Giáo án thi giáo viên dạy giỏi cấp tỉnh , tiết 13 bài tập tụ điện. đổi mới phương pháp

Viết được công thức tính điện dung của tụ điện, năng lượng điện trường trong lòng tụ điện. Nhận xét được mối liên hệ giữa ba đại lượng là điện dung, hiệu điện thế và điện tích của tụ điện. Áp dụng các công thức về điện dung của tụ điện, năng lượng điện trường của tụ điện để giải các bài toán về tụ điện. Vận dụng các kiến thức đã học giải thích được ý nghĩa thực tế của các bài toán về tụ điện , tình huống thực tế liên quan đến kiến thức đã học.b) Kỹ năng Tái hiện lại được kiến thức về tụ điện đã học. Sử dụng có hiệu quả các dụng cụ điện tử thông thường. Nhận xét được sự thay đổi năng lượng của tụ điện và ý nghĩa trong đời sống.

TIẾT 13 : BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

Theo phân phối chương trình vật lý phổ thông dành cho lớp 11, tiết 13 thực hiện bài tập về tụ điện Sau khi học xong người học thu được kết quả như sau:

1 Kiến thức, kĩ năng, thái độ

a) Kiến thức

- Viết được công thức tính điện dung của tụ điện, năng lượng điện trường trong lòng

tụ điện Nhận xét được mối liên hệ giữa ba đại lượng là điện dung, hiệu điện thế và điện tích của tụ điện

- Áp dụng các công thức về điện dung của tụ điện, năng lượng điện trường của tụ điện

để giải các bài toán về tụ điện

- Vận dụng các kiến thức đã học giải thích được ý nghĩa thực tế của các bài toán về tụ điện , tình huống thực tế liên quan đến kiến thức đã học

b) Kỹ năng

- Tái hiện lại được kiến thức về tụ điện đã học

- Sử dụng có hiệu quả các dụng cụ điện tử thông thường

- Nhận xét được sự thay đổi năng lượng của tụ điện và ý nghĩa trong đời sống

c) Thái độ

- Tự giác trong học tập

- Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học

2 Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

- Năng lực giải quyết vấn đề thông qua vận dụng các kiến thức đã biết và tìm hiểu thực tế để giải quyết các bài toán cơ bản về tụ điện

- Năng lực tự học, đọc hiểu thông qua kiến thức bổ sung của giáo viên và kiến thức học sinh tự học, đọc hiểu tài liệu học sinh giải quyết một số bài tập mở rộng về nhà liên quan đến tụ điện ghép nối tiếp, ghép song song

- Năng lực hợp tác nhóm: trao đổi thảo luận, trình bày kết quả hoạt động của nhóm trước những vấn đề khó cần giải quyết

- Năng lực tính toán: Năng lực thực hiện tính toán cá nhân hoặc tính toán nhóm học sinh

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Hệ thống công thức và kiến thức liên quan đến tụ điện

- Video nêu vấn đề

- Các vấn đề thực tế về sử dụng tụ điện và vai trò của tụ điện trong các mạch điện tử

- Phiếu học tập cá nhân và bảng báo cáo kết quả của nhóm

2 Học sinh

- Sách giáo khoa, vở ghi bài, máy tính cầm tay, giấy nháp

- Chia nhóm bầu nhóm trưởng và thư kí

III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

1 Định hướng chung của bài dạy

Từ việc yêu cầu học sinh quan sát (qua video) về bài toán cơ bản của tụ điện có

cả vấn đề đã biết và chưa biết,vấn đề áp dụng thực tế để nêu được vấn đề cần giải quyết trong bài học

Học sinh vận dụng kiến thức của mình hoạt động cá nhân các vấn đề đơn giản

đa số các em đều biết, thực hiện hoạt động nhóm với vấn đề mới và phát triển thực tế nhằm phát triển năng lực học sinh

Mỗi nội dung được thiết kế gồm có: Khởi động – Hình thành kiến thức- Luyện tập với những bài tập cụ thể và có sự phát triển Phần vận dụng và tìm tòi mở rộng được giáo viên giao cho học sinh tự tìm hiểu ở nhà

Có thể mô tả chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian như sau:

Thời lượng dự kiến

Khởi động Hoạt động 1

- Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ -Tạo tình huống vấn đề về khi sử dụng kiến thức bài tụ điện để giải bài tập

