6. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “Điện tích –
tích – Điện trường” Vật lý 11 cơ bản
2.3.1. Bài “ Điện tích. Định luật Cu-Lông” I. Mục tiêu: I. Mục tiêu:
45
- Trình bày được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng).
- Phát biểu được định luật Cu -lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm.
2. Kĩ năng
- Vận dụng được định luật Cu - lông để xác định lực điện tác dụng giữa hai điện tích điểm ; giải được các bài tập có liên quan.
- Giải thích được một số hiện tượng có liên quan đến sự nhiễm điện của vật.
3. Thái độ
- Nghiêm túc trong giờ học.
- Có ý thức trong khi quan sát và tiến hành thí nghiệm.
- Tổng hợp và khái quát hóa các kết quả thí nghiệm thu được thành các kiến thức cần lĩnh hội
II.Chuẩn bị: 1. Giáo viên:
- Chuẩn bị điện nghiệm.
- Một số đoạn phim thí nghiệm về các hiện tượng nhiễm điện. - Nội dung ghi bảng:
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về điện tích đã học ở THCS.
- Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm như: thanh thủy tinh, vải lụa, giấy vụn.
III. Tiến trình dạy học
46
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời:
- Điện tích là hạt mang điện có kích thước nhỏ. Ví dụ: electron, ion dương, ion âm...
- Có hai loại điện tích là điện tích dương và điện tích âm.
- Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau.
- Một vật nhiễm điện âm khi nhận thêm electron. Nhiễm điện dương khi mất bớt electron.
- HS lắng nghe, tiếp nhận kiến thức.
- Em hiểu thế nào là điện tích? Nêu ví dụ?
- Kể tên các loại điện tích mà các em đã học ở THCS?
- Tương tác giữa các điện tích xảy ra như thế nào? Cùng dấu thì thế nào? Khác dấu thì thế nào
- Một vật nhiễm điện âm khi nào? Nhiễm điện dương khi nào?
- GV nhận xét, cho điểm và kết luận.
Hoạt động 2(3 phút): Nêu tình huống dạy học.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Suy nghĩ cá nhân hoặc thảo luận tìm câu trả lời phù hợp nhất.
- Trả lời chưa chính xác.
- Trong đời sống, chúng ta đi đường thường bắt gặp những chiếc xe chở xăng, dầu có treo một sợi dây xích thả kéo lê dưới lòng đường. Vậy đó là do sơ xuất của người vận chuyển hay sợi dây xích đó có tác dụng gì chăng? - GV gọi một số học sinh trả lời câu hỏi.
47
- HS lắng nghe.
- GV dẫn dắt và giới thiệu bài mới. Để biết được tại sao lại có dây xích nối đất như vậy thì chúng ta cùng tìm hiểu bài đầu tiên:
“Chương I: Điện tích – Điện trường Bài 1: Điện tích. Định luật Cu – lông”
Hoạt động 3(15 phút): Tìm hiểu sự nhiễm điện của các vật; điện tích; tương tác điện.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản
- Một vật có điện tích khi vật đó được nhiễm điện.
- Học sinh suy nghĩ, đề xuất phương án:
+ Cọ xát thanh thủy tinh với lụa thì thanh thủy tinh sẽ nhiễm điện.
+ Muốn biết thanh thủy tinh có nhiễm điện hay không, ta đưa nó lại gần các mẩu giấy nhỏ, xem nó có hút các mẩu giấy
- Hỏi: Khi nào thì một vật có điện tích?
- GV yêu cầu học sinh tìm cách nhiễm điện cho một thanh thủy tinh (đã dăn HS chuẩn bị).
- Làm thế nào để kiểm tra xem thanh thủy tinh đã nhiễm điện hay chưa?
I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.
1.Sự nhiễm điện của các vật.
Các vật bị cọ xát có thể bị nhiễm điện khi đó chúng có thể hút các vật nhẹ.
