Luận văn Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1.1. Mục đích

Thực nghiệm sư phạm (TNSP) được tiến hành với mục đích kiểm tra giả thuyết khoa học của đề

tài: “ Nếu giờ học vật lí ở các trường THPT được tổ chức theo định hướng tích cực hóa hoạt động nhận

thức của HS thông qua việc sử dụng các BTTN kết hợp với một số biện pháp sử dụng thí nghiệm vật lí

phù hợp thì chất lượng học tập của học sinh THPT sẽ được nâng cao”. Cụ thể là trả lời các câu hỏi sau:

1. BTTN có góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS không?

2. Chất lượng của việc lĩnh hội tri thức vật lí của HS học tập với BTTN có cao hơn quá trình học

tập không sử dụng BTTN không?

3.1.2. Nhiệm vụ

Để đạt được mục đích trên, TNSP chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Điều tra thực trạng của việc sử dụng BTTN ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh An Giang.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm: giảng dạy theo giáo án thực nghiệm đã soạn.

- Bước đầu đánh giá tính hiệu quả của tiến trình dạy học ở các lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối

chứng (ĐC).

- Đánh giá hiệu quả của các BTTN đã khai thác, xây dựng với thực tế nhằm bổ sung và hiệu chỉnhchúng.

pdf139 trang | Chia sẻ: lavie11 | Ngày: 16/12/2020 | Lượt xem: 287 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n tử nước có hai nguyên tử Hidro và một nguyên tử Oxi. Dưới áp suất như nhau những thể tích như nhau chứa cùng một lượng phân tử khí nhưng khi điện phân số phân tử Hidro được giải phóng ở cực âm nhiều hơn gấp đôi. Vì vậy suy ra điện cực âm là điện cực có bọt khi sủi lên nhiều hơn. Bài 6. Dụng cụ: một cục pin có sức điện động  , điện trở trong r, một vôn kế có hai thang đo 0 – 3V và 0 – 6V, dây nối, khóa k. Yêu cầu: xác định sức điện động của cục pin đã cho[18]. 1. Các mục tiêu mà HS cần đạt được.  Về kiến thức: Nhận biết được khi thang đo vôn kế thay đổi k lần thì điện trở vôn kế cũng thay đổi k lần. Độ nhạy giảm đi k lần.Vận dụng được công thức hiệu điện thế hai cực của nguồn trong mach kín để thiết lập hiệu điện thế hai cực theo điện trở mạch ngoài  Về kĩ năng: Kĩ năng sử dụng vôn kế có nhiều thang đo để xác định sức điện động của nguồn điện có điện trở trong r khi điện trở vôn kế là hữu hạn. Rèn luyện kĩ năng phân tích, suy luận logic để lập phương án thí nghiệm và kĩ năng thực hành. 2. Phân tích bài toán.  Đây là BTTN định lượng ở mức độ thứ hai. Dùng vôn kế có hai thang đo, lập phương án và tiến hành thí nghiệm đo sức điện động của cục pin có điện trở r.  Để giải quyết bài toán, GV gợi ý cho HS thực hiện các thao tác định hướng sau: Nếu mắc trực tiếp vôn kế vào hai cực của pin, số chỉ vôn kế có phải là sức điện động của pin không? Tại sao? Kiến thức nào cho phép tìm công thức xác định số chỉ của vôn kế lúc này? Điện trở của vôn kế VR liên hệ như thế nào với giá trị cực đại của thang đo maxVU ? Điện trở 1 2;V VR R liên hệ như thế nào với max1 max 2&V VU U ? - Từ đó HS suy luận đề ra phương án đo  của pin. 3. Lập phương án.  Phương án: - Xác định k bởi 2max 1max U k U  . 