Nghiên cứu dạy học chương dòng điện trong các môi trường vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VÕ THỊ KIM HỒNG NGHIÊN CỨU DẠY HỌC CHƯƠNG "DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG", VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VÕ THỊ KIM HOÀNG NGHIÊN CỨU DẠY HỌC CHƯƠNG "DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG", VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận PPDH mơn Vật lí Mã số: : 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ THỊ THU HIỀN NGHỆ AN - 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban chủ nhiệm thầy khoa Vật lý, phịng Đào tạo Sau đại học, trường Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình học tập, thực hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo chuyên ngành Lý luận Phương pháp giảng dạy môn Vật lý, trường Đại học Vinh, nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ tác giả trình thực luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn tận tình chu đáo TS Lê Thị Thu Hiền suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, q Thầy, Cơ giáo tổ Vật lí, Trung tâm giáo dục thường xuyên Quận - Quận - TP Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình nghiên cứu thực nghiệm đề tài Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tác giả trình học tập thực đề tài Dù cố gắng luận văn tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý q thầy, giáo bạn Nghệ An, tháng năm 2016 Tác giả Võ Thị Kim Hồng LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lập với đề tài khác Nghệ An, tháng năm 2016 Tác giả Võ Thị Kim Hồng MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đóng góp luận văn Cấu trúc đề tài CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC 1.1 Tổng quan lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Những nghiên cứu nước 1.1.2 Những nghiên cứu nước 1.2 Quá trình dạy học - tự học 1.2.1 Dạy học 1.2.2 Hoạt động học chất hoạt động học 1.2.3 Tự học trình tự học 1.2.3.1 Lập kế hoạch: 1.2.3.2 Thực kế hoạch học tập: Error! Bookmark not defined 1.2.3.3 Kiểm tra: 10 1.2.3.4 Hoạt động điều chỉnh: 10 1.2.4 Vai trò tự học hoạt động học tập 10 1.2.5 Các hình thức tự học học sinh 11 1.3 Năng lực tự học vật lí học sinh THPT 12 1.3.1 Khái niệm lực tự học 12 1.3.2 Các nhân tố lực tự học học sinh THPT 12 1.3.2.1 Nhóm nhân tố bên trong: Error! Bookmark not defined 1.3.2.2 Nhóm nhân tố bên ngồi có ảnh hưởng lớn đến tự học, là:Error! Bookmark not de 1.3.3 Đặc trưng lực tự học Vật lí học sinh THPT 13 1.3.4 Những đặc điểm tâm lý cá nhân lực tư học Vật lí học sinh THPT 15 1.4 Bồi dưỡng lực tự học Vật lí học sinh THPT 15 1.4.1 Bồi dưỡng lực tự học mơn Vật lí cho học sinh THPT 15 1.4.2 Một số yêu cầu học sinh vai trò giáo viên việc bồi dưỡng lực tự học mơn Vật lí học sinh THPT 17 1.4.2.1 Đối với học sinh 17 1.4.2.Error! Bookmark not defined Đối với giáo viên……………………………………………….… 18 1.4.Error! Bookmark not defined Chuẩn bị giáo án…………………………………………… … 18 1.4.2.2.2 Tổ chức dạy học lớp…………………………………… 19 1.4.2.2.3 Kiểm tra, đánh giá kết học tập: 21 1.4.2.3 Vai trò giáo viên việc bồi dưỡng lực tự học mơn Vật lí học sinh THPT 22 1.4.3 Sử dụng số phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh 23 1.4.3.1 Phương pháp vấn đáp 23 1.4.3.2 Phương pháp đặt giải vấn đề 23 1.4.3.3 Phương pháp hoạt động nhóm 24 1.4.4.4 Phương pháp đóng vai……………………………………………… 25 1.4.4.5 Phương pháp động não……………………………………….