LLDH vat ly II chuong 2

vµ vËt liÖu lµm d©y. C«ng cña dßng ®iÖn.. Gi¶i thÝch ®îc nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña biÕn trë con ch¹y.. Cã thÓ nãi ®©y lµ phÇn cã nhiÒu c«ng thøc ®Þnh l îng nhÊt trong ch¬ng tr×nh vËt lÝ T[r]

Chơng 3

Dạy học nhiệt học ë THCS

3.1 D¹y häc nhiƯt häc ë líp 6

3.1.1 Cấu tạo chơng trình

1 Sự nở nhiệt tự nhiên, đời sống kĩ thuật tiết Các loại nhiệt kế thông dụng Hai loại thang đo nhiệt độ

(thang oC vµ thang oF) tiÕt

3 Sự nóng chảy đơng đặc tiết

4 Sự bay ngng tụ tiết

5 Sù s«i tiÕt

6 Thực hành: Đo nhit tit

Ôn tập tổng kết tiÕt

KiÓm tra tiÕt

Tỉng céng 14 tiÕt

3.1.2 Mơc tiªu

1 Mơ tả đợc tợng nở nhiệt chất rắn, lỏng, khí Nhận biết đợc chất khác nở nhiệt khác

3 Nêu đợc ví dụ vật nở nhiệt, bị ngăn cản gây lực lớn

4 Vận dụng kiến thức nở nhiệt để giải thích đợc số tợng ứng dụng thực tế

5 Mô tả đợc cấu tạo cách chia độ nhiệt kế dùng chất lỏng Nêu đợc ứng dụng nhiệt kế rợu, nhiệt kế y tế

7 Nhận biết đợc số nhiệt độ thờng gặp theo thang nhiệt độ Xen-xi-út Xác định đợc GHĐ ĐCNN loại nhiệt kế quan sát trực tiếp hay qua ảnh chụp, hình vẽ

11 Nêu đợc phơng pháp tìm hiểu phụ thuộc tợng đồng thời vào nhiều yếu tố, chẳng hạn nh việc tìm hiểu tốc độ bay

12 Dựa vào bảng số liệu cho vẽ đợc đờng biểu diễn thay đổi nhiệt độ q trình nóng chảy chất rắn q trình sơi

13 Nêu đợc dự đoán yếu tố ảnh hởng đến bay đề xuất đợc phơng án thí nghiệm đơn giản để kiểm tra dự đốn

14 Vận dụng đợc kiến thức trình chuyển thể để giải thích số tợng thc t cú liờn quan

3.1.3 Đặc điểm nội dung

3.1.3.1 Đặc điểm chung

Chng trỡnh vật lí THCS cũ khảo sát tợng nhiệt theo quan điểm cấu trúc chế, giải thích tợng nhiệt dựa thuyết cấu tạo phân tử chất Chơng trình THCS mới, lớp khảo sát tợng nhiệt theo quan điểm tợng luận, dựa dấu hiệu bên ngồi quan sát đợc, đo đạc đợc Cách làm theo chơng trình tạo điều kiện cho HS tự lực, tích cực tham gia vào hoạt động tìm tịi, nghiên cứu xây dựng kiến thức theo phơng pháp thực nghiệm ứng dụng đợc kiến thức vào hoạt động thực tiễn

ở lớp 7, HS tìm cách trả lời câu hỏi "hiện tợng xảy nh ?" cha tìm hiểu nguyên nhân sâu xa tợng Ví dụ nh HS qua làm thí nghiệm mà rút kết luận chất lỏng khác dãn nở khác nhau, nhng khơng tìm hiểu lại có khác Đơi GV u cầu HS giải thích số tợng, nhng việc giải thích dựa kết luận xác lập đợc thực nghiệm Ví dụ nh giải thích nung nóng băng kép gồm hai kim loại ghép chặt vào lại cong Việc giải thích dựa vào kiến thức nở khác kim loại xác lập thực nghiệm, không dựa khác cấu tạo phân tử kim loại

3.1.3.2 Sù në v× nhiệt chất rắn, lỏng, khí

1. SGK bắt đầu phần nở lớn vật rắn Khi vật rắn bị nung nóng kích thớc vật theo hớng tăng lên, thể tích vật tăng lên Vậy biết quy luật nở dài (tăng khoảng cách hai điểm vật) suy quy luật nở lớn (tăng thể tích) Đối với chất lỏng chất khí khơng có hình dạng xác định mà mang hình dạng bình chứa nở dài khơng có ý nghĩa, ng ời ta quan tâm đến nở lớn Bởi vậy, đơn giản ta khảo sát nở lớn chung cho chất rắn lỏng, khí

Thực bình rỗng nở ngồi Điều giải thích bị nung nóng có nở dài, khoảng cách hai điểm vật rắn tăng lên chu vi vịng vịng ngồi tăng lên, dẫn đến thể tích thể tích ngồi tăng

Trong thí nghiệm cầu nung nóng khơng lọt qua vành kim loại ta quan sát đợc thể tích ngồi cầu tăng Nhng ta nung nóng vành kim loại cầu khơng bị nung nóng lại lọt qua, chứng tỏ vành kim loại nở ra, đờng kính tăng lên

Chất lỏng phải đựng bình Khi đun nóng bình đựng nớc bình nóng lên trớc sau nớc bình nóng lên Vậy thể tích bình tăng lên làm cho mực nớc ống tụt xuống Sau nớc nở ra, nhng nớc nở nhiều nên mực nớc lại dâng lên Vì nở lớn bình nhỏ phải dùng ống cắm miệng bình có đờng kính nhỏ (chừng 1mm) quan sát thấy lúc đầu mực nớc tụt xuống sau dâng lên cao Nếu không địi hỏi độ xác cao bỏ qua nở bình chứa

Với chất khí đựng bình nở phức tạp Có thể nở đẳng nhiệt hay nở đẳng áp lớp xét nở đẳng áp (áp suất khí bình đợc giữ khơng đổi) Muốn ta cho vào ống giọt chất lỏng để ngăn cách khí bình khí ngồi bình Khi giọt chất lỏng đứng n áp suất khí bình áp suất khí ngồi bình, áp suất khí đ ợc coi nh khơng đổi HS lớp không cần biết điều này, ý đến tăng thể tích khí thơi

3.1.3.3 Sự biến đổi trạng thái chất

Khi tăng nhiệt độ thể tích chất rắn, chất lỏng, chất khí tăng lên Tuy nhiên khơng phải làm tăng thể tích chất rắn chất lỏng lên vô hạn nhờ tăng nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ đến giới hạn định chất lỏng biến thành chất khí, chất rắn biến thành chất lỏng, nghĩa xảy biến đổi trạng thái

cần cung cấp cho 1kg chất rắn nhiệt độ nóng chảy để biến thành chất lỏng gọi nhiệt hố lỏng Q trình biến đổi ng ợc lại từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn gọi đông đặc Sự đông đặc nóng chảy xảy nhiệt độ Khi q trình nóng chảy (hay đơng đặc) xảy nhiệt độ khơng đổi, lúc tồn song song thể rắn thể lỏng Bởi nớc đá tan nhiệt độ 0oC Muốn có nhiệt độ 0oC phải đập nhỏ tảng nớc đá bỏ vào cốc cho cốc vừa có mảnh n ớc đá xen lẫn với nớc thể lỏng Nhiệt độ nóng chảy hay đơng đặc phụ thuộc vào áp suất khí nơi làm thí nghiệm

Sự chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí xảy phức tạp Thơng thờng, nhiệt độ nào, mặt thống chất lỏng có số chất lỏng hố thành khí, tợng gọi bay Khi tăng nhiệt độ lên đến giá trị xác định bay xảy lòng chất lỏng, xuất lòng chất lỏng bọt chứa bão hồ Các bọt lên mặt thống chất lỏng vỡ cách dồn dập, t ợng sôi Với chất lỏng, sôi xảy nhiệt độ xác định gọi nhiệt độ sôi Nhiệt độ sôi lại phụ thuộc vào áp suất mặt thoáng chất lỏng, tăng theo áp suất Bởi cần phải nói cách đầy đủ : D ới áp suất 76cmHg, nớc sôi nhiệt độ 100oC Khi lên núi cao, áp suất khí giảm nhiệt độ sơi giảm, nớc sơi nhiệt độ 98oC Ngợc lại, nồi áp suất đựng nớc đậy kín đun nóng áp suất cao 76cmHg nhiệt độ sơi nồi áp suất tăng lên 100oC, làm cho thức ăn chóng chín, chóng nhừ

ở lớp khơng xét phụ thuộc nhiệt độ sôi vào áp suất mặt thống chất lỏng nói chung : chất lỏng sôi nhiệt độ định Không khẳng định nớc sôi 100oC Tuỳ theo nơi làm thí nghiệm dới thấp hay núi cao mà nhiệt độ sơi khác (từ 96oC đến 100oC) Nhng nơi nhiệt độ sơi nớc ln có giá trị xác định đo nhiệt kế

áp suất bão hoà lại tăng theo nhiệt độ Bởi làm cho n ớc hoá lỏng theo ba cách :

 giữ nguyên áp suất, hạ nhiệt độ

 giữ nguyên nhiệt độ, tăng áp suất (nén lại)

 vừa tăng áp suất (nén hơi) vừa giảm nhiệt độ

ở lớp xét trờng hợp hay gặp đời sống hạ nhiệt độ, n-ớc gặp lạnh hố lỏng mà cha thể nói rõ lạnh đến nhiệt độ Tóm lại nghiên cứu tơng đối kĩ tợng hoá (tốc độ bay hơi, sôi) nhng xét sơ qua ngng tụ (hoỏ lng)

Trong thực tế, hoá thờng gặp có nhiều ứng dụng hoá lỏng

3.1.4 Phơng pháp dạy học số kiến thức cụ thể

3.1.4.1 Đặc điểm chung phơng pháp d¹y hoc

1 Các tợng nhiệt chơng trình lớp phổ biến đời sống hàng ngày nhng nhiều trờng hợp khó quan sát khơng có điều kiện để quan sát kĩ, ví dụ nh nở chất rắn, chất lỏng, nóng chảy n-ớc đá, nn-ớc sơi cốc thuỷ tinh nhiều HS cha có hiểu biết sơ tợng cha có thơng tin xác diễn biến tợng Vì thế, muốn cho HS hoạt động tự lực để rút đ ợc kết luận, thiết phải làm thí nghiệm để giúp cho HS phát hiện, nhận biết đợc dấu hiệu tợng dùng làm sở để khái quát hoá lên thành kiến thức khoa học

2 Hệ số nở dài nở lớn chất rắn nhỏ, quan sát trực tiếp mắt khơng thể phát đợc Ví dụ nh sắt dài 30cm nung nóng từ 20oC lên 100oC dài thêm đoạn nhỏ khoảng 0,3mm, mắt thờng khó nhận thấy, khơng thể

dùng thớc thờng dùng để đo độ dãn thêm sắt Cần hớng dẫn cho HS biết cách so sánh hai độ dài chênh mà không cần đo xác Ví dụ nh lấy hai vật chặn sát hai đầu sắt Nếu sắt dài

thì có lọt vào hai vật chắn đợc khơng ? (Hình 3.1) Dựa kinh nghiệm có này, HS tự nghĩ cách kiểm tra xem đờng kính cầu kim

2

1

loại nung nóng có tăng lên hay không mà không cần phải dùng vành tròn GV ®a

Về nở chất lỏng, SGK đa bình cầu có lắp ống trụ có đờng kính nhỏ Tuy nhiên gợi ý cho HS để em đề xuất phơng án phát đợc tăng thể tích nhỏ chất lỏng GV yêu cầu HS nhớ lại, muốn đo thể tích lợng nhỏ chất lỏng, ví dụ nh thể tích giọt nớc phải dùng bình chia độ nh ? (bình hình trụ có đ-ờng kính bên nhỏ) Từ kinh nghiệm đó, HS nghĩ đợc cách cắm ống trụ đờng kính nhỏ lên miệng bình cầu, đổ n ớc vào đầy bình cầu Nh thế, thể tích nớc bình tăng lên làm cho mực nớc ống trụ dâng lên rõ rệt

