8. Cấu trỳc luận văn
2.3.2. Cỏc Thớ nghiệm mụ phỏng xõy dựng được
2.3.2.1. Thớ nghiệm về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xỳc và do hưởng ứng
* Mục đớch TN:
TN được sử dụng để mụ phỏng cho hiện tượng nhiễm điện do tiếp xỳc và do hưởng ứng của cỏc vật sau khi đó học xong kiến thức về hiện tượng nhiễm điện của cỏc vật. Thụng qua TN, GV cho HS quan sỏt hiện tượng diễn ra bờn trong vật khi cú cỏc hiện tượng nhiễm điện tương ứng. Từ đú cú thể giải thớch được hiện tượng nhiễm điện của cỏc vật.
* Phương ỏn sử dụng TN:
Thụng qua TN, GV cho HS quan sỏt hiện tượng xẩy ra bờn trong cỏc vật (sự phõn bố lại điện tớch bờn trong vật) khi cho tiếp xỳc (nhiễm điện do tiếp xỳc) hay lại gần vật đó được nhiễm điện (nhiễm điện do hưởng ứng). GV cú thể sử dụng cỏc TN này làm TN minh họa sau khi đó học xong kiến thức về hiện tượng nhiễm điện của cỏc vật. TN cũn được sử dụng để giải thớch hiện tượng nhiễm điện do tiếp xỳc và hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng sau khi đó học xong kiến thức về thuyết electron.
2.3.2.2. Thớ nghiệm về lực tương tỏc giữa hai hoặc ba điện tớch điểm đặt trong chõn khụng
* Mục đớch TN:
TN về lực tương tỏc giữa cỏc điện tớch điểm đặt trong chõn khụng được dựng để cũng cố bài sau khi đó học xong định luật Cu-lụng. Qua TN, GV cú thể thay đổi giỏ trị của cỏc điện tớch cũng như khoảng cỏch giữa chỳng để HS quan sỏt và ỏp dụng kiến thức đó học tớnh được lực tương tỏc giữa chỳng.
* Phương ỏn sử dụng:
Chỳng ta cú thể sử dụng TN trờn để tổ chức cho HS vận dụng kiến thức đó học vào giải bài toỏn về tương tỏc giữa hai, ba điện tớch điểm đứng yờn trong chõn khụng. Ngoài ra, TN cũn cú thể dựng để minh họa cho định luật Cu-lụng.
2.3.2.3. Thớ nghiệm về đường sức điện của một và hai điện tớch điểm
* Mục đớch TN:
Qua TN, thụng qua việc thay đổi giỏ trị của cỏc điện tớch và khoảng cỏch giữa chỳng để HS quan sỏt được dạng đường sức của một điện tớch dương, một điện tớch õm, hai điện tớch cựng dấu nhau và hai điện tớch trỏi dấu nhau cũng như sự phõn bố mau, thưa khỏc nhau của cỏc đường sức. Ngoài ra TN cũn cho biết giỏ trị của cường độ điện trường và điện thể tại một điểm bất kỳ, cỏc mặt đẳng thế (Được sử dụng sau khi đó học xong bài cường độ điện trường và điện thế).
* Phương ỏn sử dụng:
TN về đường sức điện của một và hai điện tớch điểm được sử dụng làm TN minh họa khi dạy về đường sức điện trường. Ngoài ra cú thể sử dụng để minh họa về cường độ điện trường và điện thế tại một điểm trong điện trường sau khi học xong những kiến
thức đú; GV cú thể dựng TN để đưa ra tỡnh huống cú vấn đề khi học kiến thức về cỏc tớnh chất của đường sức điện trường.
2.3.2.4. Thớ nghiệm về điện phổ của cỏc điện tớch
* Mục đớch TN:
Qua TN, GV cú thể thay đổi giỏ trị của cỏc điện tớch, khoảng cỏch giữa chỳng cho HS quan sỏt hỡnh ảnh điện phổ của một điện tớch điểm, hai hay nhiều điện tớch điểm và hai mặt phẳng tớch điện. Ngoài ra, GV cú thể dựng TN này để mụ phỏng cho hỡnh ảnh của đường sức điện của chỳng trong mặt phẳng và trong khụng gian.