48
nhỏ hay không. Hoặc dùng điện nghiệm. - Học sinh làm thí nghiệm. - Quan sát. + Dùng một vật đã nhiễm điện tiếp xúc với vật chưa nhiễm điện. Hoặc nhiễm điện do hưởng ứng.
- Vì hai lá điện nghiệm nhiễm điện cùng dấu nên đẩy nhau.
- Có 3 cách: cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng.
VD: Lông thường dựng lên khi cởi áo len, khi bó lớp nilong ở bọc vở ra thì nó thường dính vào tay...
- Nhận xét và yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm.
- Chiếu cho học sinh xem đoạn phim thí nghiệm về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát và cách kiểm tra vật nhiễm điện bằng điện nghiệm.
- Có cách nào khác để làm nhiễm điện cho vật không?
- Tại sao lá điện nghiệm lại xòe ra?
- Có cách nào làm cho các vật nhiễm điện ? Nêu ví dụ một số hiện tượng nhiễm điện trong đời sống.
- Giải quyết tình huống đầu bài:
49
- Khi chiếc xe chở xăng, dầu di chuyển, xăng dầu sẽ cọ xát nhiều với bồn chứa làm chúng tích điện trái dấu. Khi điện tích đủ lớn chúng sẽ phóng tia lửa gây ra cháy nổ. Sơi dây xích (vật đẫn điện) thả lê dưới đường có tác dụng làm cho các điện tích xuất hiện ở bồn chứa được truyền xuống đất nên sẽ không sinh ra cháy nổ.
- Điện tích điểm là vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng tới điểm mà ta xét.
+ Học sinh ghi bài vào vở.
+ GV gợi ý: Khi hai vật tích điện trái dấu, đến một mức nào đó thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa chúng.
- GV nhận xét, kết luận. Ngoài ra, vào lúc khí hậu hanh khô các xe bus cũng thường phải có dây xích nối đất như thế để hành khách trên xe không bị điện giật khi cầm vào tay nắm bằng kim loại.
Để đơn giản trong nghiên cứu về tương tác điện người ta đưa ra khái niệm điện tích điểm. Tương tự như trong cơ học có chất điểm bạn nào có thể định nghĩa được điện tích điểm? - GV nhận xét câu trả lời của học sinh
- Như đã kiểm tra bài cũ: + Có 2 loại điện tích là (-)
2. Điện tích. Điện tích điểm
Điện tích điểm là vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng tới điểm mà ta xét.
3. Tương tác điện. Hai loại điện tích.
+ Có hai loại điện tích là (-) và (+)
50
và (+)
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau
+ Hai điện tích trái dấu thì hút nhau.
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau
+ Hai điện tích trái dấu thì hút nhau.
Hoạt động 4(14 phút): Nghiên cứu định luật Cu lông.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản
Học sinh quan sát thí nghiệm và suy nghĩ.
Học sinh suy nghĩ phương án trả lời câu hỏi:
+ Điểm đặt của lực: ở các điện tích.
+ Phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích. + Chiều: nếu hai điện tích cùng dấu thì lực đẩy. Nếu hai điện tích trái dấu lực là
- GV chiếu lại đoạn phim thí nghiệm về các vật nhiễm điện tương tác với nhau. Thí nghiệm cho thấy, các vật khi bị nhiễm điện có thể tương tác với nhau. Vậy, làm thế nào để xác định lực tương tác giữa chúng?
- GV nêu bài toán: Cho 2 vật mang điện có kích thước nhỏ có điện tích lần lượt là q1 và q2, đặt cách nhau một đoạn r trong chân không. Hãy xác định lực tương tác giữa các điện tích?
II. Định luật Cu- lông. Hằng số điện môi.
1. Định luật Cu-lông
- Phát biểu:
Độ lớn của lực tương tác giữa điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng. 122 r q q k F Với: F: Lực Cu-lông(N) |q1q2| : tích độ lớn của hai điện tích
51
lực hút.