Đối với chất khí nở nhiệt lớn, khó khăn lại chỗ làm để nhốt đợc lợng khí vào bình mà nút lại di chuyển chất khí nở Nút chất rắn thơng thờng rõ ràng khơng đợc HS khơng thể có đủ kinh nghiệm dùng giọt nớc để ngăn cách khơng khí bình với khơng khí bên ngồi bình GV phải giới thiệu biểu diễn cho HS xem Khó khăn lại xuất : làm để đa đợc giọt nớc vào ống khẽ ấn ống vào nút bình giọt nớc bị đẩy ngồi ? GV cần phải hớng dẫn HS thực cẩn thận, tỉ mỉ động tác lấy giọt n ớc vào ống nhỏ cắm nút bình chứa khí

3 Sự biến đổi từ nớc thành nớc lại khó quan sát bình thờng nớc khơng màu, khó nhìn thấy biến thành n ớc Ví dụ nh bỏ nớc đá vào cốc thuỷ tinh, ta thấy ngồi cốc có nớc đọng ớt cho n-ớc cốc nn-ớc khơng khí ngng tụ lại mà thành lập luận cha thật có sức thuyết phục Có thể cho HS quan sát t ợng khác rõ rệt Đun nớc cốc sôi, nớc bốc lên nghi ngút, trông thấy rõ Đặt kính lạnh khơ lên luồng nớc thấy mặt dới kính đọng lại giọt nớc Các giọt nớc nớc ngng tụ lại tạo thành

kiện làm thêm thí nghiệm nớc đá tan có nhiệt độ 0oC, lúc ta đặt cốc nớc đá la ốn cn

3.1.4.2 Tổ chức dạy học "Sự nở nhiệt chất rắn"

Phơng án nâng cao

I Mục tiêu

Lm đợc thí nghiệm để chứng tỏ vật rắn nở nhiệt độ tăng, co lại nhiệt độ giảm

 Phát đợc chất rắn khác nở nhiệt khác II  Chuẩn bị

Cho nhóm HS

Ba que st, nhơm, đồng thẳng có chiều dài

 Giá đỡ que kim loại có chốt chặn hai đầu

 Lọ cồn đốt, thấm nớc, hộp nhôm để đốt tẩm cồn

 Quả cầu kim loại vành khun vừa khít (hình 18.1 Vật lí 6) III  Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh

Hoạt động HS Trợ giúp GV

Hoạt động 1

Tìm hiểu chất rắn co dãn nh nào khi nhiệt độ thay đổi

 KĨ chun th¸p Epphen

Tháp Epphen tháp làm thép tiếng giới Ngời ta đo chiều cao tháp vào ngày mùa hè thấy dài chiều cao tháp đo vào mùa đông 10cm Phải thép nở nhiệt độ tăng ? Các vật rắn khác có nở bị nung nóng khơng ? Hoạt động 2

Tìm hiểu xem có phải chất rắn nở ra khi nhiệt độ tăng khơng ?

Lµm viƯc theo nhãm

Đề xuất phơng án thí nghiệm để so sánh độ dài kim loại trớc sau bị nung nóng

 Theo gỵi ý cđa GV, lần lợt thực

trờn, gii thớch tăng chiều cao tháp Epphen ta dự đoán thép nở dài nhiệt độ tăng

Sự nở có ít, mắt thờng khó thấy đợc Hãy đề xuất thí nghiệm để kiểm tra xem có kim loại nở bị nung nóng khơng ?

nhơm đồng sắt

Hoạt động HS Trợ giúp GV

hiƯn :

 LÊy hai vËt ch¾n hai đầu sắt trớc nơ nóng (hình 3.2)

Lấy sắt hơ lửa tẩm cồn

Đặt lại sắt vào hai vật chắn nh hình 3.3 Tại sắt không lọt xuống nh trớc hơ nóng ?

 KÕt luËn :

Thanh sắt nở dài nhiệt độ tăng, tức nóng lờn

Gợi ý

Đánh dấu chiều dài sắt hai chắn sát hai đầu nh hình 3.2 Nếu sắt dài lọt vào hai chắn không ?

Hình 3.2.

Hỡnh 3.3 Hot ng 3

So s¸nh sù d·n në cđa c¸c thanh kim loại khác nhau.

Làm việc cá nhân

 Nêu dự đốn đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra

 Th¶o ln chung ë líp phơng án thí nghiệm

Cỏc kim loại khác nh sắt, đồng, nhơm có dãn nở giống khơng ? Hãy dự đốn bố trí thí nghiệm kiểm tra dự đốn

 Gợi ý  Có thể dùng dụng cụ để so sánh chiều dài kim loại sau bị nung nóng khơng ?

 Dïng kim lo¹i cã cïng chiỊu dµi

 Nung nóng lên nhiệt độ (hơ lên lửa đèn cồn, khoảng thời gian)

 Quan sát GV làm thí nghiệm kiểm tra

Kt luận : Sắt, đồng, nhơm nở nhiệt có giống không ? Chất nở nhiều ?

Cần chọn kim loại có chiều dài nh thÕ nµo ? Nung nãng chóng nh thÕ nµo ?

Hớng dẫn HS thảo luận, chọn ph-ơng ¸n thÝ nghiƯm kiĨm tra råi biĨu diƠn thÝ nghiƯm cho HS xem (h×nh 3.6)

Hoạt động HS Trợ giúp GV Hình 3.6 Hoạt động 4

VËn dơng.

Tr¶ lêi C1, C2 SGK Tr¶ lêi C6 SGK

Th¶o luËn chung ë líp

 Khi nung nãng thĨ tÝch cđa qu¶ cầu có tăng lên không ? Vì ?

Vành kim loại bị hơ nóng "nở ra" hay "nở vào trong" ? Vì ?

3.1.4.3 Hot động HS học "Sự bay hơi" I  Mục tiêu

 Nhận biết đợc tợng bay : chất lỏng hoá thành

 Nêu đợc dự đoán tốc độ bay phụ thuộc vào yếu tố đề xuất đợc phơng án thí nghiệm kiểm tra

 Rút đợc kết luận : tốc độ bay phụ thuộc vào nhiệt độ, gió diện tích mặt thống

II  Những hoạt động HS cần thực

Hoạt động 1. Nhớ lại số trờng hợp chất lỏng hoá thành thờng gặp.

 Đun nớc, nớc ma sân khô đi, phơi quần áo Hoạt động 2

Tìm hiểu tốc độ bay phụ thuộc vào yếu tố ?

Lµm viƯc theo nhãm

a) Quan sát hình 26.2a 26.2b SGK để nêu dự đoán bay nớc nhanh hay chậm phụ thuộc yếu tố ?

(3 yếu tố : nhiệt độ, gió, diện tích mặt thống chất lỏng)

b) Đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra dự đốn vừa nêu làm thí nghiệm (khác với thí nghiệm nêu hình SGK)

* Phụ thuộc nhiệt độ :

 Trên hai đĩa nhôm, nhỏ giọt cồn vào đĩa Đem đĩa hơ nóng lửa đèn cồn Đĩa cồn bay nhanh ?

 Trên hai đĩa nhôm, đĩa nhỏ giọt cồn Dùng miệng thổi tạo thành gió đĩa đĩa cồn bay nhanh ?

* Phơ thc diƯn tích mặt thoáng

Trờn mt a nh giọt cồn trải rộng khắp mặt đĩa Trên đĩa thứ hai đặt nghiêng, giọt cồn tập trung lại chỗ Trên đĩa cồn bay nhanh ?

Hoạt động 3

Rút phơng pháp chung để khảo sát phụ thuộc t ợng vào một yếu tố tợng phụ thuộc vào nhiu yu t.

Suy nghĩ cá nhân Thảo luận chung ë líp

Kết luận : Chỉ cho yếu tố cần khảo sát biến đổi, yếu tố khác giữ không đổi (giống lần làm thí nghiệm)

Hoạt động 4

VËn dơng

Tr¶ lêi C9, C10 SGK Th¶o ln chung ë líp 3.2 D¹y häc nhiƯt häc ë líp 8

3.2.1 Cấu tạo chơng trình

1 Cấu tạo phân tư cđa c¸c chÊt tiÕt

2 Nhiệt độ chuyển động phân tử tiết

3 NhiÖt nhiệt lợng tiết

4 Cỏc cỏch truyền nhiệt (dẫn nhiệt, đối lu, xạ nhiệt) tiết Cơng thức tính nhiệt lợng Phơng trình cân nhiệt tiết Định luật bảo toàn chuyn hoỏ nng lng

trình nhiệt tiết

7 ng c t bốn kì Năng suất toả nhiệt nhiên liệu

Hiệu suất động nhiệt tiết

Bài tập Ôn tập Tổng kết tiết

KiĨm tra tiÕt

Tỉng céng 14 tiÕt

3.2.2 Mơc tiªu

1 Nêu đợc chất đợc cấu tạo từ hạt riêng biệt

2 Mơ tả đợc thí nghiệm chứng tỏ ngun tử, phân tử có khoảng cách

3 Mơ tả đợc thí nghiệm chuyển động Brao lập luận đợc để chứng tỏ nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng

5 Giải thích đợc số tợng xảy nguyên tử, phân tử có khoảng cách chúng chuyển động khơng ngừng

7 Giải thích đợc tợng khuếch tán

8 Phát biểu đợc định nghĩa nhiệt Nêu đợc quan hệ nhiệt nhiệt độ

9 Nêu đợc hai cách làm biến đổi nhiệt tìm đợc ví dụ minh hoạ cho cách

10 Phát biểu đợc định nghĩa nhiệt lợng nhận biết đợc đơn vị đo nhiệt l-ợng

11 Nêu đợc ví dụ chứng tỏ nhiệt lợng trao đổi phụ thuộc vào khối lợng, độ tăng giảm nhiệt độ chất cấu tạo nên vật

13 Chỉ đợc nhiệt lợng truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp

14 Nêu đợc suất toả nhiệt nhận biết đợc đơn vị đo đại lợng

15 Vận dụng đợc công thức Q = mcto

16 Vận dụng đợc kiến thức cách truyền nhiệt để giải thích số tợng đơn giản

17 Vận dụng phơng trình cân nhiệt để giải số tập đơn giản 18 Nghiệm lại đợc phơng trình cân nhiệt thí nghiệm trờng hợp trộn hai lợng nớc có khối lợng khác nhiệt độ khác

3.2.3 Đặc điểm nội dung

3.2.3.1 Bớc đầu khảo sát tợng nhiệt theo quan điểm cấu trúc cơ chế quan điểm lợng

Theo chơng trình mới, HS đợc nghiên cứu sơ lợc cấu tạo phân tử chất vận dụng kiến thức để giải thích số t ợng đơn giản Các tợng nhiệt có liên quan đến vận động số lớn phân tử Quy luật vận động chúng quy luật xác suất thống kê Để hiểu quy luật cần dùng đến kiến thức phép tính xác suất thống kê mà HS THCS cha đợc học Bởi nhiều tợng nhiệt lớp đợc nghiên cứu mức độ định tính cha vận dụng thuyết cấu tạo phân tử để suy kết định lợng, xác đợc Chẳng hạn nh xét mối quan hệ nhiệt độ vận tốc phân tử nêu lên nhận xét nhiệt độ cao phân tử chuyển động nhanh đ a công thức định lợng liên hệ động trung bình phân tử nhiệt độ

®

W kT

2



Theo chơng trình THCS cũ, thuyết động học phân tử đợc đa vào lớp Để hiểu đợc thuyết này, dù sơ lợc phải nhiều thời gian, thực nhiều thí nghiệm khó nh thí nghiệm chuyển động Brao, khuếch tán chất lỏng, chất rắn Chơng trình khơng đa vào thuyết động học phân tử mà đề cập sơ lợc cấu tạo phân tử chất số tính chất phân tử, đặc biệt tính chất chuyển động khơng ngừng có liên quan đến nhiệt độ vật, đến nhiệt

Nhận thức cấu tạo gián đoạn chất (do phân tử gián đoạn tạo thành) chuyển động phân tử phải qua trình lâu dài, đầy khó khăn Từ trớc Cơng ngun có nhà bác học nêu ý kiến cho vật chất đợc cấu tạo từ phần tử gián đoạn nhỏ bé gọi nguyên tử Nh ng nghìn năm sau, khơng tìm thấy chứng thực nghiệm chứng tỏ đ ợc tồn phần tử gián đoạn Mãi đến năm 1827 phát chuyển động Brao Đây đợc xem chứng thực nghiệm thuyết động học phân tử, chứng tỏ tồn phân tử chuyển động không ngừng Tuy vậy, chuyển động Brao chứng gián tiếp, có thừa nhận tồn phần tử nớc chuyển động khơng ngừng giải thích đợc chuyển động Brao, lúc ngời ta cha trực tiếp nhìn thấy phân tử

