học d Đối với học sinh: - Phải tích cực rèn luyện kĩ năng, hệ thống hoá kiến thức sau bài, chương - Hăng hái phát biểu xây dựng - Tích cực rèn luyện cho thân khả tự học, tự đánh giá, tích cực làm tập vận dụng lớp nhà 19 Trên kinh nghiệm việc hướng dẫn học sinh giải tập điện môn vật lý Tôi áp dụng bước đầu đạt hiệu khả quan Tôi mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp, hội đồng khoa học cấp để kinh nghiệm hoàn thiện áp dụng có hiệu việc giảng dạy giáo dục học sinh Tôi xin chân thành cảm ơn! An thịnh, ngày 24 tháng 10 năm 2016 Người viết: XÁC NHẬN CỦA NHÀ TRƯỜNG Lương Trọng Tuấn 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Sách giáo khoa vật lý – Vũ Quang – NXB Giáo Dục - Sách giáo viên vật lý – Vũ Quang – NXB Giáo Dục - Tự học, tự kiểm tra theo chuẩn kiến thức, kĩ – Nguyễn Văn Nghiệp – NXB Đại Học Sư Phạm 21 MỤC LỤC Nội Dung Phần : Thông tin tác giả kinh nghiệm Trang Phần hai: Nội dung kinh nghiệm Chương I Những vấn đề chung Đặc điểm tình hình quan, đơn vị Lý chọn kinh nghiệm Mục đích kinh nghiệm Phương pháp nghiên cứu viết kinh nghiệm Cơ sở khoa học sở pháp lý Chương II Nội dung 2 3 3 Thực trạng kinh nghiệm Nội dung kinh nghiệm 2.1 Giải vấn đề 2.2 Khả áp dụng kinh nghiệm 17 2.3 Phạm vi, đối tượng áp dụng kinh nghiệm 17 2.4 Hiệu quả, lợi ích thu áp dụng kinh nghiệm 17 Chương III Kết luận kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 21 22 ... đến khả giải tập Qua khảo sát điều tra 141 học sinh lớp năm học 2014-2015 làm tập điện sách tập vật lý 9, thu kết sau: Số học sinh biết làm tốt Số học sinh làm Số học sinh tập điện làm tập điện. .. dạy học môn vật lý nói chung cách giải tập điện nói riêng, đòi hỏi giáo viên cần có biện pháp cụ thể, để hình thành cho học sinh kỹ giải tập điện, góp phần khắc phục yếu việc giải tập điện học. .. tiết học * Kết mặt điểm số học sinh - Kết học tập em học sinh lớp năm học 2015 – 2016 học môn vật lý áp dụng kinh nghiệm cho kết rõ rệt: Số học sinh biết làm tốt Số học sinh làm Số học sinh tập điện