Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “điện tích điện trường” vật lí 11 nhằm phát huy hứng thú của học viên trung tâm giáo dục nghề nghiệp – giáo dục thường xuyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ THANH THỦY XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG "ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƢỜNG" - VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT HUY HỨNG THÚ CỦA HỌC VIÊN TRUNG TÂM GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP - GIÁO DỤC THƢỜNG XUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ THANH THỦY XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG "ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƢỜNG" - VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT HUY HỨNG THÚ CỦA HỌC VIÊN TRUNG TÂM GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP - GIÁO DỤC THƢỜNG XUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số: 8140211.01 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS.Nguyễn Huy Sinh HÀ NỘI – 2021 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập hoàn thành luận văn này, tác giả nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ lớn từ thầy cơ, đồng nghiệp, nhà trƣờng gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu xắc đến: GS.TS Nguyễn Huy Sinh - ngƣời hƣớng dẫn mặt chuyên môn, tận tâm dẫn, định hƣớng, giúp đỡ tác giả suốt trình thực luận văn Ban giám hiệu, đội ngũ cán quản lý, thầy giảng dạy lớp cao học khóa 2018 – 2020 trƣờng Đại học Giáo dục - Đại học quốc gia Hà Nội Thầy cô truyền thụ cho tác giả kiến thức kinh nghiệm quý báu, tận tình giảng dạy, dẫn định hƣớng học tập suốt đời cho học viên Ban lãnh đạo, đồng nghiệp Trung tâm Giáo dục nghề nghiệp – giáo dục thƣờng xuyên huyện Đan Phƣợng, Hà Nội quan tâm, hợp tác giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả đƣợc học tập, nghiên cứu thực đề tài Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln động viên, ủng hộ giúp đỡ suốt trình học tập hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng 12 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Thanh Thủy i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt STT Viết đầy đủ ĐC Đối chứng GDNN - GDTX Giáo dục nghề nghiệp – giáo dục thƣờng xuyên GV Giáo viên HV Học viên PPDH Phƣơng pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm 10 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Kế hoạch giảng dạy chƣơng “Điện tích Điện trƣờng”- Vật lý 11 28 Bảng 3.1 Kết học tập môn Vật lý HV năm học 2019 – 2020 .88 Bảng 3.2 Kết kiểm tra 15 phút 91 Bảng 3.3 Phân bố tần số, tần suất tần suất lũy tích kiểm tra 15 phút 91 Bảng 3.4 Kết kiểm tra 45 phút 92 Bảng 3.5 Phân bố tần số, tần suất tần suất luỹ tích kiểm tra 45 phút 92 Bảng 3.6 Tổng