9. Cấu trúc luận văn
2.4.3.Bài: Từ trƣờng của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng
HS: hoàn thành theo yêu cầu của GV
HS: tóm tắt (phần ghi nhớ)
HS: Nhận nhiệm vụ
2.4.3. Bài: Từ trƣờng của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt đặc biệt
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Nắm đƣợc từ trƣờng gây bởi dòng điện tại một điểm phụ thuộc các yếu tố: cƣờng độ dòng điện, dạng hình học của dây dẫn, vị trí của điểm khảo sát và môi trƣờng xung quanh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Phát biểu đƣợc cách xác định phƣơng, chiều và công thức tính cảm ứng từ của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài tại một điểm bất kì.
- Phát biểu đƣợc cách xác định phƣơng, chiều và công thức tính cảm ứng từ của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn tại tâm O của nó.
- Phát biểu đƣợc cách xác định phƣơng, chiều và công thức tính cảm ứng từ của dòng điện chạy trong ống dây hình trụ dài tại một điểm bên trong lòng ống dây
2. Kĩ năng
Biết cách xác định và biểu diễn véc tơ cảm ứng từ do dòng điện gây ra tại một điểm.
Biết cách vận dụng nguyên lí chồng chất từ trƣờng để xác định các đặc điểm của véc-tơ cảm ứng từ tổng hợp của từ trƣờng do nhiều dòng điện gây ra tại một điểm.
3. Thái độ, tình cảm
Tích cực tham gia xây dựng và vận dụng kiến thức
Có hứng thú học tập, chuẩn bị chu đáo cho bài học, hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài.
Nghiêm túc tham gia các hoạt động, hợp tác tích cực trong hoạt động nhóm.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên:
TN tạo từ phổ của từ trƣờng gây bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, vòng dây tròn, ống dây dài.
Mô phỏng: Hình ảnh từ phổ, đƣờng sức từ của từ trƣờng gây bởi dòng
điện thẳng, dòng điện tròn, dòng điện trong ống dây dài hình trụ. Phƣơng tiện hỗ trợ: Máy vi tính, máy chiếu...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
IV. Sơ đồ logic tiến trình xây dựng kiến thức
Xung quanh một dây dẫn có dòng điện tồn tại một từ trƣờng. Tại một điểm trong không gian đó véc-tơ cảm ứng từ B xác định từ trƣờng phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Thực nghiệm và lí thuyết đã xác định đƣợc cảm ứng từ B tại một điểm cho trƣớc trong từ trƣờng của một d̀ng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng nhất định. Kết quả cho thấy rằng cảm ứng từ B tại một điểm M
- Tỉ lệ với cƣờng độ d̀ng điện I gây ra từ trƣờng - phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn
- phụ thuộc vị trí của điểm M ,môi trƣờng xung quanh
Từ trƣờng của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt: dây dẫn thẳng dài, dây dẫn uốn thành vòng tròn, ống dây hình trụ.
Cảm ứng từ B tại một điểm M gây bởi d̀ng điện có cƣờng độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài có phƣơng vuông góc mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn, có chiều xác định bởi quy tắc nắm tay phải, có độ lớn B=2.10-7 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
I/r
Cảm ứng từ B tại tâm 0 của vòng dây tròn có phƣơng vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và có chiều đi vào mặt nam và đi ra mặt bắc của dòng điện tròn đó, có độ lớn B=2π.10-7
I/R, R là
bán kính của khung tròn. - Khung dây tròn tạo
bởi N vòng dây sít nhau thì B=2π.10-7 N.I/R Trong ống dây các đƣờng sức từ là những đƣờng thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau ,từ trƣờng trong ống dây là từ trƣờng đều , cảm ứng từ trong lòng ống dây đƣợc cho bởi công thức B=4π.10-7NI/ℓ =4.π.10-7
n.I
Từ trƣờng của nhiều dòng điện, từ trƣờng do nhiều dòng điện gây ra tuân theo nguyên lí chồng chất, véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các véc tơ cảm ứng từ do dòng điện gây ra tại điểm ấy. BB1B2 ... Bn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
IV. Tiến trình dạy học cụ thể
Hoạt động 1: Đặt vấn đề
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS GV: Xung quanh dòng điện có từ
trƣờng, từ trƣờng ấy đƣợc đặc trƣng bởi véc-tơ cảm ứng từ. Vậy tại một điểm trong không gian xung quanh dòng điện cảm ứng từ đƣợc xác định nhƣ thế nào? Trong bài học hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về vấn đề này.
