8. Cấu trỳc của luận văn
2.3.2.Thiết kế tiến trỡnh dạy học bài “Định luật ễm đối với toàn mạch” Vật lớ 11 Nõng cao
Vật lớ 11 Nõng cao theo hướng phỏt triển NLTD cho học sinh
Trờn cơ sở thiết kế bài dạy học theo hướng phỏt triển NLTD cho HS, chỳng tụi đó tiến hành soạn thảo một số giỏo ỏn và thực nghiệm ở 4 lớp 11. Do khuụn khổ của luận văn, tụi chỉ xin trỡnh bày ở chương này giỏo ỏn bài “Định luật ễm đối với toàn mạch”. Những giỏo ỏn cũn lại được trỡnh bày ở phần phụ lục.
Bước 1: Xỏc định những kiến thức, kĩ năng đó cú ở HS
Trước khi học bài này, HS đó cú những kiến thức sau: định luật ễm đối với đoạn mạch chỉ cú R; cụng – cụng suất điện; định luật Jun – Lenxơ; những hiểu biết về mạch điện; những hiểu biết về định luật bảo toàn năng lượng.
Bước 2: Xỏc định mục tiờu bài dạy học
Về kiến thức: Học sinh cần phải:
- Xõy dựng được biểu thức và phỏt biểu được nội dung định luật ễm đối với toàn mạch trong hai trường hợp:
+ Mạch điện cú mỏy thu.
- Trỡnh bày được độ giảm thế là gỡ và mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong của nguồn điện.
- Liệt kờ được cỏc ứng dụng của định luật ễm đối với toàn mạch trong thực tế.
Về kỹ năng: Cần rốn luyện cho học sinh cỏc kỹ năng sau:
- Kỹ năng vận dụng cỏc kiến thức để xõy dựng cỏc cụng thức vật lớ, vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để giải thớch sự biến thiờn năng lượng trong mạch điện, giải cỏc bài toỏn về định luật ễm đối với toàn mạch.
- Kỹ năng truyền đạt thụng tin: thảo luận nhúm, trả lời phiếu học tập.
Về thỏi độ: Cần chỳ ý bồi dưỡng cho học sinh: - Tỏc phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ.
- Tinh thần nỗ lực phấn đấu cỏ nhõn, kết hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tỏc trong học tập.
Bước 3: Xỏc định nội dung bài học
1. Định luật ễm đối với toàn mạch:
- Cụng của nguồn điện: A q= ξ ξ= It
- Nhiệt lượng toả ra: Q = RI2t + rI2t
- Định luật bảo toàn năng lượng: Q = A
( ) I R r ξ ⇒ = + ⇔ I R r ξ =
+ : Biểu thức định luật ễm đối với toàn mạch
- Phỏt biểu định luật: SGK/65.
2. Hiện tượng đoản mạch:
- Xảy ra khi điện trở mạch ngoài nhỏ khụng đỏng kể (RN ≈ 0) và khi đú:
ax m I r ξ = .
- Nguồn điện cú điện trở trong càng nhỏ thỡ dũng đoản mạch càng lớn và càng nguy hại.
- Để trỏnh hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đỡnh, người ta dựng cầu chỡ hoặc atụmat.
( , )ξ r
3. Trường hợp mạch ngoài cú mỏy thu điện: P p I R r r ξ ξ− = + +
(Biểu thức Định luật ễm đối với toàn mạch chứa nguồn và mỏy thu điện mắc nối tiếp) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. Hiệu suất của nguồn điện:
coich A U H A ξ = = ( , )ξ r I A B R (ξp,rp)
Bước 4: Tổ chức cỏc hoạt động dạy học
Hỡnh 2.4. Sơ đồ tư duy bài 13
Bước 5: Xõy dựng nguồn học liệu
- Sỏch giỏo khoa: SGK, Sỏch giỏo viờn, Sỏch bài tập Vật lớ 11 Nõng cao - Tài liệu tham khảo:
+ Bài tập định tớnh và cõu hỏi thực tế vật lớ 11 (2003) – Nguyễn Thanh Hải, NXBGD.
