D ự kiến các bước tiến hành hoạt động ngoại khóa- 123docz.net

CHƯƠNG 2. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ DẠY HỌC CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG

2.3. K ế hoạch tổ chức hoạt động ngoại khóa

2.3.5. D ự kiến các bước tiến hành hoạt động ngoại khóa

Tổ chức cho HS thảo luận tìm phương án giải quyết các nhiệm vụ

a) Nội dung thứ nhất: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị kĩ thuật có ứng dụng từ trường trong cuộc sống

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều

- Mục đích:

+ Củng cố kiến thức về lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua, cách xác định chiều của lực từ theo quy tắc bàn tay trái.

+ Tạo điều kiện để HS mở rộng kiến thức, tìm hiểu những ứng dụng của kiến thức trong chương trình học nhưng không có điều kiện thực hiện ở trong giờ nội khóa.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên powerpoint; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị, nêu cách xác định chiều tác dụng của lực từ lên khung dây khi có dòng điện chạy qua tạo momen ngẫu lực từ.

- Thảo luận:

GV: Em hãy nêu cách xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua.

HS: Áp dụng quy tắc bàn tay trái.

GV: Các em hãy xác định chiều của lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây.

HS: Xác định chiều lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây.

GV: Ngẫu lực từ này làm cho khung dây quay trong từ trường nên người ta đã ứng dụng hiện tượng này để tạo ra động cơ điện một chiều. Các em hãy tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều và lưu ý tác dụng của chổi quét.

HS: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều.

GV: Kể tên một số ứng dụng của động cơ điện mà em biết.

HS: Quạt điện, máy bơm, động cơ trong máy may, đồ chơi … GV: Động cơ điện có ưu điểm gì hơn so với động cơ đốt trong?

HS: Không thải ra khí thải làm ô nhiễm môi trường và hiệu suất cao hơn.

HS trong nhóm thảo luận với nhau.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của tàu đệm từ - Mục đích:

+ Củng cố lại kiến thức về tương tác từ, giúp HS hiểu hơn về tương tác từ và biết thêm về ứng dụng của tương tác từ trong cuộc sống.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị.

- Thảo luận:

GV: Giới thiệu cho HS biết khái niệm tàu đệm từ để từ đó HS có định hướng tìm hiểu về thiết bị: Hệ thống tàu đệm từ trường là loại tàu điện chuyển động trong từ trường với tốc độ cao, do được nâng lên không tiếp xúc với đường ray và chuyển động trong từ trường. Tàu đệm từ trường hầu như không có tiếng ồn, chạy trên đường dẫn thấp bình thường hoặc trên đường dẫn trên cao. Hệ thống tàu đệm từ trường đã thay thế các thành phần cơ khí như bánh xe, đầu máy nổ, công nghệ đường ray truyền thống... bằng kỹ thuật điều khiển điện tử hiện đại đã khắc phục được những hạn chế về kỹ thuật của các thành phần cơ khí.

GV: Yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động của tàu đệm từ, những quốc gia đã áp dụng tàu đệm từ vào thực tế, nghiên cứu về ưu điểm của tàu đệm từ so với tàu lửa bình thường.

HS: trong nhóm thảo luận và phân chia công việc với nhau.

Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của điện kế khung quay - Mục đích:

+ Củng cố kiến thức về lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua, cách xác định chiều của lực từ theo quy tắc bàn tay trái.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu:HS nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị.

- Thảo luận:

GV: Điện kế khung quay là thiết bị dùng để làm gì?

HS: Thiết bị dùng để đo cường độ dòng điện hoặc hiệu thế của dòng điện một chiều trên mạch điện.

GV: Để biến điện kế thành ampe kê người ta mắc thêm sơn (shunt) để làm gì?

HS: Để giảm điện trở của ampe kế, cuộn dây trong nó được làm rất nhỏ. Cuộn dây đó chỉ chịu được dòng điện yếu, nếu không cuộn dây sẽ bị cháy. Để đo dòng điện lớn, ngưởi ta mắc song song với cuộn dây này một điện trở nhỏ hơn, gọi là sơn (shunt) thường là bằng manganin, để chia sẽ bớt dòng điện.

Các thang đo cường độ dòng điện khác nhau ứng với các điện trở sơn khác nhau.

