9. Cấu trúc của luận văn
2.2.1. Nội dung về kiến thức
Sau khi học xong chương “Dòng điện không đổi” học sinh cần hiểu được các nội dung kiến thức sau:
Các đại lƣợng đặc trƣng của dòng điện không đổi:
+ Cường độ dòng điện :
Dòng điện không đổi
Các đại lƣợng đặc trƣng Các định luật mô tả mối quan hệ của các đại lƣợng điện trong mạch điện
Địnhluật Ôm Định luật
Jun – Lenxơ Đoạn mạch có R Đoạn mạch chứa nguồnđiện Đoạn mạch chứa máy thu điện Toàn mạch Cƣờng độ dòng điện Hiệu điện thế Suất điện động Điện trở
Công, công suất của dòng điện
Công , công suất nguồn điện
- Cường độ dòng điện bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. . I = qt
Do đó với dòng điện không đổi thì tại một thời điểm điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng ở mọi điểm trên dây dẫn như nhau.
+Hiệu điện thế
- Công thức tính hiệu điện thế UAB = VA-VB
UAB = IR
- Nêu được: trên mạch điện chỉ có R thì hiệu điện thế có giá trị bằng độ giảm điện thế
+ Suất điện động của nguồn điện:
- Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng sinh công của lực lạ và được đo bằng thương số giữa công của nguồn điện vàđộ lớn điện tích dịch chuyển trong nguồn điện.
- Biểu thức =
q A
+ Điện trở thuần :
- Nêu được biểu thức liên hệ giữa điện trở thuần với tiết diện, chiều dài, điện trở suất, nhiệt độ
R = ρ sl ; ρ = ρ0 (1+ α t)
- Điện trở của vật dẫn chỉ phụ thuộc vào l, S, ρ và nhiệt độ của vật, không phụ thuộc vào U và I
+ Công, công suất của dòng điện :
- Công của dòng điện là công của lực điện làm di chuyển điện tích trong mạch điện. Số đo công của dòng điện bằng số đo lượng điện năng đã chuyển sang dạng năng lượng khác.
- Biểu thức xác định công, công suất của dòng điện A = U.I.t và P = U.I
+ Công và công suất của nguồn điện
- Công của nguồn điện là công của lực lạ làm di chuyển điện tích bên trong nguồn. Số đo công của nguồn điện bằng số đo lượng năng lượng khác đã chuyển sang dạng điện năng.
- Biểu thức xác định công, công suất của nguồn A = E.I.t và P = E.I
Các định luật mô tả mối quan hệ của các đại lƣợng điện trong mạch điện
+ Định luật Ôm
* Định luật Ôm đoạn mạch
- Công thức của định luật I =
R U
- Điều kiện áp dụng định luật: Đoạn mạch có điện trở thuần, dòng điện trong chất điện phân khi có dương cực tan
* Định luậtÔm toàn mạch
- Công thức của định luật I=
r R E - Các trường hợp Đoản mạch: R vô cùng nhỏ I ma x= r E Mạch hở: R vô cùng lớn I = 0
* Định luật Ôm cho các loại đoạn mạch - Đoạn mạch chứa nguồn điện I=
r E U12
- Đoạn mạch chứa máy thu I =
r E U12
- Đoạn mạch chứa cả máy thu và nguồn điện I =
r R E E U 1 2 12
+ Định luật Jun – Lenxơ
2.2.2.Các kỹ năng cơ bản học sinh cần rèn luyện
+ Kỹ năng áp dụng kiến thức vào bài tập:
- Áp dụng biểu thức, sử dụng đơn vị đo của cường độ dòng điện - Xác định chiều dòng điện trong các đoạn mạch
- Liên hệ giữa điện lượng và cường độ I=
t q
- Vận dụng biểu thức hiệu điện thế UAB=VA-VB , áp dụng trong phương pháp điện thế để tính dòng điện và điện trở trong đoạn mạch điện một chiều
- Về điện trở thuần R=
S l
.
gắn liền với tác dụng nhiệt, vận dụng biểu thức này có thể tính được chiều dài dây dẫn (trong các dụng cụ tiêu thụ điện như bếp điện, bàn là), hoặc từ bản chất của dây dẫn có thể tính được điện trở của mạch
- Từ biểu thức về điện trở phụ thuộc nhiệt độ căn cứ vào sự thay đổi nhiệt độ có thể suy ra điện trở, hoặc từ sự thay đổi điện trở có thể xác định được nhiệt độ ( như trong nhiệt kế điện trở)
- Từ công thức tính công và công suất cuả dòng điện có thể tính được điện trở vật dẫn khi biết công hoặc công suất, thời gian dòng điện đi qua.