+ Cỏc bài toỏn chọn lọc Vật lớ THPT (2007) – Vũ Thanh Khiết, NXBGD
- Hai video clip thớ nghiệm đề xuất vấn đề và thớ nghiệm kiểm chứng. (Đĩa CD đớnh kốm)
Viết giỏo ỏn
Bài 13: ĐỊNH LUẬT ễM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I. MỤC TIấU:
1. Về kiến thức:
HS cần phải:
- Xõy dựng được biểu thức và phỏt biểu được nội dung định luật ễm đối với toàn mạch trong hai trường hợp:
+ Mạch điện đơn giản chỉ cú nguồn điện và điện trở thuần ở mạch ngoài. + Mạch điện cú mỏy thu.
- Trỡnh bày được độ giảm thế là gỡ và mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong của nguồn điện.
- Liệt kờ được cỏc ứng dụng của định luật ễm đối với toàn mạch trong thực tế.
2. Về kỹ năng:
Cần rốn luyện cho HS cỏc kỹ năng sau: - Kỹ năng làm thớ nghiệm thực hành.
- Kỹ năng vận dụng cỏc kiến thức để xõy dựng cỏc cụng thức vật lớ, vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để giải thớch sự biến thiờn năng lượng trong mạch điện, giải cỏc bài toỏn về định luật ễm đối với toàn mạch.
- Kỹ năng xử lớ thụng tin: lập bảng kết quả, vẽ đồ thị.
- Kỹ năng truyền đạt thụng tin: thảo luận nhúm, trả lời phiếu học tập.
3. Về thỏi độ:
Cần chỳ ý bồi dưỡng cho HS:
- Tỏc phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ.
- Tinh thần nỗ lực phấn đấu cỏ nhõn, kết hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tỏc trong học tập.
Sử dụng nhiều phương phỏp, trong đú phương phỏp nờu vấn đề là phương phỏp chủ đạo.
III. CHUẨN BỊ:
1. Giỏo viờn:
a) Kiến thức và dụng cụ: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chuẩn bị giỏo ỏn, xem lại SGK Vật lớ 9 và vật lớ 10 để biết học sinh đó biết những gỡ về định luật bảo toàn năng lượng.
- Chuẩn bị bộ thớ nghiệm gồm: Bộ pin cú (ξ =3 ;V r= Ω3 ) , một ampe kế, một vụn
kế, một búng đốn (2,2V – 0,55W), khúa K và cỏc dõy nối. - Chuẩn bị cõu hỏi kiểm tra bài cũ:
1. Để xỏc định hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R cho trước ta cần đo những đại lượng nào và cần cú những dụng cụ thiết bị gỡ?
2. Hóy viết cỏc cụng thức sau: Cụng của dũng điện và nguồn điện; biểu thức của định luật Jun – Lenxơ.
3. Một búng đốn cú ghi 110V – 25W. Hóy cho biết ý nghĩa của cỏc chỉ số ghi trờn búng đốn. Tớnh điện trở và cường độ dũng điện định mức của búng đốn.
b) Phiếu học tập cú nội dung sau:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
(Dành cho phần củng cố)
1. Đối với mạch điện kớn gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thỡ cường độ
dũng điện chạy trong mạch:
A. tỉ lệ thuận với điện trở mạch ngoài. B. giảm khi điện trở mạch ngoài tăng. C. tỉ lệ nghịch với điện trở mạch ngoài. D. tăng khi điện trở mạch ngoài tăng.
2. Hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi:
A. sử dụng cỏc dõy dẫn ngắn để mắc mạch điện.
B. nối hai cực của một nguồn điện bằng dõy dẫn cú điện trở rất nhỏ. C. khụng mắc cầu chỡ cho một mạch điện kớn.
3. Một mạch điện kớn gồm một nguồn điện cú ξ =1,5 ;V r = Ω1 , một điện trở R = 4Ω mắc vào hai cực của nguồn. Cường độ dũng điện qua mạch và hiệu điện thế hai đầu điện trở cú giỏ trị:
A. I =0,3 ;A U =1, 2V B. I =0, 2 ;A U =2, 4V
C. I =0, 4 ;A U =1,6V D. I =0,5 ;Aξ =2V
4. Một nguồn điện cú suất điện động ξ =9V và điện trở trong r = 1Ω, mạch ngoài
cú điện trở tương đương R. Để cụng suất tiờu thụ ở mạch đạt cực đại thỡ R cú giỏ trị:
A. 3Ω B. 1Ω C. 2Ω D. 0,5Ω
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
(Làm ở nhà)
1. Cho mạch điện như hỡnh bờn.
Biết ξ =7,8 ;V r=0, 4 ;Ω R1=R2 =R3 = Ω3 ;R4 = Ω6 . a) Tỡm UMN.
b) Nối MN bằng dõy dẫn. Tỡm cường độ dũng điện qua dõy nối MN.
2. Cho mạch điện như hỡnh vẽ:
Biết R1=R2 =R3 = Ω40 ;R4 = Ω = Ω30 ;r 10 . Ampe kế chỉ 0,5A.
a) Tớnh suất điện động của nguồn.
b) Nếu đổi chỗ nguồn và ampe kế thỡ ampe kế chỉ bao nhiờu? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
c) Dự kiến nội dung ghi bảng:
Tiết 18 - Bài 13: ĐỊNH LUẬT ễM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 1. Định luật ễm đối với toàn mạch:
- Cụng của nguồn điện: A q= ξ ξ= It
- Nhiệt lượng toả ra: Q = RI2t + rI2t
- Định luật bảo toàn năng lượng: Q = A
( ) I R r ξ ⇒ = + ( , )ξ r R VA R2 R1 ( , )ξ r R3 R4 H1 ( , )ξ r N M 2 R 1 R R3 4 R B A
⇔ I
R r
ξ =
+ : Biểu thức định luật ễm đối với toàn mạch
- Phỏt biểu định luật: SGK/65.
2. Hiện tượng đoản mạch:
- Xảy ra khi điện trở mạch ngoài nhỏ khụng đỏng kể (RN ≈ 0) và khi đú: Imax
r
ξ = . - Nguồn điện cú điện trở trong càng nhỏ thỡ dũng đoản mạch càng lớn và càng nguy hại.
- Để trỏnh hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đỡnh, người ta dựng cầu chỡ hoặc atụmat.
3. Trường hợp mạch ngoài cú mỏy thu điện:
P p I R r r ξ ξ− = + +
(Biểu thức Định luật ễm đối với toàn mạch chứa nguồn và mỏy thu điện mắc nối tiếp)
4. Hiệu suất của nguồn điện:
Acoich U H
A ξ
= =
2. Học sinh: Xem lại cỏc kiến thức về mạch điện đó học ở THCS.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ - Đặt vấn đề
(Mục tiờu là kiểm tra kiến thức đó học của học sinh và đặt vấn đề vào bài mới)
Hoạt động của giỏo viờn Hoạt động của học sinh
Nờu cõu hỏi kiểm tra bài cũ: (Cỏc cõu hỏi đó được chuẩn bị trước)
GV nhận xột cõu trả lời của HS và nhấn mạnh: Cơ sở hỡnh thành kiến thức của bài “Định luật ễm đối với toàn mạch” chớnh là cỏc kiến thức về định luật ễm cho đoạn mạch mà cỏc em đó (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trả lời. Lắng nghe. ( , )ξ r I A B R (ξp,rp)
được học.