hợp phân loại kết học tập học viên qua kiểm tra 95 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Tấm kim loại lọc bụi 38 Hình 2.2 Tiếp nhiên liệu cho máy bay .39 Hình 2.3 Phun sơn tĩnh điện .39 Hình 2.4 41 Hình 2.5 Xe bồn chở xăng, dầu 41 Hình 2.6 .46 Hình 2.7 .46 Hình 2.8 .47 Hình 2.9 .51 Hình 2.10 57 Hình 2.11 58 Hình 2.12 59 Hình 2.13 60 Hình 2.14 61 Hình 2.15 62 Hình 2.16 62 Hình 2.17 63 Hình 2.18 64 Hình 2.19 65 Hình 2.20 65 Hình 2.21 66 Hình 2.22 67 Hình 2.23 68 Hình 2.24 69 Hình 2.25 70 Hình 2.26 73 iv Hình 2.27 74 Hình 2.28 75 Hình 2.29 75 Hình 2.30 76 Hình 2.31 77 Hình 2.32 77 Hình 2.33 78 Hình 2.34 81 Hình 2.35 83 Hình 2.36 84 Hình 2.37 85 Hình 3.1 Đồ thị đƣờng luỹ tích kiểm tra 15 phút .93 Hình 3.2 Đồ thị đƣờng luỹ tích kiểm tra 45 phút .93 Hình 3.3 Biểu đồ phân bố điểm kiểm tra 15 phút 94 Hình 3.4 Biểu đồ phân bố điểm kiểm tra 45 phút 94 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tóm tắt số cơng trình nghiên cứu hứng thú học tập 1.1.1 Trên Thế giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Hứng thú hứng thú học tập 1.2.1 Hứng thú 1.2.2 Tầm quan trọng biện pháp phát huy hứng thú hoạt động học tập 1.3 Tìm hiểu thực trạng vấn đề dạy học mơn Vật lý trung tâm GDNN - GDTX 1.3.1 Những khó khăn thuận lợi giảng dạy trung tâm GDNN GDTX 1.3.2 Những biểu học tập học viên 10 1.3.3 Tìm hiểu thực trạng số nguyên nhân học viên học yếu 12 1.4 Một vài biện pháp sử dụng giảng dạy nhằm phát huy hứng thú cho HV Trung tâm GDNN - GDTX 14 1.5 Bài tập vật lí 16 1.5.1 Khái niệm 16 1.5.2 Tác dụng tập vật lý dạy học Vật lý 17 1.5.3 Vị trí tập vật lý trình dạy học Vật lý 18 1.5.4 Phân loại tập vật lý 19 1.5.5 Phƣơng pháp giải tập vật lý 21 1.6 Thực trạng sử dụng hệ thống tập vật lý vào dạy học Trung tâm GDNN - GDTX 23 vi 1.6.1 Mục đích phƣơng pháp điều tra 23 1.6.2 Kết điều tra 23 Tiểu kết chƣơng 27 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG "ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƢỜNG" - VẬT LÍ 11 - CHO HỌC VIÊN TRUNG TÂM GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP - GIÁO DỤC THƢỜNG XUYÊN 28 2.1 Nội dung kiến thức chƣơng “Điện tích Điện trƣờng” 28 2.1.1 Vị trí, vai trị chƣơng “Điện tích Điện trƣờng” 28 2.1.2 Nội dung kế hoạch giảng dạy chƣơng “Điện tích Điện trƣờng” 28 2.2 Xây dựng hệ thống tập hƣớng dẫn giải cho chƣơng “Điện tích Điện trƣờng” nhằm phát huy hứng thú học tập cho học viên Trung tâm GDNN - GDTX 34 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập cho chƣơng “Điện tích Điện trƣờng” 34 2.2.2 Quy trình xây dựng lựa chọn hệ thống tập 35 2.2.3 Các dạng tập đƣợc xây dựng 36 Tiểu kết chƣơng 86 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 87 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 87 3.2.2 Bài thực nghiệm 89 3.3 