Cho đến kỷ XX, kính hiển vi điện tử đời có độ phóng đại đến hàng triệu lần ngời ta chụp đợc ảnh số phân tử lớn Nh vậy, tồn phân tử riêng biệt, chúng có khoảng cách hồn tồn đợc khẳng định

Nếu có điều kiện, tổ chức cho tất HS quan sát phân tử kính hiển vi điện tử làm cho em tin vào tồn phân tử riêng biệt, chúng có khoảng cách Nhng điều thực đợc Trong đó, quan sát hàng ngày lại thấy chất khối liên tục ! Bởi vậy, nhà s phạm muốn dạy cho HS biết phán đoán cấu tạo bên chất dựa dấu hiệu bên ngoài, cộng thêm suy luận chặt chẽ hợp lí Đây đặc điểm sức mạnh t khoa học Sau này, HS nhiều lần dùng đến phơng pháp nhận thức Ví dụ nh ta khơng trực tiếp quan sát đợc sóng ánh sáng, nhng vào tợng giao thoa ánh sáng (có thể quan sát đợc) ta suy ánh sáng có tính chất sóng

3.2.3.3 Nhiệt nhiệt lợng

có Các phân tử ngồi chuyển động khơng ngừng cịn có chuyển động khác nh dao động xung quanh vị trí cân mạng tinh thể Nh ng có chuyển động hỗn loạn phân tử có liên quan đến nhiệt độ, ngời ta cịn gọi chuyển động chuyển động phân tử Cũng thế, tổng động chuyển động nhiệt phân tử tạo nên vật đợc gọi nhiệt

Nội đợc hiểu cách đầy đủ tổng lợng bên vật bao gồm động năng, phân tử, lợng dao động phân tử, lợng hạt nhân Tuy nhiên, tợng nhiệt có động phân tử biến đổi Bởi nhiệt học, ngời ta coi nội vật tổng động phân tử cấu tạo nên vật khơng ảnh hởng đến việc giải thích tợng nhiệt

Muốn hiểu nội vật bao gồm động t ơng tác phân tử phải hiểu lực tơng tác phân tử Lực phức tạp, chơng trình THCS không đề cập đến Bởi vậy, theo ch ơng trình nói đến nhiệt mà khơng thể nói đến nội

Khái niệm nhiệt đơn giản, dễ hiểu nhng sử dụng có chỗ hạn chế Ví dụ nh với khái niệm nhiệt khơng thể giải thích đợc tợng nóng chảy mặt lợng : chất rắn nóng chảy, nhiệt độ khơng đổi, nhiệt khơng tăng ta tiếp tục đun nóng, tiếp tục cung cấp l -ợng Vậy lợng cung cấp cho vật nóng chảy biến đâu ? Vì hạn chế đó, chơng trình khơng u cầu giải thích q trình biến đổi trạng thái theo quan điểm lợng

Khi áp dụng định luật bảo toàn lợng cho tợng nhiệt, phải nói biến đổi thành nội ngợc lại Ví dụ nh lấy tay cọ xát vào miếng đồng miếng đồng nóng lên, đồng thời nở ít, có nghĩa biến đổi thành nhiệt phân tử Tuy nhiên thơng thờng khó quan sát thấy biến dạng vật, cách gần coi nh biến đổi thành nhiệt

động nhiệt : Wđ 3kT,

 với T nhiệt độ tuyệt đối Điều thực

hiện trờng THCS Bởi SGK Vật lí bổ sung thêm vào định nghĩa nhận xét : "Nhiệt độ vật cao phân tử cấu tạo nên vật chuyển động nhanh nhiệt vật lớn"

2 Nhiệt lợng Thông thờng nghiên cứu tợng nhiệt ngời ta quan tâm đến phần nhiệt truyền từ vật sang vật khác hay biến đổi sang dạng lợng khác không cần ý đến tổng giá trị nhiệt vật Phần nhiệt truyền từ vật sang vật khác đ ợc gọi nhiệt l-ợng Nh nhiệt dự trữ vật, cịn nhiệt lợng xuất có truyền nhiệt Theo thói quen có từ lâu đời, ta th ờng nói : vật nhận đợc nhiệt lợng Q truyền cho vật khác nhiệt lợng Q, thực chất vật nhận đợc nhiệt hay truyền phần nhiệt có giá trị nhiệt l -ợng Q

Nhiệt lợng nhiệt đợc đo đơn vị jun (J) calo (cal) Jun calo hai đơn vị để đo nhiệt l ợng nên chúng có t-ơng đt-ơng : 1cal = 4,18J

Sự truyền nhiệt phơng trình cân nhiệt dẫn đến thuyết chất nhiệt khái niệm nhiệt lợng, giả thuyết bảo toàn chất nhiệt Thuyết động học phân tử đời chứng tỏ sai lầm thuyết chất nhiệt, không tồn chất nhiệt khơng có khối lợng truyền từ vật sang vật khác Sự truyền nhiệt thực chất truyền nhiệt năng, thông qua tơng tác phân tử vật tiếp xúc với Tuy nhiên, dùng khái niệm nhiệt l ợng phơng trình cân nhiệt giải thích hàng loạt tợng nhiệt thờng gặp tiên đốn xác nhiệt độ hỗn hợp chất lúc đầu có nhiệt độ khác trộn với nhau, cho tiếp xúc với Bởi ngày ngời ta dùng khái niệm nhiệt lợng nhng mang nội dung khác : đo lợng nhiệt truyền từ vật sang vật khác Phơng trình cân nhiệt đợc hiểu nhiệt vật thu đợc nhiệt vật khác toả hai vật tip xỳc

3.2.4 Phơng pháp dạy học số kiến thức cụ thể

3.2.4.1 Đặc điểm chung phơng pháp dạy học

lp lun, ví dụ nh mơ hình trộn ngơ với đỗ mơ hình chuyển động Brao Những mơ hình mơ mặt phân tử khơng cho ta thơng tin tồn tính chất phân tử Ví dụ nh mơ hình trộn ngơ với đỗ mơ phỏng, phản ánh tính gián đoạn vật chất, cịn mơ hình chuyển động Brao mơ tính chuyển động khơng ngừng phân tử va chạm vào hạt phấn hoa GV nên l u ý HS rằng, mơ hình mơ phân tử khơng phải phân tử có hình dạng nh hạt ngơ, hạt đỗ hay cầu mơ hình chuyển động Brao

Điều cần ý phần phối hợp nhiều quan điểm nghiên cứu vật lí : quan điểm cấu trúc vi mô, quan điểm l ợng quan điểm tợng luận Tuỳ theo thuận lợi đề tài mà chọn quan điểm hay quan điểm khác Ví dụ nh nghiên cứu cấu tạo chất theo quan điểm cấu tạo vi mơ, nghiên cứu bảo tồn lợng động nhiệt theo quan điểm lợng, nghiên cứu truyền nhiệt cân nhiệt lại theo quan điểm tợng luận

Do khó khăn nêu trên, phần nhiều chỗ phải sử dụng phơng pháp cung cấp thông tin, thông báo kết luận vận dụng vào thực tiễn tổ chức cho HS hoạt động tự lực để xây dựng kiến thức đợc

3.2.4.2 Hoạt động HS dạy học "Dẫn nhiệt" Hoạt động 1

Xác định nội dung nghiên cứu

Ta biết, nhiệt truyền từ vật sang vật khác, từ phần sang điểm khác vật Bài xét truyền nhiệt từ phần đến phần khác vật, gọi dẫn nhiệt

Hoạt động 2

Tìm hiểu đặc điểm q trình dẫn nhiệt : khơng truyền mà truyền từ gần đến xa theo thời gian.

Lµm viƯc theo nhãm

Lµm thÝ nghiƯm nh hình 23.1 Vật lí Lần lợt trả lêi C1, C2, C3 SGK

Nêu lên đặc điểm dẫn nhiệt vật rắn Hoạt động 3

Tìm hiểu khác tính dẫn nhiệt chất

Làm việc cá nhân

Nêu dự đoán xem chất rắn khác dẫn nhiệt có giống không

Đề xuất phơng ¸n thÝ nghiƯm kiĨm tra

 Quan sát GV làm thí nghiệm nh hình 23.2 SGK để kiểm tra dự đoán

 Rút kết luận : chất rắn dẫn nhiệt khác nhau, đồng dẫn nhiệt tốt nhôm, nhôm tốt thuỷ tinh

Tìm hiểu dẫn nhiệt chất lỏng chÊt khÝ, so s¸nh víi tÝnh dÉn nhiƯt cđa chÊt rắn.

Chia lớp làm hai, nửa nghiên cứu dẫn nhiệt chất lỏng, nửa lại nghiên cøu sù dÉn nhiƯt cđa chÊt khÝ

C¸c nhãm làm thí nghiệm theo hình 23.3 23.4 SGK, trả lời C6 C7 SGK

Thảo luận chung líp vỊ kÕt qu¶ thÝ nghiƯm Rót kÕt ln xem chất dẫn nhiệt tốt

Hot ng 5

Vận dụng.

Làm việc cá nhân Thảo luận chung lớp câu trả lời cho C8, C9, C10, C11 SGK

3.3 ThÝ nghiÖm nhiÖt häc

3.3.1 ThÝ nghiƯm vỊ sù d·n në v× nhiÖt

ở lớp 6, lần lợt nghiên cứu nở nhiệt chất rắn, chất lỏng chất khí Làm thí nghiệm loại chất có khó khăn định Để đảm bảo thí nghiệm thành công, cần ý hớng dẫn HS thực thao tác thí nghiệm

1 Thí nghiệm dãn nở chất rắn Chất rắn dãn nở nhiệt độ tăng Khi nhiệt độ thay đổi vài chục độ khó nhận biết đ ợc thay đổi độ dài kim loại dài vài chục centimét Bởi lớp không yêu cầu khảo sát định lợng phụ thuộc độ dài hay thể tích vật rắn vào nhiệt độ mà khảo sát định tính để biết kích th ớc, thể tích vật rắn tăng nhiệt độ tăng

Để phát tăng kích thớc vật rắn nhiệt độ tăng, ta không dùng thớc để đo mà tìm cách so sánh kích thớc vật rắn bị nung nóng với kích thớc vật rắn khác có kích thớc ban đầu nhng khơng bị nung nóng Ví dụ nh cầu kim loại trớc nung

nóng vừa khít lọt qua vách kim loại, sau cầu bị nung nóng khơng lọt qua vành kim loại nữa, chứng tỏ đờng kính cầu tăng lên

Để thấy rõ tăng dần chiều dài kim loại theo nhiệt độ, bố trí

thí nghiệm nh hình 3.7 Thanh kim loại có đầu A đợc chặn cố định, đầu B tì sát vào đầu kim K có trục quay cố định O Khi bị nung nóng dãn ra, đầu B đẩy cho kim quay Mũi kim di chuyển bảng chia độ Thanh dãn nở nhiều độ dịch chuyển mũi kim lớn Nếu để hai kim loại có chiều dài đặt gần hơ lửa so sánh đợc độ dãn nở chúng dựa vào độ dịch chuyển hai mũi kim

Trong thí nghiệm sau, nhiều cần dùng đến bình rỗng Vấn đề đặt bị nung nóng bình nở ngồi hay nở "vào trong" ? Để giải đáp đợc câu hỏi ta làm lại thí nghiệm cầu kim loại vành kim loại Lúc đầu cha nung nóng cầu khơng lọt qua vành kim loại Khi nung nóng vành kim loại cầu lại lọt qua, chứng tỏ vành kim loại nở ngồi đờng kính đờng kính ngồi vành kim loại tăng Từ suy thể tích bình chứa tăng nhiệt độ tăng