…… 25 1.5 Thiết kế học liệu hỗ trợ cho dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng lực tự học 26 1.5.1 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn mơn Vật lí cho học sinh 26 1.5.1.1 Một số yêu cầu bản: 26 1.5.1.2 Một số nguyên tắc : 26 1.5.1.3 Quy trình biên soạn: .27 1.5.2 Thiết kế hệ thống phiếu học tập dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh 28 1.5.2.1 Khái niệm phiếu học tập 28 1.5.2.2 Phân loại phiếu học tập: 29 1.5.2.3 Các bước thiết kế phiếu học tập: 29 1.5.2.4 Sử dụng phiếu học tập: 30 1.6 Thực trạng tự học học sinh dạy môn Vật lí trường THPT 30 1.6.1 Thực trạng hoạt động tự học mơn Vật lí học sinh trung học phổ thông 30 1.6.2 Thực trạng khả tự học môn Vật lí học sinh trung học phổ thơng 32 CHƯƠNG 36 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC 36 MƠI TRƯỜNG", VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG 36 NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH 36 2.1 Tổng quan dạy học chương "Dịng điện mơi trường" trường Trung học phổ thông 36 2.1.1 Vai trò, vị trí chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 chương trình mơn Vật lí lớp 11 36 2.1.2 Nội dung kiến thức chương "Dòng điện mơi trường", Vật lí 11 37 2.1.2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương "Dịng điện mơi trường" - Vật lí 10 37 2.1.2.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng, thái độ chương "Dịng điện mơi trường" Vật lí 11 bản…………………………………………………………… 39 2.1.3 Một số khó khăn dạy học chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 cho học sinh Trung học phổ thông 39 2.2 Thiết kế tài liệu hỗ trợ dạy học chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng lực tự học 40 2.2.1 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 40 2.2.1.1 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn 40 2.2.1.2 Đề xuất phương án sử dụng tài liệu xây dựng dạy học chương "Dòng điện mơi trường", Vật lí 11 theo định hướng phát triển lực tự học học sinh 53 2.2.1.2.1 Đối với học sinh 53 2.2.1.2.2 Đối với giáo viên 56 2.2.2 Thiết kế hệ thống phiếu học tập hỗ trợ dạy học chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 theo hướng bõi dưỡng lực tự học 57 2.2.3 Biên soạn số thí nghiệm, video clip dạy học chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh 60 2.2.3.1 Sử dụng video clip 60 2.2.3.2 Sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí 62 2.3 Thiết kế số tiến trình dạy học chương "Dịng điện mơi trường", Vật lí 11 THPT theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho học sinh 63 2.3.1 Quy trình tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh 63 2.3.2 Soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức chương "Dòng điện mơi trường" - Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng lực tự học 63 CHƯƠNG 72 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72 3.1 Mục đích thực nghiệm nhiệm vụ thực nghiệm 72 3.1.1 Mục đích thực nghiệm 72 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 72 3.2 Đối tượng, thời gian phương pháp thực nghiệm sư phạm 72 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 72 3.2.2 Thời gian địa điểm thực nghiệm sư phạm 72 3.3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 73 3.3.3.1 Phương pháp điều tra .73 3.3.3.2 Phương pháp thống kê toán học .73 3.3.3.3 Xây dựng phương thức tiêu chí đánh giá 73 3.4.Nội dung thực nghiệm 74 3.4.1 Chọn mẫu thực nghiệm 74 3.4.2 Tài liệu thực nghiệm sư phạm 75 3.4.