HS: Ghi nhận vấn đề cần tìm hiểu trong bài.
Hoạt động 2: Ôn tập về từ trƣờng, đƣờng sức từ và cảm ứng từ tạo cơ sở xây dựng kiến thức mới.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS GV: Để nghiên cứu về từ trƣờng
của một dòng điện nào đó ngƣời ta có thể dựa vào TN tạo từ phổ của từ trƣờng đó
GV: Giới thiệu dụng cụ, làm và trình chiếu cho HS quan sát các TN tạo từ phổ của từ trƣờng gây bởi các dòng điện khác nhau
HS: Nhận nhiệm vụ học tập, thảo luận.
GV: Tổ chức hoạt động nhóm, giao
nhiệm vụ cho các nhóm HS, yêu cầu mỗi nhóm HS trình bày vào 1 trang giấy A4.
HS: quan sát, thu thập thông tin để đi đến thống nhất phƣơng án trình bày câu trả lời cho câu hỏi của nhóm. Suy nghĩ để có thể nhận xét phần trình bày câu trả lời của các nhóm khác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhóm 1-Từ trƣờng do dòng điện gây ra tại một điểm thì phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Nêu đặc điểm của véc-tơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trƣờng?
Nhóm 2 - Vẽ dạng các đƣờng sức từ của từ trƣờng gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài? Mô tả đặc điểm của đƣờng sức từ, từ đó suy ra đặc điểm của cảm ứng từ tại một điểm bất kì?
Nhóm 3: Vẽ dạng các đƣờng sức từ của từ trƣờng gây bởi dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn? Mô tả đặc điểm của đƣờng sức từ, từ đó suy ra đặc điểm của cảm ứng từ tại tâm O của khung dây?
Nhóm 4: Vẽ dạng các đƣờng sức từ của từ trƣờng gây bởi dòng điện trong ống dây dẫn hình trụ? Mô tả đặc điểm của đƣờng sức từ, từ đó suy ra đặc điểm của từ trƣờng trong lòng ống dây và cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây?
GV: Chiếu phần trả lời của nhóm 1 và đề nghị các nhóm còn lại nhận xét để hoàn thiện.
GV: Chúng ta sẽ vận dụng các kiến
HS: Quan sát, nhận xét bổ sung và ghi nhận kiến thức mới. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thức mà các em vừa ôn tập để tìm hiểu về từ trƣờng gây bởi dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về từ trƣờng gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
GV: Giới thiệu về dây dẫn thẳng dài
GV: Trình chiếu cho cả lớp quan sát nội dung phiếu học tập của nhóm 2, đề nghị HS nhận xét để hoàn thiện kiến thức về từ trƣờng gây bởi dòng điện thẳng.
GV: Nhận xét và chính xác hóa.
GV: Kết luận.
HS: Quan sát, nhận biết dây dẫn thẳng dài
HS: Quan sát
HS: Nhận xét, hoàn thiện kiến thức.
HS: Ghi nhớ
Đặc điểm các đƣờng sức từ: Các đƣờng tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm tại dây dẫn. Chiều xác định bởi quy tắc nắm tay phải.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
một điểm bất kì: đặt tại điểm khảo sát; vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và điểm đang xét; chiều xác định nhờ quy tắc nắm tay
phải; độ lớn 7 2.10 I B r
Hoạt động 3.Tìm hiểu về từ trƣờng gây bởi dòng điện tròn GV: Giới thiệu về khung dây dẫn
uốn thành vòng tròn.
GV: Trình chiếu cho cả lớp cùng quan sát và nhận xét các nội dung phiếu học tập của nhóm 3, bổ sung, điều chỉnh để xây dựng hoàn thiện kiến thức mới.