2 Thí nghiệm nở chất lỏng Chất lỏng bắt buộc phải đựng bình chứa thơng thờng làm chất rắn Khi bị nung nóng dung tích bình chứa tăng sau chất lỏng nóng lên tăng thể tích Nh ng tăng dung tích bình chứa nhỏ so với tăng thể tích chất lỏng thực tế quan sát thấy mực nớc bình dâng lên chứng tỏ thể tích chất lỏng tăng lên Nếu cổ bình chứa cắm ống thuỷ tinh có đ ờng kính nhỏ, chừng 0,5mm nhận thấy bắt đầu bị nung nóng, mực nớc ống tụt xuống, chứng tỏ bình nở ra, sau mực nớc lại dâng lên chứng tỏ chất lỏng nở nở nhiều chất rắn làm bình chứa

3 Thí nghiệm nở chất khí Chất phải chứa bình kín Nhng thể tích chất khí cịn phụ thuộc vào áp suất khí Điều HS lớp cha biết Trong làm thí nghiệm phải giữ cho áp suất khí bình khơng đổi Muốn dùng nút bịt chặt mà phải dùng giọt chất lỏng đặt ống thuỷ tinh cắm xun qua nắp bình để làm nút ngăn khí bình với ngồi bình Khí dãn nở đẩy giọt nớc ngoài, giọt n-ớc dừng lại áp suất khí bình áp suất khơng khí bên ngồi ln ln khơng đổi

Chất khí có hệ số nở lớn, tăng nhiệt độ lên vài độ thể tích khí tăng đáng kể, làm cho giọt nớc ống bị đẩy ống Bởi cần ý làm cho nhiệt độ bình tăng từ từ Chỉ cần áp bàn tay vào thành bình đủ Hoặc đặt bình vào chậu nớc từ từ rót nớc nóng vào chậu khuấy

Cần phải hớng dẫn HS cách lấy giọt nớc vào ống thuỷ tinh xuyên qua nút bình chứa khí cách đậy nút bình thật kín khí lät qua

3.3.2 Thí nghiệm biến đổi trạng thái chất

nóng chảy hay đông đặc, nghĩa tồn đồng thời thể rắn thể lỏng nhiệt độ chất khơng đổi Nếu nhiệt độ tiếp tục cung cấp nhiệt l ợng tiếp tục xảy nóng chảy, hút bớt nhiệt l ợng xảy đơng đặc Thí dụ nh nớc đá tan (có nớc đá nớc lỏng cạnh bình) nhiệt độ o

0 C

ở trờng có tủ lạnh làm thí nghiệm với nớc đá đập nhỏ để cốc đun nóng từ từ cốc để khảo sát tợng nóng chảy Nhng việc hạ nhiệt độ xuống o

0 C để khảo sát tợng đơng đặc nớc khơng thực đợc điều kiện lớp học

Dùng băng phiến có nhiệt độ nóng chảy o

80 C dễ thực thí nghiệm nóng chảy đơng đặc Tuy nhiên cần ý chọn băng phiến nguyên chất, tán nhỏ đựng gần đầy cốc có dung tích khoảng 100cm3 Đặt bầu nhiệt kế ngập bột băng phiến không chạm vào thành cốc tr ớc đun nóng cốc lửa đèn cồn

2. Sự sôi Sự sôi theo nghĩa hố lịng chất lỏng Hơi xuất lòng chất lỏng tạo thành bọt lên mặt thoáng chất lỏng vỡ Vậy nhiệt độ sơi nhiệt độ bão hồ bọt Muốn đo nhiệt độ ngâm bầu nhiệt kế vào chất lỏng mà phải đặt bầu nhiệt kế gần sát mặt thoáng chất lỏng để bầu tiếp xúc với bọt vừa thoát Mọi chất lỏng có nhiệt độ sơi xác định Nhng điều kiện lớp học làm thí nghiệm với n ớc sơi 100oC thuận tiện

Nhiệt độ sôi chất lỏng cịn phụ thuộc vào áp suất khí mặt chất lỏng Bởi vùng đồng áp suất khí 1atm nớc sơi

o

100 C, nhng lên vùng núi cao áp suất khí nhỏ 1atm nớc sôi nhiệt độ thấp o

100 C Ta cần chứng tỏ nơi nớc sơi nhiệt độ xác định gần o

100 C

3.3.3 Thí nghiệm mơ hình để minh hoạ cấu tạo phân tử chất

trộn hạt ngô với hạt đỗ để giải thích tợng giảm thể tích hỗn hợp rợu với nớc Các hạt ngô mơ hình mơ phân tử n ớc, hạt đỗ mơ hình phân tử cồn Vì hạt ngơ, hạt có khoảng cách nên hạt đỗ xen vào khoảng cách hạt ngơ làm cho thể tích tổng cộng giảm Trong mơ hình chuyển động Brao, ngời ta dùng nhiều viên bi sắt nhỏ đợc bắn lung tung theo phơng để mô phân tử nớc chuyển động hỗn loạn không ngừng, dùng vài miếng nhựa có kích th ớc chừng 1cm để mơ hạt phấn hoa Miếng nhựa bị viên bi nhỏ đập vào theo nhiều phía, kết miếng nhựa chuyển động hỗn loạn không ngừng, giống nh hạt phấn hoa chuyển động hỗn loạn không ngừng bị phân tử nớc chuyển động hỗn loạn va chạm vào

Mỗi thí nghiệm mơ hình giúp giải thích đợc tính chất vật tht l phõn t

Câu hỏi tập

1. Phân tích khó khăn mà HS gặp nghiên cứu nở nhiệt chất rắn (nở thể tích) Nêu biện pháp để khc phc

2 Trình bày hai phơng pháp nghiên cứu phần Nhiệt học :

a) Theo quan điểm cấu trúc vi mô (dựa thuyết cấu tạo phân tử) b) Theo quan điểm tợng luận

Nêu thuận lợi, khó khăn phơng pháp trờng THCS nên chọn phơng pháp ?

3 So sánh định nghĩa (động năng) với định nghĩa nhiệt lớp Cách định nghĩa giúp HS nhận biết đợc nhiệt quan sát thông thờng không nhầm lẫn nhiệt ?

Semina

Chơng 4

Dạy học điện học THCS

4.1 Dạy học điện học lớp 7

4.1.1 Cấu tạo chơng trình

Chơng trình điện học lớp gồm 16 tiÕt, ph©n bè nh sau : Sù nhiƠm điện cọ xát Hai loại điện tích

Sơ lợc cấu tạo nguyên tử tiết

2 Dòng điện Nguồn điện Sơ đồ mạch điện tiết Vật dẫn điện vật cách điện Sơ lợc dòng điện kim loại tiết

4 Các tác dụng dòng điện tiết

5 Cờng độ dòng điện Đo cờng độ dòng điện tit

6 Hiệu điện Đo hiệu điện tiết

7 Mạch điện nối tiếp song song tiết

8 An toàn điện tiết

Ôn tập, tổng kết tiết

KiĨm tra tiÕt

4.1.2 Mơc tiªu

1 Mô tả đợc tợng chứng tỏ vật bị nhiễm điện cọ xát

2 Nêu đợc hai biểu vật nhiễm điện cọ xát hút vật khác làm sáng bút thử điện

3 Giải thích đợc số tợng thực tế nhiễm điện cọ xát Nêu đợc dấu hiệu tác dụng lực chứng tỏ có hai loại điện tích cho biết tên gọi hai loại điện tích

5 Nêu đợc sơ lợc cấu tạo nguyên tử

6 Mô tả đợc thí nghiệm dùng pin hay acqui tạo dịng điện Nhận biết có dịng điện thơng qua biểu cụ thể (đèn bút thử điện sáng, đèn pin sáng, quạt quay ) Nêu đợc dòng điện dịng điện tích chuyển dịch có hớng

7 Nêu đợc tác dụng chung nguồn điện tạo dòng điện Kể tên nguồn điện chiều thông dụng (pin, acquy) Nhận biết đợc cực dơng cực âm nguồn điện qua kí hiệu (+) ()

10 Nêu đợc dòng điện kim loại dòng êlectrơn tự chuyển dịch có hớng Nêu đợc quy ớc chiều dòng điện

11 Vẽ đợc sơ đồ mạch điện đơn giản kí hiệu quy ớc 12 Mắc đợc mạch điện đơn giản theo sơ đồ cho

13 Chỉ đợc chiều dòng điện chạy mạch điện thực biểu diễn đợc mũi tên chiều dòng điện chạy sơ đồ mạch điện

14 Kể tên, mô tả đợc tác dụng dòng điện

15 Nêu đợc ví dụ cụ thể tác dụng sau dịng điện : nhiệt, quang, từ, hóa, sinh lí

16 Nêu đợc tác dụng dịng điện mạnh số ampe kế lớn, nghĩa cờng độ lớn

17 Nêu đợc đơn vị hợp pháp cờng độ dòng điện 18 Sử dụng đợc ampe kế để đo cờng độ dòng điện

19 Nhận biết đợc nguồn điện có hai cực thơng qua kí hiệu nêu đợc hai cực có hiệu điện

20 Nêu đợc đơn vị hợp pháp hiệu điện

21 Sử dụng đợc vôn kế để đo hiệu điện hai cực pin hay acquy mạch điện hở nêu đợc hiệu điện có giá trị số vơn ghi vỏ pin acquy

22 Nêu đợc hiệu điện hai đầu bóng đèn khơng có dịng điện chạy qua bóng đèn

23 Nhận biết đợc hiệu điện hai đầu bóng đèn lớn c-ờng độ dịng điện qua đèn lớn

24 Sử dụng đợc ampe kế để đo cờng độ dịng điện vơn kế để đo hiệu điện hai đầu bóng đèn mạch điện kín

25 Nhận biết đợc dụng cụ điện hoạt động bình thờng sử dụng với với hiệu điện định mức ghi dụng cụ

26 Mắc đợc hai bóng đèn nối tiếp song song, vẽ đợc sơ đồ tơng ứng 27 Nêu đợc mối quan hệ cờng độ dòng điện, hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp mắc song song

28 Nêu đợc giới hạn nguy hiểm hiệu điện cờng độ dòng điện thể ngời

29 Nêu thực đợc số quy tắc để đảm bảo an toàn sử dụng điện

4.1.3 Đặc điểm nội dung

Chơng trình điện học THCS chia làm hai vòng : vòng thứ lớp vòng thø hai ë líp

ở vịng thứ nhất, HS lần đợc làm quen với tợng điện Bởi chơng trình trọng đến việc tạo cho HS biểu tợng ban đầu để nhận biết số đặc tính tợng điện, dịng điện mà khơng sâu vào xây dựng khái niệm, đa định nghĩa rõ ràng

Ví dụ :  HS nhận biết tính dẫn điện, vật dẫn điện tốt, dẫn điện thông qua so sánh số ampe kế mạch điện có vật dẫn khác khơng đa khái niệm điện trở để biểu thị tính chất

 HS nhận biết dịng điện có cờng độ mạnh hay yếu dựa quan sát tác dụng dịng điện nh tác dụng nhiệt : bóng đèn nóng sáng chứng tỏ dịng điện mạnh, gọi dịng điện có cờng độ lớn Khơng đa định nghĩa cờng độ dòng điện

 Nhận biết hiệu điện thông qua số vôn ghi nguồn điện (pin, acquy) quan sát thí nghiệm ; hiệu điện đặt hai đầu bóng đèn lớn dịng điện qua bóng đèn mạnh, hiệu điện khơng có dịng điện Không đa định nghĩa hiệu điện

Theo chơng trình truyền thống phần dịng điện chiều có nhiều cơng thức định lợng Nhng chơng trình điện lớp cha yêu cầu đa định nghĩa định lợng đại lợng (cờng độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở) cha thể thiết lập cơng thức định lợng có liên quan Phần lớn chơng trình khảo sát số tính chất dịng điện mức định tính

4.1.3.2 Chó träng rÌn luyện kĩ thực hành sử dụng dụng cụ điện thông dụng

HS ch cần nắm đợc quy tắc thực hành sử dụng dụng cụ điện cha cần hiểu lí thuyết nguyên tắc hoạt động chúng Nhờ việc nắm đợc quy tắc nên HS dựa quan sát thí nghiệm mà xác định đ ợc quy luật phân bố cờng độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch nối tiếp song song Đây kiến thức phần điện học lớp có nội dung định lợng đợc diễn tả cơng thức