- Vận dụng định luật trong trong đoạn mạch I=
R U
để tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp, song song, tính hiệu điện thế và tính điện trở của mạch.
- Vận dụng kiến thức trên trong việc mắc các điện trở phụ trong các dụng cụ đo điện như vôn kế, ampe kế
- Với định luật Ôm cho các loại đoạn mạch I=
r E U12 hoặc I = r E U12
kết hợp với định luật bảo toàn điện tích có thể tính được cường độ dòng điện trong mạch điện phức tạp.
- Vận dụng kiến thức định luật Ôm toàn mạch để tính được cường độ dòng điện trong mạch điện kín, tính được hiệu điện thế trong các đoạn mạch.
- Vận dụng định luật Jun-lenxơ để tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn khi biết dòng điện, điện trở và thời gian dòng điện chạy qua, hoặc từ nhiệt lượng toả ra thời gian dòng điện chạy qua có thể tính được cường độ dòng điện, điện trở dây dẫn.
+ Kỹ năng áp dụng kiến thức vào thực tế
- Áp dụng việc ghép điện trở để tính các điện trở trong thực tế, trong việc mở rộng thang đo của các dụng cụ đo điện.
- Áp dụng tính công và công suất xác định mức tiêu thụ điện năng cho các dụng cụ tiêu thụ điện trong đời sống sinh hoạt.
- Áp dụng định luật Ôm toàn mạch trong các hiện tượng thực tế như đoản mạch để lắp đặt các thiết bị bảo vệ thích hợp, hoặc hiện tượng mạch hở để đo suất điện động.
- Áp dụng cách ghép nguồn điện thành bộ để tạo ra nguồn điện thích hợp với các dụng cụ tiêu thụ điện.
+Kỹ năng thí nghiệm:
Trong chương này bài định luật ôm cho các loại đoạn mạch được dạy theo cách xây dựng kiến thức trên cơ sở thực nghiệm :
- Rèn luyện cho học sinh cách thiết kế một thí nghiệm để đo được dòng điện, hiệu điện thế theo các dụng cụ sẵn có của phòng thí nghiệm.
Có thế chọn cách sau tuỳ theo mức độ chính xác của dụng cụ đo:
- Cách làm thí nghiệm : Lắp đặt dụng cụ, bố trí dụng cụ hợp lý, cách đọc các kết quả đo.
- Dự đoán kết quả thí nghiệm về mối quan hệ U, I.
- Xử lý các kết quả đo: Vận dụng phép tính sai số, lập bảng khảo sát 2.3. Soạn thảo hệ thống câu trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn
chƣơng "Dòng điện không đổi ”
V A
A
Ở đây chúng tôi soạn thảo một hệ thống câu trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn dùng để kểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức chương “Dòng điện không đổi” lớp 11THPT. Mỗi câu hỏi có bốn lựa chọn trong đó chỉ có một lựa chọn đúng. Các mồi nhử được xây dựng trên sự phân tích những sai lầm của học sinh khi học chương “Dòng điện không đổi ”.
Hệ thống câu TNKQNLC có thể dùng để làm bài kiểm tra 15 phút, một tiết hoặc các bài kiểm tra đầu giờ, cuối giờ để đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh trong khi học hoặc sau khi học chương “Dòng điện không đổi ”. Tuỳ mục đích kiểm tra và đối tượng kiểm tra mà giáo viên chọn số lượng và câu TNKQNLC cụ thể nào. Thậm chí có thể dùng hệ thống câu TNKQNLC như là các bài tập giao cho học sinh, giúp học sinh tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của bản thân.
Nghiên cứu về cách phân loại các hoạt động nhận thức, vận dụng vào phạm vi nghiên cứu đề tài chúng tôi chỉ quan tâm đến ba trình độ nhận thức: Nhận biết,
hiểu, vận dụng.