1max 2max;U U là giá trị cực đại trên mỗi thang đo - Tính giá trị sức điện động của nguồn bởi công thức: 1 2 2 1 ( 1)k U U kU U     , 1 2;U U là giá trị hiệu điện thế hai cực của nguồn khi dùng lần lượt hai thang đo. - Xác định sai số phép đo gián tiếp  .  Giải thích phương án: - Hiệu điện thế cần đo định bởi (1 ) (1)VPg g g g RR U U U R R    . Khi kim điện kế lệch tối đa trên mặt chia độ max max; ;g gU U U U  do maxg g U const R  . Nên từ (1) ta có : maxmax g V g UU const R R   . Vậy khi mở rộng thang đo (tăng maxU ) cần tăng điện trở vôn kế. Với hai thang đo khác nhau ta có: 2 max 2 1 max1 (*)V V R U k R U   . Số chỉ vôn kế khi mắc vào hai cực của nguồn là: . 1 V V V V U I R R rr R R        (2). Áp dụng (2) cho hai thang đo ta có: 1 2 1 2 2 (3); (4) 1 1 1 .V V V U U r r r R k R R          . Do vậy ta có giá trị cần tìm là: 1 2 2 1 ( 1)k U U kU U     .(**) 4. Tiến hành thí nghiệm xác định  . - Quan sát giá trị cực đại của hai thang đo. Tính giá trị k. Mắc vôn kế vào hai cực của nguồn. Đọc số chỉ vôn kế ứng với hai thang đo ghi vào bảng sau: Thang đo Giá trị một độ chia: c Sai số: 0,5U c  Số vạch của kim : x Giá trị đo: U x c  0 – 3 V 0 – 6 V - Thế giá trị đo 1 2;U U vào (**) để tính  - Việc tính sai số của phép đo  dựa trên cơ sở phép tính vi phần toàn phần, nên GV cho HS áp dụng công thức tính sai số sau hoặc bằng phương pháp giới hạn: - 1 2 ' ' 1 2 1 1 2 2( , ) ( , )U UU U U U U U       2 2 2 1 1 22 2 1 1 { } ( ) k kU U U U kU U           Kết luận: Giá trị cực đại của mỗi thang đo liện hệ với điện trở vôn kế ứng với mỗi thang đo theo công thức (*). Nếu điện trở vôn kế của mỗi thang đo lớn hơn nhiều điện trở trong của nguồn thì theo (2) số chỉ vôn kế cho biết  , lúc đó ta nên dùng thang đo mà kim chỉ thị lệch nhiều vạch nhất để hạn chế sai số. Bài 7. Có hai hộp kín, mỗi hộp có hai đầu dây ra là A, B. Trong mỗi hộp có hai nguồn giống nhau, mỗi nguồn có sức điện động  , điện trở trong r ghép với nhau để tạo thành một bộ nguồn. Biết rằng khi hai đầu A, B để hở không có dòng trong hộp kín. Với một vôn kế, hãy đề xuất phương án xác định sơ đồ ghép các nguồn trong mỗi hộp. 1. Các mục tiêu HS cần đạt được.  Về kiến thức: Vận dụng được các phương pháp ghép nguồn thành bộ, công thức tính sức điện động của bộ nguồn. Vận dụng được công thức hiệu điện thế hai cực bộ nguồn khi mạch hở, định luật Ohm cho mạch kín vào mạch điện cụ thể  Về kĩ năng: Rèn luyện các thao tác phân tích, suy luận dự đoán các phương án ghép nguồn từ hai nguồn. Rèn luyện khả năng biết căn cứ kết quả thực nghiệm kết hợp lí thuyết để rút ra kết luận. 2. Phân tích bài toán  Đây là BTTN định tính dạng hộp đen, tìm sơ đồ ghép hai nguồn trong hộp chỉ với dụng cụ là vôn kế lí tưởng.  