2.3.3.1. Lí do chọn hình thức nhóm chia sẻ kết quả học tập
Lực Lo-ren-xơ có bản chất là lực từ, do từ trường tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong nó. Trong thực tế lực Lo-ren-xơ có nhiều ứng dụng: dựa vào hiệu ứng Hall người ta chế tạo các cảm biến đo cảm ứng của từ trường, ống phóng đèn hình, các máy gia tốc , khối phổ kế…
Lực Lo-ren-xơ được tìm hiểu sau khi HS đã có những kiến thức nền tảng về từ trường, lực từ, bản chất của dòng điện. Do đó việc tìm hiểu về các kiến thức trong bài này là tương đối đơn giản dưới sự hướng dẫn của GV, thông qua thảo luận nhóm, HS có thể hiểu sâu hơn về lực Lo-ren-xơ.
2.3.3.2. Xác định mục tiêu.
Sau khi học xong bài này, HS có thể lĩnh hội được kiến thức và rèn luyện các kĩ năng, thái độ như sau:
a) Về kiến thức.
- Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực này.
- Nêu được phương của lực này và phát biểu được quy tắc bàn tay trái xác định lực này.
b) Về kĩ năng.
- Xác định được phương, chiều, độ lớn của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của từ trường đều.
- Vận dụng được công thức để tính lực Lo-ren-xơ, bán kính quĩ đạo .
- Thông qua quá trình hoạt động nhóm HS có thể rèn luyện được một số kĩ năng như sau:
+ Kĩ năng đọc SGK, tìm hiểu và trao đổi thông tin.
+ Kĩ năng làm việc nhóm: phân công công việc, lắng nghe, trao đổi, hợp tác. + Kĩ năng nhận xét và đánh giá.
c) Về thái độ.
- Có thái độ hợp tác với các thành viên trong nhóm để hoàn thành nhiệm vụ. - Biết lắng nghe và đóng góp ý kiến.
2.3.3.3. Chuẩn bị a/ Giáo viên.
- Dụng cụ thí nghiệm: Bộ thí nghiệm về tia catot, nam châm thẳng. - Soạn thảo kế hoạch dạy học.
- Các phiếu học tập (xem chi tiết ở phụ lục 6). - Đề kiểm tra lần 1, lần 2 (xem chi tiết ở phụ lục 7).
b/ Học sinh.
- Ôn lại các kiến thức về: dòng điện không đổi, lực từ, lực hướng tâm, qui tắc bàn tay trái .
- Chuẩn bị trước bài mới ở nhà theo sự phân công của GV. - Bút lông, bảng phụ.
2.3.3.4. Phương pháp dạy học
- Phối hợp tổ chức dạy học theo hình thức nhóm chia sẻ kết quả học tập với các PP thuyết trình nêu vấn đề, PP thí nghiệm biểu diễn, PP đàm thoại, PP làm việc với SGK và tài liệu tham khảo.
2.3.3.5. Tiến trình dạy học
Chuẩn bị ở tiết học trước
Hoạt động 1: Đặt vấn đề ( làm việc chung cả lớp) ( 2 phút)
GV: Một hiện tượng thiên nhiên kì thú mà chỉ có thể quan sát ở miền có vĩ độ lớn như bắc cực và nam cực đó là hiện tượng cực quang, vậy nguyên nhân nào đã tạo ra hiện tượng này? (GV cho HS xem tranh phóng to).
Chúng ta điều biết khi đặt một dây dẫn mang dòng điện trong từ trường thì sẽ xuất hiện lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đó, mà bản chất của dòng diện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Vậy khi hạt mang điện (điện tích) chuyển động trong từ trường thì có lực từ tác dụng lên hạt mang điện hay không? Thông qua bài học này, chúng ta sẽ làm rõ những điều đó.
Hoạt động 2: Chia nhóm, dự kiến vị trí hoạt động của các nhóm và giao nhiệm vụ cho các nhóm (làm việc chung cả lớp)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Hướng dẫn HS chia nhóm (tiến hành như chia nhóm hợp tác ở các chủ đề trước, chọn nhóm trưởng và thư kí). Yêu cầu HS sắp xếp bàn ghế trước khi bắt đầu tiết học tới.