4.1.3.3 Sù nhiƠm ®iƯn cä x¸t

1. Có nhiều cách để làm cho vật nhiễm điện : nhiễm điện cọ xát, nhiễm điện hởng ứng, nhiễm điện tiếp xúc lớp nghiên cứu tợng nhiễm điện cọ xát Tuy GV phải biết phân biệt ba loại nhiễm điện để tránh nhầm lẫn

Nhiễm điện cọ xát thờng thể rõ chất cách điện, ví dụ nh thủy tinh, hổ phách, nhựa êbônit, nilông chỗ bị cọ xát, êlectrơn hay có thêm êlectrơn mà vật trở thành nhiễm điện dơng hay âm Vì vật cách điện nên điện tích xuất đâu nằm yên chỗ đó, cọ xát mạnh, nhiều lần điện tích tụ lại ch ú cng nhiu

Do vật nhiễm điện cọ xát đẩy hút nên ng ời ta phân biệt hai loại điện tích Ngay từ xa xa nhà khoa học quy ớc điện tích xuất thủy tinh bị cọ xát lụa điện tích dơng

Hai thủy tinh bị nhiễm điện cọ xát vào lụa đẩy Nh điện tích dơng đẩy

Thanh nhựa bị cọ xát vải khô hút thủy tinh tích điện d ơng Vậy điện tích nhựa khác với điện tích thủy tinh Ta gọi điện tích nhựa bị cọ xát điện tích âm Nh điện tích trái dấu hút

Hai nhựa bị cọ xát vải khô mang điện tích dơng ThÝ nghiƯm cho thÊy chóng cịng ®Èy VËy điện tích dấu (dù d ơng hay âm) đẩy

Ta không trông thấy điện tích, hạt mang điện tích (êlectrôn hay nguyên tử êlectrôn) mà nhìn thấy vật mang điện tích nên ta nói : Các vật mang điện dấu đẩy vật mang điện trái dấu hót

2. Sù nhiƠm ®iƯn b»ng hëng øng

Treo kim loại cân dới sợi dây mềm (hình 4.1) Đa thủy tinh bị cọ xát lụa (nhiễm điện dơng) lại gần đầu kim loại, đầu bị hút lại gần thủy tinh Vậy đầu kim loại bị nhiễm điện âm

Nếu thay thủy tinh nhựa êbônit bị cọ xát vào vải thơ (tích điện âm) kim loại bị hút Lần kim loại lại mang điện dơng Hiện tợng nhiễm điện kim loại nh gọi nhiễm điện hởng ứng Nguyên nhân tợng nhiễm điện hởng ứng đợc giải thích nh sau Trong kim loại có êlectrơn tự do, bình thờng êlectrơn tự phân bố kim loại nên trung hòa điện Khi đa đầu thủy tinh tích điện dơng lại gần đầu kim loại êlectrơn tự bị đầu thủy tinh hút dồn lại đầu A gần đầu thủy tinh Kết đầu A có thêm êlectrơn mang điện tích âm, cịn đầu B bớt êlectrôn nên mang điện dơng Nếu đa thủy tinh nhiễm điện xa kim loại trở trung hòa điện

Mỗi phân tử tạo thành vật lỡng cực điện Vì đa đầu thủy tinh lại gần vật cách điện, đầu âm lỡng cực điện bị thủy tinh hút lại gần, đầu dơng bị đẩy xa Vì lực hút lớn lực đẩy Kết vật cách điện bị nhiễm điện h ởng ứng Chỉ có điều khác với vật kim loại (dẫn điện) chỗ, vật cách điện bị nhiễm điện h -ởng ứng điện tích dơng âm gần chỗ không di chuyển hai đầu vật nh kim loại

Nh vật bị nhiễm điện có khả hút tất vật khác dù vật cách điện hay vật dẫn điện, dù vật nặng hay vật nhẹ hút vật cách điện nhẹ nh mẩu giấy, miếng bấc Tuy nhiên, khơng học tợng nhiễm điện hởng ứng phức tạp, mức độ sơ lợc ban đầu ta thờng vào khả hút vật nhẹ để nhận biết vật bị nhiễm in

4.1.3.4 Dòng điện, nguồn điện

Theo nh nghĩa, dịng điện dịng điện tích chuyển động có h -ớng Trong dây dẫn kim loại dịng điện dịng êlectrơn chuyển động có hớng Tuy nhiên, thực tế, khơng thể quan sát đợc chuyển động êlectrôn Định nghĩa đ ợc thừa nhận từ suy nhiều hệ phù hợp với thực tiễn

sánh dòng điện với dòng nớc cho dễ hiểu, đồng thời hiểu đợc vai trò nguồn điện việc tạo dòng điện

Chơng trình lớp khơng nghiên cứu ngun tắc hoạt động nguồn điện chiều (pin acquy), không xét đến chế tạo hiệu điện hai cực nguồn mà cho biết dấu hiệu để nhận biết nguồn điện có khả cung cấp dòng điện để dụng cụ điện hoạt động phân biệt hai cực nguồn điện nhờ dấu âm () dơng (+) ghi cực Trên nguồn điện cịn ghi số vơn Số vơn số Vơn kế mắc vào hai cực nguồn điện Những kiến thức đủ để HS sử dụng pin acquy công việc thông thờng điện cần đến dòng điện

GV cần phải lu ý số vôn ghi nguồn điện (pin hay acquy) hiệu điện hai cực nguồn mạch điện hở Cịn mạch ngồi kín, đợc nối với bóng đèn chẳng hạn, hiệu điện hai cực nguồn lúc (đo vôn kế) nhỏ hiệu điện mạch hở Điều giải thích đợc học định luật Ơm cho tồn mạch Kiến thức khơng có chơng trình THCS Bởi sử dụng pin hay acquy phải dùng vơn kế để đo hiệu điện hai cực nguồn Số vôn ghi nguồn hiệu điện lớn mà nguồn cho

Đối với pin hay acquy hỏng hiệu điện hai cực giảm nhiều, Khi pin hay acquy khơng thể cung cấp dòng điện cho dụng cụ dùng điện mắc vào hai cc ca pin

4.1.3.5 Chất dẫn điện chất cách điện

V phng din in, cỏc vt liệu đợc chia làm hai loại : chất dẫn điện chất cách điện Những vật mà điện tích dịch chuyển tới khắp điểm vật gọi vật dẫn điện, vật mà điện tích định xứ điểm bị nhiễm điện gọi vt cỏch in

Kim loại, than chì, muối bazơ nóng chảy, dung dịch muối, axit, bazơ vật liệu dẫn điện

Không khí khô, nớc nguyên chất, thủy tinh, sứ, cao su, nhựa êbônit, hổ phách vật liệu cách điện

đánh dòng điện chạy qua khơng khí Nớc cất ngun chất khơng dẫn điện, nhng nớc dùng thơng thờng có pha tạp chất, muối, axit, bazơ lại trở thành dẫn điện Lấy hai ngón tay chạm vào hai cực pin, không thấy có dịng điện, nh coi nh thể ngời cách điện Nhng với mạng điện có hiệu điện từ 42V trở lên thể trở thành dẫn điện, cho dịng điện chạy qua gây nguy hiểm tới tính mạng Bởi lớp học đ ợc cho HS làm việc với nguồn điện có hiệu điện 15V  20V

Chất bán dẫn loại vật liệu dẫn điện, nh ng cho dòng điện chạy qua theo chiều xác định Đèn LED làm chất bán dẫn nên sáng (cho dòng điện chạy qua) theo chiu xỏc nh

ở lớp không giải thích nguyên nhân t ợng dẫn điện hay cách ®iƯn cđa c¸c vËt liƯu ChØ nhËn biÕt tÝnh dÉn điện hay cách điện qua thí nghiệm (cho hay không cho dòng điện chạy qua)

4.1.3.6 Cng dũng điện

Về mặt lí thuyết, cờng độ dịng điện đại lợng vật lí đặc trng cho độ mạnh yếu dòng điện đợc đo điện lợng chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn đơn vị thời gian :

I = q t Đơn vị cờng độ dòng điện ampe (A)

1A = 1C (culông) 1s (giây)

nh ngha cờng độ dòng điện đơn vị đo cờng độ dịng điện nh q trừu tợng, khơng thể nhận biết đợc thực tế, khơng phù hợp với HS lớp lớp

Hiện định nghĩa hợp pháp cờng độ dòng điện dựa tác dụng từ dịng điện quan sát đợc : “Ampe cờng độ dòng điện không đổi chạy hai dây dẫn song song dài vô hạn, tiết diện ngang nhỏ đặt cách 1m chân khơng mét chiều dài dây có lực từ tác dụng 2.107N”

kim ampe kế quay Đèn sáng (cờng độ dịng điện lớn) góc quay kim ampe kế lớn Vậy vào góc quay kim biết cờng độ dịng điện lớn hay nhỏ Thừa nhận góc quay kim tỉ lệ với c-ờng độ dòng điện

HS thừa nhận đơn vị đo cờng độ dịng điện ampe mà khơng học định nghĩa đơn vị ampe

4.1.3.7 HiƯu ®iƯn thÕ

Về mặt lí thuyết : Hiệu điện hai điểm M N điện tr ờng đại lợng vật lí đo cơng lực điện tr ờng thực di chuyển đơn vị điện tích dơng từ điểm M đến N :

UMN = MN A

q Đơn vị hiệu điện

1 v«n = 1jun 1J 1cul«ng 1C

Cũng giống nh với cờng độ dòng điện, định nghĩa hiệu điện đơn vị đo hiệu điện nh q nặng lí thuyết, khơng nhận biết đợc thực tế nên khơng thích hợp với THCS

Chơng trình yêu cầu HS nhận biết đợc hai cực nguồn điện chiều (pin acquy), hai cực có hiệu điện đo đ ợc vơn kế, nhờ có hiệu điện mà nguồn điện cung cấp dịng điện chạy qua dây dẫn nối với hai cực nguồn điện

Vậy ta xuất phát từ hiểu biết đơn sơ mà HS có đời sống hàng ngày vỏ pin thơng dụng thờng có ghi số vơn : 1,5V ; 4,5V ; 6V tìm hiểu ý nghĩa số vơn đó, nối hai cực pin (hay acquy) với dụng cụ gọi vơn kế thấy vơn kế số vôn ghi nguồn điện Tiếp theo, nối hai đầu bóng đèn pin với hai cực pin có ghi 1,5V đèn sáng lờ mờ, nối vào hai cực nguồn có ghi 3V đèn sáng lên, mắc vào hai cực pin hỏng, vôn kế 0V đèn không sáng Đến đa thông báo : số vôn ghi nguồn điện cho biết hiệu điện hai cực nguồn điện Từ rút nhận xét : nhờ có hiệu điện hai cực mà nguồn điện cung cấp dịng điện Hiệu điện cao cờng độ dịng điện lớn

thì mắc nối tiếp biến trở vào mạch điện (hình 4.2) dùng biến trở nh biến kế (hình 4.3) Tuy nhiên điều coi quy tắc thực hành Sau đến lớp HS hiu c

Hình 4.2 Hình 4.3

4.1.3.8 Đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song

Chng trình u cầu HS nhận biết đợc hai bóng đèn mắc nối tiếp hai bóng đèn mắc song song Dựa thí nghiệm rút nhận xét phân bố hiệu điện cờng độ dòng điện đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song Nhng cha học điện trở đa đợc hai nhận xét ban đầu :

Trong đoạn mạch nối tiếp (hình 4.4a)

I1 = I2

UAB = U1 + U2 = UAC + UCB

Trong đoạn mạch song song (h×nh 4.4b):

UAB = U1 = U2 I = I1 + I2

Khi hai bóng đèn (hay dụng cụ điện khác) mắc nối tiếp đoạn mạch cờng độ dịng điện qua hai bóng đèn Nhận xét rút từ phép đo cờng độ dòng điện ampe kế Tuy nhiên dòng điện qua ampe kế A1 dịng điện qua đèn Đ1 (hình 4.4a) điều phải thừa nhận từ “c-ờng độ dòng điện” Điều lạ đáng ý hai bóng đèn có cơng suất định mức khác mắc nối tiếp với đoạn mạch cờng độ dòng điện qua hai đèn nhng độ sáng hai đèn lại khác Điều giải thích đợc lớp sau học định luật Jun  Len-xơ Tơng tự nh vậy, lớp cha giải thích đợc dây dẫn nối bóng đèn mắc nối tiếp có dịng điện chạy qua nhng bóng đèn nóng sáng, cịn dây dẫn

C

C

vẫn nguội Bởi vậy, GV nên ý tránh khơng nói đến t ợng phức tạp lớp 7, ln ln dùng bóng đèn giống thí nghiệm

Khi mắc vôn kế vào hai đầu đoạn mạch có phần dịng điện mạch chạy qua vơn kế Nhng thờng vơn kế có điện trở lớn nên cờng độ dòng điện chạy qua vôn kế nhỏ, coi nh không đáng kể

ở lớp ta quy ớc rằng, dây dẫn nối mạch điện dài hay ngắn không ảnh hởng đến cờng độ dịng điện hiệu điện on mch

4.1.4 Phơng pháp dạy học số kiến thức cụ thể

4.1.4.1 Đặc điểm chung

ở lớp 7, lần HS đợc học điện học cách có hệ thống Tuy nhiên hạn chế trình độ nhận thức mục tiêu ch ơng trình khơng trọng nhiều đến mặt lí thuyết, đến cấu trúc chế t ợng, ví dụ nh khơng học khái niệm điện trờng, không trọng nhiều đến chế vi mô tợng, không đa định nghĩa mang nặng ý nghĩa lí thuyết nh cờng độ dịng điện, hiệu điện thế, điện trở Bởi phơng pháp chung để khảo sát tợng ban đầu điện xuất phát từ kinh nghiệm hàng ngày HS, nâng lên thành biểu tợng khoa học xác hơn, sử dụng rộng rãi TN để nhận biết, phát hiện tợng điện, tính chất dụng cụ điện Những kiến thức cha thành hệ thống chặt chẽ, đơi cịn rời rạc, có tính chất thực dụng, cung cấp hiểu biết ban đầu để HS tự lực hoạt động nghiên cứu điện học sau lớp 9, ví dụ nh nhận biết sử dụng nguồn điện chiều (pin acquy), vẽ sơ đồ lắp ráp mạch điện, sử dụng ampe kế vôn kế chiều, mắc mạch điện nối tiếp song song, an toàn điện

Để tạo cho HS biểu tợng ban đầu rõ ràng, xác hình thành kĩ ban đầu, cần tạo điều kiện cho HS trực tiếp làm thí nghiệm thảo luận nhóm thu thập xử lí thơng tin Tránh tình trạng có số HS trực tiếp làm TN HS khác đứng xem

Nhiều TN thuộc phần điện học đơn giản nhng phải thực theo quy trình, gồm bớc nh sau :

 Xác định mục đích TN

 Vẽ sơ đồ mạch điện

 Lắp ráp mạch điện theo sơ đồ

Thực phép đo

 Xử lí số liệu đo đợc, ý đến sai số đo

 Phát biểu kết luận với sai số định 4.1.4.2 Dạy học “Hai loại điện tích” I  Mục tiêu

 Dựa TN, nhận biết đợc có hai loại điện tích, quy ớc gọi điện tích dơng điện tích âm

 Phát đợc quy luật : hai điện tích tên đẩy nhau, hai điện tích khác tên hút

 Nêu đợc sơ lợc cấu tạo nguyên tử : hạt nhân mang điện tích d ơng, êlectrơn mang điện tích âm, bình thờng nguyên tử trung hòa điện

 Vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên tử để giải thích tợng nhiễm điện cọ xát

II  Chuẩn bị Cho nhóm HS :

mảnh nilon màu trắng đục cỡ 10cm  20cm

bút chì vỏ gỗ

nhựa sẫm màu giống có lỗ để đặt cân lên trục quay

 Một trục quay có mũi nhọn thẳng đứng

Một thủy tinh (tốt thủy tinh hữu cơ) III Lu ý mặt phơng pháp dạy học

IV Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh Hoạt động HS Trợ giúp GV Hoạt động 1

Xác định nhiệm vụ nghiên cứu, tìm hiểu tơng tác hai vật bị nhiễm điện.

Lµm việc cá nhân Quan sát GV làm TN

Nhận xét : hai vật chất bị cọ xát nh đẩy (chứ hút nhau)

Cần nghiên cứu kĩ hai vật nhiễm điện đẩy nhau, chúng hút

 Ta biết vật nhiễm điện có khả hút vật khác

 NÕu hai vËt bị nhiễm điện chúng đẩy hay hút ?

 BiĨu diƠn TN víi miÕng nilon bị nhiễm điện cọ xát nh hình 18.1 SGK

Có hai vật nhiễm điện lại hút không ?

Hot ng 2

Phân biệt hai loại điện tích các vật bị nhiễm điện.

Làm việc theo nhóm

a) Làm thÝ nghiƯm nh h×nh 18.2 SGK víi hai nhùa màu sẫm cọ xát vải khô

Nhận xÐt : nhùa ®Èy

 Sau nghe thông báo GV, kết

Hoạt động HS Trợ giúp GV luận c hai vt nhim in ging

nhau đẩy

b) Làm TN để tìm hiểu xem, nhựa bị cọ xát vải khô thủy tinh bị cọ xát lụa đẩy hay hút ? (TN hình 18.3 SGK)

bằng cách cọ xát với vải khơ xem có chúng đẩy không ?

 Hai cïng làm nhựa bị cọ xát nh có bị nhiễm điện giống không ?

Thông báo : Hai vật làm thứ vật liệu, bị cọ xát nh bị nhiễm ®iƯn gièng

 Hãy làm TN để tìm hiểu xem hai vật làm vật liệu khác nhau, đợc cọ xát khác đẩy hay hút

 Lµm thÝ nghiƯm theo nhãm

 Nhận xét : thủy tinh bị cọ xát hút nhựa bị cọ xát

Hóy so sỏnh với thí nghiệm hai nhựa bị nhiễm điện cọ xát để suy thủy tinh bị cọ xát vào lụa nhựa bị cọ xát vào vải thơ có bị nhiễm điện giống khơng ?

c) Nhận biết có hai loại điện tích : Điện tích thủy tinh bị cọ xát khác với điện tích nhựa màu sẫm bị cọ xát

Thảo luận chung lớp lập luận d) Tiếp thu thông báo quy ớc tên gọi

hai loại điện tích : điện tích âm điện tích dơng

e) Hoàn chỉnh câu kết luận SGK

Sự nhiễm điện vật có thêm êlectrôn mang điện tích âm hay êlectrôn mang điện dơng Vậy điện tích thủy tinh nhựa bị cọ xát có loại không ? Tại ?

Thông báo quy ớc gọi tên hai loại điện tích

Hot ng 3

Tìm hiểu nguồn gốc điện tích, sơ lợc cấu tạo nguyên tử.

Làm việc cá nhân Tự đọc SGK

Tr¶ lêi câu hỏi GV

Nêu câu hỏi :

Điện tích nằm phần tử nguyên tử ? Phần tử mang điện tích âm, phần tử mang điện tích dơng ?

Hoạt động HS Trợ giúp GV

 Điện tích di chuyn c ?

Khi vật mang điện âm, mang điện dơng ?

Hot ng 4

Vận dụng

Làm việc cá nhân Trả lời C3, C4, C5 SGK

4.1.4.3 Hot động nhận thức HS học “Cờng độ dịng điện” I  Mục tiêu

 Trình bày đợc lập luận xác định mối quan hệ tác dụng mạnh hay yếu dòng điện với số ampe kế

 Nêu đợc tác dụng dịng điện mạnh cờng độ dịng điện lớn

 Sử dụng đợc ampe kế để đo cờng độ dòng điện II  Hoạt động nhận thức HS

Hoạt động 1

Nhận biết độ sáng nhiều hay bóng đèn dịng điện chạy qua mạnh hay yếu ; dùng ampe kế để đo cờng độ dịng điện.

Th¶o luËn chung ë líp

Dựa vào kinh nghiệm hàng ngày để đa phán đốn dịng điện chạy qua mạnh đèn sáng nghĩa tác dụng dịng điện mạnh

Ghi nhận thơng báo từ “cờng độ dòng điện” biểu thị dòng điện mạnh hay yếu

Hoạt động 2

Nhận biết mối quan hệ góc quay kim ampe kế với c ờng độ dịng điện.

Lµm viƯc theo nhãm

a) Làm thí nghiệm : Cho dịng điện chạy qua bóng đèn ampe kế mắc nối tiếp, đèn sáng góc quay kim lớn

b) Suy cờng độ dòng điện lớn, góc quay kim ampe kế lớn c) Rút kết luận Có thể dùng ampe kế để đo cờng độ dịng điện

Hoạt động 3

Tìm hiểu cách dùng ampe kế để đo cờng độ dòng điện

a) Tìm hiểu thơng báo đơn vị đo cờng độ dòng điện : ampe kớ hiu l 1A

ĐCNN GHĐ ampe kế thí nghiệm b) Tìm hiểu cách mắc ampe kế vào mạch

Đầu tiên m¾c chèt cã dÊu + cđa ampe kÕ víi cùc d ơng nguồn điện Quan sát chiều quay kim

Sau đổi chỗ, mắc chốt + ampe kế với cực âm nguồn điện Quan sát chiều quay kim

Rút quy tắc mắc ampe vào mạch điện Hoạt động 4

VËn dông

a) Lựa chọn ampe kế có ĐCNN GHĐ thÝch hỵp

b) Vẽ nhận biết sơ đồ mắc ampe kế vào mạch quy tắc 4.2 Dạy học điện học lớp 9

4.2.1 CÊu tạo chơng trình Điện học (21 tiết)

1 Định luật Ôm Điện trở dây dẫn tiết

2 Điện trở đoạn mạch nối tiếp song song tiÕt Sù phơ thc cđa ®iƯn trở dây dẫn vào chiều dài, tiết diện

vật liệu làm dây Biến trở Sơ lợc điện trở kĩ thuật tiết

4 Công suất dòng điện tiết

5 Công dòng điện Điện sử dụng tiết

6 Định luật Jun Len-xơ tiết

7 Sử dụng điện an toàn tiết kiệm điện tiÕt Thùc hµnh :

 Xác định điện trở bóng đèn ampe kế vơn kế tiết

 Xác định tiết diện dây dẫn tiết

 Xác định công suất dụng cụ điện tiết

 Kiểm nghiệm định luật Jun  Len-xơ tiết

KiĨm tra tiÕt

4.2.2 Mơc tiªu chơng trình

1 Nờu c in tr ca dây dẫn đặc trng cho mức độ cản trở dòng điện dây dẫn

2 Nêu đợc điện trở dây dẫn đợc xác định nh có đơn vị đo

3 Phát biểu đợc định luật Ôm đoạn mạch có điện trở

4 Xác định đợc điện trở đoạn mạch vôn kế ampe kế Xác định thí nghiệm mối quan hệ điện trở tơng đơng đoạn mạch nối tiếp song song với điện trở thành phần

6 Viết đợc cơng thức tính điện trở tơng đơng đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song gồm nhiều ba điện trở

7 Vận dụng đợc định luật Ôm cho đoạn mạch nhiều điện trở thành phần

8 Xác định đợc thí nghiệm mối quan hệ điện trở dây dẫn với chiều dài, tiết diện với vật liệu làm dây dẫn

9 Vận dụng đợc công thức R = S

l để tính đại lợng biết đại

l-ợng lại giải thích đợc tl-ợng đơn giản liên quan tới điện trở dây dẫn

10 Giải thích đợc nguyên tắc hoạt động biến trở chạy Sử dụng đ -ợc biến trở để điều chỉnh cờng độ dòng điện mạch

11 Vận dụng đợc định luật Ơm cơng thức R S

l để giải số tập mạch điện đợc sử dụng với hiệu điện khơng đổi, có mắc biến trở

12 Nêu đợc ý nghĩa trị số vơn (V) ốt (W) có ghi thiết bị tiêu thụ điện

13 Xác định đợc công suất điện đoạn mạch vôn kế ampe kế

14 Nêu đợc số ví dụ chứng tỏ dịng điện có l ợng Chỉ đợc chuyển hóa dạng lợng đèn điện, bếp điện, bàn là, nam châm điện, động điện hoạt động