Để giải quyết bài toán, GV gợi ý cho HS các thao tác định hướng sau Vôn kế lí tưởng mắc ở hai cực nguồn cho biết đại lượng cần đo nào? Có bao nhiêu cách ghép hai nguồn thành bộ? trong mỗi trường hợp sức điện động của bộ nguồn định bởi công thức nào? Khi mạch ngoài hở, cách ghép nào không có dòng qua các nguồn? Từ đó HS đề ra phương án. 3. Lập phương án, giải thích  Phương án: - Xác định các khả năng ghép hai nguồn thành bộ, loại trừ cách ghép không phù hợp. Tính sức điện động BE của bộ nguồn. - Dùng vôn kế đo hiệu điện thế ABU ở hai chốt A, B của mỗi hộp đen - So sánh ABU của mỗi hộp với nhau và với giá trị BE đã tính ở trên để xác định cách ghép của hai nguồn trong mỗi hộp  Giải thích : Do có hai nguồn nên có bốn khả năng ghép hai nguồn thành bộ như sau: A B A B A B B.2.7a A B B.2.7b B.2.7c B.2.7d Loại cách ghép ở B.2.7d vì khi không nối với mạch ngoài trong mạch có 0I  . Sức điện động của bộ nguồn BE trong các mạch B.2.7a, B.2.7b, B.2.7c lần lượt là 2 ;0;  . Do VR r nên AB BU E . Dùng vôn kế đo ABU trong mỗi hộp, có các khả năng sau: Hộp 1 Hộp 2 So sánh Kết quả 1U 2U 1 2U U hoặc ngược lại Hộp 1: nt  , Hộp 2: //  Hoặc ngược lại khi đó 1 / 2U  1 0U  hoặc 1 0U  2 0U  hoặc 2 0U  Hộp 1: 2 nguồn mắc xung đối Hộp 2: Hai nguồn có thể nối tiếp hoặc song song. Hoặc ngược lại 1 0U  2 0U  Cả hai nguồn trong hai hộp đều mắc xung đối  Tiến hành thí nghiệm, kết luận: Mắc vôn kế đo ABU của mỗi hộp dựa vào bảng trên rút ra kết luận về cách ghép nguồn trong mỗi hộp. Bài 8. Dụng cụ: hai bộ nguồn điện 1 14,5 ; 3,6E V r   và 2 2;E r ; hai ampe kế có vạch số không ở khoảng giữa thang chia độ, biến trở, dây nối khóa k. Yêu cầu: Bố trí mạch điện như hình B.2.8, đóng khóa k di chuyển con chạy sao cho điện trở biến trở tăng dần, quan sát số chỉ và chiều quay của kim các ampe kế. Rút ra các nhận xét, giải thích, đưa ra phương án xác định giá trị 2E . 1.Các mục tiêu HS cần đạt được  Về kiến thức: Hiểu được không phải lúc nào nguồn cũng cung cấp dòng cho mạch ngoài, nguồn cũng có thể là máy thu. Vận dụng được định luật Ohm cho mạch có các nguồn khác nhau ghép song song.  Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng quan sát phát hiện vấn đề trong mạch các nguồn khác nhau ghép song song, nguồn điện có thế phát thu hoặc không phát không thu dòng tùy thuộc điện trở ngoài. Kĩ năng căn cứ chiều quay của kim đồng hồ đo suy ra chiều dòng điện. Kĩ năng tự thực hiện thêm các thí nghiệm để giải thích kết quả của bài toán yêu cầu 2. Phân tích bài toán.  Đây là BTTN định tính, cho dụng cụ thí nghiệm yêu cầu bố trí mạch, gồm hai nguồn khác nhau mắc song song, tiến hành thí nghiệm, quan sát rút ra các nhận xét về kết quả thí nghiệm, giải thích các kết quả, ứng dụng.  Để giải quyết bài toán, GV gợi ý cho HS các thao tác định hướng sau Khi tăng điện trở của biến trở ta thu được các kết quả đặc biệt gì? Khi nào thì chiều dòng qua nguồn  bắt đầu thay đổi? Chiều dòng qua nguồn thay đổi cho ta biết điều gì? Làm thế nào để tìm liên hệ giữa chiều quay của kim ampe kế và chiều dòng điện trong mạch ? Mắc thêm  song song nguồn 1E có làm giảm dòng qua tải? Có thể sử dụng kiến thức nào để giải thích các kết quả này? Có thể kết luận gì hữu ích khi cần phải ghép các nguồn khác nhau song song. 3. Tiến hành thí nghiệm, giải thích kết quả thu được.  Tiến hành thí nghiệm quan sát: Bố trí thí nghiệm như hình B.2.8. Tăng dần điện trở của biến trở thu được kết quả sau: Khi BR nhỏ, kim ampe kế thứ 2 quay theo chiều thuận, khi 0BR R nào đó thì kim chỉ số không, khi 0BR R , kim ampe kế quay theo chiều ngược . Thí nghiệm bổ sung: 1- Mắc cực dương của ampe kế với cực dương của nguồn  quan sát chiều quay của kim ampe kế thấy kim quay theo chiều kim đồng hồ (chiều thuận). 