SKKN hướng dẫn và xây dựng kỹ năng giải bài tập thí nghiệm

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hanh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: HƯỚNG DẪN VÀ XÂY DỰNG KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Quảng Bình tháng 01 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hanh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: HƯỚNG DẪN VÀ XÂY DỰNG KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Họ tên: Phan Anh Dũng Chức vụ công tác: Giáo viên – TTCM Đơn vị cơng tác: Trường THPT Quang Trung Quảng Bình tháng 01 năm 2019 MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Những vấn đề nêu đề tài II PHẦN NỘI DUNG .2 III PHẦN KẾT LUẬN 14 Kết thực nghiệm 14 Những thuận lợi khó khăn triển khai đề tài 14 Kết luận, kiến nghị đề xuất 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 I PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong cơng xây dựng đất nước, Đảng nhà nước ta xác định giáo dục quốc sách hàng đầu Với mục tiêu đến năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp Trong khoa học kỹ thuật ta lại chậm phát triển, phát minh sáng tạo khoa học kỹ thuật nước hạn chế, hàm lượng chất xám sản phẩm ta sản xuất thấp Một minh chứng rõ ràng học sinh ta thường thụ động nghiên cứu, sáng tạo khoa học kỹ thuật hạn chế vật lí thực nghiệm tham gia kì thi Olympic Quốc tế Điều đặt lên vai giáo dục trách nhiệm nặng nề làm để kích thích cho hệ học sinh phải chủ động sáng tạo khoa học kỹ thuật, thu hẹp khoảng cách lực thực nghiệm với bạn bè Quốc tế, giúp cho Đất nước hồn thành mục tiêu nước cơng nghiệp đại Thực tiễn dạy học vật lí nước tiên tiến khẳng định rằng, tập thí nghiệm có vai trò tác dụng tốt việc phát huy tính tích cực nhận thức bồi dưỡng tư sáng tạo cho học sinh Do sử dụng tập thí nghiệm vật lí hướng đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học vật lí Thế qua điều tra thấy tập thí nghiệm vật lí nhắc đến dạy học vật lí trường THPT Trong điều kiện để sử dụng tập thí nghiệm vật lí khơng q ngặt nghèo, tập thí nghiệm vật lí đòi hỏi thiết bị đơn giản, thời gian thực lớp lên lớp Hiện lượng tập thí nghiệm vật lí sách giáo khoa vật lí THPT hạn chế nên học sinh tiếp cận loại tập này, không phát huy ưu tập thí nghiệm việc nâng cao chất lượng , bồi dưỡng óc sáng tạo khoa học kỹ thuật cho học sinh Từ thực tế kinh nghiệm giảng dạy tơi Trường THPT Quang Trung, tơi xin trình bày đề tài: “Hướng dẫn xây dựng kỹ giải tập thí nghiệm” Trong phạm vi đề tài sáng kiến kinh nghiệm xây dựng đề tài cho phần dòng điện khơng đổi thuộc chương trình vật lí lớp 11 THPT Những vấn đề nêu đề tài * Đưa khái niệm tập thí nghiệm vật lí * Chỉ tác dụng tập thí nghiệm vật lý với việc phát huy tính tích cực nhận thức học sinh * Đề xuất dạng tập thí nghiệm vật lí * Đề xuất bước giải tập thí nghiệm vật lí * Nghiên cứu xây dựng hệ thống tập thí nghiệm chương “Dòng điện khơng đổi” Vật lí 11 trung học phổ thơng * Đánh giá thuận lợi khó khăn triển khai đề tài * Kết luận kiến nghi, đề xuất II PHẦN NỘI DUNG Khái niệm tập thí nghiệm vật lí Bài tập thí nghiệm vật lí tập mà việc giải đòi hỏi phải làm thí nghiệm để xác định đại lượng vật lí đó, nghiên cứu phụ thuộc thơng số vật lí kiểm tra chân thực lời giải lí thuyết Bài tập thí nghiệm v ừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm, có tác dụng việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiệm nhận thức vật lí Việc giải tập thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tự xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định điều kiện thích hợp, tự thực thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lý kết nhằm giải cách khoa học, tối ưu tốn cụ thể đặt Bài tập thí nghiệm vật lí có nhiều tác động tốt ba mặt: giáo dưỡng, giáo dục giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ lý thuyết thực tiễn Giải tập thí nghiệm vật lí hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lí luận với thực tế Vì sử dụng tập thí nghiệm vật lí cách hợp lí đạt mục đích kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, đồng thời bộc lộ rõ khả sở trường, sở thích vật lí học sinh Đặc điểm tập thí nghiệm vật lí Bài tập thí nghiệm vật lí loại tập vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm Khi giải tập đòi hỏi học sinh khơng nắm vững kiến thức mà phải có kỹ thực hành thí nghiệm Học sinh khơng thực hành thí nghiệm dụng cụ có sẵn, đơi lúc học sinh phải thí nghiệm suy nghĩ dự đốn kết sao? Vì việc giải tập thí nghiệm làm cho tư phân tích, tổng hợp, phán đốn, trừu tượng hóa trực giác khoa học bồi dưỡng rèn luyện, tạo điều kiện để phát triển tư khả nhận thức cho học sinh Có thể nói, tập thí nghiệm vật lí có tác dụng to lớn việc bồi dưỡng tư vật lí, giáo dục kỹ thuật tổng hợp bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh Tác dụng tập thí nghiệm vật lý với việc phát huy tính tích cực nhận thức học sinh Bài tập thí nghiệm tạo học sinh động học tập, hăng say tò mò khám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh hứng thú, tự giác tư độc lập, tích cực sáng tạo Thơng qua tập thí nghiệm tạo học sinh khả tổng hợp kiến thức lý thuyết thực nghiệm, kỹ hoạt động trí óc thực hành cách khéo léo, vốn hiểu biết vật lý, kỹ thuật thực tế đời sống nhằm phát huy tốt khả suy luận, tư lôgic Với tập thí nghiệm, học sinh đề xuất phương án thí nghiệm khác gây khơng khí tranh luận sơi lớp Các dạng tập thí nghiệm vật lý Có nhiều cách phân loại tập vật lí nói chung tập thí nghiệm vật lí nói riêng Tùy vào đặc điểm tập mà ta có cách phân loại thích hợp Đối với tập thí nghiệm vật lí, vào mức độ khó khăn phương thức giải, ta phân loại theo sơ đồ sau: Bài tập thí nghiệm vật lý Bài tập thí nghiêm định tính Làm thí nghiệm, quan sát, mơ tả, giải thích Bài tập thí nghiệm định lượng Thiết kế phương án thí nghiệm Đo lường đại lượng vật lý Thiết lâp, minh họa định luật Ba mức độ (MĐ) Điều xẩy ? Tại lại xẩy ? Làm để đo với thiết bị ? Nêu phương án đo với thiết bị? Mức độ1: Cho thiết bị, hướng dẫn cách làm thí nghiệm: yêu cầu đo đạc, tìm quy luật Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu lập phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật Mức dộ 3: Yêu cầu lựa chọn thiết bị, lập phương án , làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật chứng minh quy luật 4.1 Các tập thí nghiệm định tính Những tập khơng có phép đo đạc, tính tốn định lượng Cơng cụ để giải suy luận lôgic sở định luật, khái niệm Vật lý quan sát định tính Bài tập thí nghiệm định tính phân thành: * Bài tập thí nghiệm quan sát giải thích tượng: Đó tập yêu cầu học sinh làm thí nghiệm theo hướng dẫn giáo viên, quan sát thí nghiệm theo mục tiêu sẵn, mô tả tượng kiến thức có Câu hỏi loại tập thường là: “Hiện tượng xảy nào?”; “Tại lại xảy tượng đó?”; “Hiện tượng tuân theo quy luật nào?”… Tác dụng tập loại rèn luyện kỷ thao tác thí nghiệm, đặc biệt khả quan sát phát vấn đề, gắn lý thuyết với thực tiễn, khắc sâu kiến thức bồi dưỡng khả tự học hứng thú môn học, đồng thời điều chỉnh quan niệm sai lầm kiền thức * Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: Dạng tập phổ biến trường phổ thơng thí nghiệm tiến hành tư Do hồn tồn khả thi điều kiện trang thiết bị thí nghiệm chưa đầy đủ Các tập tiền đề cho học sinh giải tập thí nghiệm định lượng Nội dung dạng tập thường là: Thiết kế phương án thí nghiệm để đo đại lượng Vật lý, để quan sát trình Vật lý, định luật Để giải dạng tập học sinh cần phải thực yêu cầu như: “Cho thiết bị …hãy tìm cách đo…”; “Cho thiết bị …nêu phương án đo…”; “Trình bày cách đo…” Tác dụng loại tập kích thích phát huy hoạt động tích cực, tự lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học cho học sinh, bồi dưỡng tư lý thuyết tư tiền thực nghiệm đồng thời phát triển tư sáng tạo cho học sinh 4.2 Bài tập thí nghiệm định lượng Đây loại tập yêu cầu học sinh phải đo đạc đại lượng Vật lý thiết bị, tìm mối liên hệ đại lượng Vật lý Bài tập thực nghiệm định lượng mức độ tăng dần sau: - Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế hướng dẫn cách làm thí nghiệm Yêu cầu đo đạc đại lượng, xử lí kết đo đạc để đến kết luận - Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đến kết luận - Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc, xử lí số liệu để tìm quy luật Tác dụng tập loại rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành, rèn luyện thao tác trí tuệ, trí tưởng tượng, tính độc lập, tính kiên trì, nghị lực khắc phục trở ngại chủ động sáng tạo cơng việc Phương pháp giải tập thí nghiệm vật lí Bài tập thí nghiệm vật lí vừa tập, vừa thí nghiệm, việc giải có hiệu cao cho phát triển tư học sinh Để đạt điều đó, giáo viên hướng dẫn học sinh tiến hành theo bước sau: Bước 1: Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi tốn, phân tích chất vật lí toán Bước 2: Xây dựng phương án giải (phương án thí nghiệm, lập luận, tính tốn) Bước 3: Thực giải: Tính tốn, lập luận, trình bày lời giải, (nếu giải lý thuyết) Hoặc lập luận phương án thí nghiệm, quan sát, để thu thập số liệu Bước 4: Tiến hành thí nghiệm, quan sát tượng, ghi nhận số liệu xử lý kết Bước 5: Đánh giá kết trả lời câu hỏi toán Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm chương “Dòng điện khơng đổi” vật lí lớp 11 THPT 6.1 Yêu cầu chung Hệ thống tập thí nghiệm chương “ Dòng điện khơng đổi” vật lí 11 phải phù hợp với kiến thức chương trình sách giáo khoa phải thiết thực gần gũi với sống hàng ngày học sinh Các thiết bị thí nghiệm phải đơn giản, dễ tìm, dễ chế tạo có sẵn phòng thí nghiệm Các thao tác thí nghiệm khơng q khó 6.2 Bài tập thí nghiệm minh hoạ Hoạt động giải tập thí nghiệm vật lí đa dạng phong phú, diến lớp học, phòng thí nghiệm thực hành, nhà diễn buổi du lịch, dã ngoại… Nếu giáo viên học sinh biết khai thác tập thí nghiệm cách hợp lý mang lại hiệu giáo dục cao Để thấy rõ tác dụng tập thí nghiệm việc tích cưc hóa hoạt động nhận thức học sinh, xin đề xuất tập thực nghiệm chương “Dòng điện khơng đổi” Vật lí 11 trường THPT: a Bài tập thí nghiệm định tính * Bài tập quan sát giải thích tượng: Bài tập Một acquy bị ký hiệu cực dương cực âm Chỉ hai dây dẫn cốc nước (nước uống thông thường) làm cách xác định lại cực acquy Hãy nêu phương án thực Hướng dẫn giải Bước 1: Tìm hiểu tượng điện phân xẩy điện cực, từ xác định dấu điện cực Bước 2: Xây dựng phương án giái để xác đinh xem điều xẩy cho hai cực điện âm dương nước thường Bước 3: Thực giải: cho cực âm cực dương nguồn điện vào nước, cực có nhiều bọt khí cực âm, cực lại cực dương Giải thích tượng: Trong q trình điện phân nước, khí hiđrơ giải phóng điện cực âm nhiều gấp đơi so với khí ơxi giải phóng điện cực dương Bước 4: Tiến hành thí nghiệm: - Nối hai dây dẫn vào cực bình acquy nhúng hai đầu dây lại vào cốc nước (H.1) - Quan sát tượng xác định dấu cực điện Bước 5: Đánh giá kết quả: q trình tiến hành thí nghiệm khơng để hai cực điện chạm vào Để thu kết xác ta nên tiến hành thí nghiệm đến lần H.1 Nhận xét: Các thiết bị sử dụng tập thí nghiệm đơn giải hiệu cao Việc giải tập giúp học sinh hiểu rõ tượng điện phân Khi giải tập học sinh biết vận dụng kiến thức vào tình thực tiễn Bài tập Có hai bóng đèn Đ1 Đ2 có kí hiệu: Đ1: 12V - 3W; Đ2: 12V – 12W, nguồn điển chiều có suất điện động E = 12V , dây dẫn khóa K Mắc nối tiếp hai bóng đèn mắc vào nguồn điện Làm thí nghiệm, quan sát độ sáng hai bóng đèn giải thích tượng Hướng dẫn giải E,r - Tiến hành mắc mạch điện hình H.2 k - Đóng khóa k quan sát: Đ2 sáng Đ1 I Đ1 - Giải thích: U dm + Điện trở bóng đèn tính theo cơng thức R = Pdm Đ2 H.2 ⇒ R2 Đ2 lớn R1 Đ1 + Do hai đèn mắc nối tiếp nên cương độ dòng điện I qua đèn Theo định luật Jun – Lenxo: công suất tỏa nhiệt Đ2: P2 = R2 I lớn công suất tỏa nhiệt Đ1: P1 = R1I ⇒ đèn Đ2 sáng đèn Đ1 * Bài tập thí nghiệm thiết kế phương án thí nghiệm: Bài tập Một dây dẫn có điện trở R1 chưa biết giá trị Hãy lập phương án để đo giá trị điện trở từ thiết bị: Một nguồn điện chiều, vôn kế, ampe kế, điện trở R2 biết dây dẫn Hướng dẫn giải Bước 1: Tìm hiểu mối quan hệ hiệu điện hai đầu đoạn mạch, cường độ dòng điện chạy mạch điện trở đoạn mạch theo định luật Ơm Bước 2: Xây dựng phương án thí nghiêm vẽ sơ đồ mạch điện, tìm mối liên hệ R1 với đại lượng đo được: Phương án 1: Mắc R1 với nguồn điện: - Dùng vôn kế đo hiệu điện U hai đầu R1 ampe kế đo I qua R1 - Theo định luật Ơm ta có: R1 = U I Phương án 2: Ghép hai điện trở R1, R2 nối tiếp mắc với nguồn điện: R1 - Đo hiệu điện U1, U2 hai đầu điện trở R1, R2 A - Thiết lập mối qua hệ R1, R2, U1, U2 để xác định R1 V Phương án 3: Ghép hai điện trở R1, R2 song song với mắc vào nguồn điện: + H 3.1 - Đo cường độ dòng điện I1, I2 qua điện trở R1, R2 - Thiết lập mối qua hệ R1, R2, I1, I2 để xác định R1 R1 R2 Bước 3: Thực giải: Phương án 1: Mắc mạch điện theo hình H.3.1 - Đo U, I tính R1 the công thức: R1 = V U I Phương án 2: Mắc mạch điện theo hình H.3.2 A + R1 - H.3.2 R2 - Đo giá trị U1, U2 hai đâu R1, R2 + - H 3.3 U U R 1 R2 - Vận dụng định luật Ôm: U = R =>R1= U2 2 Phương án 3: Mắc mạch điện theo hình H 3.3 - Dùng ampe kế đo I1, I2 qua R1, R2 I I R 2 R2 - Áp dụng định luật Ôm : I = R => R1= I1 Bước 4: Tiến hành thí nghiệm xử lý kết theo phương án thí nghiệm Bước 5: Để thu kết qua đo xác thi phép đo tiến hành nhiều lần lấy giá trị trung bình Nhận xét: Thơng qua tập giúp học sinh có kỹ thiết kế mạch điện, sử dụng vôn kế, ampe kế mạch điện Nếu có đầy đủ thiết bị thực hành học sinh tham gia vào việc lắp ghép mạch điện sử dụng vôn kế, ampe kế để đo đạc Bài tập giúp học sinh cố định luật Ơm cho đoạn mạch có R, biết vận dụng kiến thức để thay đổi phương án thiết kế thí nghiệm cách sáng tạo Bài tập Dụng cụ thí nghiệm gồm: cuộn dây đồng, cân, ắc quy, vôn kế, ampe kế sổ tra cứu vật lý Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định thể tích phòng hình hộp chữ nhật Hướng dẫn giải * Lần 1: Lấy sợi dây đồng có chiều dài l1 chiều dài phòng - Mắc sơi dây đồng vào mạch điện hình vẽ - Từ thí nghiệm ta xác định I U cuộn dây - Điện trở đoạn dây: R = - Mặt khác ta có: R = ρ U I A l1 U US = ⇒ l1 = (1) S I Iρ V m - Dùng cân xác định khối lượng đoạn dây m: m = Dl1 S ⇒ S = Dl (2) - Từ (1) (2) ta có: l1 = mU ρDI H.4 - Dùng bảng tra vật lý tra điện trở suất ρ khối lượng riêng D đồng từ tìm chiều dài phòng l1 * Lần 2: Lấy sợi dây đồng có chiều dài l2 chiều rộng phòng làm lần ta tìm l2 * Lần 3: Lấy sợi dây đồng có chiều dài l chiều cao phòng làm lần ta tìm l3 - Vậy thể tích phòng xác định: V = l1.l2.l3 Bài tập Cho cục pin, ampe kế, cuộn dây dẫn có điện trở suất lớn ρ biết, dây nối có điện trở khơng đáng kể, bút chì tờ giấy kẻ vng tới mm Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần suất điện động pin Hướng dẫn giải - Cắt lấy đoạn dây biết điện trở suất - Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây cắt ampe kế ξ (1) R+r Khi đo cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là: I1 = Trong ξ suất điện động nguồn, r điện nguồn R điện trở đoạn dây cắt - Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn để lại 3/4 chiều dài (hoặc nửa ) lại lắp vào mạch điện để đo cường độ dòng điện: I2 = ξ 3R (2) +r 1 1 - Từ biểu thức nhận rút ra: R = 4ξ  − ÷ (3)  I1 I  Từ xác định biểu thức tính suất điện động: ρ lI1I 1 1 l ρl ξ = R = 4ξ  − ÷ = ρ = ⇒ 2 π d ( I − I ) I I S π d  2 Trong đó: Điện trở suất biết, I1 I2 đo Chiều dài dây dẫn l đo giấy kẻ ô (thay thước) Để xác định đường kính d dây, nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát lên bút chì đo bề rộng N vòng chia N để d Bài tập Cho nguồn điện có hiệu điện U nhỏ khơng đổi Một điện trở r chưa biết mắc đầu vào cực nguồn, ampe kế có điện trở R A ≠0 chưa U - rhiệu điện biết, biến trở R có giá trị biết trước Làm cách để xác+định U? R A R H.6.1 \\ 1.4.9a Hướng dẫn giải - Sơ đồ hình H.6.1 Theo định luật Ơm: U = I(R + R A + r) ⇒ R= U − (R A + r) I R 1 ⇒ R = f  ÷ đường thẳng I α - Vẽ đồ thị trục biểu diễn giá trị R, trục biểu diễn giá trị Độ dốc đường thẳng cho I O 1 ∆ ÷ I H.6 giá trị U (hình H.6.2): tgα = ∆R =U 1 ∆ ÷ I I Bài tập Trình bày phương án thí nghiệm xác định giá trị hai điện trở R R2 với dụng cụ sau đây: nguồn điện có hiệu điện chưa biết; điện trở có giá trị R biết; ampe kế có điện trở chưa biết; điện trở cần đo: R R2; Một số dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Chú ý: Để không làm hỏng dụng cụ đo, không mắc ampe kế song song với điện trở Hướng dẫn giải U Làm thí nghiệm a Mắc nối tiếp R0 với ampe kế điện trở RA nối với cực R0 RA A nguồn có hiệu điện U ampe kế I0 (hình H.7.1) U Ta có: R + R A = I0 I0 H.7.1 (1) U U b.Thay R0 R1 (hình H.7.2): R1 + R A = I1 R1 (2) RA A H.7.2 U I2 10 R2 RA A H.7.3 I1 Thay R1 R2 (hình H.7.3): R + R A = U I2 (3) Thay R2 R1 + R2 (hình H.7.4): R1 + R + R A = Lấy (4) trừ (3): R1 = 1  U U - = U - ÷ I I2  I I2  1  Lấy (4) trừ (2): R = U  - ÷  I I1  Lấy (1) trừ (2): R - R1 = ⇒ R0 = U I (4) I (5) U R1 R2 RA A H.7.4 (6) U U I0 I 1 1 1 U U - + R1 = U  + - - ÷ I0 I1  I0 I I1 I  1 1 1  + - - ÷ R  I0 I I1 I  = Chia (7) cho (5): R1 1   - ÷  I I2  (7) 1   - ÷  I I2  ⇒ R1 = R 1 1 1  + - - ÷  I0 I I1 I  Cùng chia (7) cho (6) tính tương tự ta được: R2 = R0 1   - ÷  I I1  1 1 1  + - - ÷  I0 I I1 I  b Bài tập thí nghiệm định lượng Bài tập (Mức độ 1) Dụng cụ gồm: Một biến trở có chạy, điện trở R0 = 30Ω , nguồn điện khơng đổi có hiệu điện U = 12V, vơn kế khơng lí tưởng, D thước milimét, dây nối, giá đỡ đủ dùng bóng đèn Đ Đ Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ Hãy mắc mạch V điện tiến hành thí nghiệm để xác định điện trở R0 C bóng đèn Đ A Hướng dẫn giải 11 R +U • • H.8 B Bước 1: Từ sơ đồ mạch điện ta thấy toán mạch cầu Để tính điện trở bóng đèn ta điều chỉnh biến trở để có mạch cầu cân Bước 2: Xây dượng phương án tiến hành thí nghiệm: di chuyển chảy C để vôn kết số 0, mạch cầu cân Bước Thực giải: Theo sơ đồ mạch điện thí nghiệm: - Dịch chuyển chạy C biến trở R, vơn kế V giá trị khơng dừng lại Khi ta có mạch cầu cân ⇒ R D R AC = R R CB AC = S CB ρ S ρ ⇒ RD = AC R0 CB Bước 4: Tiến hành thí nghiệm: mắc mạch điện theo sơ đồ, điều chỉnh C để vôn kế số không: - Dùng thước milimét đo chiều dài đoạn: AC = l1; BC = l2 - Tính điện trở bóng đèn theo cơng thức: R D = AC l R0 = R0 CB l2 Bước 5: Để đo kết xác ta tiến hành thí nghiệm đến lần, xử lí kết lấy giá trị trung bình Nhận xét: Bài tập rèn luyên cho học sinh kỹ lắp ghép mạch điện, hình thành kỹ kỹ xảo thực hành Qua tập giúp học sinh ôn tập, củng cố khắc sâu toán mạch cầu cân Bài toán (Mức độ 1) Dụng cụ gồm: Một nguồn điện có hiệu điện 12V, ampe kế cần xác định điện trở, điện trở R = 30 Ω , biến trở chạy Rb có điện trở tồn phần lớn R0, hai cơng tắc điện K1 K2, số dây dẫn đủ dùng Các cơng tắc điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Hãy bố trí mạch điện theo sơ đồ bên thực thí nghiệm để đo điện trở ampe kế Hướng dẫn giải A - Thao tác 1: Chỉ đóng K1: số ampe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0) +U- (1) R0 K1 K2 H.9 12 Rb - Thao tác 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị R0 - Thao tác 3: Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K K2, số ampe kế I2 R   Ta có: U = I  R A + ÷   (2) - Từ (1) (2), ta tìm được: R A = (2I1 - I )R 2(I - I1 ) Bài toán 10 (Mức độ 2) Cho dây dẫn, bóng đèn dây tóc có hiệu điện định mức 12V, bình acquy có suất điện động 12V điện trở bé, ôm kế, vôn kế, ampekế nhiệt kế Hãy tiến hành thí nghiệm để xác định nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Hệ số nhiệt điện trở vonfam làm dây tóc bóng đèn α = 4,5.10−3 K −1 Hướng dẫn giải - Điện trở vật dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo quy luật: R = R (1 + αt) (1) Như xác định điện trở dây tóc nhiệt độ đèn làm việc bình thường nhiệt độ suy nhiệt độ sáng bình thường - Giả sử nhiệt độ phòng (ứng với nhiệt độ t1) điện trở dây tóc là: R1 = R (1 + αt1 ) ⇒ R = R1 + α t1 (2) - Khi đèn sáng bình thường, giả sử hiệu điện cường độ dòng điện qua đèn tương ứng U I điện trở bóng đèn là: R2 = U I (3) - Thay biểu thức (2) (3) vào (1), ta nhận được: R2 =  R1 1 U (1 + αt ) ⇒ t =  (1 + αt1 ) − 1 (4) + α t1 α  IR1  - Đọc nhiệt kế để nhận nhiệt độ phòng t1 - Dùng ơm kế để đo điện trở dây tóc bóng đèn đèn chưa thắp sáng để nhận điện trở R1 Khi dùng ôm kế có dòng nhỏ qua dây tóc thay đổi nhiệt độ dây tóc không đáng kể 13 - Mắc mạch điện cho đèn sáng bình thường, ampe kế mắc nối tiếp vơn kế mắc song song với bóng đèn: Đọc số vôn kế ampe kế để nhận U I - Thay số liệu nhận vào cơng thức (4) để tính nhiệt độ dây tóc III PHẦN KẾT LUẬN Kết thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường THPT Quang Trung lớp thực nghiệm (có sử dụng loại hình tập thí nghiệm) lớp đối chứng (theo tập sách giáo khoa), thu kết quả: - Đối với học sinh lớp thực nghiệm, tiếp cận với tập thí nghiệm nên tư em thay đổi theo hướng tích cực, động sáng tạo Khả lập luận chặt chẽ vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, giải thích tượng cách trực quan - Tiến hành tập thí nghiệm làm cho em tham gia cách sôi nổi, tập trung suy nghĩ, tích cực tham gia thảo luận để đề xuất phương án thí nghiệm (các cách giải) để giải tốn Những thuận lợi khó khăn triển khai đề tài Quá trình vận dụng đề tài vào giảng dạy trường THPT Quang Trung cho phép rút kết luận bước đầu thuận lợi khó khăn triển khai đề tài vào q trình dạy học vật lí: * Thuận lợi: - Trong điều kiện trường phổ thơng, việc đưa tập thí nghiệm vào giảng dạy khả thi cần thiết - Mọi giáo viên khai thác phương tiện dạy học có hiệu - Học sinh trường phổ thông hứng thú tham gia làm tập thí nghiệm - Điều kiện sở vật chất trường phổ thơng đáp ứng yêu cầu tập thí nghiệm - Việc đưa tập thí nghiệm vào giảng dạy khơng làm ảnh hưởng tới phân phối chương trình * Khó khăn: - Học sinh chưa làm quen với tập thí nghiệm - Số lượng tập thí nghiệm sách giáo khoa sách tham khảo hạn chế Hiện sách tập vật lí 11 chương trình nâng cao có số tập thí 14 nghiệm (có tập thí nghiệm tổng số 71 tập chương “Dòng điện khơng đổi”), chương trình khơng có Kết luận, kiến nghị đề xuất Qua việc đưa tập thí nghiệm vào hệ thống tập giảng dạy chương “Dòng điện khơng đổi” Vật lí 11 cho thấy, tập thí nghiệm góp phần phát huy tốt tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh Vì tập thí nghiệm mở rộng phạm vi thực sang phần khác chương trình vật lí phổ thơng với nhiều mức độ với loại tập phong phú đa dạng Để nâng cao chất lượng dạy học trường THPT xin kiến nghị đề xuất: * Kiến nghị: - Cần trọng tăng cường sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lí THPT Việc sử dụng tập thí nghiệm vật lí cần tiến hành có hệ thống cấp học lớp học Ở trường thiếu sở vật chất, nên khai thác sử dụng tập thí nghiệm dạng lập phương án thí nghiệm - Tăng cường trang thiết bị đồ dùng dạy học Đặc biệt trang thiết bị phải bảo đảm chất lượng, độ xác, đồng mà phải có hình thức hấp dẫn tạo hứng thú cho học sinh sử dụng chúng Điều góp phần tạo tâm lý nghiêm túc nghiên cứu khoa học, tạo niềm tin việc gắn lý thuyết với thực hành cho học sinh - Cần xây dựng hệ thống tập thí nghiệm đủ số lượng, đa dạng hình thức mức độ cho phần kiến thức tương ứng chương trình Nên chọn tập thí nghiệm gắn liền với thực tế sống học sinh Đưa hệ thống tập thí nghiệm vào hệ thống tập nhà * Đề xuất: - Tổ chức buổi tập huấn đầu năm học để giáo viên cấp bồi dưỡng kiến thức tư tập thí nghiệm - Xuất sách chuyên viết tập thí nghiệm đưa sách xuất trường để tạo điều kiện cho giáo viên tham khảo sử dụng - Đổi hình thức kiểm tra, đánh giá đợt thi kết thúc học kỳ, tốt nghiệp phổ thông, tuyển sinh đại học cao đẳng cần phải có tập thí nghiệm xen kẽ với câu hỏi tập định lượng với thang điểm phù hợp Điều góp phần nâng cao tần suất sử dụng tập thí nghiệm 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Đình Cương (2003), Thí nghiệm Vật lý trường trung học phổ thông, Nxb Giáo dục, Hà Nội Phạm Thị Phú , Chuyển hóa phương pháp nhận thức vật lí thành phương pháp dạy học vật lí, Đại học Vinh 2007 Nguyễn Phúc Thuần (Chủ biên), Vật lí 11 Nâng cao, Nxb Giáo dục Nguyễn Phúc Thuần (Chủ biên), Vật lí 11 Nâng cao – Sách giáo viên, Nxb Giáo dục Nguyễn Phúc Thuần – Nguyễn Thế Khơi (đồng Chủ biên), Bài tập vật lí 11 Nâng cao, Nxb Giáo dục XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Quảng Trạch, ngày 20 tháng 12 năm 2018 Tơi cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Phan Anh Dũng 16 ... sát định tính Bài tập thí nghiệm định tính phân thành: * Bài tập thí nghiệm quan sát giải thích tượng: Đó tập yêu cầu học sinh làm thí nghiệm theo hướng dẫn giáo viên, quan sát thí nghiệm theo... phân loại thích hợp Đối với tập thí nghiệm vật lí, vào mức độ khó khăn phương thức giải, ta phân loại theo sơ đồ sau: Bài tập thí nghiệm vật lý Bài tập thí nghiêm định tính Làm thí nghiệm, quan... việc Phương pháp giải tập thí nghiệm vật lí Bài tập thí nghiệm vật lí vừa tập, vừa thí nghiệm, việc giải có hiệu cao cho phát triển tư học sinh Để đạt điều đó, giáo viên hướng dẫn học sinh tiến