Xây dựng hệ thống bài tập vật lý phần điện học lớp 11 THPT theo định hướng phát triển năng lực

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Quản lý Khoa học trường Đại học Sài Gòn, với q thầy trường Đại học Sài Gòn thầy cô trường THPT địa bàn thành phố Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ hướng dẫn chúng tơi suốt q trình nghiên cứu Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Đăng Thuấn, giảng viên trường Đại học Sài Gòn tận tình giúp đỡ hướng dẫn trực tiếp cho chúng tơi suốt q trình thực hoàn thành đề tài nghiên cứu Tác giả Đinh Phước Như MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC Error! Bookmark not defined BẢN TÓM TẮT .4 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH PHẦN I: MỞ ĐẦU PHẦN II: NỘI DUNG 12 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 12 NĂNG LỰC 12 1.1 Khái niệm lực 12 1.2 Phân loại lực 13 1.2.1 Năng lực chung 13 1.2.2 Năng lực đặc thù môn Vật lý: 16 1.3 Cấu trúc lực 23 1.4 Hình thành phát triển lực cho học sinh THPT 24 1.4.1 Sự cần thiết việc hình thành phát triển lực cho học sinh THPT 24 1.4.2 Các biện pháp hình thành phát triển lực cho học sinh THPT 26 BÀI TẬP VẬT LÝ VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 34 2.1 Bài tập Vật lý 34 2.1.1 Vai trò chức tập Vật lý dạy học 34 2.1.2 Phân loại tập Vật lý .36 2.2 Bài tập Vật lý theo định hướng phát triển lực .37 2.2.1 Khái niệm 37 2.2.2 Đặc điểm .37 2.2.3 Sự cần thiết việc xây dựng tập phát triển lực 38 2.2.4 Quy trình xây dựng hệ thống tập Vật lý theo định hướng phát triển lực .39 THỰC TRẠNG CỦA VIỆC HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 40 3.1 Mục đích khảo sát 40 3.2 Nội dung khảo sát 41 3.3 Phương pháp khảo sát .43 3.4 Đối tượng khảo sát 43 3.5 Kết khảo sát đánh giá thực trạng 43 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC .44 MỤC TIÊU DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC 44 XÁC ĐỊNH CÁC NĂNG LỰC CẦN HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CHO HỌC SINH KHI HỌC XONG PHẦN ĐIỆN HỌC 50 HỆ THỐNG BÀI TẬP 50 CÁC BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIÊN NĂNG LỰC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 63 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 3.1 Kết luận .65 3.2 Kiến nghị .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC .67 Phụ lục .67 Phụ lục .86 Phụ lục .101 Phụ lục .107 Phụ lục .117 BẢN TÓM TẮT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN ĐIỆN HỌC – LỚP 11 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC Mã số: SV2016-01 Vấn đề nghiên cứu (vấn đề, tính cấp thiết) Nghị 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo đặt yêu cầu cho giáo dục nói chung dạy học vật lý nói riêng, khơng cung cấp tri thức, rèn luyện kỹ mà phải phát triển lực người học Khái niệm lực, cấu trúc lực, phương pháp tổ chức dạy học hệ thống tập bổ trợ nhằm hình