2.3.1. Bảng ma trận hai chiều mô tả mối liên hệ giữa nội dung kiến thức và mức độ nhận thức cần đạt được của học sinh
Chúng tôi chia chương “Dòng điện không đổi ” thành bốn khối kiến thức cơ bản : Trình độ nhận thức Nội dung Kiến thức NHẬN BIẾT ( Nhắc lại, tái hiện)
HIỂU
(Áp dụng trong tình huống quen thuộc)
VẬN DỤNG
( Vận dụng linh hoạt giải quyết vấn đề) đề mới) 1/ Các đại lượng đặc trưng cho một mạch điện có dòng điện không đổi
* Nêu được dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng
* Nêu được quy ước chiều dòng điện.
*Nêu được định
nghĩa khái niệm
cường độ dòng điện
* Vẽ được chiều dòng điện trong các mạch điện cụ thể.
* Cường độ dòng điện bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Do đó với dòng điện không đổi thì
* Từ việc vẽ được chiều dòng điện để phân tích được mạch điện mắc như thế nào. * Từ công thức I = q/t. - Để tìm I, cần biêt q và t - Tìm q, cần biết I và t - Tìm t, cần biết I và q
và viết được:
biểu thức, đơn vị đo. I = t
q
* Nêu được khái niệm suất điện động của nguồn điện, biểu thức, đơn vị đo
=
q A
*Nêu được biểu thức liên hệ giữa điện trở thuần với tiết diện, chiều dài, điện trở suất, nhiệt độ R = ρ s l ; ρ = ρ0 (1+ α t)
* Nêu được công thức tính hiệu điện thế
UAB = VA-VB
UAB = IR
* Nêu được: trên mạch điện chỉ có R thì hiệu điện thế có giá trị bằng độ giảm điện thế
tại một thời điểm điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng ở mọi điểm trên dây dẫn như nhau. * Giải thích được sự xuất hiện lực lạ và vai trò của nó trong việc hình thành suất điện động của nguồn điện
* Hiểu được điện trở của vật dẫn chỉ phụ thuộc vào l, S, ρ và nhiệt độ của vật, không phụ thuộc vào U và I
* Hiểu được điều kiện có dòng điện chạy trong vật dãn : Cần đặt hiệu điện thế vào 2 đầu vật dẫn
*Phân biệt được khái niệm hiệu điện thế và độ giảm điện thế * Áp dụng công thức = q A *Áp dụng các công thức R = ρ s l ; ρ = ρ0 (1+ α t) * Vận dụng công thức UAB = VA-VB UAB = IR 2/ Định luật Ôm cho các loại mạch điện có dòng điện không đổi
* Nêu được biểu thức định luật ôm cho các loại đoạn mạch và toàn mạch.
*Từ các định luật Ôm cho các đoạn mạch suy luận thành định luật Ôm tổng quát và ngược lại từ định luật Ôm tổng quát vận dụng vào các
Vận dụng định luật Ôm cho các loại đoạn mạch và toàn mạch phù hợp với điều kiện đã cho ở mạch điện.
trường hợp riêng.
3/ Sự chuyển
hoá năng lương
trong mạch
điện: Công,
công suất, định luật Jun- Len xơ
* Nêu được trong mạch điện luôn có sự chuyển hóa năng lượng: ở mạch trong, các dạng năng lượng khác chuyển hóa thành điện năng, ở mạch ngoài điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.
* Nêu được công thức tính công và công suất của dòng điện A=UIt, P=UI *Phát biểu và viết được biểu thức định luật thức Jun-Lenxơ Q=I2Rt
*Hiểu được số đo của lượng điện năng đã tiêu thụ bằng số đo công của dòng điện và được tính bằng công thức A=UIt
* Áp dụng định luật Jun- Lenxơ cho các đoạn mạch nối tiếp và song song.
- Vận dụng công thức A=UIt, P=UI
để tính công và công suất của dòng điện hoặc biết A và P, tính các đại lượng khác có mặt trong công thức trên.
* Phối hợp công thức của định luật Jun-Len xơ với các công thức định luật Ôm và công thức tính công, công suất của dòng điện đẻ giải các bài tập có nội dung cụ thể ( mạch điện có các dụng cụ dùng điện một chiều) 4/-Nguồn điện - ghép nguồn điện thành bộ * Kể tên được một số loại nguồn điện hóa .
* Hiểu được nguyên tắc hoạt dộng của một số loại pin và acqui.