- Phát PHT cho các nhóm và nêu cách thức thực hiện:
+ Ở nhà: Các TV ôn lại kiến thức đã học về dòng điện không đổi, lực từ, lực hướng tâm, đọc SGK, trả lời vào PHT ở nhà, ghi lại các thắc mắc để trao đổi với nhóm trong giờ học trên lớp.
+ Trên lớp: Nhóm trưởng kiểm tra việc chuẩn bị bài của các TV trong nhóm đánh giá sơ bộ tỉ lệ hoàn thành các nhiệm vụ trong PHT ở nhà. Các nhóm thảo luận tại lớp và hoàn thành PHT ở lớp.
- Tiến hành chia nhóm. Các nhóm bầu nhóm trưởng và chọn thư kí (ưu tiên cho các bạn chưa thực hiện).
- Nhận PHT, lắng nghe cách thức thực hiện.
5 phút
Tiến hành hoạt động trên lớp:
Hoạt động 3: Hoạt động tìm hiểu về định nghĩa lực Lo-ren-xơ ( cả lớp)
GIAN
- Yêu cầu các nhóm trưởng kiểm tra việc chuẩn bị bài ở nhà của các TV.
- Nhắc lại vấn đề cần nghiên cứu: hạt mang điện chuyển động trong từ trường có chịu tác dụng của lực từ hay không?
- GV tiến hành thí nghiệm với ống phóng tia catốt, kiểm chứng các dự đoán của HS.
- Nhóm trưởng kiểm tra việc chuẩn bị bài của các TV trong nhóm, đánh giá sơ bộ tỉ lệ hoàn thành các nhiệm vụ trong PHT ở nhà.
- Chú ý lắng nghe.
- HS quan sát, rút ra kết luận.
Mọi hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của lực từ, lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ (Lorentz).
1 phút
1 phút
3 phút
Hoạt động 4: Hoạt động nhóm , tìm hiểu về các đặc điểm của lực Lorentz và chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Hướng dẫn các nhóm thảo luận trả lời các câu hỏi trong PHT ở lớp. Theo dõi quá trình thảo luận của các nhóm, điều chỉnh, hỗ trợ khi cần thiết.
Một số gợi ý của GV:
Câu 1: có thể dựa vào biểu thức tính độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện để xác định độ lớn của lực
- Các nhóm thảo luận tại lớp, trả lời các câu hỏi trong PHT ở lớp.
có thể được, nếu ta coi lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện là tổng hợp các lực Lorentz
15 phút
Lo-ren-xơ hay không ? tại sao?
+ Hãy tìm số hạt điện tích chứa trong đoạn dây dẫn mang dòng điện nếu biết mật độ hạt mang điện là n0.
+ Hãy tìm mối liên hệ giữa cường độ dòng điện với số điện tích dương chuyển động có hướng với vận tốc v
trong đoạn dây đang xét.
+ Hãy thay giá trị của N và I vừa tìm được vào biểu thức tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện trong trường hợp tổng quát
biểu thức tính lực Lorentz.
tác dụng lên các hạt điện tích q0, chuyển động với cùng vận tốc v
tạo thành dòng diện trong đoạn dây dẫn đang xét. N = n0×thể tích dây dẫn = 0. . n s l I =q s v n0( . . )0 f F I l. . .sinB q v B0. . .sin N N α α = = = Công thức lực Lo-ren-xơ: 0 . . .sin f = q v B α
Câu 2: Trong qui tắc bàn tay trái để xác định lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường đều đã biết, ta cần phải biết chiều của dòng điện. Yêu cầu HS nhắc lại về qui ước chiều dòng điện đã học.
từ chiều chuyển dời của hạt mang điện (vận tốc v
) ta có thể xác định chiều dòng điện, do đó có thể áp dụng qui tắc bàn tay trái để xác định lực Lorentz.
Câu 5: Hãy so sánh biểu thức độ lớn của lực hướng tâm và lực Lorentz khi hạt chuyển động trong từ trường đều và vuông góc với đường sức từ
biểu thức tính bán kính quĩ đạo R. - Giải đáp các thắc mắc của các nhóm.
- Thu lại PHT của các nhóm xem và điều chỉnh các sai sót của các nhóm. - Trả lại PHT cho các nhóm, yêu cầu
- Các nhóm trao đổi với GV những vướng mắc không giải quyết được.
Qui ước: chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện dương, và ngược với chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện âm.