thành, phát triển lực cho học sinh THPT để tài nhiều nhà nghiên cứu yên tâm, vấn đề chưa có nhiều nghiên cứu đề cập Trước kế hoạch đổi SGK vào năm 2018 theo định hướng phát triển lực người học cần có thêm nhiều nghiên cứu vấn đề Vì vậy, hướng nghiên cứu đề tài cần thiết mang tính thực tiễn Mục đích nghiên cứu/mục tiêu nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập Vật lý THPT phần Điện học - lớp 11 nhằm hình thành bồi dưỡng lực cho học sinh Nhiệm vụ/nội dung nghiên cứu/câu hỏi nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận tập vật lý, phương pháp dạy học tập vật lý - Nghiên cứu lý luận lực, hình thành bồi dưỡng lực người học - Xây dựng hệ thống tập vật lý phần nhiệt học lớp 11 THPT theo định hướng phát triển lực - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu hệ thống tập xây dựng Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: tham khảo tài liệu liên quan đến việc phát triển lực học sinh - Phương pháp toán học: xử lý số liệu thực nghiệm Kết nghiên cứu (ý nghĩa kết quả) sản phẩm (Bài báo khoa học, phần mềm máy tính, quy trình cơng nghệ, mẫu, sáng chế, …)(nếu có) - Hệ thống tập vật lý phần Điện học lớp 11 THPT theo định hướng phát triển lực - Biện pháp tổ chức bồi dưỡng lực cho học sinh thông qua hệ thống tập xây dựng DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT Ý NGHĨA THPT Trung học Phổ thông SGK Sách giáo khoa NXB Nhà xuất NL Năng lực DANH SÁCH CÁC BẢNG STT TÊN BẢNG Bảng 1: Bảng lực đặc thù môn Vật lý cụ thể hóa từ lực chung TRANG 17 Bảng 2: Bảng lực liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lý (K) 21 Bảng 3: Bảng lực thực nghiệm (N) 21 Bảng 4: Bảng lực tìm kiếm, trao đổi thơng tin (T) 22 Bảng 5: Bảng lực cá thể (C) 23 Bảng 6: Chuẩn kiến thức, kĩ chương trình Vật lý 11 Bộ Giáo dục Đào tạo 45 Bảng 7: Bài tập tương ứng cho lực đặc thù môn Vật lý 51 Bảng 8: Bảng giá trị IC phụ thuộc vào thời gian 92 DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH STT TÊN SƠ ĐỒ, HÌNH Sơ đồ 1: Sơ đồ khái quát quy trình xây dựng hệ thống tập Vật lý theo định hướng phát triển lực TRANG 40 Sơ đồ 2: Sơ đồ tổng hợp lực điện 69 Sơ đồ 3: Sơ đồ trường hợp đặc biệt từ trường 118 Hình 1: Hình ảnh thực tế nam châm chữ U 53 Hình 2: Hình ảnh thực tế bếp điện từ 53 Hình 3: Hình ảnh thực tế dụng cụ cần thiết cho thí nghiệm 55 Hình 4: Hình ảnh đồng hồ đo điện thực tế 57 Hình 5: Hình biểu diễn điện trường tác dụng M 74 Hình 6: Hình mơ tả ba phẳng 75 10 Hình 7: Hình biểu diễn điểm A, B, C đặt từ trường 80 11 Hình 8: Hình biểu diễn ba kim loại A, B, C 81 12 Hình 9: Hình ảnh pin thực tế 82 13 Hình 10: Hình mơ tả đoạn dây dẫn hình tứ diện 92 14 Hình 11: Hình mơ tả điều kiển 97 15 Hình 12: Hình ảnh sấm sét 105 16 Hình 13: Hình ảnh minh họa qui tắc bàn tay trái 109 17 Hình 14: Hình ảnh khung dây đặt từ trường 120 18 Hình 15: Hình ảnh gợi ý đại lượng Vật lý 122 PHẦN I: MỞ ĐẦU TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƯỚC Từ năm 2000, nước có xem xét, cải tổ chương trình giáo dục theo định hướng phát triển lực Tuy nhiên quốc gia tuyên bố rõ chương trình tiếp cận theo lực Trong đó, số nước tuyên bố chương trình thiết kế theo lực nêu rõ lực cần có học sinh như: Úc, Canada, NewZealand, Pháp Một số nước khác, khơng tun bố chương trình thiết kế theo lực, đưa chuẩn cụ thể cho chương trình giáo dục theo hướng như: Indonesia (2006), Hàn Quốc, Phần Lan Ở Việt Nam, năm gần đây, với bối cảnh đất nước đường hội nhập quốc tế, tốc độ phát triển xã hội ngày nhanh, với biến đổi liên tục không lường, yêu cầu cá nhân ngày cao việc đầu tư cho giáo dục có ý nghĩa quan trọng định đến chất lượng nguồn nhân lực tương lai đất nước Nhận thức tầm quan trọng việc tăng cường đổi kiểm tra đánh giá, thúc đẩy đổi phương pháp dạy học, năm qua, Bộ Giáo dục Đào tạo tập trung đạo đổi hoạt động giáo dục, nhằm tạo chuyển biến tổ chức hoạt động dạy học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục trường trung học LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trải qua nhiều công đổi giáo dục, thông tin tri thức ln xem tài sản vơ giá, hữu ích quốc gia Ngày nay, giáo dục xem “chìa khóa vàng” để người, quốc gia tiến bước vào tương lai Giáo dục khơng có chức chuyển tải kinh nghiệm lịch sử xã hội hệ trước cho sau, mà quan trọng trang bị cho người phương pháp học tập, tìm cách phát triển lực cá nhân, phát triển tư nội tại, thích ứng với xã hội học tập thường xuyên, học tập suốt đời Để giúp người học đáp ứng yêu cầu đó, việc cải cách, đổi giáo dục việc làm cần thiết cấp bách Bên cạnh đó, Nghị 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện Giáo dục Đào tạo đặt yêu cầu cho giáo dục nói chung dạy học Vật lý nói riêng, khơng cung cấp tri thức, rèn luyện kỹ mà phải phát triển lực người học Khái niệm lực, cấu trúc lực, phương pháp tổ chức dạy học hệ thống tập bổ trợ nhằm hình thành, phát triển lực cho học sinh THPT đề tài nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, vấn đề chưa có nhiều nghiên cứu đề cập Chương trình giáo dục định hướng phát triển lực bàn đến nhiều từ năm 90 kỉ XX ngày trở thành xu hướng giáo dục quốc tế Giáo dục định hướng phát triển lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu việc dạy học, trọng lực vận dụng tri thức tình thực tiễn, nhằm chuẩn bị cho người lực giải tình sống nghề nghiệp Thơng qua đó, kết học tập mô tả chi tiết quan sát, đánh giá được; thể mức độ tiến học sinh cách liên tục Nên chương trình giáo dục theo định hướng phát triển lực hữu ích cho việc đổi giáo dục Trước kế hoạch đổi SGK vào năm 2018 theo định hướng phát triển lực người học cần có thêm nhiều nghiên cứu, tài liệu để hỗ trợ cho giáo viên, sinh viên trường sư phạm để có kế hoạch giảng dạy phù hợp Trong đó, việc xây dựng hệ thống tập tương ứng với việc dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực việc làm cần thiết mang tính thực tiễn Xác định tầm quan trọng vấn đề này, nên chọn hướng nghiên cứu đề tài: “Xây dựng hệ thống tập Vật lý phần Điện học – lớp 11 THPT theo định hướng phát triển lực” MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng hệ thống tập Vật lý phần Điện học - lớp 11 THPT nhằm hình thành bồi dưỡng lực cho học sinh CÁCH TIẾP CẬN Đề tài tiếp cận trực tiếp chương trình Vật lý lớp 11 phần Điện học nay, mà cụ thể hệ thống tập Dựa vào tài liệu tập huấn Giáo viên THPT năm 2014 Bộ Giáo dục đào tạo để tham khảo lực chuyên biệt mơn Vật lý, sau xây dựng hệ thống tập phù hợp với loại lực 10 Bài 91: [T1, N3] Tháng năm 1820, Oersted ngẫu nhiên phát tượng tương tác dòng điện nam châm, dòng điện làm lệch kim nam châm Em truy cập vào đường link (đường link khảo sát thí nghiệm Oersted chứng minh tồn từ trường xung quanh dây dẫn) https://www.youtube.com/watch?v=NLidKNXe1qg Sau xem video em tiến hành lại thí nghiệm làm video để chứng minh xung quanh dây dẫn có dòng điện chạy qua có từ trường BÀI 20: LỰC TỪ CẢM ỨNG TỪ Bài 92: [K2]Trên mặt bàn có viên bi tích điện Giữ yên viên bi 1, búng cho viên bi lăn sát qua Lực tương tác chúng có phải lực tương tác từ khơng? Hướng dẫn giải Khơng Vì xét hệ quy chiếu mặt bàn, viên bi chuyển động tạo dòng điện, dòng điện sinh từ trường, từ trường tác dụng lực lên dòng điện khác điện tích khác chuyển động Ở đây, viên bi nằm yên nên không chịu tác dụng lực từ Tuy nhiên chúng tương tác với lực điện Bài 93: [K2] Thanh cứng MN dẫn điện có chiều dài l khối lượng m treo hai dây không trọng lượng với xà ngang Hệ thống đặt từ trường có cảm ứng từ B hướng thẳng đứng lên Cho dòng điện I0 chạy qua mạch thời gian ngắn Δt Xác định độ lệch cực đại MN so với mặt phẳng thẳng đứng Hướng dẫn giải: Trong khoảng thời gian nhỏ Δt, lực từ tác dụng lên MN là: F = I0Bl Độ biến thiên động lượng khoảng thời gian Δt: p  F.t p   Ft  p  Ft Động thanh: 108 p  F t  I 02 B 2l Δt Ed  mv   2m 2m 2m Ở vị trí giới hạn, là: Et  mgl (1  cos max )  2mglsin  max Áp dụng định luật bảo toàn lượng: I B 2l t   2mglsin max 2m → sin  max I Bl t  2m gl Bài 94: [K2] Hình ảnh quy tắc bàn tay trái Em vẽ lại mô hình dòng điện đặt nam châm hình chữ U dựa vào gợi ý cho hình ảnh Trong hình vẽ phải đảm bảo có: nam châm hình chữ U với cực Bắc Nam, sợi dây dẫn Biểu diễn lực từ tác dụng lên sợi dây, cảm ứng từ B , chiều dòng điện Dựa vào hình ảnh phía em thiết kế tốn liên quan đến dòng điện Hình 13: Hình ảnh minh họa qui tắc bàn tay trái Bài 95: [K2] Dữ kiện: B = 0,02 T Ẩn số F=? l = cm I=2A   300 109 B, F Tính lực từ F Em thiết kế toán dựa vào dự kiện ẩn số cho Bài 96: [T1, N3] Đây đường link thí nghiệm liên quan đến học: https://www.youtube.com/watch?v=bjHlk9-ZYuc Sau xem video em với bạn lập thành nhóm tiến hành lại thí nghiệm Bài 97: [T2] Tesla (T) đơn vị cảm ứng