2.4. Xây dựng tiến trình dạy học các bài trong chương Cảm ứng điện từ theo mô
2.4.4. Tiến trình dạy học bài 25 “Tự cảm”
Mục tiêu dạy học
Về kiến thức
- Nêu được định nghĩa về độ tự cảm.
- Viết được cơng thức tính từ thơng riêng của mạch. - Nêu được khái niệm về hiện tượng tự cảm.
- Tiến hành được thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng, ngắt mạch và giải thích hiện tượng.
- Tính được suất điện động tự cảm trong ống dây khi dịng điện chạy qua nó có cường độ biến đổi theo thời gian.
- Vận dụng các kiến thức để giải được bài tập về hiện tượng tự cảm. Về kĩ năng
- Phát triển kĩ năng định hướng, kĩ năng lập kế hoạch - Phát triển kĩ năng vận dụng tri thức vào thực tiễn. - Phát triển kĩ năng trao đổi, phổ biến thông tin.
Về thái độ
- Tích cực tham gia vào các hoạt động học tập. - Lắng nghe, tơn trọng các thành viên trong nhóm. - Thực hiện nghiêm túc các nội quy mà GV đề ra.
Dựa vào cơ sở lí luận về các giai đoạn vận dụng mơ hình B-learning để phát triển NLTH của HS chúng tơi xây dựng tiến trình dạy học bài 25 “Tự cảm” như sau:
Giai đoạn 1: Tổ chức cho HS tự học ở nhà
Mục tiêu Chuẩn bị
- Nêu được định nghĩa về từ thông riêng của một mạch kín.
- Thiết lập được cơng thức tính độ tự cảm của ống dây có chiều dài l, tiết diện S, gồm tất cả N vịng dây và lõi là khơng khí.
- Nêu được khái niệm về hiện tượng tự cảm.
- Nêu được công thức tính suất điện động tự cảm.
GV chuẩn bị:
- Video bài giảng bài 25 (phụ lục 2c) - Phiếu “Nhiệm vụ chuẩn bị bài 25” (phụ lục 2b)
- Phiếu “Bài tập về nhà bài 24” (phụ lục 2a)
HS chuẩn bị:
- Bảng kế hoạch học tập bài 25
Bước 1: HS tự hoàn thành bài cũ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV sử dụng Google Form để thiết kế bài tập về nhà bài 24. Sau đó đăng tải lên GC để HS làm bài trực tiếp trên Google Form.
- HS vào GC để hoàn thành bài tập về nhà bài 24.
- Sau khi làm bài, Google Form sẽ tự chấm điểm và hiển thị đáp án, HS dựa vào đó để tự kiểm tra lại bài làm của mình.
- Ghi chú những thắc mắc để hỏi trực tiếp GV, bạn bè hoặc đăng lên diễn đàn của GC.
Bước 2: HS tự tìm hiểu bài mới theo hướng dẫn của GV
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV đăng tải video bài giảng bài 25 lên GC để HS tự học bài mới.
- GV đăng tải phiếu “Nhiệm vụ chuẩn bị bài 25” lên GC để HS hồn thành. Thơng báo thời hạn nộp bài trên GC.
- GV xem bài HS đã nộp, sau đó chấm điểm và nhận xét về bài làm của HS thơng qua GC. Từ đó rút ra được những kiến thức mà nhiều HS mắc lỗi để giảng dạy lại khi đến lớp.
- HS xem video bài giảng mà GV cung cấp.
- Vận dụng các kiến thức học được từ video bài giảng để hoàn thành nhiệm vụ đúng thời hạn theo yêu cầu của GV. - Sau khi hoàn thành, HS nộp lại bài cho GV thông qua GC.
- HS ghi chú lại những nội dung chưa hiểu để hỏi GV khi đến lớp hoặc có thể hỏi trực tiếp trên diễn đàn của GC.
Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học trên lớp
Bước 3: Tổ chức cho HS tự học và thảo luận dưới sự hướng dẫn của GV Hoạt động 1: Nhận xét, giải đáp về việc chuẩn bị bài mới của HS (15 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Nhận xét chung về việc chuẩn bị bài mới của HS ở các khía cạnh như: HS nào nộp bài trễ, HS nào không nộp bài, HS nào làm bài sơ sài, ...
- Sửa trước lớp bảng kế hoạch học tập của một vài HS.