Hoạt động 2: Xõy dựng định luật ễm cho toàn mạch
(Mục tiờu: Xõy dựng biểu thức của định luật ễm đối với toàn mạch trong trường hợp mạch điện đơn giản chỉ cú nguồn điện và điện trở thuần ở mạch ngoài. Từ đú
phỏt biểu nội dung định luật)
Hoạt động của giỏo viờn Hoạt động của học sinh
Nờu cõu hỏi: Hóy phỏt biểu nội dung và viết biểu thức của định luật ễm đối với đoạn mạch chỉ cú R?
• Giai đoạn đề xuất vấn đề
Nờu cõu hỏi:
+ Hiện tượng gỡ sẽ xảy ra khi mắc búng đốn 110V – 25W vào mạng điện 220V? + Vỡ sao?
+ Mắc búng đốn 2,2V – 0,55W vào mạch điện như hỡnh vẽ sau, hiện tượng gỡ xảy ra với búng đốn khi đúng khúa K?
Tiến
hành thớ nghiệm để kiểm tra dự đoỏn của HS: Lắp mạch như hỡnh vẽ và đúng khúa K. Cho HS quan sỏt và nhận xột. Nhận xột: Như vậy búng Trả lời: I U R = Trả lời: + Búng đốn sẽ chỏy. + Vỡ U > Uđm của búng đốn. + Cú thể cú hai dự đoỏn: Búng đốn sẽ chỏy và búng đốn sỏng bỡnh thường. Quan sỏt và nhận xột: Búng đốn khụng bị chỏy. K Đ I A R B
đốn vẫn sỏng bỡnh thường. Cỏc em cú biết lớ do vỡ sao khụng? (Xuất hiện
tỡnh huống cú vấn đề, khởi động tư duy và tạo hứng thỳ học tập cho HS)
• Giai đoạn giải quyết vấn đề:
Để giải thớch hiện tượng này, chỳng ta căn cứ vào đõu?
Ghi nhận hết cỏc ý kiến và đặt vấn đề tiếp theo: Giỏ trị 3V cú phải là hiệu điện thế đặt vào búng đốn khụng? Nếu đỳng vậy thỡ cường độ dũng điện qua đốn là bao nhiờu?
Lật ngược vấn đề: Với dũng điện cú cường độ 0,34A thỡ búng đốn sẽ chỏy nhưng thớ nghiệm lại cho thấy búng đốn vẫn sỏng. Vỡ vậy cú thể kết luận 3V khụng phải là hiệu điện thế hai đầu búng đốn.
GV: Em cú biết vỡ sao cú kết quả như vậy khụng?
Muốn biết hiệu điện thế thực tế đặt vào hai đầu búng đốn cần phải biết cường độ dũng điện qua búng đốn. Vậy
Lỳng tỳng.
Đề xuất ý kiến:
+ Dựa vào định luật ễm đối với đoạn mạch để tỡm cường độ dũng điện I qua búng đốn. Nếu I ≤Idm thỡ đốn khụng bị
chỏy.
+ Dựa vào hiệu điện thế U hai đầu búng đốn. Nếu U U≤ dm thỡ đốn khụng bị chỏy. + Dựa vào cụng suất P của búng đốn. Nếu P P≤ dm thỡ đốn khụng bị chỏy. Trả lời: Phải, 3 0,34( ) 0, 25 8,8 dm U I A I A R = = = > = Đốn bị chỏy. Lỳng tỳng.
Trả lời: Do sự xuất hiện điện trở trong của nguồn điện.
làm thế nào để tớnh cường độ dũng điện qua búng đốn?
Gợi ý: Vỡ mạch điện kớn, cú quan hệ giữa nguồn điện và mạch ngoài, đồng thời cú sự chuyển húa điện năng. Vỡ vậy, ta cú thể dựng định luật bảo toàn năng lượng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Năng lượng điện của toàn mạch do bộ phận nào cung cấp và bằng bao nhiờu? + Năng lượng đú được chuyển húa thành năng lượng nào và ở đõu?