từ hệ SI đặt theo tên nhà sáng chế Nikola Tesla từ năm 1960 Em định nghĩa đơn vị Tesla dựa vào biểu thức: T Vs m2 Hướng dẫn giải: Tesla độ lớn cảm ứng từ vòng dây dẫn kín có diện tích mặt phẳng chắn bên mét vuông giảm từ thông xuống vòng giây gây suất điện động vơn BÀI 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT Bài 98: [K2] Hình ảnh bên phải biểu diễn ba sợi dây dẫn đồng phẳng, song song tác dụng lực từ lên Em thiết kế toán liên quan đến kiện cung cấp hình Bài 99: [K2] Em viết cơng thức tính độ lớn cảm ứng từ B tâm O dây dẫn uốn thành khung tròn với khung dây tròn tạo N vòng dây khít Sau viết xong công thức, em thiết kế tốn liên quan đến cơng thức chọn đại lượng có cơng thức làm ẩn số Hướng dẫn giải: 110 B  2 107 N I R Bài 100: [K1] Những hình ảnh mơ tả từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt Em chọn từ gợi ý bảng để điền tên phù hợp với hình ảnh cho đây: Từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài Từ trường dòng điện chạy dây dẫn hình trụ Từ trường dòng điện chạy dây dẫn hình chữ nhật Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn Hình a Hình b Hình c Hướng dẫn giải: Hình a: Từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài Hình b: Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn Hình c: Từ trường dòng điện chạy dây dẫn hình trụ 111 Bài 101: [C1] Em điền phần trống vào sơ đồ đây: B = 2.10−7 Dòng điện thằng 𝐼 𝑟 3 trường hợp đặc biệt từ trường Dòng điện tròn Các đường sức đường cong vô hạn hai đầu nằm mặt phẳng chứa trục qua tâm vòng dây, có chiều vào mặt Nam mặt Bắc Trong đó, đường sức qua tâm đường thẳng vô hạn hai đầu Quy tắc nắm tay phải đinh ốc Sơ đồ 3: Sơ đồ trường hợp đặc biệt từ trường Hướng dẫn giải: Đường sức từ dòng điện thằng đường tròn đồng tâm nằm mặt phẳng vng góc với dòng điện Quy tắc nắm tay phải đinh ốc B = 2𝜋10−7 𝑁𝐼 𝑅 Dòng điện ống dây dẫn hình trụ Quy tắc nắm tay phải đinh ốc B = 4𝜋10−7 𝑛𝐼 Các đường sức phía ngồi ống dây giống với đường sức sinh nam châm thẳng Các đường sức phía lòng ống dây đường thẳng song song, chiều cách 112 Bài 102: [K2] Hình ảnh liên quan tới toán gồm dây dẫn dài thẳng hai đầu, dây uốn thành vòng tròn Em tự thiết kế tốn liên quan đến hình ảnh giải Hướng dẫn giải: Một dây dẫn dài thẳng hai đầu, dây uốn thành vòng tròn có bán kính R =6 cm mang dòng điện 4A Tính cảm ứng từ tâm vòng dây: Trả lời: Độ lớn cảm ứng từ dây dẫn thẳng gây O: 𝐼 𝑅 6.10−2 B1 = 2.10−7 = 2.10-7 = 1,3.10-5 T Phương chiều hình vẽ Độ lớn cảm ứng từ vòng tròn gây O: 𝐼 𝑅 6.10−2 B2 = 2.