* Phương ỏn sử dụng TN:
Thụng qua việc thay đổi giỏ trị của cỏc điện tớch, khoảng cỏch giữa chỳng, GV cú thể sử dụng TN để minh họa về hỡnh ảnh điện phổ của cỏc điện tớch, hệ điện tớch khi giảng dạy kiến thức về điện phổ. Từ đú, bằng phương phỏp tương tự, GV cú thể cho HS tự rỳt ra hỡnh dạng đường sức điện tương ứng. Như vậy, TN này cú thể được sử dụng sau hoặc trước khi học kiến thức về đường sức điện trường.
2.3.2.5. Thớ nghiệm về lực điện trường gõy bởi hai tấm kim loại phẳng tớch điện bằng nhau, trỏi dấu nhau đặt song song với nhau trong chõn khụng
* Mục đớch TN:
Qua việc thay đổi giỏ trị của mật độ điện tớch mặt, độ lớn của điện tớch thử và vị trớ của nú, HS cú thể quan sỏt được sự thay đổi của lực điện tỏc dụng lờn điện tớch thử tương ứng để từ đú HS cú thể nhận xột được điện trường ở khoảng giữa hai tấm kim loại phẳng đặt song song, gần nhau, tớch điện trỏi dấu nhau là điện trường đều.
Hỡnh 2.4.b. TN điện phổ của hai tấm KL Hỡnh 2.4.a. TN điện phổ của hai điện tớch điểm
* Phương ỏn sử dụng TN:
Sau khi đó học xong kiến thức về lực điện trường và điện trường đều, GV cú thể dựng TN để minh họa cho lực điện trường tỏc dụng lờn một điện tớch thử đặt trong nú thụng qua việc thay đổi độ lớn của mật độ điện tớch mặt, độ lớn của điện tớch thử và vị trớ của nú. TN cũng cú thể sử dụng để đặt vấn đề cần nghiờn cứu khi học kiến thức về điện trường đều.
2.3.2.6. Thớ nghiệm về cường độ điện trường tại một điểm do hai điện tớch điểm gõy ra
* Mục đớch TN:
Sau khi đó học xong kiến thức về nguyờn lớ chồng chất điện trường, thụng qua việc di chuyển vị trớ chuyển chuột đến vị trớ tựy ý trong điện trường của hai điện tớch điểm, HS sẽ quan sỏt được hướng và độ lớn của cỏc vộctơ cường độ điện trường thành phần và của vộctơ cường độ điện trường tổng hợp tại vị trớ tương ứng. Từ đú HS sẽ biết cỏch xỏc định cường độ điện trường tại một điểm do nhiều điện tớch gõy ra.
* Phương ỏn sử dụng TN:
TN được dựng để minh họa cho nguyờn lớ chồng chất điện trường. GV cú thể thay đổi vị trớ chuột tương ứng với vị trớ cần biểu diễn cỏc vộctơ cường độ điện trường thành phần và vộctơ cường độ điện trường tổng hợp cho HS quan sỏt. GV cú thể dựng TN để trỡnh diễn cỏch xỏc định vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại một điểm theo quy tắc hỡnh bỡnh hành.
2.3.2.7. Thớ nghiệm về lực điện trường gõy bởi một hoặc hai điện tớch điểm
* Mục đớch TN:
Qua TN, HS cú thể quan sỏt được hướng và độ lớn (được hiển thị bởi độ dài của vộctơ lực tương ứng) của lực điện tỏc dụng lờn một điện tớch điểm đặt trong điện trường của một hay hai điện tớch điểm. Ngoài ra, TN cũn cho phộp truyền cho điện tớch thử một vận tốc ban đầu theo một hướng bất kỳ, HS sẽ quan sỏt được sự chuyển động của nú dưới tỏc dụng của điện trường tương ứng.