2- Để giá trị BR cố định mà  R 1 1 E r 2a 1 a B.2.8 0BR R ghi số chỉ ampe kế thứ nhất A 1I , sau đó ngắt mạch có  ghi số chỉ ampe kế này là ' 1AI ta thấy ' 1AI > A 1I  Nhận xét: - Từ thí nghiệm bổ sung 1: Kim am pe kế quay theo chiều thuận chứng tỏ dòng chạy ra từ cực dương của  . Như vậy khi BR nhỏ 0BR R ,  phát dòng, khi 0BR R ,  không phát không thu dòng và khi 0BR R , là máy thu. Từ thí nghiệm bổ sung 2: khi 0BR R việc ghép thêm  làm dòng mạch ngoài giảm.  Giải thích: Định luật Ohm cho các loại đoạn mạch cho ta : 1 1 1 1 1 1AB E r r U R r r      , Khi BR tăng ABU tăng và ABU Ir  . Khi 0BR R mà ABU <  thì  là máy phát góp dòng cho tải. Khi 0BR R thì ABU =  nó không có vai trò gì trong mạch. Khi 0BR R thì ABU < dòng phải chạy vào cực dương của  , nó làm giảm dòng của tải.  Kết luận: - Ghép thêm một nguồn song song nguồn đã cho có thể làm giảm dòng qua tải. Để tăng dòng qua tải bằng cách ghép thêm một nguồn song song nguồn đã cho cần phải đo hiệu điện thế ABU hai đầu tải. Nếu ABU <  thì việc ghép thêm  là hữu ích. - Có thể dùng mạch trên để đo sức điện động của nguồn  bằng cách điều chỉnh biến trở để dòng qua nó bằng không Khi đó 1 1ABU E Ir    ; I là số chỉ của ampe kế mắc nối tiếp với tải 2.3. MỘT SỐ HƯỚNG SỬ DỤNG BTTN TRONG DẠY HỌC Nhằm nâng cao hiệu quả dạy học khi sử dụng BTTN chúng tôi đề nghị các hình thức sử dụng BTTN như sau: 2.3.1. Sử dụng BTTN trong các tiết luyện tập, ôn tập một cách thường xuyên. Để phát huy ưu điểm của BTTN trước hết cần phải hình thành thói quen giải BTTN cho HS. Muốn vậy cùng với bài tập tự luận, BTTN có nội dung rèn luyện kiến thức vừa học, BTTN có nội dung liên quan đến kiến thức và kĩ năng cần hình thành ở tiết tiếp theo, cần được giao cho HS sau mỗi tiết học. Khó khăn lớn nhất của GV khi thực hiện nhiệm vụ này là BTTN yêu cầu phải có cơ sơ vật chất nhất định và số lượng bài tập thí nghiệm có sẳn quá ít không đáp ứng đủ chức năng dạy học của loại bài tập này. Để khắc phục GV nên: - Sử dụng chủ yếu các BTTN định tính dạng lập phương án, một số bài tập sử dụng cụ đơn giản rẻ tiền cũng có thể sử dụng [44] - Phải xây dựng sẵn hệ thống BTTN phục vụ cho mỗi bài học, mỗi vấn đề của chương đủ về số lượng và đa dạng. Các bài tập tự luận có nội dung thí nghiệm trong SGK nếu có thể nên chuyển thành BTTN để HS luyện tập. - BTTN cần phải sử dụng các dụng cụ thí nghiệm (bài tập có nội dung định lượng, quan sát giải thích) nên tách thành hai phần, phần lập phương án hoặc dự đoán kết quả quan sát nên giao trước cho HS chuẩn bị , phần còn lại sẽ giải quyết trong giờ ôn tập. 2.3.2. Tổ chức luyện tập dưới hình thức giao bài tập cho nhóm. Khi việc giải BTTN đã trở thành thói quen và hứng thú của HS việc GV giao các BTTN khó, có nhiều phương án giải khác nhau, BTTN chế tạo các dụng cụ thí nghiệm, các bài tập gần gũi với kinh nghiệm sống của HS sẽ phát huy kĩ năng làm việc hợp tác, trau dồi khả năng lập luận, diễn đạt, phản