+ Độ lớn của lực tương tác phụ thuộc vào độ lớn của hai điện tích. (Vì theo thí nghiệm điện tích quả cầu điện nghiệm càng lớn thì góc xòe của hai lá điện nghiệm càng rộng).
+ Độ lớn của lực tương tác phụ thuộc vào khoảng cách giữa các điện tích. (Vì góc xòe của hai lá điện nghiệm giảm dần khi đưa thanh thủy tinh ra xa quả cầu).
+ GV ghi nhận ý kiến của học sinh. Độ lớn của lực tương tác có thể xác định như thế nào? nó phụ thuộc vào những yếu tố gì?
+ GV nhận xét câu trả lời của học sinh và cho học sinh quan sát lại thí nghiệm nhiễm điện do hưởng ứng để kiểm tra lại nhận xét trên.
GV hợp thức hóa: Nhà bác học Cu lông đã dùng cân xoắn để khảo sát độ lớn lực tương tác giữa hai quả cầu
r : Khoảng cách giữa 2 điện tích(m)
k= 9.109 Nm2/C2: Hệ số tỉ lệ.
52 21 F 12 F q1>0 q2>0 r 21 F 12 F q1>0 q2<0
+ Học sinh lắng nghe, tiếp thu, ghi bài.
+ Học sinh suy nghĩ cá nhân và biểu diễn theo yêu cầu.
- Nếu khoảng cách giữa hai
nhiễm điện có kích thước nhỏ, gọi là các điện tích điểm. Sau nhiều lần thí nghiệm ông đã tổng kết các kết quả thành định luật Cu lông:
* Độ lớn của lực tương tác giữa điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng.
Phương của lực tương tác là đường thẳng nối hai điện tích điểm đó. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau.
- GV yêu cầu học sinh biểu diễn lực tương tác giữa điện tích cùng dấu và hai điện tích trái dấu.
53
điện tích giảm đi hai lần thì độ lớn của lực tương tác tăng lên 4 lần, hướng không đổi.
+ Học sinh thảo luận nhóm để tìm cách xác định lực tương tác lên q3:
F3 F13 F23
+ Nếu khoảng cách giữa hai điện tích giảm đi 2 lần thì lực tương tác thay đổi như thế nào?
+ Đặt thêm điện tích q3 = 2.10-4C cách đều q1và q2. Xác định lực tổng hợp tác dụng lên q3?
Hoạt động 5(3 phút):Tìm hiểu lực tương tác giữa các điện tích trong điện môi.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dug cơ bản
Học sinh lắng nghe, tìm hiểu trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi:
- Lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi giảm đi lần so với khi đặt chúng trong chân không.
- Hướng của lực tương tác
- GV thông báo khái niệm điện môi: điện môi là môi trường cách điện.
Vậy: lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong điện môi thay đổi như thế nào so với khi đặt chúng trong chân không?
- Các yếu tố khác của lực tương tác có thay đổi
2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi. Công thức định luật Cu-lông trong TH này: 2 2 1 .r q q k F : Hằng số điện môi. Không khí hay chân không: =1
54
không thay đổi.
Học sinh tiếp thu, ghi bài.
không: điểm đặt, hướng của lực?
- GV nhận xét và kết luận.
Hoạt động 5(5 phút): Củng cố bài học và giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Học sinh trả lời câu hỏi:
+ Điện tích là gì? Có mấy loại điện tích? Chúng tương tác với nhau như thế nào? + Có mấy cách làm vật nhiễm điện? Làm thế nào để giảm thiệt hại khi gặp các tình huống do nhiễm điện như chở xăng, dầu; sấm sét….
+ Phát biểu và viết biểu thức định luật Cu – lông.
Làm bài tập củng cố.
Học sinh lắng nghe và ghi chép.
- Lắng nghe, nhận xét.
- Yêu cầu học sinh làm 2 bài tập củng cố.
-Giao bài tập về nhà: 7,8/10 SGK.
