Xây dựng tiến trình bài học xây dựng kiến thức mới

7. Cấu trúc của luận văn

2.3.1. Xây dựng tiến trình bài học xây dựng kiến thức mới

Để thấy được ý nghĩa của sử dụng TN trong bài học xây dựng kiến thức mới, hãy xét ví dụ với bài tiến trình dạy học: Điện tích. Định luật Cu-lông.

Bài 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 1. Mục tiêu:

1. Kiến thức:

- Trình bày được khái niệm điện tích điểm và cấu tạo của điện nghiệm. - Nêu được các loại điện tích và sự tương tác giữa các điện tích.

- Trình bày được phương, chiều, độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích điểm trong chân không.

2. Kỹ năng:

- Vận dụng được công thức của định luật Cu-Lông để giải bài tập tính lực tương tác giữa các điện tích.

- Biết cách biểu diễn lực tương tác giữa các điện tích bằng vecto.

- Biết cách tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng phép cộng các vecto lực.

3. Thái độ:

- Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập thông qua việc tự giác hoạt động nhóm, cùng hợp tác với bạn và giáo viên trong học tập.

- Bước đầu hình thành lòng ham mê yêu thích môn vật lí thông qua việc quan sát các hiện tượng tự nhiên được đưa vào bài giảng.

2. Chuẩn bị:

1. Giáo viên:

a) Kiến thức và dụng cụ:

- Chuẩn bị phiếu học tập.

PHIẾU HỌC TẬP

Câu 1: Điện tích là gì? Điện tích điểm là gì?

...

Câu 2: Có mấy loại điện tích? Các điện tích tương tác với nhau như thế nào? ...

Câu 3: Làm thế nào để phát hiện một vật bị nhiễm điện?

...

Câu 4: Có mấy cách làm nhiễm điện một vật? Đó là những cách nào?

...

Câu 5: Viết biểu thức định luật Cu-lông? Nêu đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm.

...

b) Dự kiến ghi bảng.

ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG

1. ĐIỆN TÍCH:

1.1. Khái niệm điện tích. Điện tích điểm

Điện tích là một đại lượng vô hướng đặc trưng cho tính chất của một hạt hay một vật về mặt tương tác điện gắn liền với hạt hay vật đó.

Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.

1.2. Tương tác điện. Hai loại điện tích

Có hai loại điện tích: điện tích âm và điện tích dương.

Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau, điện tích khác loại thì hút nhau.

1.3. Cách phát hiện điện tích ở một vật

Để phát hiện điện tích ở một vật người ta dùng điện nghiệm.

2. SỰ NHIỄM ĐIỆN CỦA CÁC VẬT

- Nhiễm điện do cọ xát. - Nhiễm điện do tiếp xúc. - Nhiễm điện do hưởng ứng.

3. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 3.1. Thí nghiệm 3.2. Định luật 122 r q q k F 

3. Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Đặt vấn đề vào bài (ĐVĐ)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Giới thiệu bộ TN: - Ống hút bằng nhựa - Quyển sách

- Mảnh vải len

Yêu cầu HS làm TN ống hút nhựa nhiễm điện hút trang sách.

Yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Tại sao lại có hiện tượng đó?

Đặt vấn đề: Để tìm hiểu xem bản chất của vấn đề này là gì, chúng ta sẽ nghiên cứu bài Điện tích. Định luật Cu-lông.

HS tiến hành TN

Lắng nghe và suy nghĩ

Hoạt động 2: Tìm hiểu về điện tích

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Yêu cầu HS nhớ lại các kiến thức về điện tích đã được học ở lớp trước thông qua các câu hỏi gợi ý: Điện tích là gì? Điện tích điểm là gì? Có mấy

loại điện tích? Các điện tích tương tác với nhau như thế nào?

GV trình chiếu phim TN để HS quan sát các laọi điện tích và tương tác giữa chúng.

Yêu cầu các nhóm trả lời câu hỏi sau: Làm thế nào để phát hiện một vật có nhiễm điện hay không?

Kết luận về cách phát hiện ra vật nhiễm điện.

Giới thiệu điện nghiệm cho HS. Mô tả cấu tạo của điện nghiệm và nguyên tắc hoạt động của nó.

HS theo dõi phim học tập HS trả lời các câu hỏi trên

Cá nhân tự suy nghĩ rồi trao đổi với các bạn cùng nhóm để đưa ra câu trả lời của nhóm mình.

Đại diện các nhóm lên trình bày câu trả lời của nhóm mình.

- Cấu tạo: gồm 1 hộp kín trong suốt (bên trong chứa 2 lá kim loại mỏng được treo vào đầu 1 trụ kim loại, đầu còn lại của trụ được đưa ra ngoài hộp kín), thước nhựa và mảnh vải len

- Hoạt động:

+ chưa nhiễm điện: 2 lá kim loại sát nhau

+ khí nhiễm điện cho thước, đưa vào núm trụ, 2 lá kim loại xòe ra

Hoạt động 3: Tìm hiểu về ba hiện tượng nhiễm điện của các vật

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Làm TN về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát.