- Nêu lên những lỗi mà nhiều HS mắc phải trong quá trình làm nhiệm vụ chuẩn bị bài mới.
- GV giải đáp thắc mắc cho HS.
- Lắng nghe.
- Lắng nghe và ghi chú.
- HS nêu lên những thắc mắc khi làm nhiệm vụ chuẩn bị bài mới.
Hoạt động 2: Tổ chức dạy học theo kiểu xoay vòng theo trạm
Ở hoạt động 2 chúng tôi tiến hành tổ chức theo kiểu dạy học xoay vịng theo trạm trong mơ hình B-learning. Hoạt động này gồm có 4 trạm học tập được mơ tả theo sơ đồ 2.3 và tổng quan các trạm học tập của bài 25 được trình bày ở bảng 2.2.
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ vị trí các trạm học tập bài 25 Bảng 2.2. Bảng tổng quan các trạm học tập bài 25 Bảng 2.2. Bảng tổng quan các trạm học tập bài 25
Trạm Hoạt động Mục tiêu Chuẩn bị
1 Tiến hành thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi đóng mạch. Thời gian: 15 phút
- Thiết kế được sơ đồ mạch điện trên phần mềm mô phỏng PHET. - Giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng mạch.
- Phát triển kĩ năng vận dụng tri thức vào thực tiễn, kĩ năng xử lí thơng tin. GV chuẩn bị: - Phần mềm mô phỏng PHET. - 5 máy tính bảng có kết nối Internet. - Phiếu học tập trạm 1, phiếu trợ giúp trạm 1, phiếu đáp án trạm 1. 2 Tiến hành thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch.
- Biết cách tiến hành thí nghiệm hiện tượng tự cảm.
- Nêu và giải thích được hiện tượng khi ngắt mạch.
GV chuẩn bị :
- Bộ thí nghiệm hiện tượng tự cảm.
Thời gian: 15 phút
- Phát triển kĩ năng vận dụng tri thức vào thực tiễn. - Phiếu học tập trạm 2, phiếu trợ giúp trạm 2, phiếu đáp án trạm 2. 3 Bài tập vận dụng Thời gian: 15 phút
- Vận dụng kiến thức để giải được bài tập về hiện tượng tự cảm. - Phát triển kĩ năng vận dụng tri thức vào thực tiễn GV chuẩn bị: - Phiếu học tập trạm 3, phiếu trợ giúp trạm 3, phiếu đáp án trạm 3. 4
Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp.
Thời gian: 15 phút
- HS biết được cấu tạo và nguyên
tắc hoạt động của máy biến áp. - Phát triển kĩ năng tiếp cận thông tin, kĩ năng xử lí thơng tin.
- Phát triển kĩ năng vận dụng tri thức vào thực tiễn. GV chuẩn bị: - 5 máy tính bảng có kết nối Internet. - Phiếu học tập trạm 4, phiếu đáp án trạm 4.
Vì nhiệm vụ học tập ở trạm 4 khơng phức tạp nên chúng tôi không xây dựng phiếu trợ giúp cho trạm này.
Trước khi tiến hành hoạt động, GV thông báo nội quy hoạt động chung như sau:
NỘI QUY HOẠT ĐỘNG
1/ Quy định về xoay vòng trạm:
- Chia thành 4 nhóm, mỗi nhóm 10 thành viên.
- Các nhóm lựa chọn trạm bắt đầu theo số thứ tự (nhóm 1 trạm 1, nhóm 2 trạm 2, ...) - Khi hết thời gian quy định tại một trạm, nhóm phải chuyển sang trạm khác để thực hiện. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ ở 4 trạm đã đề ra, nhóm trưởng tổng hợp các phiếu học tập và nộp lại GV.
2/ Các thành viên trong nhóm đều phải tham gia vào hoạt động học tập, không ỷ lại các thành viên khác.
3/ Nếu HS gặp khó khăn khi thực hiện nhiệm vụ, HS có thể sử dụng phiếu trợ giúp hoặc nhờ GV hỗ trợ.
5/ Tồn bộ các câu trả lời về giải thích hiện tượng đều phải diễn đạt theo văn phong của bản thân, khơng sao chép nội dung đã có sẵn.