2.3.2. Bài “ Tụ điện” I. Mục tiêu
1. Kiến thức
55
- Trình bày được cách tích điện cho một tụ điện
- Phát biểu được định nghĩa điện dung của tụ điện; công thức tính và nêu được đơn vị đo điện dung.
- Nêu được ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện.
- Nêu được dạng năng lượng của một tụ điện tích điện là năng lượng điện trường.
2. Kỹ năng
- Vận dụng được công thức tính điện dung của tụ điện để giải toán. - Phân biệt được các loại tụ điện.
3 Thái độ
- Hứng thú và tập trung trong tiết học; có tinh thần ham học hỏi để tiếp thu kiến thức mới.
- Có thái độ thích thú khi nghiên cứu các hiện tượng về điện. - Thấy được trách nhiệm cần học tốt môn Vật lý.
II.Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Bài giảng Powerpoint. - Phấn viết bảng, thước kẻ.
- Một số tụ điện: tụ sứ, gốm, tụ xoay. - Mô hình tụ xoay.
2. Học sinh
- Đọc trước bài mới, coi lại các kiến thức có liên quan đã học.
III. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1 (5 phút) : Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số và nêu tình huống.
56
- Ổn đinh chỗ ngồi, trật tự. Lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp.
- Trả lời câu hỏi của GV. + Đèn không sáng.
+ Chuột nhấp nháy và đèn sáng lên. + Giống như mạch điện bị hở nên đèn
không sáng.
-HS lắng nghe, tiếp thu.
Lúc có tắc te mạch điện cũng bị hở. + Suy nghĩ, vận dụng kiến thức đã học để cố gắng giải thích.
- Kiểm tra sĩ số lớp.
- Chiếu hình ảnh đèn huỳnh quang và đặt câu hỏi:
Điều gì xảy ra nếu trước khi bật công tắc đèn:
+ Ta lấy chuột (tắc te) ra khỏi đèn? + Chuột (tắc te) đã gắn vào đèn?
Vậy có phải là: lúc mất đi tắc te cũng giống như mạch điện bị hở không? -Dẫn dắt: Tắc te(chuột) là một thiết bị gồm 2 vật dẫn ngăn cách nhau bởi 1 lớp cách điện và 1 Rơle nhiệt (là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại)
Vậy chứng tỏ điều gì?
-Hỏi: Nhưng tại sao đèn vẫn sáng? Vậy để hiểu tại sao đèn vẫn sáng được thì hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về một linh kiện điện tử đặc biệt được sử dụng trong chuột( tắc te) của đèn giúp đèn sáng được. Và nó cũng là một bộ phận rất quan trọng của nhiều
57
+ Lắng nghe.
thiết bị điện tử khác như: điện thoại, máy tính casio, laptop, tivi, tủ lanh….
“Tiết 10_ Bài 6: Tụ điện”
Hoạt động 2 (10 phút) Tìm hiểu tụ điện.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung viết bảng
- Quan sát hình ảnh cấu tạo của tụ điện trên slide và nêu đặc điểm cấu tạo của tụ điện.
- Lắng nghe, tiếp thu, quan sát slide và chép bài
- Được dùng phổ biến trong mạch điện xoay chiều và vô tuyến điện. - Tụ điện dùng để chứa điện tích.
- Yêu cầu Hs quan sát cấu tạo của tụ điện và nêu đặc điểm cấu tạo.
-Thuyết trình: Ký hiệu của tụ:
- Hai vật dẫn gọi là hai bản của tụ điện.
- Tụ điện thường được dùng ở đâu? - Tác dụng của tụ điện là gì? => Nhiệm vụ: Tích và phóng điện trong mạch điện. I. Tụ điện 1. Định nghĩa Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Ký hiệu của tụ: => Nhiệm vụ: Tích và phóng điện trong mạch điện.
58
- Hai bản KL: thiếc, kẽm, nhôm...
- Điện môi: lớp giấy tẩm chất cách điện như parafin.
- Theo dõi slide mô phỏng và trả lời:
- Bản nối với cực dương