Tại sao quả bóng lại dính vào tường? Yêu cầu HS lấy thước nhựa cọ xát vào len rồi đưa lại gần các mẩu giấy vụn.

Yêu cầu HS nêu nhận xét. Nhận xét câu trả lời của HS.

Cho HS xem hình ảnh về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc.

HS quan sát

HS trả lời.

HS tiến hành TN.

HS nhận xét: Sau khi cọ xát thước nhựa có khả năng hút được các vật nhẹ.

Yêu cầu HS nêu nhận xét điện tích của thanh kim loại khi tiếp xúc với quả cầu và sau khi tiếp xúc với quả cầu.

Nhận xét câu trả lời của HS và nêu kết luận về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc.

Làm TN kiểm tra về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc thông qua điện nghiệm.

Yêu cầu HS nhận xét.

Nhận xét câu trả lời của HS.

Cho HS xem hình ảnh về hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng.

Yêu cầu HS nêu nhận xét điện tích của thanh kim loại khi tiếp xúc với quả cầu

HS nhận xét: thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu.

HS hiểu và ghi nhớ về hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc.

HS quan sát.

HS nhận xét: Đưa vật nhiễm điện chạm vào núm kim loại của điện nghiệm thì thấy hai lá kim loại xòe ra chứng tỏ hai lá kim loại bị nhiễm điện do tiếp xúc.

Đưa vật nhiễm điện ra xa thì hai lá kim loại vẫn xòe (tức vẫn nhiễm điện).

và sau khi tiếp xúc với quả cầu. Nhận xét câu trả lời của HS.

Làm TN về hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng.

Yêu cầu HS nêu nhận xét.

Nhận xét câu trả lời của HS và đưa ra kết luận về hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng.

HS nhận xét.

HS hiểu và ghi nhớ hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng.

HS nhận xét: Đưa vật nhiễm điện lại gần núm kim loại của điện nghiệm thì thấy hai lá kim loại xòe ra chứng tỏ hai lá kim loại bị nhiễm điện do hưởng ứng.

Đưa vật nhiễm điện ra xa thì hai lá kim loại không xòe ra.

Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật Cu-lông

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Đặt vấn đề: Các em đã học về sự tương tác giữa các điện tích. Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau. Vậy chúng đẩy hoặc hút nhau với một lực là bao nhiêu?

Giới thiệu về Cu-lông và TN của ông

bằng cách cho HS xem hình ảnh về Cu-lông và cân xoắn.

Thông báo định luật Cu-lông.

GV giới thiệu về trường hợp các điện tích đặt trong điện môi thì lực tương tác của chúng sẽ giảm đi ε lần so với khi chúng được đặt trong chân không.

HS quan sát.

HS lắng nghe, ghi nhớ và trả lời vào phiếu học tập.

Hoạt động 5: Củng cố và vận dụng kiến thức.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Nêu các câu hỏi trắc nghiệm khách quan. Yêu cầu HS về làm bài tập trong SGK và tìm một vài ứng dụng của sự tương tác giữa các vật nhiễm điện.

HS vận dụng kiến thức đã học để trả lời. HS ghi nhớ và thực hiện.

Bài 2: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH

I. MỤC TIÊU:

1. Kiến thức:

- Phát biểu và viết được hệ thức định luật Ôm đối với toàn mạch.

- Biết được độ giảm thế là gì và nêu được mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và độ giảm thế của mạch ngoài và mạch trong.

- Biết được hiện tượng đoản mạch là gì.

- Giải thích được ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện đối với cường độ dòng điện khi đoản mạch.

- Giải thích được sự phù hợp giữa định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

- Vận dụng được định luật Ôm đối với toàn mạch và tính được hiệu suất của nguồn điện.

3. Thái độ

- Tác phong làm việc khoa học cẩn thận, tỉ mỉ.

- Tinh thần nỗ lực cá nhân kết hợp với tinh thần hợp tác trong học tập.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên

a) Kiến thức và dụng cụ:

- Đọc trước các kiến thức liên quan đến định luật Ôm, tìm hiểu về định luật bảo toàn năng lượng.

- Chuẩn bị thí nghiệm gồm: bộ pin có (ξ = 4,5V; r = 1,5Ω), một ampe kế, một vôn kế, một bóng đèn (3V-3W), khóa K và các dây nối.

- Biến trở con chạy.

b) Dự kiến nội dung ghi bảng

BÀI 2: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 1. Định luật Ôm đối với toàn mạch

- Công của nguồn điện: A q It

- Nhiệt lượng tỏa ra: Q RI2trI2t

- Định luật bảo toàn năng lượng: Q A

Biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch:

r R I



2. Hiện tượng đoản mạch:

Xảy ra khi điện trở mạch ngoài nhỏ không đáng kể (RN ~0) và khi đó:

r I  

max

3. Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện:

Biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch chứa máy thu và máy nguồn

mắc nối tiếp:     r r R I    

4. Hiệu suất của nguồn điện:



U H 

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: kiểm tra bài cũ

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Hãy viết các công thức sau:

Công của dòng điện và nguồn điện; biểu thức của định luật Jun-lenxơ. NX câu trả lời của HS

HS trả lời câu hỏi

Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Giới thiệu TN: mắc nguồn điện có suất điện động 4,5V, điện trở trong r = 1,5Ω; bóng đèn loại 3V-3W, khóa K, một số dây nối với nhau thành mạch kín.