Hỡnh 2.6. TN về cường độ điện trường tại một điểm gõy bởi hai điện tớch điểm (khai thỏc từ trang web http://tvtl.bachkim.vn)
* Phương ỏn sử dụng TN:
Thụng qua TN, GV cú thể lựa chon một hay hai điện tớch với giỏ trị lớn bộ khỏc nhau, khoảng cỏch giữa cỏc điện tớch khỏc nhau, di chuyển điện tớch thử tới cỏc vị trị khỏc nhau, HS sẽ quan sỏt được sự thay đổi về dấu và độ lớn của lực điện tỏc dụng lờn điện tớch thử tương ứng. TN được dựng để minh họa cho lực điện trường tỏc dụng lờn một điện tớch đặt trong điện trường do một hay hai điện tớch điểm gõy ra sau khi đó học xong bài điện trường.
2.3.2.8. Thớ nghiệm về chuyển động của điện tử trong điện trường đều
* Mục đớch TN:
Thụng qua việc thay đổi giỏ trị của cỏc thành phần của vận tốc và cường độ điện trường, GV cú thể tổ chức cho HS xỏc định được quỹ đạo chuyển động, vận tốc và tầm bay xa của điện tử cũng như vị trớ của điện tử khi đập vào bản tớch điện dương.
Hỡnh 2.8. TN về chuyển động của điện tử trong điện trường đều Hỡnh 2.7. TN về lực điện trường gõy bởi một hoặc hai điện tớch điểm (khai thỏc từ trang web http://k.physik.uni-wuerzburg.de)
* Phương ỏn sử dụng TN:
TN về chuyển động của điện tử trong điện trường đều được làm TN để cũng cố kiến thức cho HS sau khi đó học xong lực điện trường. GV cú thể cho HS quan sỏt và tớnh được vị trớ, vận tốc và do đú tớnh được động năng của điện tử tại thời điểm bất kỳ.
Ngoài cỏc TN mụ phỏng ở trờn, chỳng tụi cũn xõy dựng được hai Video clip TN sau:
2.3.2.9. TN về sự nhiễm điện do cọ xỏt
* Mục đớch TN:
Ở chương trỡnh THCS HS đó được biết khi cọ xỏt một vật vào bề mặt vật một vật khỏc thỡ nú cú thể bị nhiễm điện (Nhiễm điện do cọ xỏt). Bằng cỏch đưa vật lại gần cỏc vật nhẹ khỏc hoặc dựng điện nghiệm ta cú thể nhận biết được vật cú mang điện hay khụng.
Hỡnh 2.9. TN về hiện tượng nhiễm điện do cọ xỏt (khai thỏc từ trang web http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/bychptr/bychptr.htm)
* Phương ỏn sử dụng TN:
TN được dựng để minh họa cho hiện tượng nhiễm điện do cọ xỏt khi học kiến thức về sự nhiễm điện của cỏc vật. Ngoài ra GV cú thể dựng TN để đặt vấn đề cho HS khi học về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xỳc và do hưởng ứng.
2.3.2.10. TN về sự phõn bố điện tớch ở bề mặt vật dẫn tớch điện
* Mục đớch TN:
Qua TN, HS sẽ quan sỏt được sự phõn bố khụng đồng đều cỏc điện tớch (Thụng qua việc quan sỏt gúc lệch giữa cỏc sợi len) ở bề mặt vật dẫn tớch điện: điện tớch chủ yếu tập trung ở những chỗ lồi nhọn, ở chỗ lừm hầu như khụng cú điện tớch.
* Phương ỏn sử dụng TN:
TN được dựng để biễu diễn, minh họa, chứng minh cho sự phõn bố điện tớch ở mặt ngoài của vật dẫn tớch điện. GV cú thể dựng Clip để biểu diễn minh họa cho sự phõn bố điện tớch chủ yếu ở những chỗ lồi nhọn và hầu như khụng cú ở chỗ lừm. TN cũng cú thể được sử dụng để tạo tỡnh huống cho HS trước khi dạy học về kiến thức này.