GV: Còn để biến điện kế thành vôn kế người ta mắc thêm điện trở phụ để làm gì?

HS: Khi mắc điện kế song song thì đo được hiệu điện thế hai đầu mạch, nhưng chỉ đo được điện áp nhỏ. Để đo được điện áp lớn hơn, người ta mắc thêm điện trở song song với điện kế gọi là điện trở phụ để chia bớt điện áp. Các thang đo hiệu điện thế khác nhau ứng với các điện trở phụ khác nhau.

GV: Định hướng HS thảo luận về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị.

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của loa điện động - Mục đích:

+ Củng cố kiến thức về lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua, cách xác định chiều của lực từ theo quy tắc bàn tay trái.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu:HS nêu được cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị loa điện động.

- Thảo luận:

GV: Ngoài ra, lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện còn được ứng dụng trong loa điện. Ở lớp 7 các em đã học, âm thanh được phát ra khi nào?

HS: Khi có 1 vật dao động.

GV: Và trong loa điện màng loa dao động để tạo ra âm thanh. Các em hãy tìm hiểu cấu tạo của loa điện động như thế nào mà khi hoạt động có thể làm cho màng loa có thể dao động được.

GV: định hướng cho HS tìm hiểu loa điện động.

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

Nhiệm vụ 5: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của rơle điện từ - Mục đích:

+ Củng cố lại kiến thức về tương tác từ, giúp HS hiểu hơn về tương tác từ và biết thêm về ứng dụng của tương tác từ trong cuộc sống.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị rơle điện từ.

- Thảo luận:

GV: Ngoài tương tác từ giữa nam châm và nam châm, còn có tương tác từ giữa nam châm và kim loại như sắt, thép…Ở lớp 9 các em đã học ứng dụng này còn được sử dụng trong thiết bị nào?

HS: Rơle điện từ.

GV:Yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động rơle điện từ và tìm hiểu xem thiết bị này được sử dụng ở đâu?

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

Nhiệm vụ 6: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị ghi âm băng từ

- Mục đích:

+ Củng cố kiến thức về sự từ hóa các chất sắt từ và giúp HS tìm hiểu thêm về ứng dụng của các vật sắt từ trong cuộc sống.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và hoạt động của thiết bị ghi âm băng từ.

- Thảo luận:

GV: Chất sắt từ là gì?

HS: Là các chất có từ tính hóa mạnh, có hai loại là chất sắt từ mềm và chất sắt từ cứng.

GV: Làm thế nào để từ hóa các vật liệu?

HS: Đặt các vật liệu đó vào trong từ trường.

GV: Khi từ trường biến đổi thì sự từ hóa trong vật liệu có thay đổi không?

HS: Dạ có.

GV: Và ứng dụng này được sử dụng trong thiết bị có chức năng ghi lại âm thanh.

Đó là thiết bị nào?

HS: Thiết bị ghi âm băng từ.

GV: Khi nói thì thanh quản dao động nên phát ra âm thanh và dao động này sẽ được ghi lại trong thiết bị ghi âm băng từ. GV định hướng cho HS tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của thiết bị ghi âm băng từ.

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

Nhiệm vụ 7: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy MRI chụp cộng hưởng từ trong Y học

- Mục đích:

+ Củng cố kiến thức về sự từ hóa các chất sắt từ và giúp HS tìm hiểu thêm về ứng dụng của sự từ hóa các chất trong cuộc sống.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và hoạt động của máy MRI chụp cộng hưởng từ.

- Thảo luận:

GV: Tương tự như vậy, khi đặt cơ thể người trong từ trường thì các nguyên tử (có thể là nguyên tử hydro,…) trong cơ thể cũng bị từ hóa sẽ bị quay đảo cực, và khi ngắt từ trường thì các nguyên tử này quay trở về trạng thái ban đầu nhanh hay chậm người ta sẽ ghi lại tín hiệu phát ra này mà tìm hiểu xem tế bào chứa nguyên tử này có bình thường không. Và ứng dụng khác đó là máy MRI chụp cộng hưởng từ.

GV: Định hướng cho HS tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy MRI chụp cộng hưởng từ.

GV: Lưu ý HS tìm hiểu các khái niệm như siêu dẫn, cộng hưởng.

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

Nhiệm vụ 8: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy gia tốc hạt - Mục đích:

+ Củng cố kiến thức lực Lo-ren-xơ và giúp HS tìm hiểu thêm về ứng dụng của lực Lo-ren-xơ trong cuộc sống.