15 Vận dụng đợc công thức A = Pt = UIt để tính đại lợng biết đại lợng lại

16 Viết đợc hệ thức Q = I2Rt định luật Jun  Len-xơ phát biểu định luật Vận dụng định luật để giải thích tợng đơn giản có liên quan

17 Giải thích đợc tác hại tợng đoản mạch tác dụng cầu chì Giải thích thực đợc biện pháp thơng thờng để sử dụng an toàn điện sử dụng tit kim in nng

4.2.3 Đặc điểm nội dung

4.2.3.1 Về mức độ định lợng kiến thức

ở lớp 7, HS có số kiến thức sơ điện nh điện tích, dịng điện, nguồn điện, chất dẫn điện, chất cách điện, cờng độ dòng điện, hiệu điện thế, đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song Đến lớp 9, sử dụng kiến thức để nghiên cứu vấn đề mà không sâu thêm

ở lớp 9, nhiều kiến thức, nhiều mối quan hệ đợc khảo sát định lợng nh điện trở, điện trở tơng đơng, định luật Ôm, định luật Jun  Len-xơ, công, công suất dịng điện Có thể nói phần có nhiều cơng thức định l ợng chơng trình vật lí THCS Cũng thế, phần có nhiều dịp để HS sử dụng cơng thức tốn học để biểu diễn kiến thức vật lí (nh điện trở R = U

I ) hay dùng suy luận tốn học để dự đốn tính chất vật lí (nh xác định nhiệt lợng dịng điện tỏa ra, điện trở tơng đơng) Qua mà HS b-ớc đầu thấy đợc vai trị quan trọng tốn học vật lí học Tuy nhiên GV vật lí từ cần lu ý rằng, công thức tốn học cơng thức kí hiệu Bởi vậy, sử dụng cơng thức cần phải hiểu rõ kí hiệu cơng thức biểu diễn đại lợng vật lí nào, mối quan hệ đại lợng vật lí cơng thức ứng với tợng đơn vị đo đại lợng cơng thức Có thể có hai công thức biểu diễn mối quan hệ nhng sử dụng đơn vị đo khác Ví dụ nh hai công thức biểu diễn nhiệt lợng dây dẫn tỏa có dịng điện chạy qua :

Q(jun) = I2Rt Q(calo) = 0,24I2Rt

4.2.3.2 Điện trở định luật Ôm

a) Điện trở. lớp 7, HS đợc học tính dẫn điện “chất dẫn điện chất cho dịng điện qua”, nhng đề cập đến tính chất cách định tính Có thể nói vật “dẫn điện tốt” vật “ít cản trở dịng điện” Tính chất cản trở dịng điện nhiều hay diễn đạt định lợng tỉ số U

I hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn cờng độ dòng điện chạy qua dây dẫn Với hiệu điện U, tỉ số lớn dịng điện chạy qua dây dẫn có cờng độ nhỏ, có nghĩa dịng điện bị cản trở nhiều Bởi dùng tỉ số U

I để biểu thị mức độ cản trở dịng điện nhiều hay dây dẫn, gọi

điện trở, kí hiệu chữ R

R = U I

Công thức công thức định nghĩa đại lợng vật lí có tên điện trở Với dây dẫn, điện trở R có giá trị xác định

Trong hệ đơn vị SI, hiệu điện U đo vôn (V), c ờng độ dòng điện đo ampe (A) điện trở R đo ơm ()

1 «m = = vôn ampe = 1V A

+ Có loại dụng cụ dẫn điện có giá trị điện trở không phụ thuộc vào giá trị chiều hiệu điện U đặt vào

Có loại dụng cụ dẫn điện có điện trở với giá trị khác nhau, tùy thuộc vào giá trị chiều hiệu điện thế, nh điôt bán dẫn)

ở THCS xét đến loại dây dẫn có điện trở không đổi phạm vi giá trị định hiệu điện thế, dây dẫn kim loại đồng chất

+ Sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ

Giá trị đa số tính chất vật lí thay đổi theo nhiệt độ điện trở suất ngoại lệ Hệ thức nhiệt độ điện trở suất đồng (và cho kim loại nói chung) tơng đối tuyến tính khoảng nhiệt độ rộng Có thể viết

0 = 0(T  T0)

rất nhỏ ( = 2,0.106K1) coi nh khơng phụ thuộc vào nhiệt độ nên đợc dùng để chế tạo điện trở mẫu

+ Trong vật lí học, thuật ngữ “điện trở” đợc dùng với ba ý nghĩa :

 Biểu thị thuộc tính vật dẫn, biểu thị mức độ cản trở dịng điện nhiều hay Ví dụ : bàn là, bếp điện có điện trở

 Biểu thị yếu tố mạch điện có tính chất cản trở dịng điện Ví dụ : dây tóc bóng đèn điện trở

 Biểu thị giá trị điện trở : bóng đèn cú in tr 12

b) Định luật Ôm

ở lớp học định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trở (khơng có cuộn cảm tụ điện bán dẫn)

Định luật đợc phát biểu nh sau : Cờng độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn tỉ lệ nghịch với điện trở dây

I = U

R (1)

Công thức (1) trùng với công thức định nghĩa điện trở R = U

I

Nhng ý nghĩa hai công thức khác :

 C«ng thøc R = U

I dùng để tính điện trở dụng cụ, dụng cụ có tn theo định luật Ơm hay khơng

VÝ dụ nh đoạn mạch điện xoay chiều có cuộn cảm tụ điện tính điện trở đoạn mạch theo công thức U

I nhng tổng trở gồm điện trở dung kháng, cảm kháng

 C«ng thøc I = U

R lại nói lên I tỉ lệ thuận với U, giá trị R không phụ thuộc vào giá trị U, nh định luật Ơm áp dụng cho mạch có điện trở (chỉ có tác dụng tỏa nhiệt) Ví dụ nh với đoạn mạch xoay chiều có R, L, C định luật Ơm có dạng I = U,

Z Z tổng trở

Z = 2

R L

C

 

   



 

Có thể lập cơng thức tính cơng dịng điện đờng lí thuyết Xuất phát từ định nghĩa hiệu điện U = A

q định nghĩa cờng độ dòng điện I = q

t , ta cã thÓ suy :

A = Uq = UIt Do cơng suất dịng điện :

P = A t = UI

Theo chơng trình mới, lớp để giảm bớt nặng nề lí thuyết, khơng đa định nghĩa hiệu điện cờng độ dòng điện, khơng thể xây dựng cơng thức tính cơng cơng suất dịng điện nh đợc

HS đợc học khái niệm công, công suất đơn vị đo chúng lớp Xuất phát từ thực tế bóng đèn dụng cụ điện th ờng có ghi cơng suất hiệu điện thế, ta đặt vấn đề tìm hiểu mối quan hệ hai đại l -ợng Bằng thực nghiệm, xác lập đợc mối quan hệ P = UI suy cơng dịng điện A = P t = UIt

Các công thức đợc xác lập với bóng đèn điện suy rộng cho dụng cụ sử dụng điện khác

Các cơng thức áp dụng cho dòng điện xoay chiều tr ờng hợp mạch có điện trở U, I giá trị hiệu dụng Nếu mạch điện xoay chiều cịn có dụng cụ tiêu thụ điện khác (nh động cơ, máy biến thế, máy giặt ) cơng suất tiêu thụ đ ợc tính theo cơng thức

P = UIcos

Lúc P = UI cơng suất lớn mà nguồn điện cung cấp cho đoạn mạch, đợc gọi công suất tồn phần mạch điện xoay chiều Cịn

P = UIcos cơng suất hữu ích ln nhỏ UI Phần hữu ích đ ợc biến đổi thành dạng lợng khác, phần lại đợc trả v ngun

Nếu mạch điện có điện trở thuần, tiêu thụ điện dới dạng nhiệt cos

= P = UI có nghĩa đoạn mạch tiêu thụ toàn công suất nguồn cung cấp

4.2.3.4 Định luật Jun Len-xơ

mà khơng gặp khó khăn, xem nh hệ lí thuyết Sau kiểm tra lại thí nghiệm dễ dàng nhiều Cách làm vừa làm cho HS thấy đ ợc vai trò tốn học vật lí, vừa phát huy đợc tính tích cực, tự lực, sáng tạo HS học tập mà không nhiều thời gian

Tuy nhiên GV cần lu ý rằng, lớp xét đến bảo toàn l ợng tợng nhiệt Cần phải có thơng báo mở rộng phạm vi áp dụng định luật sang tợng điện trớc sử dụng

4.2.4 Phơng pháp dạy học số kiến thức cụ thể

4.2.4.1 Dạy học Sự phụ thuộc điện trở vào tiết diện dây dẫn" I Mơc tiªu

 Dựa kiến thức điện trở tơng đơng đoạn mạch song song, dự đoán mối quan hệ điện trở dây dẫn tiết diện dây

 Bè trÝ vµ tiÕn hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán

Nờu đợc : Điện trở dây dẫn có chiều dài làm vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện dây

II  Chuẩn bị

Đối với nhóm HS

đoạn dây dẫn hợp kim loại (nikêlin, constantan) có chiều dài có đờng kính d1 d2, có tiết diện tơng ứng S1 =

2 d

2

 

     vµ S

=

2 d

2

 

  

 

 nguồn điện 6V

công tắc

ampe kế có GHĐ 2A ĐCNN 0,1A

vôn kế có GHĐ 1,5V ĐCNN 0,1V

đoạn dây dẫn nối có vỏ cách điện, đoạn dài 30cm III Những lu ý mặt phơng pháp dạy học

Muốn xét xem điện trở phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn nh phải đo điện trở hai dây dẫn có tiết diện khác nhau, nh ng cã cïng chiỊu dµi vµ lµm b»ng cïng mét vËt liƯu

Việc làm thí nghiệm kiểm tra dự đốn khơng phải điều khó khăn HS

IV  Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh Hoạt động HS Trợ giúp GV Hoạt động 1

Xác định mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu mối quan hệ điện trở d©y víi tiÕt diƯn cđa d©y

+ Giới thiệu 2, đoạn dây làm vật liệu nh đồng, constantan nhng đờng kính khác nhau, tiết diện khác

+ Vì lại phải làm dây dẫn có tiết diện khác ? Tiết diện dây ảnh hởng đến điện trở dõy ?

Hot ng 2

Đề xuất phơng pháp khảo sát và xây dựng dự đoán mối quan hệ giữa điện trở dây dẫn tiết diƯn cđa d©y.

a) Làm việc cá nhân Trả lời câu hỏi GV phơng pháp khảo sát : giữ yếu tố khác không đổi (chiều dài, vật liệu), thay đổi tiết diện

 Ta biết điện trở dây dẫn, muốn khảo sát phụ thuộc điện trở dây dẫn vào yếu tố tiết diện dây ta phải làm ? b) Đề xuất dự đoán

Làm việc theo nhóm

Tạo dây dÉn cã tiÕt diÖn S2 = 2S1, S3 = 3S1

 Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch gồm hai điện trở có tiết diện S1 mắc song song :

Rt® = R1

 Rt® điện trở dây dẫn có tiết diện S2 = 2S1 (chËp hai d©y cã tiÕt diƯn S1 víi nhau)

 Có loại dây dẫn có tiết diện S, làm để tạo đợc dây dẫn có tiết diện 2S1, 3S1 ?

 Hãy áp dụng cơng thức tính điện trở tơng đơng đoạn mạch song song để so sánh điện trở dây dẫn có tiết diện S với điện trở dây dẫn có tiết diện S2 = 2S có chiều dài, làm loại vật liệu

Hoạt động HS Trợ giúp GV R2 = R1

2

 So s¸nh S S víi

1 R R :

2

S

S 2 ,

R

R 2 Suy

1

R S

R S

Nêu dự đoán : Điện trở hai dây dẫn có chiều dài, làm vật liệu tỉ lệ nghÞch víi tiÕt diƯn cđa chóng

Hoạt động 3

Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán Làm việc theo nhóm

a) Thảo luận kế hoạch lắp r¸p thÝ nghiƯm

 LËp c¸c tØ sè :

2

2

1 1

S d

S d ;

2

3

2

1 1

S d

S d

 Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm để đo điện trở dây dẫn

 Cung cấp cho HS sợi dây có chiều dài l, vật liệu, có đờng kính lần lợt d1, d2, d3 Hãy lập tỉ số

1 S S

, S S b) Thực thí nghiệm đo U, đo I để

tÝnh R1, R2, R3

 LËp b¶ng sè liƯu

 TÝnh R1 = 1 U

I ; R2 = 2 U

I ; R3 = 3 U

I

 Kiểm tra việc lắp ráp thí nghiệm HS xem có sơ đồ khơng cho tiến hành thí nghiệm

c) So s¸nh c¸c tØ sè R R víi

2 1 2 d S S d  R R víi

2 1 3 d S S d 

Hoạt động HS Trợ giúp GV Hoạt động 4

Phát biểu kết luận mối quan hệ giữa điện trở dây dẫn tiết diện của dây

Th¶o ln chung ë líp

 Với sai số coi kết luận ?