5 phút

Hình thành Hoạt động 2 Thống nhất phương pháp giải chung 5 phút

kiến thức

cho các bài toán cơ bản về tụ điện

Hoạt động 3

- Giải nhanh các bài toán cơ bản về tụ điện theo phương pháp thống nhất

- Mở rộng bài toán liên quan đến điện dung của tụ điện

- Công thức về điện dung tụ điện phẳng

15 phút

Hoạt động 4

- Sử dụng tụ điện với giá trị giới hạn

- Biến thiên năng lượng của tụ điện khi thay đổi điện dung của tụ

7 phút

Hoạt động 5 -Vấn đề sử dụng tụ điện trong thực tế

và những nội dung cần chú ý 6 phút Luyện tập Hoạt động 6 Hệ thống hóa kiến thức 2 phút Vận dụng

Hoạt động 7 - Mở rộng bài toán ghép tụ 5 phút Tìm tòi mở

rộng

2 Nội dung từng hoạt động cụ thể

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và tạo tình huống học tập bài toán về tụ điện

a Mục tiêu

hoạt động:

- Kiểm tra việc học bài cũ của học sinh thông qua kiểm tra nhanh học sinh

- Thông qua video tạo mâu thuẫn giữa kiến thức học sinh có với việc thực hành giải bài tập cơ bản, bài toán mở rộng và quá trình

sử dụng tụ điện trong đời sống

b tổ chức

hoạt động

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Chọn bất kỳ 06 học sinh trả lời nhanh các câu hỏi

Giáo viên đóng vai trò dẫn chương trình, thư ký

Câu 1.Tụ điện là một hệ hai vật

dẫn đặt gần nhau ngăn cách nhau

Học sinh trả lời câu hỏi trên màn chiếu- Hoạt động cá nhân Trả lời câu 1 : một lớp cách điện ( điện môi)

Câu 2 Nêu đơn vị điện dung

của tụ điện?

Câu 3 Nêu đơn vị điện tích của

tụ điện ?

Câu 4 Tụ điện có hai tác dụng

chính là những tác dụng nào?

Câu 5 Công thức tính điện dung

của tụ điện

Câu 6 Công thức tính năng lượng của điện trường trong tụ điện?

Giáo viên : Đánh giá nhận xét việc học ở nhà của cá nhân mỗi học sinh

- Xem Video khó khăn của học sinh khi giải bài tập về tụ điện và ứng dụng của tụ điện trong thực tế

Trả lời câu 2: Fara- F

Trả lời câu 3 : C

Trả lời câu 4: Tích điện và phóng điện

Trả lời câu 5 C Q

U



Trả lời câu 6:

W

C

Học sinh: Tự nhận xét kết quả

và nhận xét các bạn

Quan sát và liên hệ khó khăn của cá nhân mình

c Sản phẩm

hoạt động

- Kiểm tra công thức tụ điện

- Tạo hứng thú học tập cho học sinh , chuyển giao nhiệm vụ học tập

Hoạt động 2 : Thống nhất phương pháp giải và hành giải bài tập cơ bản về tụ điện theo phương pháp

a Mục tiêu

hoạt động:

- Học sinh có được định hướng giải bài toán về tụ điện

- Có được kiến thức mở rộng cho tụ điện phẳng

b tổ chức

hoạt động

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học

sinh

Giáo viên: Như vậy để giải quyết khó khăn này chúng ta nghiên cứu bài học hôm nay

- Bước đầu tiên như các bài vật lý khác chúng ta cần có phương pháp chung cho các bài toán cơ bản

Bước 1: - Xác định đối tượng của bài: Tụ

điện được kí hiệu trong mạch và sự khác biệt với kí hiệu nguồn điện

- Thông tin bài tập, đổi đơn vị (nếu có)

Bước 2: Áp dụng các công thức cơ bản về

tụ điện

- Công thức tính điện dung

- Công thức tính năng lượng tụ

- Điện dung của tụ phẳng

- Nhận xét về điện áp cực đại và hiện tượng đánh thủng tụ điện

- Hiện tượng biến đổi cấu trúc của tụ điện

Bước 3: Biến đổi toán học đưa ra kết quả

Những chú ý khi giải bài toán tụ điện

Bước 4: Nhận xét ý nghĩa vật lý của kết quả

tính được và chọn đáp án

Quan sát và ghi chép phương pháp

Suy nghĩ và vận dụng phương pháp

c Sản phẩm

hoạt động

- Ghi chép được định hướng chung giải bài tập tụ điện

- Tạo kỹ năng giải bài tập vật lý

Hoạt động 3 : Giải bài tập tụ điện theo phương pháp

a Mục tiêu

hoạt động:

- Học sinh hoạt động cá nhân giải được một số bài toán cơ bản về

tụ điện

- Hoạt động nhóm với trường hợp khó : sự phụ thuộc của điện dung vào hiệu điện thế và điện tích

b tổ chức

hoạt động

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học

sinh

Giáo viên : Chúng ta Sử dụng bài toán

trong video tình huống

Bài 1:Một tụ điện hóa trên tụ có ghi

10V-1000F, đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện thế 6V

a Tính điện tích của tụ tích được

b Tính năng lượng mà tụ đã tích được khi đó

c Nếu tăng điện áp của tụ điện lên 9V thì điện tích của tụ bằng bao nhiêu?