Hiện tượng gì xảy ra với bóng đèn khi đóng khóa K? Tại sao?

Làm TN để kiểm tra dự đoán của HS. Yêu cầu HS quan sát và nhận xét.

Bóng đèn vẫn sáng bình thường. Tại sao lại như vậy?

4,5V có phải là hiệu điện thế đặt vào bóng đèn không? Nếu đúng vậy thì cường độ dòng điện qua bóng đèn là bao nhiêu?

Vậy 4,5V không phải hiệu điện thế đặt vào bóng đèn. Tại sao có kết quả như vậy?

Tìm biểu thức tính cường độ dòng điện qua bóng đèn? Tính công mà nguồn điện thực hiện trong thời gian t?

Tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở ngoài

HS quan sát

Vì U>Uđm của bóng đèn nên bóng đèn sẽ cháy.

Quan sát và nhận xét: Bóng đèn không bị cháy.

I=U/R=4,5/3=1,5A>Iđm=1A, như vậy đèn bị cháy. Do vậy 4,5V không phải là hiệu điện thế đặt vào bóng đèn.

Suy nghĩ, trả lời.

Do sự xuất hiện điện trở trong của nguồn điện. R r I    It A 

và điện trở trong trong thời gian t? Tìm mối quan hệ giữa ξ, R, r, I?

Có nhận xét gì về mối quan hệ giữa suất điện động ξ và các độ giảm thế? Từ đó hãy tính cường độ dòng điện qua bóng đèn hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn của TN trên?

Tiến hành TN để kiểm tra.

Gv nhận xét. t rI t RI Q 2  2 ) ( ) ( 2 r R I t r R I It A Q      

Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. đm I A r R I       1 5 , 1 3 5 , 4  U=I.R=3V

Mắc sơ đồ mạch điện như hình sau:

Khi đóng khóa K: từ số chỉ ampe kế biết được giá trị của cường độ dòng điện qua bóng đèn. Số chỉ của vôn kế cho biết giá trị hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn.

Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng đoản mạch

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Nếu điện trở ngoài nhỏ không đáng kể thì khi đó biểu thức R r I    được viết lại như thế nào? Và lục đó cường độ dòng điện trong mạch ra sao? Kết luận: Hiện tượng trên gọi là hiện

Viết lại biểu thức (R~0):

r I  

Khi đó cường độ dòng điện trong mạch là lớn nhất.

tượng đoản mạch.

Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào và gây ra những tác hại gì?

Cho biết các cách tránh hiện tượng này?

Khi nguồn điện bị đoản mạch sẽ làm hư hỏng các dụng cụ, thiết bị điện và có thể gây ra hỏa hoạn.

Để tránh hiện tượng đoản mạch đối với mạng điện ở gia đình người ta dùng cầu chì hoặc attomat.

Hoạt động 4: Thiết lập công thức biểu thị định luật Ôm cho toàn mạch trong trường hợp mạch ngoài có máy thu

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Xét một trường hợp mạch điện như hình vẽ.

Hãy nêu quá trình chuyển hóa năng lượng trong mạch điện này?

Viết công thức tính năng lượng trên?

Viết biểu thức định luật bảo toàn năng lượng trong trường hợp này? Rút ra công thức tính I?

Đó chính là công thức biểu thị định

Công do dòng điện sinh ra chuyển hóa thành nhiệt năng tỏa ra trên các điện trở và thực hiện công trên máy thu.

Công của nguồn điện: A = ξIt

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và nguồn là: Q = RI2t+rI2t

Năng lượng tiêu thụ trên máy thu:

t I r It E A,  p  p 2

Định luật bảo toàn năng lượng:

p p r r R E E I A Q A       ,

luật Ôm đối với toàn mạch chứa nguồn và máy thu mắc nối tiếp.

HS ghi nhớ

Hoạt động 5: Tìm hiểu hiệu suất của nguồn điện

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Công toàn phần của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra mạch ngoài và mạch trong, trong đó công của dòng điện sản ra mạch ngoài là công có ích. Vậy hiệu suất nguồn điện được tính ra sao?

Suy nghĩ và trả lời.  U A A H  coich  Hoạt động 6: Củng cố, vận dụng

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Cho nguồn điện (có suất điện động ξ, điện trở trong r), bóng đèn, vôn kế, biến trở, khoá K và dây nối.

Gọi HS lên lắp ráp mạch điện như hình vẽ.

Củng cố lại kiến thức và giao bài tập về nhà cho HS

HS lên lắp mạch điện.

HS lắng nghe nhiệm vụ về nhà.