Một số giải pháp giải quyết bài toán phương án thực nghiệm phần cơ học và dòng điện không đổi cho việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn vật lí lớp 11 đạt thành tích cao

1 MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Bồi dưỡng học sinh giỏi không trách nhiệm mà cịn niềm vui nghề nghiệp mà thầy giáo mong muốn làm Đây hội để người giáo viên tự rèn luyện, nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ Qua lần bồi dưỡng học sinh giỏi, việc trưởng thành học sinh lớn người thầy kinh nghiệm uy tín trước học sinh đồng nghiệp Trong năm gần đây, đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí lớp 11 ln có “câu 10” “bài tốn phương án thực nghiệm” Đây loại tập khó, kiến thức rộng Để làm loại tập học sinh phải biết kết hợp nhuần nhuyễn lý thuyết thực hành, biết sử dụng thành thạo dụng cụ đo Thấy rõ tầm quan trọng việc giải “bài toán phương án thực nghiệm”, nên nghiên cứu đề tài Một số giải pháp giải toán “Phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi” cho việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí lớp 11 đạt thành tích cao với mong muốn nâng cao hiệu ôn thi HSG môn Vật lí trường THPT Triệu Sơn trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp quan 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Tơi thực đề tài nhằm hướng tới số mục đích sau: - Khảo sát, đánh giá thực trạng việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí trường THPT Triệu Sơn - Nghiên cứu cách giải hiệu “Bài toán phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi” - Truyền cảm hứng học mơn Vật lí cho học sinh việc ơn thi HSG, giúp em học sinh tự tin, yêu môn học, tích cực tự tìm tịi, học hỏi để nâng cao trình độ, nhằm đạt kết cao kì thi HSG văn hóa cấp tỉnh 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Đối tượng nghiên cứu “Bài toán phương án thực nghiệm phần Cơ học Dòng điện khơng đổi” đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí lớp 11 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Để tiến hành nghiên cứu đề tài, sử dụng số phương pháp sau: Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: Sách giáo khoa; tài liệu tập huấn (một số phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực; phương pháp, kĩ thuật tổ chức hoạt động học hướng dẫn học sinh tự học; đổi tổ chức hoạt động giáo dục theo định hướng phát triển lực học sinh…); Trường học kết nối; nguồn tài liệu mạng Internet; tài liệu ôn thi HSG lớp 10, lớp 11… Phương pháp điều tra khảo sát thực tế thu thập thông tin: Thu thập thông tin từ thực trạng ôn thi HSG môn Vật lí trường THPT Triệu Sơn Phương pháp thống kê, xử lí số liệu: Tổng hợp, xử lí số liệu hiệu việc áp dụng đề tài trước sau thực nghiên cứu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 2.1.1 Ý nghĩa tập phương án thực nghiệm Bài tốn tìm phương án thực nghiệm tốn khơng thể thiếu đề thi HSG cấp Loại tập không kiểm tra chắn lý thuyết học sinh mà kiểm tra vận dụng lý thuyết học để giải vấn đề thực tiễn Giải tốn tìm phương án thực nghiệm giúp học sinh phát triển lực tư thực tiễn, lực giải vấn đề sáng tạo , lực đặc trưng mơn Vật lí cần có để thực mục tiêu đào tạo người phát triển tồn diện 2.1.2 Phương pháp giải tốn tìm phương án thực nghiệm Bài tốn tìm phương án thực nghiệm loại toán sau: Cho số thiết bị, dụng cụ, liệu… từ trình bày phương án để tìm đại lượng vật lí Học sinh phải dựa tảng kiến thức học nguyên lý, định luật, định nghĩa, công thức…để đưa phương án thực nghiệm tốt nhất, nhằm xác định đại lượng cần tìm Một tốn có nhiều phương án thực nghiệm khác Học sinh cần có ý tưởng để đề xuất phương án thực nghiệm, phân tích để lựa chọn phương án tốt nhất, triển khai tiến hành thí nghiệm theo phương án lựa chọn để xác định đại lượng cần đo 2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Bài toán phương án thực nghiệm phần học dịng điện khơng đổi chủ đề khó, rộng, nhiều kiến thức mà có lẽ trực tiếp ôn thi HSG môn Vật lí lớp 11 thầy cô giáo em học sinh cảm nhận Thường đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh, câu phương án thực nghiệm “Câu 10” câu “ăn điểm” định, phân loại nên ôn thi HSG thầy cô giáo em học sinh đầu tư chủ đề này, thường có thầy giáo có em học sinh học tốt, vươn tới giải Nhất, Nhì thực quan tâm 2.2.1 Về hứng thú học tập hiệu tiếp thu chủ đề “Bài toán phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi lớp 10, 11”: Được thực qua phiếu điều tra, kết phiếu điều tra năm học 2017-2018: Phụ lục 2.2.2 Nguyên nhân chủ yếu làm học sinh chưa hứng thú tiếp thu bài: Được thực qua phiếu điều tra, kết phiếu điều tra năm học 2017-2018: Phụ lục 2.2.3 Kết luận Số học sinh thích chủ đề học cịn ít, ngun nhân chủ yếu chủ đề khó, học sinh làm thí nghiệm thực hành học nên em thấy khơng có khả vươn tới giải loại tập 2.