+ Rèn luyện kĩ năng thu thập và xử lí thông tin; khả năng tự lực tìm kiếm thông tin, kiến thức; kĩ năng làm việc theo nhóm; kĩ năng thiết kế bài thuyết trình trên power point; kĩ năng thuyết trình trước đám đông. Phát triển tính tích cực, tự lực của HS.

- Yêu cầu: HS nêu được cấu tạo và hoạt động của máy gia tốc xilotron.

- Thảo luận:

GV: Theo các em có tồn tại những hạt nhỏ hơn cả electron, proton hay nơtron không?

HS: Suy nghĩ và trả lời theo hiểu biết của mình.

GV: Chính vì vậy nên người ta cần làm nghiên cứu tìm kiếm các hạt cơ bản và thường là người ta sẽ bắn phá các hạt như electron, proton, nơtron với nhau, với vận tốc rất lớn. Và vấn đề là làm thế nào để cung cấp cho hạt vận tốc lớn?

HS: Đưa hạt vào trong điện trường, lực điện tác dụng làm vật thay đổi vật tốc.

GV: Độ biến thiên động năng của hạt phụ thuộc vào yếu tố nào?

HS: ∆Wđ = FScos𝛼. Như vậy thì độ biến thiên động năng phụ thuộc vào lực tác dụng, quãng đường dịch chuyển, và góc tạo bởi phương tác dụng của lực và phương dịch chuyển vật.

GV: Vậy thì để có động năng lớn thì quãng đường di chuyển của điện tích phải rất lớn, có cách nào để điện tích vẫn chuyển động nhưng không di chuyển trên quỹ đạo dài không?

HS: Đưa hạt vào từ trường để dưới tác dụng của từ trường,hạt chuyển động theo quỹ đạo tròn, vận tốc càng lớn thì bán kính quỹ đạo càng lớn.

GV: Và người ta ứng dụng những kiến thức đó để chể tạo ra máy gia tốc. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều máy gia tốc, nhưng ở đây chỉ cần các em tìm hiểu về cấu tạo và hoạt động của máy gia tốc xilotron.

HS: Thảo luận và phân chia công việc theo nhóm.

b) Nội dung thứ hai: Thiết kế, chế tạo đồ chơi Vật lí ứng dụng của Từ trường Nhiệm vụ 1: Thiết kế chế tạo đại bác điện tử

- Mục đích:

+ Ôn tập kiến thức về tương tác từ, từ trường của dòng điện trong ống dây.

+ Rèn luyện cho HS kĩ năng chế tạo các thiết bị kĩ thuật đơn giản có ứng dụng kiến thức vật lí được học.

- Yêu cầu: HS thiết kê và chế tạo được mô hình đại bác điện tử.

- Thảo luận:

GV: Các em hãy cho cô biết từ trường có ở đâu và nêu tính chất của từ trường?

HS: Từ trường tồn tại xung quanh nam châm, dòng điện, điện tích chuyển động.

Từ trường gây ra lực từ lên nam châm, dòng điện, điện tích chuyển động đặt trong nó.

GV: Từ phổ của ống dây có dòng điện chạy qua giống và khác gì so với từ phổ của nam châm?

HS: Bên trong lòng ống dây, các đường mạt sắt là những đường thẳng song song, cách đều nhau. Bên trong lòng ống dây là từ trường đều. Từ phổ bên ngoài ống dây rất giống từ phổ nam châm thẳng.

GV: Yêu cầu HS nêu cách xác định chiều đường sức từ trong lòng ống dây.

HS: Phát biểu quy tắc nắm tay phải: “Nắm tay phải sao cho chiều các ngón tay khum lại chỉ chiều dòng điện, ngón cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây”

GV: Ống dây có dòng điện chạy qua còn gọi là gì?

HS: Nam châm điện.

GV: Độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện phụ thuộc những yếu tố nào?

HS: Dựa vào công thức 𝐵= 4𝜋. 10−7𝑛𝐼, độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện qua ống dây, và số vòng dây trên 1 mét chiều dài của ống.

GV: Các em hãy nêu những ứng dụng của nam châm điện trong cuộc sống?

HS: Cần cẩu điện, rơ-le điện từ, chuông báo động, loa điện động…