8. Cấu trúc của luận văn
2.1.2. Phân phối chương trình chương "Cảm ứng điện từ" lớp 11 THPT của
cơ bản [3]
Chương "Cảm ứng điện từ" được thực hiện trong 06 tiết học, bắt đầu từ tiết 44 đến tiết 49 trong chương trình Vật lí 11 cơ bản, trong đó có 04 tiết nghiên cứu kiến thức mới và 02 tiết rèn kĩ năng giải bài tập. Phân phối chương trình cụ thể các tiết như sau:
STT Tiết trong PPCT Tên bài học
01 44 Từ thông. Cảm ứng điện từ 02 45 Từ thông. Cảm ứng điện từ 03 46 Bài tập 04 47 Suất điện động cảm ứng 05 48 Tự cảm 06 49 Bài tập 2.1.3. Các mục tiêu về kiến thức [3], [9]
2.1.3.1. Các khái niệm, đại lượng
- Phát biểu được định nghĩa từ thông. Viết được công thức tính từ thông do từ trường gửi qua một tiết diện kín S là BScos. Nêu được đơn vị của các đại lượng trong công thức này 2
(W ), B(T),S(m )b
.
- Phát biểu được khái niệm về dòng điện cảm ứng: Là dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên của từ thông qua mạch kín.
- Phát biểu được định nghĩa suất điện động cảm ứng: Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín khi có sự biến thiên từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch kín đó: ec t
- Trình bày được khái niệm về dòng điện Fu-cô: Là dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.
- Viết được công thức tính suất điện động cảm ứng trong đoạn dây chuyển động trong từ trường: ec Bvlsin.
- Viết được công thức tính từ thông riêng và tính hệ số tự cảm của một ống dây.
- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và viết được biểu thức tính suất điện động tự cảm etc L i
t
.
- Viết được biểu thức tính năng lượng từ trường trong ống dây khi có dòng điện i chạy qua 1 2
W 2
t Li .
- Trình bày được khái niệm hiện tượng cảm ứng điện từ: Là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng.
- Trình bày được khái niệm hiện tượng tự cảm: Là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra.
2.1.3.2. Các định luật, qui tắc
- Phát biểu được nội dung của định luật Len-Xơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
- Phát biểu được nội dung của định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.
2.1.3.3. Các ứng dụng
- Nêu ra được một số ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện Fu-cô, hiện tượng tự cảm như: Máy phát điện, máy biến áp, đàn ghi-ta điện, sạc điện từ, đồng hồ đo điện năng, la bàn…
2.1.4. Các mục tiêu về kĩ năng [3], [9]
* Trong khi học:
- Dự đoán được câu trả lời sơ bộ (nêu được giả thuyết) cho vấn đề nhận thức đã đưa ra.
- Thiết kế được phương án thí nghiệm kiểm tra các định luật.
* Sau khi học:
- Vận dụng được công thức B.S.cos để tính từ thông qua một diện tích S trong các trường hợp khác nhau.
- Vận dụng được các hệ thức ec
t
, ec Bvlsin trong các trường hợp khác nhau.
- Xác định được chiều dòng điện cảm ứng theo định luật Len-xơ.
- Tính được suất điện động tự cảm trong ống dây khi dòng điện chạy qua nó có cường độ biến đổi đều theo thời gian.
- Tính được năng lượng từ trường trong ống dây.
- Giải thích được ý nghĩa Vật lí của các kết quả thu được trong thí nghiệm và một số hiện tượng trong thực tế liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ, tự cảm.
- Giải thích được nguyên tắc hoạt động của phanh điện từ ở xe tải, công tơ điện dùng trong gia đình, giải thích được lí do tại sao lõi sắt của máy biến áp lại ghép từ nhiều lá thép kĩ thuật có lớp sơn cách điện với nhau. Giải thích được nguyên nhân làm hỏng dụng cụ điện khi bật tắt công tắc điện liên tục...
2.1.5 Các mục tiêu về thái độ, tình cảm [3], [9]
- Có hứng thú học Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng những đóng góp của Vật lí học cho sự tiến bộ của xã hội và công lao của các nhà khoa học. Đặc biệt là công lao và tấm gương của nhà bác học Fa-ra-đây.
- Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, có tinh thần hợp tác trong việc học tập nói chung, tiến hành thí nghiệm nói riêng cũng như trong việc áp dụng các kết quả đạt được.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết Vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, bảo vệ và giữ gìn môi trường sống.
2.1.6. Các mục tiêu theo định hướng phát triển năng lực
Ghi chú: Năng lực thành phần liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lí, ví dụ như K1, K2… cũng có thể hiểu là những mục tiêu kiến thức cần đạt được.
CHỦ ĐỀ: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ Các mục kiến
thức trong bài học
Các năng lực cần bồi dƣỡng cho HS
Công cụ đánh giá các năng lực HS đạt đƣợc Hình thức kiểm tra, đánh giá các năng lực HS I. Từ thông K1: Viết được công thức tính từ thông
do từ trường gửi qua một tiết diện kín S là BScos. Nêu được đơn vị của các đại lượng trong công thức này
2 (W ), B(T),S(m )b
.
K2: Chỉ ra được từ thông dương, âm hoặc bằng 0 phụ thuộc vào góc tạo bởi véc-tơ cảm ứng từ và véc-tơ pháp tuyến của mặt phẳng diện tích S. Nếu
= 0 thì max BS, nếu 90o thì 0 , nếu 90o thì 0, nếu 90o thì 0. K3: Sử dụng được công thức tính từ thông để tính được từ thông do từ trường đều gửi qua một vài diện tích đơn giản (hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật...)
K4,P5: Sử dụng các công cụ toán học như cách tính diện tích, lượng giác để mô tả biểu thức tính từ thông trong trường hợp tổng quát BScos và vận dụng vào giải được một số bài toán về từ thông trong các trường hợp tương đối phức tạp.
X6: Trình bày ý kiến cá nhân, thảo luận, tự rút ra nhận xét về sự phụ thuộc của từ thông vào các đại lượng khác cũng như nhận xét được về ý nghĩa Vật lí của từ thông.
1.K1-1 1.K1- 2 1.K2-11.K2-3 1.K3-11.K3-5 1.P5-11.P5-3 K1 ,K2, K3, K4 , P5 được đánh giá bằng kết quả thông qua bài kiểm tra
(tự luận + trắc nghiệm khách quan)
X6 được đánh giá qua kiểm tra vấn đáp, đánh giá quá trình.
II. Hiện tƣợng cảm ứng điện từ
K1: Trình bày được khái niệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng.
K2: Chỉ ra được các cách làm thay đổi từ thông để gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ.
Chỉ rõ được dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên của từ thông. K4: Vận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ vào giải thích nguyên tắc hoạt động của: Máy biến áp, ghi-ta
2.K1-1, 2.K1-2 2.K2-12.K2-5 2.K4-12.K4-3 K1 ,K2 được đánh giá qua kiểm tra vấn đáp, đánh giá kết quả, đánh giá qua vận dụng kiến thức vào thực tiễn. K4 được đánh giá qua quá trình và qua vận dụng thực tiễn
Các mục kiến thức trong bài
học
Các năng lực cần bồi dƣỡng cho HS
Công cụ đánh giá các năng lực HS đạt đƣợc Hình thức kiểm tra, đánh giá các năng lực HS
điện, máy phát điện...
P3, X3: Biết quan sát thí nghiệm và nhận xét được bản chất chung của các thí nghiệm này khi tạo ra dòng điện cảm ứng đều là làm biến thiên từ thông.
P7: Đề xuất được dự đoán, suy ra các hệ quả có thể kiểm tra xem còn có cách nào khác để gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ.
2.K4-42.K4-7
2.P7-12.P7-3
P3, X3, P7 được đánh giá qua quá trình
III. Định luật Len-xơ về chiều dòng điện
cảm ứng
K1: Phát biểu được nội dung định luật Len-xơ theo hai cách khác nhau. K3: Vận dụng được định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng chạy trong mạch điện kín khi có từ thông biến thiên qua mạch kín đó. P3: Tìm kiếm thông tin về nhà bác học Len-xơ và những đóng góp của ông. P7: Suy ra được các hệ quả có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm nhằm kiểm nghiệm định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng.
X3: Biết quan sát thí nghiệm và nhận xét được bản chất chung của các thí nghiệm này khi tạo ra dòng điện cảm ứng đều là làm biến thiên từ thông. X6: Trình bày ý kiến cá nhân, thảo luận, tự rút ra nhận xét về phương pháp xác định chiều dòng điện cảm ứng trong hiện tượng cảm ứng điện từ.
3.K1-13.K1-4 3.K3-13.K3-4 3.P3-1 3.PXX-1 K1, K3 được đánh giá qua kiểm tra vấn đáp, đánh giá kết quả. P3, P7, X3, X6 được đánh giá qua quá trình và qua vận dụng vào thực tiễn. IV. Dòng điện Fu-cô
K1: Trình bày được định nghĩa, tích chất, công dụng của dòng điện Fu-cô cũng như cách giảm thiệt hại do tác dụng của dòng điện Fu-cô gây ra trong kĩ thuật.
K2: Chỉ ra được dòng điện Fu-cô thực chất là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong lòng các vật bằng kim loại khi có sự chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên theo thời gian. Dòng điện này sinh ra để chống lại chuyển động đó.
K4: Giải thích được tại sao các vật bằng kim loại khi chuyển động trong từ trường lại bị hãm dừng lại.
Giải thích được nguyên tắc hoạt động của các lò cảm ứng luyện kim loại, bếp từ, phanh điện từ...
C6: Chỉ ra được ý nghĩa to lớn đối với
4.K1-14.K1-4 4.K2-14.K2-2 4.K4-1 4.K4-4 K1, K2 được đánh giá qua kiểm tra vấn đáp, đánh giá kết quả. K4, C6 được đánh giá qua quá trình và qua thực tiễn
Các mục kiến thức trong bài
học
Các năng lực cần bồi dƣỡng cho HS
Công cụ đánh giá các năng lực HS đạt đƣợc Hình thức kiểm tra, đánh giá các năng lực HS
đời sống và kĩ thuật của hiện tượng cảm ứng điện từ và dòng điện Fu-cô.
Bài 24: Suất điện động cảm ứng Các mục kiến thức
trong bài học Các năng lực cần bồi dƣỡng cho HS
Công cụ đánh giá các năng lực HS đạt đƣợc Hình thức kiểm tra, đánh giá các năng lực HS I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín.
K1: Phát biểu được định nghĩa về suất điện động cảm ứng.
Phát biểu và viết được biểu thức của định luật Fa-ra-đây. Trình bày được tên, đơn vị, ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức đó.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các đại lượng trong công thức tính suất điện động cảm ứng.
K3: Vận dụng được định luật Fa-ra-đây để giải các bài toán cơ bản về suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng… K4, P5: Lựa chọn và sử dụng được công cụ toán học phù hợp để giải quyết bài toán suất điện động cảm ứng…
P8, P9: Đề xuất được phương án thí nghiệm, lắp ráp, tiến hành đo suất điện động cảm ứng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
5.K1-15.K1-4 5.K2-15.K2-3 5.K3-15.K3-5 5.K4P5-1 5.K4P5-8 5.P8P9-1 K1 ,K2, K3,P5 được đánh giá bằng kiểm tra vấn đáp, đánh giá kết quả. P8, P9 được đánh giá qua quá trình.
II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ. Lí giải được ý nghĩa của dấu (-) trong công thức tính suất điện động cảm ứng.
5.K2-3 Đánh giá qua
kết quả
III. Chuyển hóa năng lƣợng trong hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
K1: Trình bày được bản chất của quá trình chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ.
K4: Vận dụng bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ vào giải thích phương thức sản xuất điện năng hiện nay. Nêu ra được các ứng dụng thực tiễn của hiện tượng cảm ứng điện từ. P2,X4: Mô tả được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp, máy phát điện, động cơ điện…bằng kiến thức về cảm ứng điện từ.
P3,C6: Nhận ra được ảnh hưởng Vật lí của hiện tượng cảm ứng điện từ vào sản xuất điện năng hiện nay. Nêu ra được các ứng dụng thực tiễn
5.K1-3
5.K4P5-1
5.K4P5-5
5.P2X4-1
K1 được đánh giá qua kết quả.
K4, P2, X4, P3,C6
đánh giá qua quá trình và vận dụng
của hiện tượng cảm ứng điện từ. Nhận thức được đóng góp to lớn của Fa-ra-đây cho công cuộc điện khí hóa- cuộc cách mạng khoa học công nghệ lần thứ hai trong lịch sử tiến hóa của nhân loại.
5.P3C6-1 Bài 25: Tự cảm Các mục kiến thức trong bài học Các năng lực cần bồi dƣỡng cho HS Công cụ đánh giá các năng lực HS đạt đƣợc Hình thức kiểm tra, đánh giá các năng lực HS I. Từ thông riêng của một mạch kín. K1, K2 : Phát biểu đƣợc định nghĩa từ thông riêng và viết đƣợc công thức tính từ thông riêng, độ tự cảm của một ống dây hình trụ trong trƣờng hợp có lõi sắt và không có lõi sắt.
K3, K4: Vận dụng các công thức tính từ thông riêng, độ tự cảm của ống dây để làm các bài tập cơ bản về hiện tượng tự cảm. 6.K1-1 6.K1- 2 6-K2-3 6.K2-4 6.K3-1 6.K4-1 K1, K3, K4 được đánh giá qua vấn đáp và đánh giá kết quả. II. Hiện tƣợng tự cảm. K1: Phát biểu đƣợc định nghĩa về hiện tƣợng tự cảm, chỉ ra đƣợc khi nào thì xảy ra hiện tƣợng tự cảm, hiện tƣợng tự cảm có tác dụng gì đối với dòng điện khi đóng ngắt mạch điện.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa hiện tượng tự cảm và hiện tượng cảm ứng điện từ.
K4, P2: Mô tả được một số hiện tượng điện xảy ra trong thực tế khi đóng ngắt mạch điện. Vận dụng lý thuyết về hiện tượng tự cảm giải thích các hiện tượng điện đó.
P3: Biết quan sát thí nghiệm về hiện tượng tự cảm do GV tiến hành và rút ra nhận xét về hiện tượng xảy ra khi đóng ngắt mạch điện. 6.K1-3 6.K2-1 6.K4-5 6.K4-46.K4-5 K1, K2 được đánh giá qua vấn đáp và đánh giá kết quả. K4, P2, P3 được đánh giá qua quá trình
III. Suất điện động tự cảm.
IV. Ứng dụng của hiện tƣợng tự cảm.
K1: Viết được công thức tính suất điện động tự cảm và năng lượng từ trường của ống dây tự cảm.
K2: Hiểu được mối quan hệ giữa suất điện động tự cảm với định luật Len-xơ. K3, K4: Vận dụng các công thức tính độ tự cảm, suất điện động tự cảm, 6.K1-3 6.K1- 4 6.K2-2 K1, K2, K3, K4 được đánh giá qua kết quả.
năng lượng từ trường để làm các bài tập cơ bản về hiện tượng tự cảm. P3: Lấy được ví dụ về ứng dụng của