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.3.1 Giải pháp 1: Ơn tập phần kiến thức có liên quan 2.3.1.1 Sai số thí nghiệm thực hành a) Phép đo sai số: Kết phép đo khơng hồn tồn với giá trị thật đại lượng cần đo Nguyên nhân gây sai số phép đo dụng cụ đo, quy trình đo, chủ quan người đo Xét phép đo đại lượng A với lần đo kết sau: Lần đo Lần Lần Lần Lần Lần n Kết A1 A2 A3 An Giá trị trung bình đại lượng: A  A1  A2   An (1) n Gọi sai số tuyệt đối là: A Khi này, giá trị đại lượng A viết dạng: A  A �A b) Các loại sai số thường dùng: - Sai số tuyệt đối: Sai số tuyệt đối ứng với lần đo: A1  A  A1 ; A2  A  A2 ; ; An  A  An Nếu số lần đo n �5 dùng cơng thức: A  Nếu số lần đo n  dùng cơng thức: A  A1  A2  An (2) n Amax  Amin (3) Sai số tuyệt đối phép đo tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ: A  A  A' ; Với A' sai số dụng cụ, thường lấy độ chia nhỏ - Sai số tỉ đối:  A  A ; sai số tỉ đối nhỏ phép đo xác A c) Tính sai số: - Sai số tổng: y  a �b � y  a  b - Sai số tỉ đối: �y  ab y a b �   y a b �y  a / b + Của tích thương: � y a n + Của lũy thừa: y  a � y  n a Một số ví dụ tính sai số tỉ đối:  S   ( R ) R  0)   2 Đo diện tích hình tròn: S   R � (ta lấy  S  R R Đo gia tốc rơi tự do: g  2S g 2 S (t ) S t �     2 t g S S t t Đo điện trở vôn kế ampe kế: R  U R U I �   I R U I Đo điện trở dây kim loại hình trụ thước đo chiều dài thước kẹp: R l l R   l ( R ) l R  �       2 S R R   l l R R2 - Lưu ý: + Nếu công thức xác định đại lượng đo gián tiếp có chứa số (như  , e ) số phải lấy đến số lẻ thập phân cho sai số tỉ đối phép lấy gần gây bỏ qua, nghĩa phải nhỏ 1/10 tổng sai số tỉ đối có mặt cơng thức tính + Nếu cơng thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp, dụng cụ đo trực tiếp có độ xác cao, sai số gây chủ yếu yếu tố ngẫu nhiên, người ta thường bỏ qua sai số dụng cụ Đại lượng đo gián tiếp thường tính cho lần đo, sau tính trung bình tính sai số ngẫu nhiên công thức (1),(2),(3) 2.3.1.2 Nhắc lại dụng cụ đo trực tiếp thường dùng a) Phần Cơ học TÊN ĐẠI LƯỢNG TT TÊN DỤNG CỤ ĐO ĐO Cân Đo khối lượng Thước dài Đo chiều dài Thước đo độ Đo góc Đo đường kính trong, Thước cặp đường kính ngồi Đồng hồ Đo thời gian Lực kế Đo lực b) Phần Dịng điện khơng đổi TT TÊN DỤNG CỤ ĐO TÊN ĐẠI LƯỢNG ĐO Ampe kế Cường độ dòng điện Vôn kế Hiệu điện Đồng hồ đa I, U, R ĐƠN VỊ ĐO kg m độ m s N ĐƠN VỊ A V A, V,  4 Nhiệt kế Đo nhiệt độ độ, K Đồng hồ Thời gian s Cân Khối lượng kg Thước dài Đo chiều dài m Lưu ý: - Ampe kế lí tưởng có điện trở RA �0 , cịn đề khơng cho ampe kế lí tưởng phải coi ampe kế điện trở có giá trị khác khơng - Vơn kế lí tưởng có điện trở RV  �, cịn đề khơng cho vơn kế lí tưởng coi vơn kế điện trở hữu hạn - Ampe kế mắc nối tiếp, vôn kế mắc song song vào mạch điện - Đối với đồng hồ đa năng: + Khi cần đo cường độ dòng điện chiều, chuyển thang đo DCA, lựa chọn thang đo phù hợp, lớn giá trị cần đo gần giá trị + Khi cần đo điệp áp chiều chuyển thang đo DCV, lựa chọn thang đo phù hợp, lớn giá trị cần đo gần giá trị + Khi cần đo điện trở chuyển thang đo  , lựa chọn thang đo phù hợp, lớn giá trị cần đo gần giá trị 2.3.2 Giải pháp 2: Nêu bước giải tốn tìm phương án thực nghiệm Bước 1: Phân tích đề bài, nêu nguyên lý, định luật, công thức liên quan đến đại lượng cần tìm Ở bước này, giáo viên cần khéo léo dẫn dắt để học sinh tham gia nhắc lại kiến thức liên quan đến việc giải tốn Bước 2: Tìm hiểu phương án thực nghiệm cụ thể xây dựng sở lý thuyết: Ở bước này, tìm đại lượng có nhiều phương án khác để dẫn tới kết quả, với phương án cần phải có đầy đủ sở lý thuyết cho phương án Bước 3: Phân tích, lựa chọn phương án thực nghiệm phù hợp với điều kiện đề cho, dễ tiến hành nhất, sai số phép đo Phải đọc thật kỹ đề bài, xem đề cho dụng cụ, thiết bị nào, tuyệt đối không sử dụng dụng cụ, thiết bị mà đề không cho Nếu bước tìm phương án thực nghiệm phù hợp ta lựa chọn ln phương án (ta bỏ qua bước 2) Bước 4: Trình bày tiến trình tiến hành thí nghiệm, cách lắp ráp, bố trí thí nghiệm, làm cơng việc trước, cơng việc sau, cách đo đại lượng cần thiết Bước 5: Thực thí nghiệm nhiều lần, lập bảng liệu Xử lí số liệu: áp dụng cơng thức tính giá trị trung bình, cơng thức tính sai số phép đo trực tiếp gián tiếp, từ tìm giá trị đại lượng cần đo, đại lượng cần đo A viết dạng: A  A �A 2.3.3 Giải pháp 3: Thảo luận, trình bày tập mẫu 2.3.3.1 Phần Cơ học Ví dụ 1: Cho dụng cụ, thiết bị sau: Một bi sắt nhỏ, đồng hồ bấm giây, thước đo chiều dài Hãy lập phương án thực nghiệm xác định gia tốc rơi tự g nơi làm thí nghiệm HƯỚNG DẪN - Phân tích đề bài, cơng thức liên quan + Khi thả vật rơi gần bề mặt Trái đất, vật chịu tác dụng trọng lực nên rơi xuống mặt đất 2h � h  gt � g  � � t � + Các công thức liên quan đến gia tốc rơi tự do: � v2 v  2gh � g  � 2h - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Phương án 1: Thả viên bi rơi tự từ độ cao h so với mặt đất Dùng đồng hồ đo thời gian rơi, dùng thước đo chiều cao h (theo phương thẳng đứng) Cơ sở lý thuyết: Áp dụng công thức: h  gt � g  2h (1) t2 Như vậy, cần đo h t thay vào cơng thức ta tính g uu r + Phương án 2: Truyền cho bi vận tốc ban đầu v0 theo phương ngang từ độ cao h Dùng đồng hồ đo thời gian rơi, dùng thước đo chiều dài đo chiều cao h (theo phương thẳng đứng) Cơ sở lý thuyết: Thời gian chuyển động vật ném ngang thời gian rơi tự vật độ cao Do đó, áp dụng cơng thức: h 2h gt � g  2 t h h Phương án Phương án - Đánh giá ưu nhược điểm phương án: + Phương án 1: Dễ tiến hành, thiết bị dụng cụ sử dụng phù hợp với yêu cầu đề + Phương án 2: Khó tiến hành phương án việc truyền vận tốc ban đầu cho vật theo phương ngang khó làm thả vật rơi tự Như vậy, qua việc phân tích phương án, ta chọn phương án - Tiến hành thí nghiệm: Chọn vị trí phương thẳng đứng, nên chọn gần tường phẳng, thẳng đứng để dễ đo độ cao h, nên chọn h cỡ vài mét để dễ đo thời gian Thả vật rơi tự do, dùng đồng hồ đo thời gian rơi vật - Thực phép đo h t nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu: Lần đo h t g … Từ bảng liệu công thức (1) ta tính được: g g viết kết dạng: g  g �g Ví dụ 2: Hãy nêu phương án xác định hệ số ma sát nghỉ cứng chiều dài l, nhẹ với tôn mỏng, phẳng, đủ rộng Dụng cụ bao gồm: thước đo chiều dài, tôn phẳng, cứng nhẹ HƯỚNG DẪN - Phân tích đề bài, công thức liên quan + Thanh cứng đặt tơn, có ngoại lực có xu hướng làm cứng dịch chuyển xuất lực ma sát nghỉ tôn tác dụng lên cứng Nếu ngoại lực đủ lớn, lực ma sát nghỉ đạt cực đại sau vật chuyển động; lực ma sát tôn tác dụng lên cứng lúc chuyển động lực ma sát trượt Cũng cần ý đề cho cứng, không cho tôn cứng + Các công thức liên quan: Lực ma sát nghỉ cực đại: FM  n N ; lực ma sát trượt: Fmst  t N ; lực ma sát lăn: Fmsl  l N ; với N phản lực mặt đỡ lên vật - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Phương án 1: Đặt nhẹ lên tôn, nâng tôn nhẹ nghiêng dần, đến lúc bắt đầu trượt dừng lại đo góc nghiêng Cơ sở lý thuyết: Khi bắt đầu trượt tơn thì: h FM  P.sin  � n P cos   P sin  � n  tan   l  h2 (1) Như vậy, cần đo h, l ta tìm  + Phương án 2: Đặt tôn cố định mặt phẳngurnằm ngang Dựng thẳng đứng tôn Dùng tay tác dụng lực F vào đầu ur theo phương thẳng đứng xuống Thay đổi phương lực F chút cho từ từ ngả xuống Đến góc phương ngang  bắt đầu trượt l h  u r F h l  Cơ sở lí thuyết: Ta có: Áp dụng điều kiện cân thanh: Phương án ur uu r uuPhương u r r án F  N  Fms  � FM  F cos    n N   n F sin  �  n  cot  Do độ cao đầu h, chiều dài l ta được: l  h2  (2) h - Đánh giá ưu nhược điểm phương án: + Phương án 1: Tấm tôn mỏng, rộng nên việc đưa lên, hạ xuống để phẳng khó; mặt khác thước nhẹ (coi m �0 ) nên để thước trượt tơn tác dụng trọng lực khó + Phương án 2: Hạn chế nhược điểm phương án 1, dễ tiến hành, dụng cụ phù hợp với đề cho Như vậy, qua việc phân tích phương án, ta chọn phương án - Tiến hành thí nghiệm: Đặt tơn cố định mặt phẳng nằm ngang (có thể chọn mặt bàn hay mặt sàn nhà phẳng, nằm ngang) Dựng thẳng đứng ur tôn Dùng tay tác dụng lực F vào đầu theo phương ur thẳng đứng xuống Thay đổi phương lực F chút cho từ từ ngả xuống Đến góc phương ngang  bắt đầu trượt Tiến hành đo h l - Thực phép đo h l nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu:  Lần đo l h … Từ bảng liệu cơng thức (2) ta tính được:   viết kết dạng:    � Ví dụ 3: Cho dụng cụ sau: + vật nhỏ gỗ; + mặt bàn nằm ngang đầu có đóng đinh thẳng đứng; + lò xo nhẹ; + thước đo chiều dài; + Giá treo; + cuộn chỉ; Hãy xây dựng phương án thực nghiệm lập bảng biểu cần thiết để đo hệ số ma sát trượt vật mặt bàn HƯỚNG DẪN - Phân tích đề bài, công thức liên quan + Theo đề mặt bàn nằm ngang mà ta phải đo hệ số ma sát trượt, tức phải cho vật trượt mặt bàn, có lực ma sát trượt lực đàn hồi tác dụng lên vật + Các công thức: Lực ma sát trượt: Fmst  t N ; lực đàn hồi; Fdh  k l ; năng: W  W2  W1  Ak the đàn hồi: Wdh  k (l ) ; công liên hệ lực không biến thiên - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Phương án 1: Treo lò xo vào giá treo, đầu gắn vật nhỏ, đó: mg  k l0 (1) Gắn lò xo theo phương ngang mặt bàn, đầu cố định, đầu gắn vật đề lò xo nằm tự nhiên cân (đánh dấu) Kéo vật khỏi vị trí cân để lò xo dãn đoạn l1 (đánh dấu) thả nhẹ, vật đến vị trí lị xo nén cực đại l2 (đánh dấu) Cơ sở lí thuyết: Áp dụng cơng thức liên hệ biến thiên công lực khơng ta có: 1  mg k (l1 )2  k (l2 )   mg (l1  l2 ) � l1  l2  (2) 2 k l1  l2 Từ (1) (2) suy ra:   2l (3) + Phương án 2: Đặt vật nhỏ gỗ lên mặt bàn, nâng mặt nghiêng dần, đến lúc vật bắt đầu trượt dừng lại đo góc nghiêng Tính tốn để suy hệ số ma sát  Cơ sở lý thuyết: Khi vật bắt đầu trượt mặt bàn thì: Fms  P.sin  �  P cos   P sin  �   tan   h l  h2 Như vậy, cần đo h, l ta tìm  - Đánh giá ưu nhược điểm phương án: + Phương án 1: Dễ tiến hành, dụng cụ sử dụng phù hợp với đề cho, sai số phép đo + Phương án 2: Mặt bàn nặng, việc nâng nghiêng không thực Mặt khác, phương án sử dụng dụng cụ đề cho, đo hệ số ma sát nghỉ Như vậy, qua việc phân tích phương án, ta chọn phương án - Tiến hành thí nghiệm: + Đo chiều dài tự nhiên lò