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 76 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 77 3.5.1 Đánh giá mặt định tính 77 3.5.2 Đánh giá mặt định lượng 78 3.5.3 Kết điều tra GV HS lực tự học HS với tài liệu hướng dẫn chương "Dòng điện môi trường" 81 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ LỤC QUY ƯỚC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Viết tắt Viết đầy đủ CNTT : Công nghệ thông tin ĐC : Đối chiếu GD : Giáo dục GQVĐ : Giải vấn đề GV : Giáo viên HS : Học sinh NLTH : Năng lực tự học NXB : Nhà xuất PHT : Phiếu học tập PPDH : Phương pháp dạy học SBT : Sách tập SGK : Sách giáo khoa TH : Tự học THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNSP: Thực nghiệm sư phạm Trong thực tế, để có dịng điện lớn, người ta phủ lên catod lớp oxit kim loại kiềm thổ bari, thori, stronti, canxi, v.v…; bị đốt nóng, oxit phát nhiều electron kim loại tinh khiết III- Tia catod III- Tia catốt 1/ Định nghĩa Tia catốt thực chất chùm electron catốt phát bay chân khơng 2/ Tính chất Tia catốt có tính chất sau đây: – Tia catốt truyền thẳng, khơng có tác dụng điện trường hay từ trường Dùng kim loại mỏng hình chữ thập làm anốt đặt đối diện, song song với catốt thành ống ta thấy có bóng đen có hình chữ thập kim loại – Tia catốt phát vng góc với mặt catốt Nếu catốt có dạng mặt cầu lõm tia catốt phát hội tụ tâm mặt cầu – Tia catốt mang lượng Khi đập vào vật đó, làm cho vật nóng lên Trong kĩ thuật đại tính chất ứng dụng cơng việc hàn chân không nấu kim loại rất tinh khiết chân khơng – Tia catốt đâm xuyên kim loại mỏng có chiều dày từ 0,003 – 0,03mm), có tác dụng lên kính ảnh có khả ion hố khơng khí – Tia catốt làm phát quang số chất đập vào chúng, thuỷ tinh phát ánh sáng màu xanh lục, vôi phát màu da cam – Tia catốt bị lệch điện trường, từ trường – Tia catốt nói chung chùm tia electron có vận tốc lớn, đập vào vật có nguyên tử lượng lớn (như platin), bị hãm lại phát tia Rơn-ghen IV- Ống phóng điện tử IV- Ống phóng điện tử Các tính chất chùm tia electron bị lệch điện trường, từ trường, khả kích thích phát quang số chất, P-37 ứng dụng ống phóng điện tử Đó phận quan trọng máy thu hình, dao động kí điện tử, mà hình máy tính F Bài tự kiểm tra kiến thức sau nghiên cứu thông tin phản hồi (Bài kiểm tra lần 2) Đề gồm câu – thời gian 15 phút tập tự luận Câu : Catốt cảu điốt chân khơng có điện tích mặt ngồi S = 10mm Dịng bão hào Is = 10mA Tính số electron phát xạ từ đơn vị diện tích catốt giây Câu : Chứng minh vận tốc trôi v tr electron chuyển động điện trường 2eU anốt A catốt K điốt chân khơng tính theo công thức vtr = ( ) , m với m khối lượng e độ lớn điện tích electron, cịn U hiệu điện anốt A catốt K Câu : Vì chân không không dẫn điện ? Bằng cách ta tạo dịng điện chân khơng ? Đáp án tự kiểm tra: Lần 1: Câu Đáp án B C C P-38 D C Lần 2: Câu : Điện lượng chạy qua mặt catốt giây 10mC điện lượng n electron n= 10-2 = 6,25.1016 1,6.10-19 6,25.1016 Mật độ electron phát xạ từ catốt : = 6,25.1021 m2 /s -5 10 Câu : Định lí động mv2tr = eU  vtr = 2eU m Câu 3: Vì chân khơng khơng có hạt tải điện nên chân khơng khơng dẫn điện Để tạo dịng điện chân không, người ta cho hạt tải điện vào đó, hạt tải điện chuyển động tác dụng điện trường tạo dòng điện G Bài tập vận dụng Câu : Cường độ dòng điện bão hịa đèn diode chân khơng mA Tìm số electron bứt khỏi mặt catốt thời gian ĐS : 2,25.1019 electron Câu : Catod diốt chân khơng có diện tích mặt ngồi S = 10 mm2 Dịng điện bão hịa Ibh = 10mA Tính số electron phát xạ từ đơn vị diện tích catốt giây ĐS : 6,25.1021 electron TIỂU MƠ ĐUN : DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN A Mục tiêu - Trả lời chất bán dẫn ? Nêu đặc