6. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.2.3. Bài “Điện trường và cường độ điện trường Đường sức điện”
Bước 1: Xác định mục tiêu
Kiến thức
- Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì ?
- Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường. Viết được công thức tính cường độ điện trường của một điện tích điểm.
38
- Nêu được đặc điểm của vecto cường độ điện trường.
- Phát biểu và viết biểu thức của nguyên lí chồng chất điện trường. - Nêu được các đặc điểm của đường sức điện.
Kĩ năng
- Xác định được cường độ điện trường (phương, chiều và độ lớn) tại một điểm của điện trường gây bởi một, hai hoặc ba điện tích điểm.
- Vận dụng được nguyên lí chồng chất điện trường để giải các bài tập có liên quan.
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.
- Tác phong làm việc khoa học, có tính trung thực, cẩn thận, tỉ mỉ khi tiến hành thí nghiệm và tính toán; có ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết Vật lý vào thực tế giải quyết sáng tạo các tình huống thực tiễn đích thực.
Bước 2: Xác định vấn đề
Một số vấn đề của bài:
- Điện trường là gì? Điện trường có tính chất gì? - Cường độ điện trường là gì?
- Cách xác định cường độ điện trường tại một điểm trong điện trường. - Đường sức điện có những đặc điểm gì?
- Điện trường đều là gì? Điện trường đều có tính chất như thế nào?
39
Tình huống 1: Điện trường là môi trường bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Bằng mắt thường ta không thể quan sát được điện trường, vậy có cách nào để mô tả điện trường một cách trực quan nhất hay không?
Tình huống nghịch lí, không phù hợp.
Giải quyết tình huống:
Điện trường là môi trường bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích đặt trong nó. Ta sẽ tiến hành thí nghiệm như sau:
+ Đặt hai quả cầu kim loại trong một bể nhỏ hình hộp chữ nhật, có thành bằng thủy tinh trong suốt, trong đựng dầu cách điện. Cho một ít các hạt cách điện (mạt cưa) nằm lơ lửng trong dầu. Khuấy đều các hạt cách điện rồi tích điện trái dấu cho hai quả cầu. Ta sẽ thấy các mạt cưa xếp thành những đường có trật tự nối hai quả cầu lại với nhau. Đó là cách mô tả điện trường một cách trực quan.
Tình huống 2: Mạt cưa là những hạt rất nhỏ, ta có một ít mạt cưa. Có cách nào nhanh nhất để xếp các mạt cưa thành những đường thẳng song song và cách đều nhau không?
Tình huống phát triển, hoàn thiện.
Giải quyết tình huống:
Ta đặt mạt cưa vào một điện trường đều. Vì điện trường đều là điện trường mà vecto cường độ điện trường tại mọi điểm đều cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường song song, cách đều nhau.
Cách làm: Cho một ít mạt cưa nằm lơ lửng trong dầu và khuấy đều. Sau đó, tích điện trái dấu và có cùng độ lớn cho hai bản kim loại phẳng rộng rồi đặt song song với nhau sao cho mạt cửa nằm khoảng giữa hai bản. Lúc này, ta sẽ thấy các mạt cưa xếp thành những đường thẳng song song và cách đều nhau.
40
Máy chiếu, hình ảnh đường sức điện, hình ảnh điện phổ được chụp lại, video mô tả quá trình sắp xếp của mạt cưa làm xuất hiện điện phổ.