Giáo viên kết luận và ghi bổ sung vào chú ý- phương pháp giải:

- Vậy điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào hiệu điện thế và điện tích

- Đánh giá nhóm học sinh và giải quyết khó khăn cho học sinh yếu

Học sinh:

Hoạt động cá nhân Q=C.U=

W

C

Học sinh:

-Hoạt động nhóm Điện dung không đổi 1000F

-Điện tích khi đó tăng gấp đôi là:

c Sản phẩm

hoạt động

- Giải được bài toán cơ bản

- Thảo luận trao đổi thông tin sự phụ thuộc của điện dung vào hiệu điện thế và điện tích

- Báo cáo kết quả của nhóm

Hoạt động 4 : Bài toán tụ điện liên quan đến thay đổi cấu trúc tụ, thay đổi năng lượng điện trường trong lòng tụ điện

a Mục tiêu

hoạt động:

- Học sinh biết tính điện tích cực đại của tụ điện

- Hoạt động nhóm với trường hợp khó : thay đổi cấu trúc tụ điện

hoạt động sinh

Giáo viên: Sử dụng bài toán trong video

tình huống

Bài 2: Một tụ phẳng trên tụ có ghi

20V-1000 F,trong tụ có điện môi lấp đầy

Nối tụ điện với hiệu điện thế 10V Ngăt tụ điện ra khỏi nguồn điện rồi di chuyển hai bản tụ để khoảng cách hai bản tụ tăng hai lần Tính độ biến thiên năng lượng điện trường trong tụ sau và trước khi dịch chuyển ? Biết điện môi vẫn lấp đầy không gian trong tụ khi dịch chuyển bản tụ

Gợi ý: - Nếu nhóm không thực hiện được Khi ngắt tụ với nguồn thay đổi điện dung của tụ thì hiệu điện tích của tụ không đổi

Mở rộng thêm: Không ngắt nguồn điện khỏi

tụ điện di chuyển hai bản tụ để điện dung của tụ thay đổi thì hiệu điện thế hai đầu tụ không đổi

Hoạt động nhóm -Thảo luận sự thay đổi của điện dung

- Thảo luận tính năng lượng thay đổi

Học sinh: Ghi nhớ

c Sản phẩm

hoạt động

- Khi thay đổi điện dung của tụ mà vẫn nối tụ với nguồn điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu tụ không đổi và khi đó điện tích của tụ thay đổi

- Khi ngắt nguồn ra khỏi tụ , điện tích của tụ không đổi và khi đó thay đổi điện dung thì hiệu điện thế hai đầu tụ không đổi

- Báo cáo kết quả của nhóm

Hoạt động 5: Vấn đề sử dụng tụ điện trong thực tế và những nội dung cần lưu ý

a Mục tiêu

hoạt động:

- Học sinh đọc được thông số trên tụ điện

- Học sinh biết ứng dụng và cách sử dụng tụ điện trong mạch đơn giản

hoạt động sinh

Câu 3: Tìm hiểu một số vấn đề trong thực

tế liên quan đến tụ điện

a Vấn đề 1: Đọc thông tin trên tụ Với tụ phân cực:

Với tụ không phân cực:

Đọc thông số và ý nghĩa các thông số

Ghi chép và thực hiện theo hướng dẫn

Ghi chép và thực

Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5%

hoặc 10% của tụ điện

Giáo viên : Thông báo một số ứng dụng của

tụ trong đời sống

b.Ứng dụng của tụ điện

- Lọc nguồn

- Liên lạc

- Tạo xung răng cưa

c Cách tìm vị trí tụ điện trên Bo mạch điện

tử

d Chú ý về giới hạn tụ điện

hiện theo hướng dẫn

Hoạt động nhóm thảo luận và báo cáo

Học sinh thực hiện

và tự nhận xét

Học sinh: nếu vượt quá giới hạn sẽ nổ tụ

Hoạt động cá nhân

Qmax=C.Umax

E E  gh

Giáo viên : Nêu chú ý đến hiệu điện giới hạn và điện trường giới hạn khi sử dụng tụ

- hiệu điện thế sử dụng cho tụ thường nhỏ hơn hiệu điện thế cực đại 1,4 lần

c Sản phẩm

hoạt động

- Ghi chép được thông tin bản thân cho là bổ ích

- Báo cáo kết quả của nhóm

Hoạt động 6: Hệ thống hóa kiến thức.

a) Mục tiêu hoạt động:

Nội dung:

- Ôn tập kiến thức cơ bản về tụ điện

- Tính các bài toán liên quan tụ điện

- Giao cho học sinh luyện tập theo một số câu hỏi/bài tập đã biên soạn trong bài

b) Tổ chức hoạt động:

Giáo viên đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ (có thể dùng các slide để trình bày) Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao của giáo viên vào vở, tìm hiểu các kết quả, đọc SGK hoàn thiện kết quả, ghi vào vở ý kiến của mình Thảo luận nhóm để đưa ra báo cáo của nhóm về những nhiệm vụ này, thống nhất cách trình bày kết quả thảo luận nhóm, ghi vào vở các ý kiến của nhóm

Giáo viên hệ thống và cùng học sinh chốt kiến thức

c) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của

học sinh

Hoạt động 7: Hướng dẫn về nhà

a) Mục tiêu hoạt động: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức

trong bài học và tương tác với cộng đồng Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau

Nội dung: Chọn các câu hỏi và bài tập để tự tìm hiểu ở ngoài lớp học:

1 Ghép tụ để làm gì

2 Tìm hiểu cách ghép tụ nối tiếp và ghép tụ song song, công thức tính điện dung của bộ tụ, điện tích, điện áp

3 Bổ sung hoàn chỉnh phương pháp cho bài toán ghép tụ điện\

b) Tổ chức hoạt động:

Giáo viên đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ đã nêu trong sách tài liệu để thực hiện ngoài lớp học

Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao của giáo viên vào vở Sau đó được thảo luận nhóm để đưa ra cách thực hiện về những nhiệm vụ này ở ngoài lớp học

Giáo viên ghi nhận kết quả cam kết của cá nhân hoặc nhóm học sinh Hướng dẫn, gợi ý cách thực hiện cho học sinh, hướng dẫn học sinh tự đánh giá hoặc đánh giá lẫn nhau (nếu có điều kiện)

c) Sản phẩm hoạt động:

- Bài tự làm vào vở ghi của học sinh

- Hệ thống công thức sau khi thực hiện tự học ở nhà

- Bổ sung phương pháp giải chung

- Làm bài tập mở rộng được giao

IV PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ MỞ RỘNG THỰC HIỆN Ở NHÀ

Thời gian hoàn thành

và nộp sản phẩm

1 Sưu tầm kiến thức về ghép tụ điện

- Trong tài liệu và sách giáo khoa vật lý

11- Nâng cao

- Trên mạng, xã hội

Từ ngày:

Đến ngày:

2 - Sưu tầm 15 bài tập cơ bản về ghép tụ điện - Sưu tầm 5 bài tập cơ bản về ghép tụ điện

Từ ngày:

Đến ngày:

3 Hoạt động nhóm - Giải bài tập sưu tầm - Chốt kiến thức Cả nhóm (Nhóm trưởng chủ trì) Ngày:

4 - Gải bài tập do giáo viên giao về nhà Từ

C2

C3

C1

C3

C2

C4

C6

C5

ở nhà

ngày:

Đến ngày:

5 Hoạt động nhóm

- Chốt kiến thức

- Chuẩn bị sản phẩm báo cáo trước lớp

Cả nhóm (Nhóm trưởng chủ trì) Ngày:

BÀI TẬP LUYỆN TẬP PHẦN KIẾN THỨC VỀ NHÀ

Câu 1 Tụ điện là

A hệ thống gồm hai vật đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

B hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

C hệ thống gồm hai vật dẫn đặt tiếp xúc với nhau và được bọc bằng điện môi

D. hệ thống hai vật dẫn đặt cách nhau một khoảng đủ xa.

Câu 2. Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ

A tăng 2 lần B giảm 2 lần.

C tăng 4 lần D không đổi.

Câu 3. Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

2V Để tụ đó tích được điện lượng 2,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện

thế là

A 500 mV B 0,05 V C 5V D 20 V

Câu 4. Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình

vẽ Điện dung của cả bộ tụ này nhận giá trị là

A 2nF B 3nF C 4nF D 5nF.

Câu 5. Hai tụ điện C1 = 0,4μF; C2 = 0,6μF ghép song song rồi mắc vào hiệu điện thế

U < 60V thì một trong hai tụ có điện tích 30μC Hiệu điện thế U và điện tích của tụ

kia lần lượt là

A 30V, 5 μC B 50V; 20 μC

C 25V; 10 μC D 40V; 25 μC.

Câu 6 Cho mặch tụ điện mắc như hình vẽ Cho biết:

C1 = 1F, C2 = C4 = C6 = 3F; C3 = 2F; C5 = 4

F, q1 = 1,2.10-5C

Tìm hđt U và điện tích của từng tụ điện

Đ/s: U = 108V, U1 = 12V, U2 = U3 = 12V

U4 = 24V, U5 = 36V, U6 = 72V