điểm chất bán dẫn - Nêu hai loại hạt tải điện bán dẫn, lỗ trống ? - Nêu dược chất bán dẫn loại n loại p ? Lớp chuyển tiếp p-n gì?, Tranzito n-p-n ? - Giúp học sinh thấy vai trò dòng điện chất bán dẫn đời sống - Bồi dưỡng lòng u thích mơn Vật lí, say mê khám phá tượng xung quanh P-39 B Tài liệu tham khảo Tài liệu Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) – Vũ Quang (Chủ biên) – Nguyễn Xuân Chi – Đàm Trung Đồn – Bùi Quang Hân – Đoàn Duy Hinh (2007), Bộ Giáo dục đào tạo - Vật Lí 11 – SGK, NXB GD Tài liệu 2: Lương Duyên Bình – Vũ Quang (Tổng chủ biên) – Nguyễn Xuân Chi – Bùi Quang Hân – Đoàn Duy Hinh (2007), Bài tập Vật Lí 11 – SBT, NXB GD Tài liệu : Vũ Thanh Khiết – Nguyễn Phúc Thuần – Trần Văn Quang (2005), Bài tập Vật lí 11 (Tái lần thứ mười bốn) - SBT, NXB GD Tài liệu : Lê Văn Thơng (2007) – CN Vật lí – TN ĐHSP Sài Gịn, Ơn luyện Vật lí 11 – Tóm tắt lý thuyết- Bài tập tự luận- Bài tập trắc nghiệm- Ban (in lần thứ 7), NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Tài liệu : Bùi Thị Liên Chi – Ngô Văn Thành – Nguyễn Văn Ngôn – Nguyễn Văn Xuân (2009), Câu hỏi trắc nghiệm khách quan Vật lí 11, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh C Hướng dẫn HS tự học Nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu chất bán dẫn tính chất? - Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu hạt tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n bán dẫn loại p? - Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p-n? - Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu điốt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điơt bán dẫn? - Nhiệm vụ 5: Tìm hiểu tranzito lưỡng cực n-p-n Cấu tạo nguyên lí hoạt động? Hướng dẫn HS tự học - Tài liệu : trang 101 - 107 - Tài liệu : trang 111 – 115 - Tài liệu : trang 81 – 82, 101 - 104 - Tài liệu : trang 65 D Hệ vào chủ đề : Bài tập tự kiểm tra kiến thức HS sau tự đọc tài liệu theo hướng dẫn Đề gồm câu – thời gian làm phút P-40 Câu : Câu nói lớp chuyể p-n khơng ? A Lớp chuyển p-n chỗ tiếp xúc hai miền mang tính dẫn p tính dẫn n tạo tinh thể bán dẫn Tinh thể có lớp chuyển p-n bán đẫn khơng đồng B Điện trường lớp chuyển p-n đẩy hạt tải điện xa khỏi chỗ tiếp xúc hai miền p n theo chiều ngược với trình khếch tán tạo lớp dẫn điện gọi lớp ngăn C Quá trình khếch tán hạt tải điện lớp chuyển p-n tạo vùng điện tích khơng gian điện trường địa phương hướng từ miền p sang miền n D Độ dày lớp nagnw thay đổi phụ thuộc vào độ lớn chiều hiệu điện đặt vào lớp chuyển p-n Câu : Câu nói tượng nhiệt điện khơng ? A Suất điện động nhiệt điện E xấp xỉ tỉ lệ với hiệ nhiệt độ (T1 - T2 ) hai mối hàn cặp nhiệt điện B Cặp nhiệt điện gồm hai dây dẫn điện có chất khác nahu hàn nối với nahu thành mạch kín hai mối hàn giữ hai nhiệt độ khác C Nguyên nhân gây suất điện động nhiệt điện chuyển động nhiệt hạt tải điện mạch điện có nhiệt độ khơng đổi đồng D Suất điện động nhiệt điện E tỉ lệ nghịch với hiệu nhiệt độ (T - T2 ) hai mối hàn cặp nhiệt điện Câu : Câu nói chất bán dẫn không ? A Trong bán dẫn có hai hạt tải điện electron lỗ tróng B Bán dẫn xem kim loại hay chất cách điện C Chất bán dẫn có khe lượng lớn khó tạo hạt tải điện D Bán dẫn chất electron hóa trị liên kết tương đối chặt với lõi nguyên tử chúng Câu : Câu nói bán dẫn đồng khơng ? A Bán dẫn đồng bán dẫn riêng bán dẫn bù trừ B Bán dẫn đồng thường có điện trở suất nhỏ có hệ số nhiệt điện trở dương C Bán dẫn đồng thường có điện trở suất lớn hệ số nhiệt điện trở âm D Bán dẫn đồng dùng chế tạo điện trở nhiệt điện trở