Phát biểu qui tắc bàn tay trái để xác định lực lorentz cho hạt mang điện dương và hạt mang điện âm.
do lực Lorentz lúc này đóng vai trò lực hướng tâm nên:
ht f = f 2 0 0 . . . . . m v m v q v B R R q B ⇔ = ⇒ = - Các nhóm nhận lại PHT và ghi
HS ghi nhớ các nội dung chính. nhớ các nội dung chính.
Hoạt động 5: Kiểm tra lần 1 (làm việc cá nhân)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Phát đề kiểm tra lần 1, đề kiểm tra chứa các nội dung cơ bản của bài học. Nhắc nhở HS làm bài nghiêm túc. Nếu HS trao đổi với nhau GV sẽ đánh dấu và trừ vào điểm bài kiểm tra (mỗi lần trừ 1 điểm, nếu quá 3 lần thì bài kiểm tra sẽ bị điểm 0).
- Thu bài kiểm tra khi hết giờ.
- Làm bài kiểm tra nghiêm túc trong thời gian qui định.
- Nộp bài kiểm tra.
7 phút
Hoạt động 6: Chấm bài, tìm hiểu những vấn đề còn vướng mắc của HS (Hoạt động nhóm)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Chiếu đáp án lên màn hình. Đưa bài cho HS các nhóm chấm chéo lẫn nhau. Công bố điểm và trả bài kiểm tra.
- Theo dõi việc thảo luận của các nhóm. Giải đáp thắc mắc của HS nếu có.
- Theo dõi đáp án, chấm bài, sửa các lỗi sai. - Các nhóm tiếp tục thảo luận về những vấn đề còn chưa rõ. Trao đổi với GV những vấn đề mà nhóm còn vướng mắc. 2 phút 4 phút
Hoạt động 7: Kiểm tra lần 2 (làm việc cá nhân)
GIAN
- Phát đề kiểm tra lần 2, đề kiểm tra chứa các nội dung cơ bản của bài học và có độ khó tương đương đề kiểm tra lần 1.
- Làm bài kiểm tra nghiêm túc trong thời gian qui định.
7 phút
Hoạt động 8: Đánh giá, nhận xét, giao nhiệm vụ về nhà (làm việc cả lớp và cá nhân)
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS THỜI
GIAN
- Chiếu đáp án lên màn hình. Đưa bài cho HS các nhóm chấm chéo lẫn nhau. Công bố điểm và trả bài kiểm tra. - Nhận xét hoạt động của các nhóm.
- Giao nhiệm vụ về nhà: làm bài tập 3, 4, 5, 6, 7 trang 18 SGK.
- Theo dõi đáp án, chấm bài, sửa các lỗi sai.
- Các nhóm tự nhận xét hoạt động của nhóm, và của các TV trong nhóm, tính chỉ số cố gắng các TV và của nhóm và ghi vào bảng 2.5 và nộp lại cho GV. - Thực hiện các yêu cầu của GV.
2 phút
2 phút
1 phút
Bảng 2.5. Tính chỉ số cố gắng của các nhóm
Nhóm TV Điểm Kiểm tra Chỉ số cố gắng của cá nhân Chỉ số cố gắng của nhóm Lần 1 Lần 2 Tổng Trung bình TV1 TV2 TV3 TV4
TV5
TV6
Lưu ý: GV phải hướng dẫn cách tính chỉ số cố gắng cho HS ở tiết trước - Cách tính chỉ số cố gắng:
+ Chỉ số cố gắng của TV = điểm KT lần 2 – điểm KT lần 1.
+ Chỉ số cố gắng của nhóm = tổng chỉ số cố gắng của các TV ( hoặc trung bình cộng chỉ số cố gắng của các TV trong nhóm nếu số TV trong các nhóm không bằng nhau).
- GV căn cứ vào chỉ số cố gắng của các nhóm để tính điểm khuyến khích: + Nhóm có chỉ số cố gắng cao nhất được cộng 1,5 điểm vào bài kiểm tra. + Nhóm có chỉ số cố gắng cao thứ hai được cộng 1,0 điểm vào bài kiểm tra. + Nhóm có chỉ số cố gắng cao thứ ba được cộng 0,5 điểm vào bài kiểm tra. - Điểm kiểm tra của cá nhân HS là trung bình cộng của hai lần kiểm tra cộng với điểm khuyến khích của nhóm.