GV: Nhận xét. Đƣa ra kết luận cuối cùng.
HS: Quan sát.
HS: Quan sát, nhận xét.
HS: Ghi nhớ
Đặc điểm các đƣờng sức từ: qua tâm là đƣờng thẳng trùng với trục đối xứng vuông góc với mặt vòng dây, các đƣờng khác tạo thành 2 hệ đƣờng cong nằm đối xứng qua trục, gần dây có dạng gần đƣờng tròn. Véc-tơ cảm ứng từ tại tâm O: đặt tại O, phƣơng vuông góc với mặt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phẳng khung dây, chiều xác định nhờ quy tắc nắm tay phải 2, độ lớn:
7 2 .10 I B r , khung có N khung dây: B 2 .10 7N I r .
Hoạt động 4. Tìm hiểu về từ trường gây bởi dòng điện trong ống dây dài
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS GV: Giới thiệu về ống dây dài.
GV: Trình chiếu cho cả lớp cùng quan sát và nhận xét các nội dung phiếu học tập của nhóm 4, bổ sung, điều chỉnh để xây dựng hoàn thiện kiến thức mới.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HS: Quan sát, nhận xét, ghi chép và ghi nhận kiến thức mới.
HS ghi nhớ: Đặc điểm các đƣờng sức từ: phía ngoài có dạng giống của NC thẳng, trong lòng ống dây là các đƣờng thẳng song song và cách đều nhau, có chiều xác định nhờ quy tắc nắm tay phải. Véc-tơ cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây: trong lòng ống dây có từ trƣờng đều, tại một điểm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
bất kì véc-tơ cảm ứng từ có điểm đặt tại điểm đang xét, phƣơng song song với trục ống dây (vuông góc với mặt phẳng các vòng dây), chiều xác định nhờ quy tắc nắm tay phải. Độ lớn: 7 4 .10 I B N . Hay B4 .10 7nI
Hoạt động 5.Tìm hiểu về nguyên lí chồng chất từ trƣờng GV: Các dòng điện đều gây ra từ
trƣờng ở không gian xung quanh nó, từ trƣờng do nhiều dòng điện gây ra tại một điểm trong không gian đƣợc xác định nhƣ thế nào?
GV: Hƣớng dẫn HS vận dụng
nguyên lí làm bài tập VD trang 132- SGK, vẽ hình biểu diễn các véc-tơ
HS: Đọc SGK và phát biểu nguyên
lí.
Hoạt động 6.Củng cố, vận dụng
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS GV: Yêu cầu HS hệ thống lại các
kiến thức vừa học
GV: Dặn dò
Ôn lại các kiến thức đã học.
Trả lời các câu hỏi và làm các bài tập trang 133 SGK
Chuẩn bị bài “Lực Lo-ren-xơ”: đọc lại các kiến thức về lực hƣớng tâm và
HS: hoàn thành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Dựa vào kết quả nghiên cứu về TTC, tính tự chủ và tính sáng tạo của HS, đồng thời trên cơ sở đặc điểm dạy học vật lí trong trƣờng phổ thông, chúng tôi đã vận dụng quan điểm dạy học hiện đại để đề xuất các biện pháp thiết kế bài học vật lí theo hƣớng phát triển tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh. Khi thiết kế các bài học vật lí cần tăng cƣờng sử dụng PPDH truyền thống theo hƣớng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của ngƣời học và phối hợp linh hoạt nhiều PPDH phù hợp với nội dung, trình độ nhận thức của HS và điều kiện thực tế để đạt đƣợc mục tiêu của bài học; tăng cƣờng các phƣơng pháp tìm tòi nghiên cứu, phát hiện vấn đề và cách giải quyết vấn đề; coi trọng phƣơng pháp thực nghiệm- phƣơng pháp đặc trƣng của bộ môn; tổ chức cho HS hoạt động trên lớp dƣới những hình thức học tập khác nhau. Chúng tôi đã vận dụng các biện pháp cụ thể này khi dạy một số kiến thức Từ trƣờng. Chúng tôi đã soạn ba giáo án trong chƣơng “Từ trƣờng”. Ba giáo án mà chúng tôi xây dựng đã thể hiện đƣợc yêu cầu trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 3.1.1 Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở đã soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học các kiến thức phần “Từ trƣờng” theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh nhƣ ở chƣơng II. Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sƣ phạm nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, đánh giá tính khả thi của các tiến trình dạy học đã soạn.