Phƣơng pháp đánh giá kết thực nghiệm 89 3.4.Kết thực nghiệm sƣ phạm 91 3.5 Đánh giá kết thực nghiệm 95 Tiểu kết chƣơng 97 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC vii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Giáo dục đóng vai trị to lớn yếu tố định phát triển quốc gia Đất nƣớc Việt Nam từ xƣa đến có truyền thống tơn sƣ trọng đạo, giáo dục đƣợc đề cao Lúc sinh thời Bác Hồ nói “Vì lợi ích mƣời năm phải trồng Vì lợi ích trăm năm phải trồng ngƣời” Trong nghị đại hội lần XII, Đảng ta nêu rõ: “ Giáo dục quốc sách hàng đầu” Đó minh chứng lớn lao khẳng định vai trò quan trọng giáo dục nghiệp phát triển hội nhập đất nƣớc thời kì đổi Hiện nay, cách mạng khoa học – công nghệ lần thứ diễn mạnh mẽ quốc gia giới, điều khiến cho giáo dục nƣớc ta phải không ngừng đổi nâng cao chất lƣợng để phù hợp với xu chung, đáp ứng nhiệm vụ to lớn mà Đảng Nhà nƣớc giao phó, đào tạo nguồn nhân lực chất lƣợng cao, phục vụ đất nƣớc Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành nghị việc đổi chƣơng trình giáo dục, phƣơng pháp dạy học Mục tiêu đào tạo ngƣời phát triển tồn diện đức trí thể mỹ lực để trở thành công dân có ích, góp phần vào cơng xây dựng, bảo vệ, phát triển đất nƣớc Để góp phần thực đƣợc mục tiêu đó, việc cần thiết phải nâng cao chất lƣợng dạy học từ cấp học phổ thông Với tất mơn học nói chung Vật lý nói riêng, cần phải đổi phƣơng pháp dạy học (PPDH) theo hƣớng tích cực, biện pháp hiệu giúp nâng cao chất lƣợng dạy học Quá trình dạy học địi hỏi giáo viên (GV) phải có trình độ chuyên môn sâu rộng đặc biệt lực sƣ phạm Ngƣời giáo viên cần khéo léo việc lôi học viên (HV) vào học Muốn cần phải vận dụng linh hoạt phƣơng pháp dạy học tích cực, phải nắm bắt tâm lý, hiểu đƣợc suy nghĩ lứa tuổi học viên, nhƣ công việc giảng dạy đạt hiệu cao Với giảng, để giúp học viên nắm đƣợc kiến thức mới, giáo viên cần giúp học viên Phiếu học tập số Câu Điền dấu điện tích hình ảnh biểu diễn đƣờng sức điện hình a, b, c hình 3.3 dƣới Hình 3.2 Câu Chứng tỏ gần điện tích điểm, số đƣờng sức qua đơn vị diện tích đặt vng góc với đƣờng sức điện dày, cƣờng độ điện trƣờng gần điện tích điểm lớn ? (Hƣớng dẫn: Dùng công thức cƣờng độ điện trƣờng gây điện tích điểm.) Đáp án: Câu Hình 3.2 Câu Từ công thức cƣờng độ điện trƣờng gây điện tích điểm : E  cho thấy kQ r2 chứng tỏ xa điện tích gây điện trƣờng cƣờng độ điện trƣờng điểm nhỏ Phiếu học tập số Câu Khẳng định sau sai nói đặc điểm đƣờng sức điện? A Các đƣờng sức điện đƣờng cong khơng khép kín B Trong trƣờng hợp giới hạn, hai đƣờng sức tiếp xúc với điểm mà không cắt C Qua điểm điện trƣờng, ta vẽ đƣợc đƣờng sức điện D Các đƣờng sức điện không cắt Câu Khi nói điện trƣờng đều, câu nói sau khơng đúng? A Để biểu diễn điện trƣờng đều, ta vẽ đƣờng sức song song cách B