xo l0 ; + Đo chiều dài lo xo treo vật thẳng đứng: l � l0  l  l0 ; + Đo chiều dài lò xo lúc đặt nằm ngang mặt bàn, kéo dãn trước thả nhẹ: l1 � l1  l1  l0 (hoặc đo khoảng cách vị trí đánh dấu) Đo chiều dài lị xo lúc đặt nằm ngang mặt bàn, nén cực đại sau thả nhẹ: l2 � l2  l2  l0 (hoặc đo khoảng cách vị trí đánh dấu) Thay vào (3) ta xác định hệ số ma sát trượt  - Thực phép đo l0 , l1 , l2 nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu  l0 l1 l2 Lần đo Từ bảng liệu công thức (3) ta tính được:   viết kết dạng:    � Ví dụ 4: Cho dụng cụ sau: + mặt phẳng nghiêng; + mẫu gỗ có khối lượng m biết; + thước đo có độ chia tới (mm); + đồng hồ bấm giây; Hãy đề xuất phương án để xác định nhiệt lượng tỏa khối gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng HƯỚNG DẪN - Phân tích đề bài, cơng thức liên quan + Khi vật trượt mặt phẳng nghiêng, phần vật chuyển hóa thành nhiệt + Các công thức: Thế trọng trường: Wt  mgz ; động năng; Wd  mv ; định luật bảo tồn chuyển hóa lượng: Q  Wt  Ws - Đề xuất phương án thí nghiệm: Thả cho vật trượt xuống khơng vận tốc đầu từ đỉnh mặt nghiêng, đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian t vật chuyển động từ đỉnh tới chân mặt phẳng nghiêng Đo chiều cao h chiều dài l mặt phẳng nghiêng h l Cơ sở lí thuyết: + Nhiệt lượng tỏa phần vật trượt đến chân mặt nghiêng + Gọi h chiều cao mặt nghiêng, l chiều dài mặt nghiêng Chọn mốc chân mặt nghiêng Vận tốc ban đầu Vận tốc chân mặt nghiêng v mv at 2l 2 � Q  m( gh  )(1) Ta có: Q  mgh  ; với v  2al; l  2 t h , l t - Thực phép đo nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu: Q h l Lần đo t … Từ bảng liệu cơng thức (1) ta tính được: Q Q viết kết dạng: Q  Q �Q 2.3.3.2 Phần Dịng điện khơng đổi Ví dụ 1: Cho dụng cụ, thiết bị sau: ampe kế (điện trở r �0 ); vơn kế có điện trở lớn; nguồn điện chiều; điện trở mẫu R bị nhãn ghi giá trị điện trở Hãy nêu phương án thực nghiệm để xác định giá trị điện trở mẫu R HƯỚNG DẪN - Phân tích đề bài, cơng thức liên quan + Khi cho dòng điện chạy qua điện trở dịng điện tn theo định luật Ơm + Các cơng thức: Định luật Ơm: I  U ; điện trở vật dẫn: R   l / S R - Đề xuất phương án thí nghiệm: 10 + Khi mắc vôn kế với vơn kế có vai trị điện trở (đây vôn kế lý tưởng) Khi mắc vơn kế với nguồn điện dịng điện mạch tn theo định luật Ơm cho tồn mạch + Các cơng thức liên quan: Định luật Ơm cho toàn mạch: I  E / ( RN  r ) ; hiệu điện hai đầu mạch ngoài: U N  E  Ir  IR N ; điện trở tương đương đoạn mạch gồm điện trở nối tiếp song song: Rnt  R1  R2 ; Rss  R1 R2 / ( R1  R2 ) - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Phương án 1: Mắc vôn kế X với nguồn điện, số vơn kế U1 (hình 1) Mắc vôn kế Y với nguồn điện, số vơn kế U2 (hình 2) Mắc vơn kế X song song với vơn kế Y sau mắc vào nguồn điện, số vôn kế U1' ;U 2' (hình 3) E,r E,r V V Hình V V Hình Hình Phương án Cơ sở lý thuyết: Gọi điện trở vôn kế X Y Gọi E r suất điện động điện trở nguồn Khi đó: U X E r U Y E r Mạch ngồi có vơn kế X thì: E  X  r  U   X (1) (U1 số vơn kế X) Mạch ngồi có vơn kế Y thì: E  Y  r  U   Y (2) (U2 số vôn kế Y) E E 1 Từ (1) (2) ta có: U  U   r.( X  Y ) (3) Mạch gồm vơn kế X song song với Y thì: U3  E 1  E 1 X Y  �   r.(  ) (4) 1 X Y  r  r.(  ) U 1 X Y  X Y (U3 số vôn kế ) 12 E E E     E  (5) 1 Từ (3) (4) ta có U1 U U   U1 U U + Phương án 2: Mắc Vôn kế X với nguồn điện, số vôn kế U1 (hình 4) Mắc Vơn kế Y với nguồn điện, số vơn kế U2 (hình 5) Mắc vôn kế X nối tiếp với vôn kế Y sau mắc vào nguồn điện, số vơn kế U1' ;U 2' (hình 6) Cơ sở lý thuyết: Từ sơ đồ hình hình 5, ta có: I  U1 U ; I  (6) X Y U1 U � E  U1  r (7) X X U2 U (8) E  U2  rI  U2  r � E  U2  r Y Y E  U1  rI  U1  r U2� Y Sơ đồ hình 6, hai vơn kế mắc nối tiếp ta có: U � X (9) Từ (7), (8) (9) ta có: U1U2  U1�  U2� E  U1 U1 Y U1 U2�  (10)   �E  E  U2 U2 X U2 U1� U2U1�  U1U2� ( U1' ;U 2' số vôn kế V1 vôn kế V2) E,r E,r V V V V 2 Hình Hình Hình Phương án - Đánh giá ưu nhược điểm phương án: + Phương án 1: Dẽ tiến hành, biến đổi dễ dàng để suy suất điện động E (biểu thức 5) + Phương án 2: Dẽ tiến hành, biến đổi dễ dàng để suy suất điện động E (biểu thức 10) Như vậy, qua việc phân tích phương án, ta chọn phương án hay phương án phù hợp - Tiến hành thí nghiệm: + Lắp mạch điện hình vẽ (phương án phương án 2) 13 + Đọc số vôn kế - Thực phép đo U I nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu: E Lần đo U1 U2 U3 … Từ bảng liệu cơng thức (5) ta tính được: E E viết kết dạng: E  E �E Ví dụ 3: Nêu phương án thực nghiệm xác định điện trở nguồn điện chiều Dụng cụ gồm: nguồn điện chiều chưa biết suất điện động điện trở trong; ampe kế có điện trở khơng đáng kể; điện trở R biết giá trị; biến trở chạy R b có điện trở tồn phần lớn R 0; hai công tắc điện K1 K2; số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể HƯỚNG DẪN - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Phương án 1: Mắc mạch điện có sơ đồ hình vẽ ( phương án 1) Ban