3.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
+ Khảo sát, điều tra để lựa chọn các lớp thực nghiệm (T/N) và các lớp đối chứng (ĐC), chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác TNSP.
+ Thống nhất với GV dạy thực nghiệm nội dung, phƣơng pháp và kế hoạch T/N.
+ Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm theo phƣơng án đã chuẩn bị. + Xử lý và phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá các tiêu chí đã đề ra, nhận xét và rút ra kết luận sự đúng đắn của giả thuyết khoa học của đề tài.
3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chúng tôi lựa chọn đối TNSP là HS lớp 11 thuộc hai trƣờng THPT. Cụ thể với các lớp thực nghiệm (T/N) và các lớp đối chứng (ĐC) nhƣ sau:
+ Trƣờng THPT Trần Quốc Tuấn (Thái Nguyên): Lớp T/N 11A1, Lớp ĐC 11A5
+ Trƣờng THPT Lƣơng Phú (Thái Nguyên): Lớp T/N 11A1, Lớp ĐC 11A2
3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm
+ Điều tra, khảo sát tình hình dạy và học vật lý ở các trƣờng chọn làm thực nghiệm; tìm hiểu thông tin cần thiết về các lớp TN và lớp ĐC thông qua việc: Trao đổi với ban giám hiệu nhà trƣờng, tổ trƣởng chuyên môn, GV chủ nhiệm, GV dạy môn vật lý, gặp gỡ trao đổi trực tiếp với HS, sử dụng phiếu phỏng vấn GV và HS
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Đối chứng, so sánh PPDH của lớp T/N với phƣơng pháp dạy học ở lớp ĐC
+ Ở lớp T/N: GV cộng tác tiến hành triển khai giảng dạy theo giáo án theo đúng tinh thần mà ngƣời thực hiện đề tài đã soạn thảo.
+ Lớp ĐC: GV cộng tác tiến hành giảng dạy theo cách mà họ vẫn thƣờng sử dụng (Nặng về thuyết trình, HS ít có cơ hội tham gia xây dựng bài), có sự tham gia dự giờ của ngƣời thực hiện đề tài .
+ Tổ chức kiểm tra ở cả hai lớp T/N và lớp ĐC, kiểm tra với cùng một đề và trong cùng thời gian nhƣ nhau
+ Trao đổi với GV cộng tác, tổng kết, phân tích và xử lý kết quả một cách khách quan
3.4. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm và cách khắc phục. và cách khắc phục.
3.4.1. Những thuận lợi
- Chúng tôi có niềm yêu thích khoa học phƣơng pháp dạy học thực sự - Chúng tôi chủ động lên kế hoạch TNSP một cách cụ thể, tỉ mỉ, hợp lôgic khoa học
- Trƣờng tác giả tiến hành TNSP là trƣờng mà tác giả trực tiếp giảng dạy nên nắm khá chính xác trình độ, năng lực, tâm lý của HS
- Chúng tôi có kinh nghiệm trong giảng dạy, đặc biệt chƣơng trình lớp 11 nên nắm đƣợc đặc điểm của bài dạy.
- Đƣợc sự quan tâm của ban giám hiệu nhà trƣờng, của các tổ viên trong tổ Vật lí nên việc giảng dạy thuận lợi hơn rất nhiều.
3.4.2. Những khó khăn
- GV giảng dạy còn ít kinh nghiệm trong việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm - Bộ thí nghiệm của nhà trƣờng hầu nhƣ không đƣợc sử dụng, bảo quản thƣờng xuyên nên với GV tiến hành TNSP nên khi sử dụng bộ thí nghiệm này GV cũng gặp phải những khó khăn, bỡ ngỡ nhất định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn