7. Cấu trúc của luận văn
2.3.2. Tổ chức cho học sinh làm các thí nghiệm thực tập Phần Điện học
Tổ chức cho học sinh làm thí nghiệm chương Điện tích và Dòng điện không đổi.
Thí nghiệm 1a:
Dụng cụ:
- 1 quả bóng đã được thổi. - 1 mảnh vải dạ
Tiến hành:
- Cọ xát mảnh vải dạ vào quả bóng. - Đưa quả bóng chạm vào bức tường. Hiện tượng: bóng bị dính vào tường. Thí nghiệm 1b:
Dụng cụ:
- 1 quyển sách hay quyển vở. - 1 mảnh vải len.
-1 ống hút bằng nhựa
Tiến hành:
- Cọ xát ống hút vào mảnh vải len. - Đưa ống hút lại gần trang sách.
Hiện tượng: trang sách bị hút về phía ống hút.
Thí nghiệm 2: Hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc
Dụng cụ: - 1 điện nghiệm - 1 mảnh vải len
- 1 ống hút bằng nhựa hoặc cây thước nhựa
Tiến hành:
- Đưa ống hút lại tiếp xúc với núm kim loại của điện nghiệm. Kết quả: hai lá kim loại của điện nghiệm xòe ra.
- Lấy ống hút ra khỏi điện nghiệm. Kết quả: hai lá kim loại của điện nghiệm vẫn xòe ra.
Thí nghiệm 3: Hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng
Dụng cụ: - 1 điện nghiệm - 1 mảnh vải len
- 1 ống hút bằng nhựa hoặc cây thước nhựa
Tiến hành:
- Cọ xát cây thước nhựa vào mảnh vải len.
- Đưa cây thước nhựa lại gần núm kim loại của điện nghiệm. Kết quả: hai lá kim loại của điện nghiệm xòe ra.
- Lấy cây thước nhựa ra khỏi điện nghiệm. Kết quả hai lá kim loại của điện nghiệm không xòe ra.
Thí nghiệm 4: Sự nhiễm điện của các vật
Với 3 dụng cụ: thanh nhựa, mảnh nilông PE và tua tĩnh điện. Hãy tiến hành các TN nhiễm điện do cọ xát, do tiếp xúc và do hưởng ứng.
Tiến hành: - Thí nghiệm 1:
+ Dùng mảnh ni lông cọ xát với một đầu thanh nhựa.
+ Đưa đầu thanh nhựa vừa cọ xát lại gần các sợi dây tua tĩnh điện.
+ Kết quả: các sợi dây tua tĩnh điện bị hút lại gần đầu thanh nhựa, kết luận: thanh nhựa đã bị nhiễm điện do cọ xát với mảnh ni lông.
- Thí nghiệm 2:
+ Dùng mảnh ni lông cọ xát với một đầu thanh nhựa
+ Đưa đầu thanh nhựa vừa cọ xát lại gần quả cầu gắn ở đầu tua tĩnh điện.
+ Kết quả: các sợi dây tua tĩnh điện xòe ra. Kết luận: quả cầu đã bị nhiễm điện do hưởng ứng.
- Thí nghiệm 3:
+ Dùng mảnh ni lông cọ xát với một đầu thanh nhựa.
+ Đưa đầu thanh nhựa vừa cọ xát tiếp xúc với quả cầu gắn ở đầu tua tĩnh điện. + Kết quả: các sợi dây tua tĩnh điện xòe ra. Kết luận: quả cầu đã bị nhiễm điện do tiếp xúc.
Thí nghiệm 5: Vật dẫn điện và vật cách điện
Dụng cụ: - Hai điện nghiệm.
- 1 sợi dây đồng, 1 sợi dây nhựa. - 1 thanh nhựa êbonit, 1 mảnh vải len.
Tiến hành: - Thí nghiệm 1:
+ Nối 2 núm kim loại của 2 điện nghiệm bằng sợi dây đồng. + Cọ xát thanh nhựa vào mảnh vải len.
+ Đưa thanh kim loại tiếp xúc với núm kim loại của điện nghiệm A. Kết quả: cả hai kim của hai điện nghiệm đều quay, sợi dây đồng là vật dẫn điện.
- Thí nghiệm 2:
+ Nối 2 núm kim loại của hai điện nghiệm bằng sợi dây nhựa. + Cọ xát thanh nhựa vào mảnh vải len.
+ Đưa thanh nhựa tiếp xúc với núm kim loại của điện nghiệm A. Kết quả: chỉ có kim của điện nghiệm A quay, sợi dây nhựa là vật cách điện.
* Các câu hỏi thực tế dùng củng cố bài học [3]
Câu 1: Các ô tô chở xăng, dầu khả năng cháy nổ rất cao. Khả năng này xuất phát từ cơ sở vật lí nào ? Người ta làm gì để phòng chống cháy nổ cho các xe này? Cơ sở vật lí: các vật nhiễm điện trái dấu có thể phóng tia lửa điện qua nhau. Xe chở xăng dầu khi chuyển động, xăng dầu cọ xát nhiều với bồn chứa làm chúng tích điện trái dấu. Khi các điện tích đủ lớn chúng sẽ phóng tia lửa điện gây ra cháy nổ. Thực tế, để chống cháy nổ do phóng điện, người ta thường dùng một dây xích sắt nối với bồn chứa và kéo lê trên đường. Đây là biện pháp nối đất cho các vật nhiễm điện để chống sự phóng tia lửa điện giữa chúng.