Trong điện trƣờng đều, điện tích đặt điểm chịu tác dụng lực điện nhƣ C Điện trƣờng điện trƣờng mà vectơ cƣờng độ điện trƣờng điểm D Điện trƣờng điện trƣờng mà đƣờng sức song song với Câu Trong vectơ cƣờng độ điện trƣờng Hình 3.3, vectơ biểu diễn sai? Hình 3.3 A E A B EB C EC D ED Câu Trên trục Ox có hai điện tích điểm q1 q2, q1 = -9.10-6 C đặt gốc tọa độ O điện tích q2 = 4.10-6 C đặt A có tọa độ dƣơng, cách gốc O 20 cm Tọa độ điểm trục Ox mà cƣờng độ điện trƣờng khơng A 30cm B 40cm C 50cm D 60cm Câu Một hạt bụi mang điện tích dƣơng có khối lƣợng 10-6 g nằm cân điện trƣờng E có phƣơng thẳng đứng có cƣờng độ điện trƣờng E = 1000 V/m Tính điện tích hạt bụi Cho gia tốc rơi tự g = 10m/s2 A 10-11 C B 10-10 C C 10-12 C D 10-9 C Hình 3.4 Câu Một cầu kim loại mang điện tích q, có khối lƣợng m = 4,5.10-3 kg đƣợc treo vào sợi dây mảnh nhẹ, dài l = m Quả cầu nằm điện trƣờng có E nằm ngang, hƣớng sang trái (Hình 3.4), E = 2000 V/m Quả cầu bị lệch sang phải, cách phƣơng thẳng đứng đoạn d = m Lấy g = 10 m/s2 a) Biểu diễn lực tác dụng lên cầu b) Tìm điện tích cầu c) Tìm độ lớn lực căng dây Đáp án: Câu B; Câu D; Câu C; Câu D; Câu A Câu a Biểu diễn lực tác dụng lên cầu hình 3.4 b q = -1,3.10-5 (C) c T = 0,52 (N) Hình 3.5 Phiếu học tập số Hoàn thành tập sau: Câu Cho hai điện tích điểm q1 q2 đặt lần lƣợt hai điểm A, B không khí, q1 = 8.10-10 C, q2 = 8.10-10 C, AB = 2a = cm Xác định vectơ cƣờng độ điện trƣờng E tại: a điểm N, biết NA = cm, NB = cm b điểm K, biết K nằm đƣờng trung trực AB, cách AB đoạn h Xác định h để cƣờng độ điện trƣờng EK cực đại Tìm giá trị cực đại Câu Cho hai điện tích điểm có độ lớn q1 = 4q2 (q1 > 0, q2 > 0), đặt A, B cách 12 cm Tìm điểm M cƣờng độ điện trƣờng tổng hợp khơng Câu Tại ba đỉnh A, B C hình vng ABCD có cạnh dài cm khơng khí, đặt ba điện tích điểm q1 = q3 = 2.10-7 C q2 = -4.10-7 C Xác định điện tích q4 đặt D để cƣờng độ điện trƣờng tổng hợp gây hệ điện tích tâm O hình vng Đáp án: Câu a EN = 9178,78 (V/m), E N hƣớng tạo với E2 N góc   29,40 b EK  2k q1 h , E K hƣớng tạo với E1K góc  , cos  = (a  h )3/2 h = 1,77 (cm) EK đạt cực đại, (EK)max = 421,66 (V/m) Câu AM = cm; BM = cm Câu q4 = -4 10-7 C h a  h2 ; Một số hình ảnh lớp thực nghiệm : PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA SỐ Thời gian: 15 phút Phần I Trắc nghiệm (6 điểm) Câu Công thức sau để tính cƣờng độ điện trƣờng điện tích điểm Q đặt điện mơi đồng tính  ? A E  kQ  r2 B E  kQ r C E  k Q2 r D E  k Q2  r2 Câu Đặt điện tích q < vào điện trƣờng thấy lực tác dụng hƣớng từ trái sang phải Khi cƣờng độ điện trƣờng có chiều nhƣ nào? A xuống dƣới B từ dƣới lên C từ phải sang trái D từ trái sang phải Câu Tại điểm không gian có hai vectơ cƣờng độ điện trƣờng E1 E2 hai điện tích điểm gây ra, có phƣơng vng góc với vectơ cƣờng độ điện trƣờng tổng hợp A E  E1  E2 B E  E1  E2 C E  E1.E2 D E  E12  E22 Câu Chọn câu sai phát biểu đƣờng sức điện trƣờng A Các đƣờng sức điện song song chiều B Các đƣờng sức điện cách C Ở gần hai kim loại, mật độ đƣờng sức dày D Chiều đƣờng sức từ dƣơng sang âm Câu Điện tích điểm q chịu tác dụng lực F đặt điện trƣờng E1 Nếu đƣa điện tích sang điện trƣờng E2 có mật độ đƣờng sức dày gấp lần E2 lực tƣơng tác sẽ: A Giảm lần B Tăng lần C Giảm lần D Tăng lần Câu Một điện tích điểm Q = -4.10-8 C dầu có số điện môi Cƣờng độ điện trƣờng M cách điện tích Q cm A 28125 (V/m) lại gần B 28125 (V/m) xa C 56250 (V/m) lại gần D 56250(V/m) xa Phần I Tự luận (4 điểm) Câu (2 điểm) Cho hai điện tích q1 = 9.10-6 C q2 = 4.10-6 C đặt A B cách 20 cm Tìm vị trí điểm M mà cƣờng độ điện trƣờng tổng hợp 0? Câu (2 điểm) Tại hai điểm A B cách 20 cm khơng khí có đặt hai điện tích q1 = 4.10-6 Cvà q2 = -6,4.10-6 C Xác định cƣờng độ điện trƣờng hai điện tích điểm gây C, biết AC = 12 cm, BC = 16 cm Xác định lực điện tác dụng lên điện tích q3 = -5.10-8 C đặt C ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Phần I Trắc nghiệm (6 điểm) Câu Đáp án A C D C B A Mỗi câu có đáp án đƣợc điểm Phần Tự luận (4 điểm) Trả lời Câu Câu Điện trƣờng M: điểm EM  E1  E2 Điểm Hình Vì 1đ EM   E1  E2   E1   E2 hay E1  E2 Do q1, q2 > nên M nằm đoạn AB E1 = E2 (Hình 1) r1  r2  AB r1  r2  20 r  12cm     r22 q2   r2    r2  8cm  r2  q  r 3  1  Đáp số: AM = 12 cm; BM = cm 1đ Câu + Cƣờng độ điện trƣờng điện tích q1 q2 gây C có chiều nhƣ Hình có độ lớn: Hình 2 điểm E1C  k q1 = 25.10-5 (V/m) AC E2C  k q2 =22,5.10-5 (V/m) BC 1đ EC EC  E12C  E22C  33,6 (V/m) 1đ + Lực điện tác dụng lên q3 ngƣợc chiều với EC có độ lớn: F = |q3|EC  1,68.10-6 (N) Tổng điểm: 10 điểm Điểm tổng đƣợc làm tròn đến hàng đơn vị ĐỀ KIỂM TRA TIẾT Thời gian: 45 phút Phần I Trắc nghiệm (4 điểm) Câu Vào mùa hanh khơ, kéo áo len qua đầu thấy có tiếng nổ tí tách nhỏ Đó A Hiện tƣợng nhiễm điện tiếp xúc B Hiện tƣợng nhiễm điện cọ xát C Hiện tƣợng nhiễm điện hƣởng ứng D Cả ba tƣợng Câu Đƣa vật A nhiễm điện dƣơng lại gần cầu kim loại B trung hòa điện đƣợc nhiễm điện nhƣ hình vẽ bên (Hình 1) Nếu cắt dây nối đất sau đƣa vật A xa cầu, lúc cầu B có điện tích nhƣ nào? Hình A Quả cầu B tích điện âm B Quả cầu B tích điện dƣơng C Quả cầu B điện tích A B D Quả cầu B tích điện dƣơng hay âm tùy theo đƣa vật A xa cầu nhanh hay chậm Câu Ngƣời ta truyền cho hạt bụi lƣợng 2.1017 hạt electron Điện tích hạt bụi là: A +2.1017 C B -2.1017 C C + 32 mC D -32 mC Câu Hai điện tích q1 = 2.10-8C q2 = - 2.10-8C đặt hai điểm A B cách khoảng cm khơng khí Lực tác dụng lên điện tích q = 10-8 C đặt trung điểm O AB A N B 0,036 N C 0,36 N D 0,018 N Câu Một điện tích điểm Q đặt O gây điện trƣờng hai điểm A B Biết OB = OA Kết luận dƣới đúng? A Cƣờng độ điện trƣờng EA = EB B Đƣờng sức điện qua A B C Vectơ cƣờng độ điện trƣờng E A  EB D Điện trƣờng điện tích Q gây điện trƣờng Câu Một hạt bụi mang điện tích dƣơng có khối lƣợng 2.10-6 g nằm cân điện trƣờng có phƣơng thẳng đứng có cƣờng độ điện trƣờng 500 V/m Cho gia tốc rơi tự g = 10m/s2 Điện tích hạt bụi A 4.10-9 C B 4.10-10 C C 4.10-11 C Câu Một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N D 4.10-12 C Hình điện trƣờng E theo đƣờng cong nhƣ Hình Cơng M  lực điện trƣờng trƣờng hợp E A AMN < B AMN > N C AMN = D AMN chƣa xác định đƣợc Câu Công lực điện trƣờng làm dịch chuyển điện tích điểm -3 μC từ điểm A đến điểm B điện trƣờng mJ Hiệu điện UAB A V B 3000 V C -3 V D -3000 V Câu Trên vỏ tụ điện có ghi 10  F - 50 V Phát biểu dƣới sai? A Tụ điện có điện dung 10  F B Hiệu điện giới hạn đặt vào tụ 50 V C Tụ tích đƣợc tối thiểu 500 C D Có thể đặt vào hai đầu tụ điện hiệu điện 40 V không làm tụ bị hỏng Câu 10 Bộ tụ điện đèn chụp ảnh có điện dung C = 800  F đƣợc tích điện đến hiệu điện U = 350 V Biết điện tích êlectron qe = -1,6.10-19 C Số hạt êlectron di chuyển đến tích điện âm tụ điện A 1,75 1018 hạt B 1,75 10 -18 hạt C 1,6 10-18 hạt D 1,6 1018 hạt Phần II Tự luận (6 điểm) Câu (2 điểm) Hai cầu kim loại nhỏ giống nhau, mang điện tích q1, q2, đƣợc đặt khơng khí, cách khoảng 20 cm Ban đầu, hút lực 4.10-3 N Lúc sau, cho hai cầu tiếp xúc lại đƣa khoảng cách cũ, chúng đẩy lực 2,25.10-3 N Tìm điện tích ban đầu hai cầu Câu (2 điểm) Cho hai điện tích điểm q1 q2 đặt lần lƣợt hai điểm A, B khơng khí, q1 = 6.10-10 C, q2 = 6.10-10 C, AB = 2a = 10 cm Xác định độ lớn cƣờng độ điện trƣờng E tại: a điểm N, biết NA = cm, MB = cm b điểm K, biết K nằm đƣờng trung trực AB, cách AB đoạn h Xác định h để cƣờng độ điện trƣờng EK cực đại Tìm giá trị cực đại Câu (2 điểm) Một tụ điện phẳng đƣợc đặt nằm ngang, đặt vào hai đầu tụ điện hiệu điện U1 = 500 V, khoảng cách hai d = 1,6 cm Một giọt thủy ngân nhỏ tích điện, nằm lơ lửng hai tụ điện Đột nhiên hiệu điện giảm xuống U2 = 495 V Cho gia tốc rơi tự g = 10 m/s2 Hỏi sau giọt thủy ngân rơi xuống dƣơng? ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Phần I Trắc nghiệm (4 điểm) Câu 10 Đ.A B A D B A C B D C A Mỗi câu có đáp án đƣợc 0,4 điểm Phần II Tự luận (6 điểm) Đáp án Câu Câu điểm Điểm + Ban đầu, q1, q2 hút nên q1 trái dấu q2 hay q1.q2 < F k q1 q  r2 k q1 q r2 F r  q1 q   = -1,78.10-14 (C2) k 0,5 đ Lúc sau, hai cầu tiếp xúc nhau, điện tích hai cầu đƣợc phân bố lại: q’1 = q’2 Theo định luật bảo tồn điện tích: q1'  q2'  q1  q2 Do đó, hai điện tích đẩy nhau: F ' k q1' q2' r2  q1  q  k (q1  q2 )  4r F ' 4r = 2.10-7 (C) k 0,5 đ q1  q2   F ' 4r = -2.10-7 (C) k 0,5 đ -Trƣờng hợp 1: q1 + q2 = 2.10-7 (C) q1, q2 nghiệm phƣơng trình: q2 - 2.10-7 q – 1,78.10-14 = 0,5 đ => q1 = - 0,67.10-7 (C) ; q2 = 2,67.10-7 (C) q1 = 2,67.10-7 (C) ; q2 = - 0,67.10-7 (C) -Trƣờng hợp 2: q1 + q2 = - 2.10-7 (C) q2 + 2.10-7 q – 1,78.10-14 = => q1 = 0,67.10-7 (C) ; q2 = - 2,67.10-7 (C) q1 = - 2,67.10-7 (C) ; q2 = 0,67.10-7 (C) Đáp số: q1  0,67.107 (C ) ;  7 q  2,67.10 ( C )   q1  2,67.107 (C ) ;  7 q   0,67.10 ( C )  Câu 2 điểm  q1  0,67.107 (C ) ;  7 q   2,67.10 ( C )  q1  2,67.107 (C ) ;  7 q  0,67.10 ( C )  a Nhận thấy NA2 + NB2 = AB2 => A, B, N tạo thành tam giác vuông N Tại N có điện trƣờng: + E1N điện tích q1 gây ra, E1N hƣớng từ A  N, 0,25 đ E1N  k q1 =1500 (V/m) AN + E2 N điện tích q2 gây ra, E2 N hƣớng từ B  N, 0,25 đ E2 N  k q2 = 843,75 (V/m) BN Theo nguyên lý chồng chất điện trƣờng, N: EN  E1N  E2 N NB nên E1N Vì NA E2 N E N tạo với E2 N góc  với tan   E1N E2 N 0,5 đ Độ lớn E N : EN  E12N  E22N  1721 (V/m) b Tƣơng tự, điện trƣờng K: Hình EK  E1K  E2 K + E1K điện tích q1 gây ra, E1K hƣớng E1K  k từ A  K, 0,5 đ q1 AK + E2 K điện tích q2 gây ra, E2 K hƣớng E2 K  k từ B  K, q2 BK E1K = E2K q1 = q2, AK = BK = a  h2 => E K nằm đƣờng phân giác góc K tạo E1K , E2 K ; hợp với E1K góc  Biểu thức độ lớn: 0,25 đ EK  2.E1K cos   2.k EK  q1 h 2 (a  h ) a  h 2k q1 h (a  h )3/2 (*) 0,25 đ - Xác định h để EK cực đại: Áp dụng bất đẳng thức Cosi cho biểu thức (*), ta có: a2 a2 a 4h2 a h   h 3 2 2  ( a  h )3  27 3 a h  (a  h2 )3/2  ah => EK  2k q1 h 3 ah  4k q1 3a a a2  3,54 (cm) EK đạt cực đại khi: h  hay h  2 ( EK )max  Câu (2điểm) 4k q1 3a  1662,77 (V/m) + Khi giọt thủy ngân nằm cân trọng lực P cân với lực điện F1 Hình (Hình 5) Về độ lớn: P = F1  mg  q U1 d U => Khối lƣợng giọt thủy ngân: m  q gd 0,5 đ (3.1) + Khi hiệu điện giảm, giọt thủy ngân chịu tác dụng lực điện F2 trọng lực P tác dụng nên rơi xuống dƣơng với gia tốc a: a 0,5 đ P  F2 qU g m md (3.2) Thay phƣơng trình (3.1) vào phƣơng trình (3.2) đƣợc: agg U2 U  g (1  ) U1 U1 => a = 0,1 (m/s2) 0,5 đ + Thời gian rơi: t  2s d   0,4 s a a Tổng điểm: 10 điểm Điểm tổng đƣợc làm tròn đến hàng đơn vị 0,5 đ ... việc học môn Vật lý Chúng tiến hành thực đề tài ? ?xây dựng sử dụng hệ thống tập chương ? ?Điện tích Điện trường” - Vật lí 11 nhằm phát huy hứng thú học viên Giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thường xuyên? ??... chúng tơi lựa chọn đề tài ? ?xây dựng sử dụng hệ thống tập chương ? ?Điện tích Điện trường” - Vật lí 11 nhằm phát huy hứng thú học viên Giáo dục nghề nghiệp – Giáo dục thường xuyên? ?? làm luận văn thạc...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ THANH THỦY XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG "ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƢỜNG" - VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT HUY HỨNG THÚ CỦA HỌC VIÊN TRUNG TÂM