𝜋 10−7 = 2.3,14.10-7 = 4,210-5 T Phương chiều hình vẽ Độ lớn cảm ứng từ tổng hợp O: ⃗ = ⃗⃗⃗⃗ 𝐵 𝐵1 + ⃗⃗⃗⃗ 𝐵2 ⃗⃗⃗⃗ 𝐵1 , ⃗⃗⃗⃗ 𝐵2 chiều nên : =>B = B1 + B2 = 1,3.10-5 + 4,210-5 = 5,5.10-5 T Bài 103: [K2] Độ lớn cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện thẳng dài thay đổi điểm dịch chuyển: Song song với dây? Vng góc với dây? Theo đường sức từ xung quanh dây? 113 Hướng dẫn giải: Độ lớn cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện thẳng dài không thay đổi điểm dịch chuyển song song với dây 𝐼 B = 2.10-7 r khơng đổi B khơng đổi 𝑟 Độ lớn cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện thẳng dài tăng điểm dịch chuyển lại gần dẫn giảm dịch chuyển xa dây dẫn điểm dịch chuyển vng góc với dây 𝐼 B = 2.10-7 r tăng B giảm ngược lại 𝑟 Độ lớn cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện thẳng dài khơng thay đổi điểm dịch chuyển theo đường sức từ xung quanh dây B = 2.10-7 𝐼 𝑟 r khơng đổi B khơng đổi Nhưng phương vectơ cảm ứng từ thay đổi BÀI 22: LỰC LORENTZ Bài 104: [K2, K3, T1] Hiện tượng cực quang kỳ quan thiên nhiên số giới Về chất Vật lý tượng gì? Có thể quan sát đâu? Nguyên nhân nó? Hướng dẫn giải Cực quang ánh sáng địa cực Nó có hình dạng rèm sáng, treo lung linh, muôn màu mn sắc lấp lống từ độ cao khoảng 100km rủ xuống, trải rộng thành vành khăn tròn cao, bề dày theo phương kinh tuyến khoảng 1km, gọi vòng cực quang Mỗi Mặt trời có bùng nổ, phóng luồng hạt mang điện gọi Gió Mặt trời Gió Mặt trời làm sinh điện trường, khiến electron không bị phản xạ mà lọt vào khí quyển, va chạm với phân tử, ngun tử khí, khiến chúng bị ion hóa Khi tái hợp khơng khí xảy chất khí phát quang Ánh sáng cực quang Hiện tượng cực quang xảy gần địa cực Trái đất, quan sát đứng Nam cực quốc gia gần Bắc cực Na-uy, Thụy Điển, Phần Lan, miền Bắc nước Nga, tiểu bang Alaska 114 Bài 105: [K1, C1] Xung quanh vòng tròn lời gợi ý liên quan đến kiến thức em học Em Tác dụng lên hạt điện tích chuyển động từ trường Độ lớn: Chiều tuân theo quy tắc ? bàn tay trái Phương vng góc với dựa vào lời gợi ý để điền kiến thức phù hợp vào vòng tròn Em thiết kế vòng tròn tương tự với vòng tròn này, kiến thức liên quan đến lực Lorentz xung quang vòng tròn lời gợi ý liên quan đến kiến thức Hướng dẫn giải: Lực Lorentz Bài 106: [K2] Một prơton bay vào từ trường có cảm ứng từ B = 0,45T có hướng hình vẽ Quỹ đạo prơton từ trường đường tròn có bán kính r=0,28m Tính vận tốc prơton từ trường Hướng dẫn giải: v2 qRB 1, 6.1019  0, 28  0, 45 f  qvB  m v   1, 2.107 m / s 27 R m 1, 67.10 Bài 107: [C1] Em hệ thống lại kiến thức chương từ trường sơ đồ tư với từ khoá đây: 115 Từ trường 13 2 đặc trưng nam châm với nam châm dòng điện với dòng điện có hạt điện tích tích chuyển động ⃗) 𝐹 𝑣𝑢ô𝑛𝑔 (𝑣 , 𝐵 14 tương tác từ Máy gia tốc hạt 15 trường hợp đặc biệt đường sức 16 nam châm với dòng điện 17 F = BIlsin𝛼 18 f = 𝑞 𝑣𝐵𝑠𝑖𝑛𝛼 19 𝑅 = 𝑚𝑣 𝑞𝐵 20 cảm ứng từ 𝐵 = 𝐹 𝐼𝑙 21 dòng điện thẳng 𝐵 = 10−7 10 dòng điện tròn 𝐵 = 2𝜋 10−7 𝐼 𝑟 11 dòng điện ống dây dẫn 𝐵 = 4𝜋 10−7 𝑛 𝐼 12 116 𝐼 𝑟 Phụ lục Bài tập chương V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 23: TỪ THƠNG-CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 108: [K3] Dòng điện Foucaul có nhiều tác dụng, ảnh hưởng sống quanh ta, em liệt kê trường hợp dòng điện Foucaul có lợi có hại? Hướng dẫn giải - Trong số trường hợp, dòng điện Foucaul cần thiết có ích như: + Làm hãm chuyển động quay kim thị + Sinh momen cản làm đĩa công tơ điện quay + Hãm dao động kim cân nhạy + Phanh điện từ xe máy, ô tô + Nấu chảy kim loại - Trong số trường hợp, dòng điện Foucaul có hại như: + Đốt nóng lõi sắt máy biến thế, máy phát điện, máy quạt, máy xay sinh tố, máy bơm + Chống lại quay động điện làm giảm công suất động → Để giảm dòng Foucaul ta khơng dùng lõi sắt đúc liền khối mà thay thép mỏng ghép cách điện đặt song song với đường sức từ Bài 109: [N1, N2, N3] Em quan sát hình ảnh Hình ảnh liên quan đến thí nghiệm nào? Em trình bày sở lý thuyết cách tiến hành thí nghiệm Sau em với hai bạn lớp đến phòng thí nghiệm trường để tiến hành thí nghiệm 117 Hướng dẫn giải: Thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ Bài 110: [N3] a Em chọn dụng cụ để làm thí nghiệm cảm ứng điện từ: Nam châm Cuộn dây Đèn dây tóc Đèn led Pin b Trong làm thí nghiệm, em quay video cho thí nghiệm Bài 111: [K1, K3] Em quan sát hình ảnh nồi nước nấu bếp điện từ để trả lời câu hỏi: Cuộn dây Nồi kim loại Đồ nấu (nước) Mơi trường bên ngồi a Theo em cuộn dây nồi kim loại liên quan đến kiến thức gì? b Em giải thích ngun lý hoạt động bếp từ c Cá kho ngon kho nồi đất nên bạn Huyền thay nồi kim loại nồi đất để kho cá bạn sử dụng bếp điện từ Vậy theo em bạn Huyền sử dụng bếp điện từ để kho cá khơng? Vì sao? Hướng dẫn giải: a Dòng điện Foucaul b Khi cuộn dây (1) có dòng điện biến thiên (dòng điện tần số cao) chạy qua, tạo nên trường điện từ biến đổi Khi đó, nồi kim loại (2) xuất dòng điện cảm ứng (dòng điện Foucaul) làm cho nồi nóng lên (dòng điện Foucaul gây hiệu ứng toả nhiệt Joule-Lenz), nhiệt lượng truyền từ nồi vào đồ nấu (3) bên Và vùng (4) bên nồi khơng bị ảnh hưởng (nếu nhấc nồi khỏi bếp tắt bếp, q trình nung nóng kết thúc lập tức) 118 c Bạn Huyền kho cá nồi đất Vì khơng thể tạo dòng điện Foucaul, dòng điện Foucaul xảy khi khối kim loại chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên theo thời gian Bài 112: [K2] Một vòng dây kim loại hình vng đặt từ trường Mặt phẳng vòng dây vng góc với từ trường hình vẽ Nếu dạng vòng dây biến đổi thành hình tròn mặt phẳng vòng dây có xuất dòng điện khơng? Nếu có xác định chiều dòng điện ⃗ 𝐵 Hướng dẫn giải: Hình tròn có diện tích lớn hình vng có chu vi Vì vậy, q trình dạng vòng tròn biến đổi, từ thơng qua diện tích vòng dây tăng lên Trong vòng dây xuất dòng điện cảm ứng Theo định luật Lenz, từ trường gây dòng điện cảm ứng có chiều ngược với từ trường ngoài, tức hướng từ Do đó, dòng điện cảm ứng có chiều ngược chiều kim đồng hồ BÀI 24: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Bài 113: [K2] Em thiết kế toán phù hợp với lời giải đây: a Độ lớn suất điện động cảm ứng: ec    B.S cos B, n   t t B  0,02(T ) t  0, 01(s) S   r   0,12 (m2 )  ec  0, 02. 0,12.cos600  0, 01 (V ) 0, 01 b Độ lớn dòng điện cảm ứng: 119 ic  ec 0, 01   0, 05 ( A) R 0, Hướng dẫn giải: Vòng dây tròn bán kính r = 10cm; điện trở R = 0,2Ω đặt nghiêng góc 30o với ; B = 0,02T Cảm ứng từ B giảm đến không a Xác định suất điện động cảm ứng b Độ lớn chiều dòng điện cảm ứng vòng thời gian Δt = 0,01s từ trường: Bài 114: [K2] Cho khung dây hình vng cạnh 2m, có điện trở 25Ω đặt vng góc với từ trường đều, cho nửa diện tích khung dây nằm từ trường hình Khung dây chứa pin 20V điện trở không đáng kể Cường độ từ trường thay đổi theo thời gian theo quy luật B = 0,87∆t t tính giây Tính cường độ dòng điện sinh mạch Hình 14: Hình ảnh khung dây đặt từ trường Hướng dẫn giải: Suất điện động cảm ứng sinh khung dây: 𝑒𝑐 = ∆∅ 𝑆 ∆𝐵 4.0,87∆𝑡 = = = 1,74𝑉 ∆𝑡 ∆𝑡 ∆𝑡 Suất điện động cảm ứng sinh khung đóng vai trò giống nguồn mắc xung pin hình vẽ Theo định luật Ohm ta có: 𝐼 = 𝑒𝑝 −𝑒𝑐 𝑅 = 20−1,74 25 120 = 0,73 𝐴 Bài 25: TỰ CẢM Bài 115: [T2] Em dùng phần mềm mô thí nghiệm để thiết kế thí nghiệm tượng tự cảm Với sơ đồ thí nghiệm sau: Thí nghiệm tiến hành sau: Đầu tiên điều chỉnh biến trở R để độ sáng đèn yếu, vừa đủ để trơng rõ sợi dây tóc Sau đột ngột ngắt khoá K, lúc đèn sáng bừng lên trước tắt Em giải thích tượng tự cảm dựa vào thí nghiệm em mơ Hướng dẫn giải: Ban đầu có dòng điện iL chạy qua ống dây (theo chiều mũi tên) Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống Trong ống dây xảy tượng tự cảm: Hiện tượng có tác dụng chống lại giảm iL, ống dây xuất dòng điện cảm ứng chiều với iL ban đầu, dòng điện cảm ứng chạy qua đèn ngắt K đột ngột nên dường độ dòng cảm ứng lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước tắt 121 Bài 116: [K1] Những hình ảnh sau gợi cho em suy nghĩ đến đại lượng Vật lý nào? Hình 15: Hình ảnh gợi ý đại lượng Vật lý Hướng dẫn giải: Suất điện động tự cảm Bài 117: [C1] Em hệ thống lại kiến thức chương cảm ứng điện từ sơ đồ tư với từ khoá đây: Cảm ứng điện từ 𝑒𝐶 = − ∆∅ ∆𝑡 Chiều chống lại nguyên nhân sinh ∅𝑟𝑖ê𝑛𝑔 = L.I trường hơp đặc biệt từ thông biến thiên xuất 𝑒𝐶 tự cảm 𝑒𝑡𝐶 = −𝐿 ∆𝐼 ∆𝑡 chống lại biến thiên cường độ dòng điện mạch 10 Foucault 11 IFC tỷ lệ với tốc độ biến thiên ∅ 12 Chiều chống lại nguyên nhân sinh 122 ... Xây dựng hệ thống tập Vật lý phần Điện học – lớp 11 THPT theo định hướng phát triển lực MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng hệ thống tập Vật lý phần Điện học - lớp 11 THPT nhằm hình thành bồi dưỡng lực. .. 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC .44 MỤC TIÊU DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC 44 XÁC ĐỊNH CÁC NĂNG LỰC CẦN HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN... Nghiên cứu lý luận lực, hình thành bồi dưỡng lực người học - Xây dựng hệ thống tập Vật lý phần Điện học lớp 11 THPT theo định hướng phát triển lực 11 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