Câu 2: Những người đi biển gọi những đốm lửa xuất hiện một cách kì lạ trên ngọn các cột buồm vào những lúc có giông là lửa của thánh Enmo (Stain Elmo). Thực chất của các đốm lửa này là sự biểu hiện của một hiện tượng vật lí. Hãy cho biết đó là hiện tượng gì?
Trong các đám mây giông thường có tích điện. Tàu thuyền ở dưới những đám mây ấy bị nhiễm điện do hưởng ứng, ở đỉnh cột buồm tập trung nhiều điện tích (do phân bố nhiều ở những chỗ mũi nhọn). Điện tích ở đó đẩy nhau rất mạnh khiến cho một số điện tích bị đẩy ra khỏi vật, các hạt mang điện bị đẩy ra đó chuyển động rất nhanh, khi va chạm với không khí đã làm cho chúng phát sáng, tạo thành những “đốm lửa” bám ở trên đỉnh cột buồm. Hiện tượng này quan sát ban đêm thấy rất rõ.
Câu 3: Vào những ngày thời tiết hanh khô nếu chải đầu bằng lược nhựa, ta nghe tiếng “lắc rắc” và trông thấy nhiều tia lửa từ tóc và lược lóe ra. Nhiều HS làm thử, nhưng không nhận thấy hiện tượng đó. Dường như ở đây lí thuyết mâu thuẫn với thực nghiệm chăng? Hãy giải thích?
Không mâu thuẫn gì. Thực ra hiện tượng chắc chắn xảy ra nếu chú ý hơn về các điều kiện sau đây:
- Tóc phải sạch và khô. (nếu được sấy nóng thì càng tốt) - Lược phải khô và không bám những cặn bẩn.
- Chải tóc phải mạnh hơn một chút, để cọ xát giữa lược với tóc diễn ra thuận lợi cho việc nhiễm điện.
Thí nghiệm 6: Một ắc quy bị mất các kí hiệu các cực âm và dương. Chỉ bằng hai dây dẫn và một cốc nước, làm cách nào có thể xác định lại các cực của ắc quy. Hãy nêu phương án thực hiện.
- Phương án tiến hành: nối các đầu dây dẫn vào hai điện cực của ắc quy. Cạo sạch lớp cách điện hai đầu dây còn lại cỡ 5cm mỗi đầu và nhúng vào cốc nước ở hai thành đối diện. Quan sát đầu dây nào có nhiều bọt khí hơn đó là cực âm. Cực của ắc quy nối với dây này là cực âm, cực còn lại là cực dương.
- Giải thích: Khi mắc mạch điện như trên dưới tác dụng hóa học của dòng điện, các ion dương H+ dịch chuyển về cực âm, các ion O2- dịch chuyển về cực dương và được giải phóng. Vì một phân tử nước có hai nguyên tử Hiđrô và một nguyên tử Ôxi do đó phân số phân tử Hiđrô được giải phóng ở cực âm nhiều hơn gấp đôi. Vì vậy suy ra điện cực âm là điện cực có nhiều bọt khí sủi lên hơn.
Thí nghiệm 7: Cho một nguồn điện một chiều, hai vôn kế giống nhau có điện trở rất lớn, một điện trở đã biết trị số R0 một điện trở chưa biết trị số Rx, dây nối, khóa K. Hãy đề xuất phương án xác định giá trị điện trở Rx.
* Xây dựng phương án TN:
- Mắc mạch điện như hình vẽ, các vôn kế mắc song song vào hai đầu R0 và Rx
- Đóng khóa K, đọc các giá trị U0, Ux, của các vôn kế chỉ và ghi vào bảng kết quả đo.
- Thế các giá trị đó vào công thức 0 0 R U U R x x , tìm được Rx. * Giải thích:
Do điện trở của vôn kế rất lớn nên khi mắc vôn kế vào mạch, cường độ dòng điện trong mạch không đổi. Mạch ngoài gồm R0 nối tiếp Rx.
Ta có: U0=I0.R0. Ux=Ix.Rx, suy ra 0 0 R U U R x x .
Thí nghiệm 8: Cho nguồn điện một chiều, hai ampe kế giống nhau có điện trở rất nhỏ, một điện trở đã biết trị số R0, một điện trở chưa biết trị số Rx, dây nối, khóa K. Hãy đề xuất phương án xác định điện trở Rx?
* Xây dựng phương án:
- Mắc mạch điện như hình vẽ, đóng khóa K, đọc số chỉ của các ampe kế.
- Thế các giá trị đó vào công thức: 0 0 R I I R x x . * Giải thích:
Vì điện trở của ampe kế rất bé nên khi mắc ampe kế vào mạch có thể bỏ qua điện trở các ampe kế. Khi đó mạch ngoài chỉ còn R0 mắc song song với Rx. Ta có: U0=I0.R0, Ux=Ix.Rx, Ux=U0. Suy ra Rx theo công thức trên.