Nhận xột và bổ sung: Vỡ dõy dẫn và khúa K cú điện trở khụng đỏng kể nờn năng lượng đú coi như chỉ tỏa ra trờn búng đốn và cú giỏ trị: RI t2 .
Tiếp tục nờu cõu hỏi gợi ý:
+ Nguồn điện cú điện trở trong r. Vậy khi cú dũng điện chạy qua nú thỡ nú cú tỏa nhiệt khụng?
Chốt ý: Như vậy, nhiệt lượng tỏa ra trong nguồn điện và trờn búng đốn. Ngoài ra trong mạch khụng cú sự chuyển húa điện năng thành cỏc dạng năng lượng khỏc.
Tiếp tục nờu cõu hỏi gợi ý:
+ Dựng định luật Jun – Lenxơ, hóy viết nhiệt lượng tỏa ra trong nguồn điện và trờn búng đốn.
+ Dựng định luật bảo toàn năng lượng
Trả lời:
+ Do nguồn điện cung cấp và A=ξIt. + Năng lượng đú được chuyển húa thành năng lượng nhiệt trờn búng đốn, dõy dẫn, khúa K.
+ Cú và năng lượng đú bằng rI t2 .
Lắng nghe.
ta sẽ viết được biểu thức nào?
+ Từ biểu thức (1), em cú nhận xột gỡ về mối quan hệ giữa suất điện động ξ
và cỏc độ giảm thế?
+ Từ (1) suy ra biểu thức của I.
+ Với ξ =3 ;V R=8,8 ;Ω = Ωr 3 cỏc em hóy thay vào biểu thức số (2) để tớnh dũng điện I qua mạch.
Trờn lý thuyết, cỏc em đó tớnh được cường độ dũng điện I qua búng đốn và đỳng bằng cường độ dũng điện định mức nờn đốn sỏng bỡnh thường khụng như dự đoỏn ban đầu của cỏc em. Bõy giờ ta đi tiến hành thớ nghiệm để kiểm chứng lại điều này.
Mắc sơ đồ mạch điện như hỡnh sau. Khi đúng khúa K, đọc số chỉ của ampe kế ta biết được giỏ trị của cường độ dũng điện qua mạch.
+ Q A= ⇔ξIt I t R r= 2 ( + ⇒ =) ξ IR Ir+ (1)
+ Suất điện động của nguồn điện cú giỏ trị bằng tổng cỏc độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. + I R r ξ = + (2) + 3 0, 25 8,8 3 dm I A I R r ξ = = ≈ = + +
Theo dừi GV làm thớ nghiệm.
K Đ V
Nhận xột và bổ sung: Như vậy số chỉ của ampe kế gần bằng giỏ trị cường độ dũng điện mà cỏc em đó tớnh được. Và bằng nhiều thớ nghiệm, nhà bỏc học ễm đó tỡm ra được biểu thức (2) và đú là biểu thức biểu thị định luật ễm đối với toàn mạch.
Gọi 1 HS phỏt biểu định luật.
• Giai đoạn vận dụng kiến thức vào tỡnh huống mới
Nờu cõu hỏi: Nếu điện trở ngoài nhỏ khụng đỏng kể thỡ biểu thức (13.5) được viết lại như thế nào và lỳc đú cường độ dũng điện trong mạch ra sao?
Thụng bỏo: Hiện tượng đú được gọi là hiện tượng đoản mạch. Để trỏnh hiện tượng đoản mạch đối với mạng điện ở gia đỡnh người ta dựng cầu chỡ hoặc atụmat.
Bài tập vận dụng: Một nguồn điện cú điện trở trong 0,1Ω được mắc với điện trở 4,8Ω thành mạch kớn. Khi đú hiệu điện thế giữa hai cực của
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});