đầu đóng K1 mở K2 số ampe kế I1 Sau mở K1 đóng K2 điều chỉnh Rb để ampe kế I1 lúc Rb = R0 Đóng khóa K1 K2 lúc ta có R0 song song với Rb (Rtd = R0/2) số ampe kế I2 Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch trường hợp, thực phép biến đổi tính tốn ta tìm điện trở nguồn điện r Cơ sở lí thuyết: Chỉ đóng K1 mở K2: Số ampe kế I1 Ta có: E  I1 ( R0  r ) (1) Chỉ đóng K2 mở K1 dịch chuyển chạy để ampe kế I Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị Rb = R0 + Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K K2, số ampe kế I2 Ta có: E  I ( R0  r ) (2) (2 I  I ) R Giải hệ phương trình (1) (2) tìm được: r  2( I  I ) (3) E,r A K1 R0 K2 E,r A R0 Rb Rb Phương án K1 K2 Phương án + Phương án 2: Mắc mạch điện có sơ đồ hình vẽ (phương án 2) Ban đầu mở K1 đóng K2 số ampe kế I1 14 Sau đóng K1 mở K2 điều chỉnh Rb để ampe kế I1 lúc Rb = R0 Mở khóa K1 K2 lúc ta có R0 nối tiếp với Rb (Rtd = 2R0) số ampe kế I2 Áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch trường hợp, thực phép biến đổi tính tốn ta tìm điện trở nguồn điện r Cơ sở lí thuyết: Ban đầu mở K1, đóng K2 số ampe kế I1 Ta có: E  I1 ( R0  r ) (1) Sau đóng K1 mở K2 điều chỉnh Rb để ampe kế I1 lúc Rb = R0 Mở khóa K1 K2 lúc ta có R0 nối tiếp với Rb (Rtd = 2R0) số ampe kế I2 Ta có: E  I (2 R  r ) (2) (I  2I ) R Giải hệ phương trình (1) (2) tìm được: r  ( I  I ) (4) - Đánh giá ưu nhược điểm phương án: + Phương án 1: Phương án dễ lắp đặt, dễ tiến hành, có lỡ đóng hay mở khóa lúc khó bị đoản mạch (chỉ đoản mạch Rb  ) + Phương án 2: Phương án mặt sở lý thuyết phù hợp, dễ lắp đặt, đễ đo đạc Tuy nhiên, phương án có nhược điểm lỡ tay đóng đồng thời khóa nguồn điện bị đoản mạch Như vậy, qua việc phân tích phương án, ta chọn phương án - Tiến hành thí nghiệm: + Lắp mạch điện hình vẽ (phương án 1) + Thao tác bước phương án 1, đọc số ampe kế - Thực phép đo I1 I2 nhiều lần (ít lần đo), lập bảng số liệu: Lần đo I1 I2 R0 r … Từ bảng liệu cơng thức (3) ta tính được: r r viết kết dạng: r  r �r Ví dụ 4: Xét bóng đèn dây tóc Vonfram sáng, tồn cơng suất điện tỏa đèn truyền môi trường xung quanh dẫn nhiệt Nếu vật có nhiệt độ t cơng suất xạ nhiệt Pn = k(t-t0), k hệ số truyền nhiệt coi khơng đổi, t0 nhiệt độ môi trường xung quanh Cho dụng cụ thí nghiệm: + bóng đèn dây tóc Vonfram có ghi thơng số 12V-50W; + đồng hồ đo điện đa năng; + nguồn chiều 12V; + biến trở; + Các dây nối đủ dùng Trình bày sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập bảng biểu cần thiết để xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng HƯỚNG DẪN - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ 15 ,r + Điều chỉnh biến trở Rb đọc kết tương ứng vôn kế ampe kế Lập bảng số liệu, thực phép tính tốn ta tìm điện trở Rp bóng đèn nhiệt độ phòng - Cơ sở lý thuyết: Đ U U �R  (1) R I 1   t  t p  � + Điện trở phụ thuộc nhiệt độ: R  R p � � �(2) Rb A V + Theo định luật Ôm: I  + Điện mà đèn tiêu thụ chuyển thành lượng xạ nhiệt môi trường nhiệt lượng truyền mơi trường nên ta có: UI (3) k R U UI + Từ (1), (2) (3) ta có:  R p  p � I K Rp U ;b  Rp Đặt: x  Pn  UI; y  R  ; a  I k Ta được: y  ax+b (4) Pn  UI  k  t  t p  � t  t p  y = R (Ω) Rp α x = P (W) Tiến hành thí nghiệm vẽ đồ thị, từ đồ thị ta tìm giá trị điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng Rp - Tiến trình thí nghiệm: + Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ Thay đổi giá trị biến trở Rb Với giá trị biến trở, đọc số U vôn kế, I ampe kế, ghi vào bảng số liệu: Lần U (V) I (A) x = P = UI y = R = U/I … Từ bảng số liệu, kết hợp với phương trình (4) ta vẽ đồ thị hệ trục xOy, từ đồ thị suy điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng Rp= b 2.3.4 Giải pháp 4: Yêu cầu học sinh làm tập vận dụng 2.3.4.1 Phần Cơ học Bài tập 1: Nêu phương án thực nghiệm, trình bày sở lí thuyết để xác định hệ số ma sát trượt hình hộp chữ nhật mặt phẳng nghiêng mà dùng lực kế? Biết độ nghiêng mặt phẳng nghiêng không đổi không đủ lớn bị trượt Bài tập 2: Trong tay em có hai thước kẻ làm từ loại nhựa (thước hình hộp chữ nhật, trọng tâm giữa, độ nhám bề mặt nhau) độ dài khác Cho dụng dụng cụ đo sau: thước đo góc; mặt bàn nặng nằm ngang nhám Em xây dựng phương án thí nghiệm tìm hệ số ma sát trượt thước mặt bàn (cho hệ số ma sát nghỉ hệ số ma sát trượt) Bài tập 3: Tưởng tượng bạn bay vào vũ trụ, tìm thấy tiểu hành tinh hình cầu bé hạ cánh xuống để thám hiểm Nó bé mà bạn vòng 16 quanh tinh cầu sau thời gian ngắn Bạn muốn ước lượng khối lượng tinh cầu cách đơn giản dùng đồng hồ, thước đo chiều dài, hịn sỏi hay vật dễ kiếm Coi tiểu hành tinh khơng có khí Hãy trình bày phương án bạn Bài tập 4: Hãy lập phương án thực nghiệm xác định tỉ số khối lượng riêng hai chất lỏng cho trước nhờ dụng cụ vật liệu sau: Hai bình chứa chất lỏng khác nhau; địn bẩy; hai nặng có khối lượng nhau; giá đỡ có khớp nối; thước thẳng (Hướng dẫn giải: Phụ lục 3) 2.3.4.2 Phần dịng điện khơng đổi Bài tập 1: Cho