 Vì có sai số ? Hoạt động 5

VËn dơng

Lµm việc cá nhân,

Lần lợt trả lời C3, C4, C5, C6 SGK Th¶o ln chung ë líp vỊ kÕt

Để trả lời C5, C6 cần thực hai lần suy luận :

Dây có tiết diện, khác chiều dài

Dõy khỏc chiều dài, khác tiết diện 4.2.4.2 Hoạt động nhận thức HS học Định luật Jun “  Len-xơ” I  Mục tiêu

1 Dựa vào định luật bảo tồn lợng cơng thức tính cơng dịng điện, dự đốn đợc cơng thức tính nhiệt lợng mà dây dẫn có điện trở R tỏa có dịng điện cờng độ I chạy qua qua thời gian t

2 Thực đợc thí nghiệm kiểm tra dự đốn

3 Phát biểu đợc định luật Jun  Len-xơ vận dụng đợc định luật để giải tập tác dụng nhiệt dịng điện

II  Nh÷ng lu ý phơng pháp dạy học

1. C s để dự đốn cơng thức tính nhiệt lợng mà dây dẫn tỏa có dịng điện chạy qua định luật bảo toàn lợng Định luật lớp phát biểu với trình  nhiệt Bởi vậy, đến muốn áp dụng cho trình điện  nhiệt, điện  phải có thơng báo bổ sung

Ngoài ra, trớc HS thừa nhận thơng báo cơng dịng điện số đo điện mà đoạn mạch tiêu thụ để chuyển thành dạng lợng khác Nói cách đơn giản, cơng dịng điện có giá trị giá trị điện

VËn dơng hai ®iỊu cho tợng tỏa nhiệt dây dẫn ta cã thÓ viÕt Q = A = RI2t

Q = mc(t2 t1)

So sánh nhiệt lợng, dự đoán Q = RI2t nhiệt lợng đo đợc nhiệt lợng kế để khẳng định tính đắn dự đoán nêu lên thành định luật

2. Ta hồn tồn xây dựng cơng thức Q = RI2t dựa kết thí nghiệm Lần lợt làm thí nghiệm để xác định phụ thuộc Q vào R, Q vào I Q vào t tổng hợp lại Nh phải làm thí nghiệm, thí nghiệm 20 phút Do khơng đủ thời gian Trong đó, theo phơng án nêu phải làm lần thí nghiệm kiểm tra nên khả thi

3. HS biết cách đo nhiệt lợng vật tỏa ngâm vật vào nớc lớp Bởi HS tự lực đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra tiến hành thí nghiệm

III  Hoạt động nhận thức học sinh Hoạt động 1

Xác định nhiệm vụ nghiên cứu

Dịng điện có tác dụng nhiệt, chạy qua dây dẫn làm dây dẫn nóng lên Nhng chạy qua dây tóc bóng đèn dây tóc nóng sáng lên, tỏa nhiệt nhiều, cịn chạy qua dây dẫn nối lại hầu nh không làm dây dẫn nóng lên ?

VËy nhiƯt lỵng dòng điện tỏa dây dẫn phụ thuộc vào yếu tố ? Vào dòng điện, vào dây dẫn hay vào hai ?

Hot ng 2

Dự đoán công thức tính nhiệt lợng dây dẫn táa ra

Lµm viƯc theo nhãm

 Nhắc lại định luật bảo toàn lợng học lớp Mở rộng phạm vi áp dụng định luật cho tợng điện  nhiệt : Điện bin i thnh nhit nng

Nhắc lại điện có số đo công dòng điện A = RI2t = UIt

 Suy dự đoán cơng thức tính nhiệt lợng dây dẫn có điện trở R tỏa có dịng điện cờng độ I chạy qua thời gian t giây :

Q = A = RI2t = UIt Thảo luận chung lớp kết dự đoán Hoạt động 3

Làm việc theo nhóm

a) Đề xuất phơng án thí nghiệm

Mc ớch : Xác định Q theo hai cách, tính theo cơng thức dự đốn đo thí nghiệm so sánh

Đo nhiệt lợng tỏa cách ngâm dây dẫn vào nhiệt lợng kế

Xỏc nh nhiệt lợng tỏa công thức :

Q = m1c1(to2  t )o1 + m2c2(to2  t )1o  

(níc) (vá b×nh) b) Tiến hành thí nghiệm

Đo U, I, (to2 t )o1 , t Thùc hiƯn c¸c phÐp tÝnh

c) So sánh kết tính theo cơng thức dự đốn kết đo thí nghiệm Hoạt động 4

Kết luận : Định luật đợc nghiệm với sai số ? (Độ chênh lệch phép tính phép đo)

Hoạt động 5

VËn dơng.

Lµm C4, C5 SGK

4.3 ThÝ nghiƯm vỊ ®iƯn häc

4.3.1 ThÝ nghiƯm vỊ nhiễm điện cọ xát

a) Cú nhiu cách làm cho vật nhiễm điện : cọ xát, tiếp xúc, hởng ứng, phản ứng hoá học (nh pin, acqui), cách cho vật dẫn chuyển động từ trờng (nh cảm ứng điện từ) lớp học kĩ nhiễm điện cọ xát, xét nguyên nhân, chế t ợng nhằm làm rõ chất điện tích Cịn nhiễm điện cực pin, acqui, máy phát điện không xét đến chế tợng

khơng khí khơ, nớc Có thể lau sạch, sấy khơ vật trớc cọ xát, làm thí nghiệm tủ kính đợc sởi nóng chống ẩm, làm thí nghiệm phịng có nhiệt độ thấp nhờ có máy điều hồ nhiệt độ Vào ngày ma, làm thí nghiệm lớp khó thành cơng

b) Trên vật, tuỳ theo cách cọ xát mạnh hay yếu mà điện tích xuất nhiều hay Ví dụ nh lấy giải ni lơng, dùng vải khô cọ xát hai đầu, đầu cọ xát nhiều, đầu cọ xát ít, hai đầu nhiễm thứ điện tích nhng mật độ khác Khi gặp đôi giải ni lông để hai đầu gần lại xảy tợng chúng hút không đẩy nh qui luật nói hai điện tích dấu đẩy Lí đầu có mật độ điện tích cao tạo điện tr ờng mạnh đầu có mật độ điện tích thấp bị hút phía đầu có điện tr ờng mạnh Hiện tợng phức tạp, khơng thể giải thích cho HS THCS đ ợc Cho nên tốt tránh đừng để xảy Muốn phải cọ xát mạnh nh với số lần nh

c) Vật nhiễm điện không hút vật nhẹ nh vụn giấy, vụn bấc, miếng xốp nhỏ mà hút vật nặng Ví dụ nh ta treo thuỷ tinh hay sắt nặng lên dây mềm nằm ngang cân Sau đa vật nhiễm điện lại gần đầu đầu bị hút, quay quanh sợi dây lại gần vật nhiềm điện Bởi làm thí nghiệm tơng tác điện tích tốt treo vật bị tích điện lên dây mềm hay cho vật quay mũi nhọn đặt thẳng đứng

d) Khi vật kim loại bị nhiễm điện điện tích tập trung nhiều chỗ bề mặt có bán cong nhỏ, chỗ nhọn nhơ lên Có thể lợi dụng tính chất để tập trung điện tích, làm tăng thêm hiệu thí nghiệm Ví dụ nh cọ xát miếng ni

lông vải khô đặt lên miếng ni lơng kim loại có chỗ nhọn lồi lên nh hình 4.5 Các điện tích từ miếng ni lông truyền vào kim loại tập trung nhiều chỗ mũi nhọn Nếu đặt đầu hút thử điện vào chỗ mũi nhọn kim loại bóng

đèn bút thử điện dễ bật sáng

e) VËt liƯu dƠ nhiễm điện cọ xát Theo qui ớc, thuỷ tinh bị cọ xát lụa mang điện tích dơng Muốn biết điện tích xuất vật bị

cọ xát điện tích dơng hay âm ta đa vật lại gần đầu thuỷ tinh bị cọ xát lụa Tuy nhiên điện tích xuất thuỷ tinh th ờng ít, phải cọ xát mạnh nhiều lần rõ

HiƯn cã nhiỊu lo¹i vËt liƯu dễ nhiễm điện mạnh cọ xát nh ni lông st, vá chai nhùa st, thủ tinh h÷u c¬, th íc nhùa st v.v

4.3.2 Thí nghiệm kiểm nghiệm định luật Jun Lenxơ

Việc nghiên cứu định luật Jun - Lenxơ thực nghiệm phức tạp, nhiều thời gian đòi hỏi độ xác cao, khơng thể thực đợc học SGK chọn phơng án xây dựng công thức Q = RI2t lí thuyết sau kiểm tra lại thực nghiệm

Tuy nhiên việc kiểm tra phụ thuộc nhiệt lợng dòng điện toả vào yếu tố R, I, t phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian Trong tiết thực hành THCS kiểm tra đợc phụ thuộc này, đáng ý gây bất ngờ Q tỉ lệ với bình phơng I

Ta cho dịng điện có cờng độ I chạy qua dây dẫn có điện trở R ngâm bình nhiệt lợng kế chứa lợng nớc có khối lợng m1 thời gian t nhiệt lợng dây dẫn tỏa làm cho nhiệt độ nhiệt l ợng kế nớc tăng từ t1o đến to2 Ta phải nghiệm lại công thức

Q = (c m1 1  c m )(t2 2 2o  t )1o RI t2 (1) Muốn thực việc kiểm tra công thức nằy, ta phải đo nhiều đại lợng

m , m ,2 o

t , to2, R, I, t dụng cụ xác Nh nặng với HS THCS Để đơn giản khả thi, ta kiểm tra công thức cách gián tiếp mối quan hệ độ biến thiên từ (1) suy :

o o o

2

1 2

Rt

t t t I

c m c m

   



hay o t ~ I 

Ta cho dịng điện có cờng độ I chạy qua dây dẫn ngầm có điện trở R bình nớc nhiệt lợng kế thời gian t xác định, ví dụ nh 10 phút, đo

o t

 Làm lần thí nghiệm, ta đợc s liu sau õy :

Kết đo

Lần đo Cờng độ dòng điện I (A) Độ tăng nhiệt độ to to2  t1o

1 I10,6 t1o 

2 I2 1,2 to2 

3 I3 1,8 to3 

sau lần đo cần lấy lợng nớc có nhiệt độ ban đầu cho vào bình nhiệt lợng kế chờ cho bình nhiệt lợng kế nguội tiếp tục làm thí nghiệm lần sau

C©u hái vµ bµi tËp

1. Hãy nêu điểm giảm nhẹ điện học theo chơng trình THCS so với chơng trình cũ phần tĩnh điện, nguồn điện, cờng độ dòng điện, hiệu điện thế, mạch điện mắc nối tiếp song song

2 Việc sử dụng ampe kế vôn kế lớp cha học điện trở, mạch điện nối tiếp song song gặp khó khăn ? Khắc phục khó khăn nh ? 3 Chơng trình THCS khơng đa định nghĩa cờng độ dịng điện hiệu điện Việc

khơng đa định nghĩa lí thuyết (nh chơng trình cũ) có ảnh hởng đến việc đo lờng đại lợng nh việc nghiên cứu điện học THCS khơng ? Vì ?

Semina

Trình bày hai phơng án tổ chức hoạt động nhận thức HS nghiên cứu Định luật Jun  Len-xơ lớp :

a) Suy b»ng lÝ thut råi kiĨm nghiƯm l¹i b»ng thÝ nghiệm b) Nghiên cứu hoàn toàn phơng pháp thực nghiÖm