6/ Tất cả các hoạt động diễn ra trong lớp học đều phải trật tự, tôn trọng lẫn nhau. 7/ Cách tính điểm:
Hồn thành nhiệm vụ tại một trạm khơng dùng phiếu gợi ý + chính xác: 10 điểm Hồn thành nhiệm vụ tại một trạm dùng phiếu gợi ý + chính xác: 8 điểm
Hồn thành nhiệm vụ tại một trạm dùng phiếu gợi ý + GV trợ giúp + chính xác: 5 điểm
Trạm 1: Tiến hành thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi đóng mạch
PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 1
Yêu cầu: Chia nhóm thành 5 nhóm nhỏ, mỗi nhóm 2 thành viên.
Bước 1: Sử dụng máy tính bảng để đăng nhập vào Google Classroom và truy cập vào địa chỉ trang web do GV cung cấp:
https://phet.colorado.edu/vi/simulation/legacy/circuit-construction-kit-ac
- Sử dụng các công cụ trên phần mềm để thiết lập sơ đồ mạch điện theo hình vẽ dưới đây. Thơng số của điện trở R và cuộn dây tự cảm L có cùng giá trị điện trở.
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Khóa K1, K2 đóng, khóa K mở. Bước 2: Đóng khóa K và quan sát hiện tượng.
Câu hỏi: Khi đóng khóa K, đèn 1 và đèn 2 như thế nào? Giải thích. (viết theo văn
phong của bản thân)
Nội dung phiếu học tập trạm 1 trên GC: phụ lục 2d
Điền câu trả lời theo đường link mà GV đã đăng trên Google Classroom
PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM 1
Câu hỏi: Khi đóng khóa K, đèn 1 và đèn 2 như thế nào? Giải thích. (viết theo văn
phong của bản thân)
- Đèn 1 và đèn 2 thì đèn nào sáng trước?
- Giải thích thí nghiệm trên dựa vào hiện tượng tự cảm. Khi đóng khóa K thì cường độ dịng điện trong mạch tăng lên hay giảm xuống? Lúc đó thì từ trường trong cuộn dây tăng hay giảm và từ thông cũng tăng hay giảm? Dựa vào định luật Len-xơ để giải thích.
PHIẾU ĐÁP ÁN TRẠM 1 - Sơ đồ mạch điện trên phần mềm mơ phỏng PHET
- Khi đóng khóa K ta thấy đèn 1 sáng lên trước đèn 2.
Giải thích: Khi đóng khóa K, cường độ dịng điện trong mạch đột ngột tăng lên (từ 0 lên I) nên từ trường qua cuộn dây tăng làm cho từ thông qua cuộn dây cũng tăng lên. Khi từ thơng qua cuộn dây tăng làm sinh ra dịng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều chống lại sự tăng của từ thơng, tức là làm giảm cường độ dòng điện qua đèn 1, làm đèn 1 sáng chậm hơn đèn 2.
Trạm 2: Tiến hành thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch.
PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 2 Lớp: ............................
Nhóm: .........................
Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Sử dụng bộ thí nghiệm có sẵn để thực hiện thí nghiệm sau đây:
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Khóa K1, K3 đóng, khóa K2 mở. Bước 2: Đóng khóa K và quan sát hiện tượng
Câu 1:
Khi đóng khóa K thì đèn 1, đèn 2 và đèn 3 như thế nào?
..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................
Câu 2:
Đột ngột ngắt khóa K thì đèn 1 và đèn 3 như thế nào? Giải thích (viết theo văn phong của bản thân) ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM 2 Câu 1:
- Khi K1, K3 đóng và K2 mở. Đóng khóa K thì có dịng điện chạy qua đèn 2 không?
Câu 2:
Đột ngột ngắt khóa K thì đèn 1 và đèn 3 như thế nào? Giải thích (viết theo văn phong của bản thân)
- Giải thích thí nghiệm trên dựa vào hiện tượng tự cảm. Khi ngắt khóa K thì cường độ dịng điện trong mạch tăng lên hay giảm xuống? Lúc đó thì từ trường trong cuộn dây tăng hay giảm và từ thông cũng tăng hay giảm? Dựa vào định luật Len-xơ để giải thích.
PHIẾU ĐÁP ÁN TRẠM 2
Câu 1: Khi K1, K3 đóng và K2 mở. Đóng khóa K thì khơng có dịng điện chạy qua
đèn 2 nên chỉ có đèn 1 và đèn 3 sáng.