pin, ampe kế, cuộn dây có điện trở suất ρ biết, dây nối có điện trở khơng đáng kể, bút chì tờ giấy kẻ ô vuông tới mm Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần suất điện động pin Bài tập 2: Cho dụng cụ gồm: Một đèn Đ1 loại (220V-15W) đèn Đ2 loại (220V-100W), khóa điện K, nguồn điện 220V dây nối Hãy lắp mạch điện cho khóa K đóng đèn sáng, đèn khơng sáng, cịn K mở ngược lại Giải thích cách mắc Biết hiệu điện đặt vào bóng đèn U  Uđm đèn coi đèn khơng sáng 22 Bài tập 3: Cho dụng cụ sau: Điện trở biết giá trị R0, điện trở chưa biết giá trị Rx, hai ampe kế có điện trở nhỏ, nguồn điện chiều, dây nối, khóa K chốt cắm có điện trở khơng đáng kể Coi giá trị điện trở không đổi Hãy đề xuất phương án xác định công suất tiêu thụ Rx? Bài tập 4: Cho dụng cụ sau: + Hai hộp đen kín có hai điện cực, bên ngồi hồn tồn giống nhau, bên hộp có đèn sợi đốt hộp điện trở; + nguồn điện (pin acquy); + ampe kế vôn kế; + biến trở dây nối Hãy trình bày giải thích phương án thực nghiệm để xác định hộp chứa đèn, hộp chứa điện trở (Hướng dẫn giải: Phụ lục 4) 2.3.5 Giải pháp 5: Kiểm tra, nhận xét chất lượng làm tập vận dụng học sinh Sau tổ chức thảo luận hướng dẫn học sinh làm tập ví dụ (4 phần học, phần dịng điện khơng đổi), giao cho học sinh làm tập vận dụng Thời gian hoàn thành tuần, học sinh làm nhà hay trường, thảo luận nhóm với để giải tốn Sau đó, giáo viên yêu cầu học sinh nộp phần trình bày, chấm điểm nhận xét thật cẩn thận em Trong buổi học đội tuyển tiếp theo, gọi học sinh đội tuyển lên trình bày bài, lượt lên em, đội tuyển theo dõi, nhận xét, sau giáo viên nhận xét, kết luận Lần lượt cho học sinh lên trình bày hết 17 tất tập vận dụng giao Qua nhiều năm phụ trách đội tuyển thấy giáo viên tuyệt đối không nên dễ dãi với học sinh đội tuyển, phải đặt em vào tình phải hiểu chất tất tập thầy cô giao, phải biết cách tự trình bày (khơng dùng tài liệu) tất tập giao (trình bày lên bảng để đội tuyển theo dõi, thảo luận) chất lượng đội tuyển học sinh giỏi đồng nâng lên 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Trong năm học 2017-2018, năm học 2018-2019 nhà trường giao phụ trách đội tuyển HSG văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí; năm học 2019-2020 tơi tham gia dạy chun đề “bài toán phương án thực nghiệm” cho đội tuyển HSG mơn Vật lí nhà trường Để đánh giá hiệu việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tiễn dạy học, tơi chọn nhóm học sinh đối chứng nhóm học sinh thực nghiệm cụ thể sau: Nhóm đối chứng: Là 05 em đội tuyển HSG năm học 2017-2018; Nhóm thực nghiệm: Là 05 em đội tuyển HSG năm học 2018-2019 05 em đội tuyển HSG năm học 2019-2020; Các nhóm chọn tham gia nghiên cứu cho đề tài có nhiều điểm tương đồng như: Kết điểm trúng tuyển vào lớp 10; trình độ nhận thức, ý thức học tập, kết điểm chọn vào đội tuyển HSG môn Vật lí trước tác động Để chứng minh hiệu đề tài tơi dùng kết kì thi học sinh giỏi văn hóa mơn Vật lí cấp tỉnh năm học 2017-2018 năm học 2018-2019, kết khảo sát đội tuyển HSG liên trường THPT Triệu Sơn 1,2,3,4 năm học 20192020 làm minh chứng: Phụ lục Kết luận: Năm học 2017-2018 chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm cho nhóm đối chứng kết là: Cả đội tuyển có học sinh làm câu 10 “Bài toán phương án thực nghiệm”, kết dẫn tới có học sinh đạt giải đạt 60% Đây kết không làm hài lịng thân tơi, lãnh đạo nhà trường, thầy cô giáo em học sinh (phụ lục 5) Năm học 2018-2019: Đội tuyển mơn Vật lí trường THPT Triệu Sơn hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ giao, em làm câu 10 “bài toán phương án thực nghiệm”, em đạt giải (tỉ lệ phủ giải 100%), có: Nhất, Nhì, Ba Như vậy, với kết này, đội tuyển mơn Vật lí trường THPT Triệu Sơn xếp vị trí thứ toàn tỉnh (phụ lục 5) Năm học 2019-2020: Đội tuyển HSG mơn Vật lí nhà trường tích cực ôn luyện, thân không phụ trách đội tuyển có tham gia dạy số chuyên đề cho đội tuyển, có chun đề “bài tốn phương án thực nghiệm” có kết khả quan lần khảo sát đội tuyển HSG liên trường (trường THPT Triệu Sơn 1,2,3,4) lần trường THPT Triệu Sơn 1, lần trường THPT Triệu Sơn cho kết khả quan Rất tiếc dịch Covid-19 nên kỳ thi HSG văn hóa cấp tỉnh khơng tổ chức (phụ lục 5) 18 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giải toán “Phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi” cho việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí lớp 11 đạt thành tích cao vào thực tế dạy học mơn Vật lí trường Trung học phổ thông Triệu Sơn 3, mang lại số kết sau: + Tạo hứng thú, niềm tin cho học sinh học mơn Vật lí + Phát triển tối đa lực học sinh q trình học Vật lí, kiến thức lý thuyết gắn liền với thực hành + Kết thi học sinh giỏi cấp tỉnh mơn Vật lí nhà trường cao + Thay đổi thực trạng ôn thi HSG, tạo động lực để thúc đẩy việc đổi phương pháp dạy học mơn Vật lí trường THPT Triệu Sơn 3.2 Kiến nghị Để nâng cao chất lượng thi HSG cấp tỉnh, tơi có số kiến nghị sau: + Đối với nhà trường: Cần tăng cường công tác đạo hoạt động sinh hoạt chuyên môn, công tác ôn thi học sinh giỏi, tập trung vào đổi phương pháp dạy học Ngoài cần tăng cường thêm sở vật chất, trang thiết bị dạy học hỗ trợ kinh phí phù hợp cho giáo viên ơn thi đội tuyển HSG + Đối với lãnh đạo cấp trên: Cần tiếp tục mở lớp bồi dưỡng, hội thảo công tác thi HSG để giáo viên chia sẻ kinh nghiệm nhiều Trên toàn nội dung sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giải toán “Phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi” cho việc ơn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí lớp 11 đạt thành tích cao mà thân áp dụng năm học 2018 – 2019, năm học 2019-2020 thu thành công ban đầu tương đối khả quan Tôi hy vọng rằng, đề tài tài liệu cho nhiều đồng nghiệp nghiên cứu, áp dụng có hiệu Rất mong góp ý, bổ sung đồng nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN Thanh Hóa, ngày 08 tháng 07 năm 2020 CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Trần Văn Hà 19 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC SỞ GD&ĐT XẾP LOẠI TT TÊN ĐỀ TÀI SKKN XẾP LOAI NĂM “Nâng cao hiệu dạy học cách thiết kế, chế tạo sử dụng hợp lí thí nghiệm biểu diễn, kết hợp với số kĩ thuật dạy học tích cực dạy “Mắt– Vật lí 11” C 2015 Nâng cao hiệu dạy học cách thiết kế, chế tạo, sử dụng hợp lí thí nghiệm biểu diễn hình vẽ, kết hợp với số kĩ thuật dạy học tích cực dạy “Bài tốn chuyển động ném ngang – Vật lí 10CB” C 2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO TT TÊN TÀI LIỆU SGK: Vật lí lớp 10 nâng cao SGK: Vật lí lớp 11 nâng cao Khám phá tư sáng tạo bồi dưỡng HSG THPT tập 1, tập Cơng phá đề thi HSG Vật lí 11 tập 1, tập TÁC GIẢ Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) Chu Văn Biên Nguyễn Phú Đồng 20 PHỤ LỤC PHỤ LỤC (Kết phiếu điều tra hứng thú học tập hiệu tiếp thu chủ đề “Bài toán phương án thực nghiệm phần học dịng điện khơng đổi lớp 10, 11” năm học 2017-2018): STT Lớp 11D3 Tổng Số học sinh Rất thích – Tiếp thu tốt đội tuyển SL % 20 20 Bình thường – Tiếp thu mức TB, SL 1 % 20 20 Khơng thích – Khơng hiểu SL 3 % 60 60 PHỤ LỤC (Kết phiếu điều tra nguyên nhân chủ yếu làm học sinh chưa hứng thú học tập chủ đề “Bài tốn phương án thực nghiệm phần học dịng điện không đổi lớp 10, 11” năm học 2017-2018): Nguyên nhân Do khơng có Do chưa Số học Do chủ đề học khả đạt làm TN nhiều, sinh STT Lớp khó, lượng kiến giải cao nên điều kiện CSVC đội thức nhiều khơng muốn tìm nhà trường cịn tuyển hiểu vấn đề khó thiếu thốn SL % SL % SL % 11D3 5 100 100 100 Tổng 5 100 100 100 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG PHẦN CƠ HỌC Bài tập 1: - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Treo vào lực kế ta đo P + Dùng lực kế kéo chuyển động thẳng lên, số lực kế FL; + Kéo chuyển động thẳng xuống, số lực kế FX - Cơ sở lí thuyết: Ta tính được: + Khi chuyển động thẳng lên: FL =  Pcos  + Psin  (1) + Khi chuyển động xuống đều: FX =  Pcos  - Psin  (2)  21 FL  FX F F ; cos = L X 2P 2P 2 �F  F � �F  F � + Mà sin   cos 2  � � L X � � L X � �  = � 2P � � 2P � FL  FX (1) P   FL  FX  + Từ (1) (2) ta suy ra: sin   Bài tập 2: uuur Fu u r ms N1  Hình u r P uur N2 u u u r F u ms Hình - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Đo hệ số ma sát thước với 1 sơ đồ hình + Đo hệ số ma sát thước bàn 2 sơ đồ hình - Cơ sở lí thuyết cách tiến hành: + Để đo hệ số ma sát 1 hai thước với ta đặt thước ngắn lên thước dài hình vẽ nghiêng thấy thước trượt so với thước dưới, ta đo góc nghiêng thước  1  tan  + Để đo hệ số ma sát thước mặt bàn 2 ta dựng thước dài thẳng đứng, thước ngắn dựa vào thước dài mặt bàn hình vẽ + Nghiêng thước ngắn đến bắt đầu trượt đo góc nghiêng  + Áp dụng điều kiện cân tổng quát ta có: Theo phương ngang Fms  N1 Theo phương thẳng đứng Fms1  N  mg � mg  1 N1  N  12 N  N + Với trục quay qua đầu thước, áp dụng quy tắc mơmen lực ta có: mgl cos   Fms 2l sin   N 2l cos   12  1 N 2l cos    N l sin   N l cos  �   � (1) 2 2 tan   tan  Bài tập 3: - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Xác định độ dài trung bình bước chân bạn thước, đếm số bước chân vịng quanh tiểu hành tinh để tính chu vi suy bán kính R: 22 + Thả hịn sỏi từ độ cao h, đo thời gian rơi t đồng hồ để tính gia tốc rơi tự bề mặt hành tinh g - Cơ sở lí thuyết cách tiến hành: + Đi vòng quanh tiểu hành tinh ta đo chu vi: C  2 R � R  (1) + Thả hịn sỏi rơi tự do, áp dụng cơng thức: h  gt � g  C 2 2h (2) t2 M gR + Áp dụng công thức: g  G � M  (3) R G Thay R g từ (1) (2) vào (3) ta tìm M Bài tập 4: - Đề xuất phương án thí nghiệm: + Đặt địn bẩy lên giá đỡ nằm ngang, treo nặng có khối lượng vào bên đòn bẩy, dịch chuyển địn bẩy đến vị trí giá đỡ nằm cân + Đặt bình chứa chất lỏng thứ (khối lượng riêng  ) cho vật nặng ngâm chìm hồn tồn chất lỏng, dịch chuyển địn bẩy đến vị trí cân bằng, đo l A , lB + Tương tự, đặt bình chứa chất lỏng thứ hai (khối lượng riêng  ' ) cho vật nặng ngâm chìm hồn tồn chất lỏng, dịch chuyển địn bẩy đến vị trí cân bằng, đo l A' , lB' + Sử dụng điều kiện cân địn bẩy trường hợp ta tìm  tỉ số  ' - Cơ sở lí thuyết cách tiến hành: + Phương trình cân đòn bẩy với chất lỏng 1: (P – F).lA = P.lB (1) + Phương trình cân địn bẩy với chất lỏng 2: (P – F’)lA’ = P.lB’ (2) P trọng lượng vật, F F’ lực đẩy Ác-si-mét chất lỏng lên vật; l A , lB l A' , lB' cánh tay đòn tương ứng với A B l PF F F l  lB B A + Từ (1) suy ra: l  P   P � P  l A A (3) lB' P  F F' F ' l A'  lB'  1 �  ' + Từ (2) suy ra: '  (4) lA P P P lA với : F  Vg ; F '   'Vg ;   ' khối lượng riêng chất lỏng, g gia tốc rơi tự  (l A  lB )l A' + Chia (3) cho (4), ta được: '  ' ' (5)  (l A  lB )l A r A O ' ' B  + Đo l A , lB l A , lB thước thay vàoF (5), ta xác định tỉ số O ' A B lB l A u r P u r P 23 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VD PHẦN DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI Bài tập 1: + Cắt lấy đoạn dây tương đối dài (để có điện trở đủ lớn tránh đoản mạch) biết điện trở suất + Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây cắt ampe kế (như hình 1) Khi đo đươc cường độ dịng điện chạy qua ampe kế là: I  E (1) rR Trong (E , r ) suất điện động, điện trở nguồn, R điện trở đoạn dây cắt + Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn để lại 3/4 chiều dài (hoặc nửa chiều dài,…) lắp lại vào mạch (như hình 2) đo cường độ dòng điện: E �1 � R  4E �  � (3) (2) Từ (1) (2) rút ra: r R �I I ' �  l I I ' �1 � l  l Thay (3) vào (1) (2) tìm được: 4E �  �   �    d ( I ' I ) �I I ' � S  d I' Trong điện trở suất ρ biết, chiều dài dây dẫn đo giấy kẻ ô Để xác định đường kính d dây, nhiều vịng (chẳng hạn N vịng) sát lên bút chì đo bề rộng N vịng chia cho N ta d R E,r A Hình R E,r A Hình Bài tập 2: + Vì hiệu điện định mức hai bóng đèn 220V nên ta mắc song song với Do K đóng hai bóng đèn sáng khơng thỏa mãn điều kiện + Ta mắc nối tiếp hai bóng đèn với nhau, khóa K nối vào hai đầu bóng đèn Đ1 (220V – 15 W) 24 Đ Đ K U U 1đm đm + Ta có điện trở bóng đèn: R1  P 3227 R2  P 484 1đm đm + Khi K đóng Đ1 bị nối tắt khơng sáng Đ2 có U2 = E = 220V nên Đ2 sáng U R 1 + Khi K mở (Đ1 nt Đ2) nên ta có: U  R 6,7 U1 + U2 = 220V 2 + Suy U2 = 28,6 V  U1 = 191,6 > U2đm = 30 (V) nên đèn không sáng 22 U1đm = 30 (V) nên đèn sáng 22 Bài tập 3: + Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ + Do hai đồng hồ dùng chế độ ampe kế nên để đo công suất Rx cần phải đo I đo Rx + Đóng K, chờ mạch ổn định Đọc số hai ampe kế A1 A2 có giá trị I R0 I0 Ix Ta có: I R0  I x R x => Rx  I (1) x E, r K I0 R0 Ix Rx A1 A2 + Công suất tỏa nhiệt Rx là: Px  I x2 R x (2) + Từ (1) (2) ta Px  I x2 R x  I x I R0 Bài tập 4: Mắc mạch điện khảo sát phụ thuộc I vào U cho hộp đen Từ vẽ đường đặc trưng Vôn – Ampe cho trường hợp + Đối với hộp chứa điện trở: Khi có dịng điện chạy qua, nhiệt độ điện trở tăng không nhiều, nên điện trở thay đổi theo nhiệt độ Vì vậy, đường đặc trưng Vơn – Ampe gần đường thẳng qua gốc tọa độ + Đối với hộp chứa đén sợi đốt: Khi có dịng điện chạy qua, nhiệt độ dây tóc bóng đèn lớn, nên điện trở dây tóc bóng đèn thay đổi theo nhiệt độ nhiều Vì vậy, đường đặc trưng Vơn – Ampe có dạng đường cong Dựa vào đặc tuyến Vôn – Ampe vẽ được, ta xác định hộp PHỤ LỤC 25 - Kết thi HSG văn hóa cấp tỉnh năm học 2017-2018 nhóm đối chứng: TT HỌ VÀ TÊN LỚP BÀI TOÁN PHƯƠNG ÁN THỰC NGHIỆM ĐIỂM GIẢI Nguyễn Thành Long 12D3 Làm 17,50 Nhì Lê Văn Anh 12D3 Không làm 15,75 Ba Hà Đức Thắng 12D3 Không làm 15,50 Ba Nguyễn Đ Minh Hiếu 12D3 Khơng làm 13,00 Khơng có giải Đồn Trung Kiên 12D3 Khơng làm 11,50 Khơng có giải - Kết thi HSG văn hóa cấp tỉnh năm học 2018-2019 nhóm thực nghiệm: TT HỌ VÀ TÊN LỚP BÀI TOÁN PHƯƠNG ÁN THỰC NGHIỆM ĐIỂM GIẢI Lê Xuân Thái 11E4 Làm 17,5 Nhất Trịnh Anh Tú 11E4 Làm 16,75 Nhì Lê Xuân Mạnh 11E4 Làm 16,75 Nhì Phạm Thùy Dung 11E4 Làm 14,5 Ba Nguyễn Anh Đạt 11E4 Làm 14,5 Ba - Kết thi HSG văn hóa liên trường lần (t rường THPT Triệu Sơn 1,2,3,4) năm học 2019-2020 nhóm thực nghiệm: TT HỌ VÀ TÊN LỚP BÀI TOÁN PHƯƠNG ÁN THỰC NGHIỆM ĐIỂM GHI CHÚ Hà Đăng Thanh 11A35 Làm 17,5 Không xếp giải Đỗ Viết Hải Đạt 11A35 Làm 17,0 Không xếp giải Trần Mạnh Phú 11A35 Làm 16,75 Không xếp giải Nguyễn Văn Sơn 11A35 Làm 14,5 Không xếp giải Bùi Thị Xuân Thúy 11A35 Làm 14,0 Không xếp giải 26 ... giải toán ? ?Phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi? ?? cho việc ơn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh mơn Vật lí lớp 11 đạt thành tích cao vào thực tế dạy học mơn Vật lí trường Trung học. .. thảo công tác thi HSG để giáo viên chia sẻ kinh nghiệm nhiều Trên toàn nội dung sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giải toán ? ?Phương án thực nghiệm phần Cơ học Dịng điện khơng đổi? ?? cho việc. .. liền với thực hành + Kết thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí nhà trường cao + Thay đổi thực trạng ôn thi HSG, tạo động lực để thúc đẩy việc đổi phương pháp dạy học mơn Vật lí trường THPT Triệu