* Trên cơ sở hiểu nguyên tắc hoạt động của acqui, để xác định rõ acqui là nguồn điện hay máy thu trong mỗi trường hợp cụ
* Nêu được biểu thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn điện ghép song song, nối tiếp, xung đối
*Phân biệt được các cách ghép nguồn điện. * Suy luận được công thức tính suất điện động, điện trở trong của bộ nguồn điện ghép hỗn tạp đối xứng.
thể.
*Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc song song, nối tiếp và hỗn tạp đối xứng
2.3.2. Bảng phân bố số câu theo mục tiêu giảng dạy
Mục tiêu nhận thức
Nội dung kiến thức
Nhận biết (Số câu) Hiểu (Số câu) Vận dụng (Số câu) Tổng cộng Nội dung 1 3 ( Câu1,2,3) 4 (Câu 4,5,6,7) 3 (Câu 8,9,10) 10 Nội dung 2 4 ( Câu11,12, 13,14,) 6 (Câu 15,16,17, 18,19,20) 5 (Câu 21,22,23,24,25) 15 Nội dung 3 5 (Câu 26,27,28, 29,30) 4 (Câu 31,32,33, 34,) 6 (Câu 35,36, 37,38,39,40) 15 Nội dung4 3 (Câu 41,42,43) 3 (Câu 44,45,46,) 4 (Câu 47,48,49,50) 10 Tổng cộng 15 17 18 50
2.3.3. Hệ thống câu TNKQNLC chương “Dòng điện không đổi ”
Các đại lƣợng đặc trƣng cho một mạch điện có dòng điện không đổi
Câu1:
Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
B. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian.
C. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương trong điện trường.
D.Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm trong điện trường
Mục tiêu: Kiểm tra định nghĩa về dòng điện, cường độ dòng điện, quy ước về chiều dòng điện. - Trình độ nhận biết
Phân tích các phƣơng án lựa chọn: Học sinh thuộc định nghĩa dòng điện, cường độ dòng điện và nhớ qui ước về chiều dòng điện sẽ chọn được đáp án không đúng D. Nếu không nhớ các kiến thức trên mà chọn ngẫu nhiên sẽ chọn các phương án đúng A, B, C
Câu 2: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện và được đo bằng công thức
A. q A B. A q C. q.A D. q A
Mục tiêu: Kiểm tra về khái niệm suất điện động của nguồn điện. - Trình độ nhận biết.
Phân tích các phƣơng án lựa chọn: Học sinh nhớ công thức tính suất điện động chọn phương án đúng D. Nếu không chú ý khi tính suất điện động cần sử dụng độ lớn điện tích sẽ chọn phương án A. Nếu không nhớ công thức định nghĩa suất điện động, chọn ngẫu nhiên sẽ chọn B hoặc C.
Câu 3:
Công thức nào biểu thị định nghĩa của cường độ dòng điện?
A. I = R U B. I = t q C. I = r R D. I = r R UAB
Mục tiêu: Kiểm tra định nghĩa về cường độ dòng điện - Trình độ nhận biết
Phân tích các phƣơng án lựa chọn: Ngoài việc nhớ được các công thức tính cường độ dòng điện, học sinh còn phân biệt được biểu thức định nghĩa cường độ dòng điện với biểu thức chỉ nêu lên sự phụ thuộc của I vào các đại lượng khác chọn được phương án đúng là B. Nếu không nhớ công thức định nghĩa cường độ dòng điện hoặc không đọc kỹ câu dẫn sẽ chọn ngẫu nhiên, thậm chí còn nêu các phương án đều đúng.
Câu 4:
Trong các yếu tố sau: I.Chiều dài của dây dẫn ; II.Nhiệt độ của dây; III.Khối lượng dây dẫn;
IV. Môi trường bao quanh dây dẫn. V. Đường kính của dây dẫn.
Điện trở của dây dẫn hình trụ đồng chất phụ thuộc những yếu tố nào?
A. I, II, V B. I,II, III C. II,III, IV D. I, IV, V Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức về điện trở của vật dẫn – Trình độ thông hiểu.
Phân tích các phƣơng án lựa chọn: Học sinh nhớ được điện trở của dây dẫn hình trụ đồng tính phụ thuộc vào chiều dài, nhiệt độ, chất làm dây dẫn (điện trở suất) và công thức mô tả sự phụ thuộc đó R = ρ.
S l
và ρ = ρ0.( 1+αt), đồng thời hiểu rõ mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng trong công thức, sẽ