quang P-41 Câu : Câu nói điốt chỉnh lưu ? A Điốt chỉnh lưu linh kiện bán dẫn có lớp chuyển p-n cho dịng điện chạy qua theo chiều từ miền p sang miền n B Điốt chỉnh lưu linh kiện bán dẫn có lớp chuyển p-n cho dịng điện chạy qua theo chiều từ miền n sang miền p C Khi nối điốtvới nguồn điện cho cực dương nối vào miền n cực âm nối vào miền p (lớp p-n phân cực thuận) dịng điện chạy qua D Khi nối điốtvới nguồn điện ngồi cho cực dương nối vào miền p cực âm nối vào miền p (lớp p-n phân cực thuận) dịng điện chạy qua E Nội dung lý thuyết cần nghiên cứu (thông tin phản hồi) Vấn đề Nội dung I Chất bán I Chất bán dẫn: Semiconductor dẫn Chất bán dẫn : vật liệu trung gian chất dẫn điện chất cách điện Chất bán dẫn hoạt động chất cách điện nhiệt độ thấp dẫn điện nhiệt độ thường Thí dụ: Bán dẫn chất có điện tử lớp Germani ( Ge), silic (Si) Tính chất: - Chất bán dẫn chất có đặc điểm trung gian chất dẫn điện chất cách điện - Chất bán dẫn tinh khiết có điện trở lớn nhiệt độ thấp Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm hệ số nhiệt điện trở âm - Điện trở chất bán dẫn phụ thuộc vào tạp chất - Điện trở giảm chiếu sáng II.Phân loại II Phân loại Chất bán dẫn loại p (positive, bán dẫn dương)  Có tạp chất nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu lỗ trống  Cách tạo: Pha thêm lượng nhỏ chất có hố trị Indi (In) vào Si nguyên tử Indi liên kết cộng hóa trị với e Si liên kết bị thiếu 1e => trở thành lỗ trống ( mang điện P-42 dương) Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm, negative)  Có tạp chất ngun tố thc nhóm V, nguyên tử dùng electron tạo liên kết electron lớp liên kết lỏng lẻo với nhân, electron dẫn  Cách tạo: pha lượng nhỏ chất có hố trị phospho (P) vào Si nguyên tử P liên kết cộng hóa trị với nguyên tử Si, nguyên tử Phospho có e tham gia liên kết thừa 1e trở thành e tự => Chất bán dẫn lúc trở thành thừa e ( mang điện âm)  Hình Hình Hình Linh kiện bán dẫn: a Diod: *Tiếp giáp P - N Cấu tạo Khi có hai chất bán dẫn P N , ghép hai chất bán dẫn theo tiếp giáp P - N ta Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, điện tử dư thừa bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào lỗ trống => tạo thành lớp Ion trung hoà điện => lớp Ion tạo thành miền cách điện P-43 hai chất bán dẫn Hình Phân cực thuận cho Diode Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anốt ( vùng bán dẫn P ) điện áp âm (-) vào Catốt ( vùng bán dẫn N ) , tác dụng tương tác điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) 0,2V ( với Diode loại Ge ) diện tích miền cách điện giảm không => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn dịng qua Diode tăng nhanh chênh lệch điện áp hai cực Diode không tăng (vẫn giữ mức 0,6V ) Kết luận : Khi Diode (loại Si) phân cực thuận, điện áp phân cực thuận < 0,6V chưa có dịng qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V có dịng qua Diode sau dịng điện qua Diode tăng nhanh sụt áp thuận giữ giá trị 0,6V * Phân cực ngược cho Diode Khi phân cực ngược cho Diode tức cấp nguồn (+) vào Catốt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anốt (bán dẫn P), tương tác điện áp ngược, miền cách điện rộng ngăn cản dòng điện qua mối tiếp giáp, Diode chiu điện áp ngược lớn khoảng 1000V diode bị đánh thủng Ứng dụng Diode bán dẫn * Do tính chất dẫn điện chiều nên Diode thường sử dụng mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành chiều, P-44 mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động mạch chỉnh lưu Diode tích hợp thành Diode cầu có dạng a) Diod chỉnh lưu:  Nửa chu kì đầu, điện bán dẫn loại p cao điện bán dẫn loại n, dòng điện chạy qua theo chiều mũi tên  Nửa chu kì sau, diode mắc theo chiều ngược dòng điện, dòng điện chạy mạch nhỏ, bỏ qua b)Photodiode:  Nhờ ánh sáng thích hợp, lớp chuyển tiếp p-n tạo thêm nhiều cặp e-lổ trống khiến dòng điện ngược tăng lên nhiều  Photodiod biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, dùng thơng tin quang học, tự động hoá Diode thu quang hoạt động chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode c) Pin mặt trời: d) diod phát quang: ( Light Emiting Diode : LED ) Diode phát phang Diode phát ánh sáng phân cực thuận, điện áp làm việc LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA Led sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, III.Transistor báo trạng thái có điện vv III Transistor P-45 Cấu tạo Transistor ( Bóng bán dẫn ) Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N , ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận , ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều Cấu tạo Transistor  Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực , lớp gọi cực gốc ký hiệu B ( Base ), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp  Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát ( Emitter ) viết tắt E, cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P ) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho Nguyên tắc hoạt động Transistor * Xét hoạt động Transistor NPN Mạch khảo sát nguyên tắc hoạt động transistor NPN - Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cực C E (+) nguồn vào cực C (-) nguồn vào cực E - Cấp nguồn chiều UBE qua cơng tắc trở hạn dịng vào hai cực B E , cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E - Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cực C E cấp điện dịng điện chạy qua mối C E ( lúc dịng IC = ) - Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có P-46 dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua mối BE cực (-) tạo thành dòng IB - Ngay dịng IB xuất => có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB Hình Hình Hình * Hoạt động Transistor PNP Sự hoạt động Transistor PNP hoàn tồn tương tự Transistor NPN cực tính nguồn điện UCE UBE ngược lại Dòng IC từ E sang C dòng IB từ E sang B F Bài tự kiểm tra kiến thức sau nghiên cứu thông tin phản hồi (Bài kiểm tra lần 2) Đề gồm câu – thời gian 15 phút tập tự luận Câu : Ghép nội dung cột bên trái với nội dung tương ứng cột bên phải để thành câu có nội dung Trong tinh thể silic, mối liên kết a) lớp chuyển tiếp p – n hai nguyên tử cạnh thực cách Chất bán dẫn hạt tải điện b) bán dẫn loại p chủ yếu electron dẫn, gọi Chất bán dẫn hạt tải điện c) góp chung electron thành cặp chủ yếu lỗ trống, gọi Chỗ giống hai miền mang tính d) điôt (chỉnh lưu) bán dẫn P-47 dẫn p tính dẫn n tạo tinh thể bán dẫn, gọi Linh kiện bán dẫn cấu tạo từ e) bán dẫn loại n lớp chuyển tiếp p – n có đặc tính cho dịng điện chạy qua theo chiều xác định, gọi Câu : Một tiếp giáp p-n hai vật liệu bán dẫn khác dạng trụ giống với bán kính 0,165 mm hình bên Trong ứng dụng, có 3,50.10 15 electron chạy qua lớp tiếp giáp 1s từ miền n sang miền p 2,25.1015 lỗ trống chạy qua 1s từ miền p sang miền n (Một lỗ trống có tác dụng hạt mang điện tích +1,60.10-19 C) Hỏi dòng tổng cộng mật độ dòng ? Lần 1: Câu Đáp án C D C B A Lần 2: Câu : 1-c; 2-e; 3-b; 4-a; 5-d Câu : Cường độ dòng điện chạy qua lớp tiếp xúc I= q N1+N2 (3,5.1015+2,25.1015).1,6.10-19 = = = 0,92.10-3 A 0,92Ma t t G Bài tập vận dụng - Tài liệu : trang 44 - 48 - Tài liệu : trang 114 - 115 - Tài liệu : trang 101 - 104 - Tài liệu : trang 67 Phụ lục Đề kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm Thời gian làm 45 phút A Phần trắc nghiệm ( 5đ) : Gồm 10 câu Câu : Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào: a Bản chất hai kim loại tạo cặp nhiệt điện b Độ chênh lệch nhiệt độ hai mối hàn tạo cặp nhiệt điện P-48 c Bản chất hai kim loại độ chênh lệch nhiệt độ hai mối hàn tạo cặp nhiệt điện d Cả a,b,c sai Câu : Hằng số sau số Fa-ra-đây ? a 9,65.10-7 (C/kmol) b 9,65.107 (C/mol) c 9,65.107 (C/kmol) d 9,65.10-7 (kmol/C) Câu : Khi cho dịng điện khơng đổi I = 1A qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có điện cực Cu thời gian 50 giây lượng Cu bám vào catot a 3,2g b 3,2kg c 32kg d Một kết khác Câu : Dưới tác dụng điện trường ngoài, chất dịng điện chất khí ion hóa dịng chuyển dời có hướng a Các ion dương âm b Các electron c Các ion dương, ion âm electron d Các câu trả lời sai Câu : Dưới tác dụng điện trường ngồi, chất dịng điện chân khơng dịng chuyển dời có hướng a Các ion dương, ion âm electron b Các electron tự c Các electron bứt từ catot bị nung nóng d Các electron tự lổ trống Câu : Cường độ dòng điện bảo hòa chạy qua điốt chân khơng 1mA thời gian giây số electron bứt khỏi catốt a 6,15.1015 electron b 6,15.1018 electron c 6,25.1015 electron d 6,625.1018 electron Câu : Chất sau khơng có khả dẫn điện a Dung dịch acid b Dung dịch bazơ c Dung dịch muối d Nước cất Câu : Câu sau nói hạt tải điện chất điện phân Đúng ? Khi dòng điện chạy qua bình điện phân a ion âm, electron anốt, ion dương catốt P-49 b có electron anốt, cịn ion dương catốt c có electron từ catốt anốt d Các ion âm anốt ion dương catốt Câu : Chọn câu Sai nói chất bán dẫn a Bán dẫn có đặc tính dẫn điện yếu nhiệt độ thấp lại có tính dẫn điện tốt nhiệt độ cao b Lớp tiếp xúc p – n có tính chất dẫn điện chủ yếu theo chiều p sang n c Điốt bán dẫn linh kiện bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp p – n d Ở bán dẫn tinh khiết mật độ electron lỗ trống Câu 10 : Điện phân CuSO4 có dương cực Cu 20 phút khối lượng đồng bám vào catốt gam Nếu điện phân với cường độ dịng điện trước khối lượng đồng bám vào catốt a 12 gam b 24 gam c 48 gam d gam B Phần tự luận (5 điểm) Câu : Gần Đất mật độ prơtơn gió Mặt Trời 8,70cm-3 vận tốc chúng 470km/s a) Mật độ dịng prơtơn gió Mặt Trời b) Tìm diện tích tiết diện thẳng mặt đất c) Nếu từ trường Đất khơng làm lệch chúng prơtơn đập vào mặt đất Hỏi dịng điện tổng cộng mà đất nhận ? Câu : Dây tóc bóng đèn 220V - 100W sáng bình thường 24850 C có điện trở lớn gấp n = 12,1 lần so với điện trở 200 C Tính hệ số nhiệt điện trở  điện trở R0 dây tóc đèn 200 C Giả thiết điện trở dây tóc bóng đèn khoảng nhiệt độ tăng bậc theo nhiệt độ P-50 Phụ lục MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM P-51 ... tiến trình dạy học chương "Dịng điện mơi trường" , Vật lí 11 THPT theo hướng bồi dưỡng lực tự học cho học sinh 63 2.3.1 Quy trình tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh ... tổ chức dạy học mơn Vật lí trường THPT theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh - Thiết kế học liệu hỗ trợ cho dạy học theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh gồm tài liệu tự học có hướng dẫn,... lượng dạy học mơn Vật lí Xuất phát từ vấn đề trên, chọn đề tài nghiên cứu : "Nghiên cứu dạy học chương ? ?Dòng điện mơi trường? ??, Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng lực tự học học sinh" Mục đích nghiên cứu