Câu 2: Khi đột ngột ngắt khóa K thì đèn 3 lóe sáng lên trước khi tắt.
Giải thích: Khi ngắt khóa K thì cường độ dịng điện trong mạch giảm (từ Ivề 0) nên từ trường qua cuộn dây giảm làm cho từ thông qua cuộn dây cũng giảm. Khi từ thơng qua cuộn dây giảm thì trong cuộn dây xuất hiện dịng điện cảm ứng có tác dụng chống lại sự giảm của từ thơng. Dịng điện cảm ứng này đi qua đèn 3 và làm đèn 3 lóe sáng lên rồi tắt hẳn.
Trạm 3: Bài tập vận dụng
PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 3
Yêu cầu: Chia nhóm thành 5 nhóm nhỏ, mỗi nhóm 2 thành viên.
Lớp: ....................................................... Tên 2 thành viên: ...................................
Vận dụng kiến thức bài 25 để giải các bài tập sau đây:
Bài 1: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1H, cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 4A về 1A trong khoảng thời gian là 3s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?
..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................
Bài 2: Một ống dây hình trụ có chiều dài l= 50cm, tiết diện S= 100cm2 gồm 1000 vòng dây. Biết lõi của ống dây là khơng khí.
a. Xác định độ tự cảm của ống dây.
b. Cho dòng điện chạy qua ống dây, dòng điện tăng từ 0 đến 5A trong thời gian 0,01s. Xác định độ lớn suất điện động tự cảm của ống dây.
..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................
PHIẾU TRỢ GIÚP TRẠM 3
Bài 1:
- Bước 1: Xác định cơng thức tính suất điện động tự cảm.
- Bước 2: Theo bài ra, cường độ dòng điện qua ống dây biến thiên nên từ thông riêng của ống dây cũng biến thiên, suy ra: L i
- Bước 3: Thay vào công thức ở bước 1.
Bài 2:
a. Dựa vào công thức tính độ tự cảm của ống dây đã tìm được ở trạm 3. Chú ý đổi các đại lượng cho cùng đơn vị.
b. Thực hiện tương tự như ở bài 2.
PHIẾU ĐÁP ÁN TRẠM 3
Bài 1:
Cơng thức tính suất điện động tự cảm: etc
t
Độ biến thiên của từ thông riêng là: L i
Suy ra: 0,1 (1 4) 0,1V 3 tc L i e t Bài 2: a. Cơng thức tính độ tự cảm ống dây: L 4 10 7 N2S l Suy ra, 2 7 1000 4 10 0,01 0,025H 0,5 L b. Suất điện động tự cảm: 0,025 (5 0) 12,5V 0,01 tc L i e t
Trạm 4: Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp
PHIẾU HỌC TẬP TRẠM 4 Lớp: ..........................................
Nhóm: .......................................
Câu hỏi: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. (Viết ngắn gọn và theo văn phong của bản thân)
..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Lưu ý: Sử dụng máy tính bảng để tìm kiếm thơng tin trên Internet.
PHIẾU ĐÁP ÁN TRẠM 4
- Nêu được cấu tạo chính của máy biến áp bao gồm: lõi thép và dây quấn.
- Nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ mà cụ thể đó là hiện tượng tự cảm. Khi đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp thì sẽ gây ra sự biến thiên từ thơng ở bên trong hai cuộn dây vì khi điện áp thay đổi cũng làm cường độ dòng điện thay đổi nên trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động tự cảm và làm biến đổi điện áp ban đầu.
Bước 4: Hướng dẫn, chốt kiển thức và hướng dẫn học bài sau Hoạt động 3: Tổ chức cho HS vẽ sơ đồ tư duy (10 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Ổn định lớp học, thu các phiếu học tập của các nhóm.
- Chốt lại các kiến thức quan trọng trong bài học.
- GV giao nhiệm vụ tại lớp cho HS: Vẽ sơ đồ tư duy về các kiến thức chương Cảm ứng điện từ.
Dặn dò HS nhiệm vụ về nhà:
+ Hoàn thành phiếu “Bài tập về nhà bài 25” (phụ lục 2a) được GV đăng tải trên GC.
+ Ôn tập chương Cảm ứng điện từ để chuẩn bị kiểm tra.
- Nộp lại phiếu học tập cho GV.
- Lắng nghe, ghi chú.
- Mỗi HS tự vẽ sơ đồ tư duy sau đó nộp