biện bằng ngôn ngữ vật lí, tâm lí tự tin, phát huy tính sáng tạo của tập thể [16]. Để tổ chức thực hiện hình thức này GV cần lưu ý: - Bài tập ra cho các nhóm phải mang tính khái quát kiến thức, gắn với cuộc sống, khả thi và có nhiều phương án thực hiện. Nên ra các bài tập khi HS đã học hoàn chỉnh kiến thức về một vấn đề, hay một chương - Việc phân nhóm HS nên bố trí các em ở cùng địa bàn, các em cùng sở thích hay các nhóm lớp trong cùng một khối lớp. - Phải tổ chức cho các nhóm HS trình bày phương án thực hiện của nhóm mình, GV đóng vai trò kích thích sự tranh luận, phản biện giữa các nhóm và rút ra kết luận cuối cùng. Thời gian cần dùng có thể là giờ thực hành thí nghiệm hay các buổi ngoại khóa cũng có thể để các nhóm trình bày, tranh luận dưới dạng bảng tin vật lí. - Bài tập dạng này cần thực hiện định kỳ và thường xuyên cho các khối lớp - Nhất thiết phải đánh giá, cho điểm các cá nhân để khuyến khích, khắc phục tình trạng trình độ và tinh thần học tập không đồng đều, do đó có thể chỉ có một số cá nhân thực hiện bài tập còn các em khác chỉ ghi lại. 2.3.3. Kiểm tra đánh giá. Hình thức kiểm tra đánh giá thông qua BTTN là nét đặc trưng của bộ môn vât lí, nó không những kiểm tra kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững các khái niệm, định luật, hiện tượng vật lí mà còn cho phép kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức đặc biệt là kĩ năng kĩ xảo thực hành của học sinh. Tuy nhiên khó khăn trong việc thực hiện là thói quen giải các BTTN chưa được hình thành, chưa có một hệ thống BTTN hoàn chỉnh, thích hợp sau các phần, các chương, các bài học lí thuyết. Để sử dụng BTTN trong kiểm tra đánh giá cần: - Có một hệ thống BTTN thích hợp và tạo thói quen giải BTTN cho HS - Hình thức kiểm tra có thể thông qua câu hỏi kiểm tra miệng đầu giờ (kiểm tra các bài tập lập phương án dạng đơn giản, chế tạo dụng cụ, sử dụng dụng cụ đo, bài tập nhóm đã giao sẵn hoặc các bài báo cáo của các nhóm). - Hình thức kiểm tra có thể là kiểm tra 1 tiết, kiểm tra học kì. Trong trường hợp này GV cần chuẩn bị kĩ đặc biệt chú trọng thời lượng làm bài, phù hợp cho các đối tượng khác nhau. Bài tập thích hợp nhất là dạng BTTN lập phương án. 2.4. HỆ THỐNG GIÁO ÁN CÓ SỬ DỤNG BTTN. Trong luận văn chúng tôi soạn ba giáo án thực nghiệm sư phạm. Nhưng do khuôn khổ luận văn, giáo án thứ ba chúng tôi để trong phần phụ lục 2 2.4.1. GIÁO ÁN 1 : BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT OHM CHO ĐOẠN MẠCH. GHÉP ĐIỆN TRỞ I. Mục tiêu: 1- Về kiến thức - Vận dụng được // ;TP nt TPR R R R  , khi điện trở một nhánh song song tăng (giảm) thì điện trở mạch song song tăng (giảm). Hiểu được: trong mạch song song khi R của một nhánh lớn hơn nhiều điện trở các nhánh còn lại thì nó không ảnh hưởng đến dòng trong mạch. Tính chất chia dòng của mạch song song - Biết cách tạo các mạch điện có điện trở khác nhau từ 3 điện trở cho trước, tính điện trở của mạch song song, nối tiếp, hỗn hợp 2- Về kĩ năng - Quan sát, phân tích, suy luận, giải thích để phát hiện vấn đề. Lập phương án bố trí mạch điện, phương án giải quyết vấn đề. Kĩ năng sử dụng dụng cụ đo hợp lí, phương pháp giải toán hộp đen 3 - Về thái độ Hình thành tính tự lực nhận thức, lòng say mê học tập, tính tỉ mỉ, cẩn trọng, phương pháp làm việc khoa học. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên:  Thiết bị thí nghiệm: Chuẩn bị cho một nhóm: 1 nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 6V, am pe kế lí tưởng, 6 dây nối, 1 bảng điện các điện trở 1 2 310 ; 20 ; 2 2000r r r k        , 4 hộp đen bố trí 3 điện trở giống nhau mắc song song. In các đề bài toán mỗi bài in thành 10 đề. Bảng báo cáo thí nghiệm trong đó: Tên nhóm; lớp; Yêu cầu; phương án, kết quả thí nghiệm; giải thích; kết luận  Kế hoạch dạy học: Dạy ở phòng thí nghiệm, chia học sinh làm 10 nhóm 2. Học sinh: - Ôn lại cách sử dụng vôn kế và am pe kế để đo điện trở. Ôn lại định luật Ohm cho đoạn mạch, đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp, song song III. Tiến trình dạy học: 1. Bài cũ: 1) Ghép nối tiếp các điện trở khác cách ghép song song ở những điểm cơ bản nào? 2) Nêu các đo dòng điện bằng ampe kế 2. Bài mới: 2.1 Mở bài: Bây giờ các em vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết bài toán sau: Bài 1: Cho các dụng cụ: một nguồn điện không đổi có U = 6V, ampe kế lí tưởng, khóa k, dây nối, bảng điện điện trở 10r   1. Hãy bố trí mạch điện như hình vẽ, quan sát số chỉ ampe kế. 2. Lần lượt dùng các điện trở 1 2 310 ; 20 ; 2 2000r r r k        mắc song song với r và mắc song với mạch quan sát số chỉ am pe kế, nhận xét, giải thích kết quả. 2.2 Hoạt động bài mới: Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Kiến thức cơ bản (GV ghi bảng) I. Đề nghị HS xác định nội dung, yêu cầu của bài toán Đọc kĩ đề bài và cho biết: - Các dụng cụ đã cho có đặc điểm gì cần chú ý? - Bài toán đặt ra yêu cầu gì? Ghi nhiệm vụ bài toán đặt ra lên góc bảng Xác định nhiệm vụ cần giải quyết - Nguồn có hiệu điện thế U không đổi. - 1 2 3r r r r   ; 0AR  - Nhiệm vụ cần thực hiện: 1- Mắc mạch như hình vẽ 2- Ghi nhận, so sánh số chỉ ampe kế khi mắc lần lượt các U A r k M N H + _ điện trở có giá trị tăng dần vào N, H và M, N 3- Giải thích kết quả thu được II. Yêu cầu HS mắc sơ đồ mạch như hình vẽ, ghi số chỉ ampe kế. - Tiến hành kiểm tra, điều chỉnh thao tác của HS. Mắc sơ đồ mạch, tiến hành thí nghiệm ghi số chỉ của ampe kế ( I ) III. Định hướng cho HS giải quyết nhiệm vụ thứ 2: - Hãy dự đoán xem khi mắc lần lượt 1 2 3; ;r r r song song r và song song với mạch số chỉ am pe kế thay đổi ra sao?. - Hãy tiến hành thí nghiệm ghi kết quả. - Hãy nhận xét kết quả thí nghiệm thu được - Suy nghĩ đưa ra dự đoán của nhóm khi: 1 1//r r I ; 2 2//r r I ; 3 3//r r I ; Khi 1 2 3; ;r r r lần lượt song song với r và ampe kế ' 1 2 3; ;I I I  - Thí nghiệm ghi giá trị 1 2 3; ;I I I và ' 1 2 3; ;I I I  so sánh, đưa ra các nhận xét - Ghi các dự đoán của HS. - Ghi nhận xét kết quả thí nghiệm của HS: a) 1 2I I I  b) 3I I c) 1 2 3I I I I    IV. Gợi ý HS giải thích các kết quả thí nghiệm. Để giải thích các kế quả thí nghiệm các em suy nghĩ theo hướng sau: - Khi mắc các điện trở song song với r và khi song song với mạch, ampe kế cho biết cường độ dòng của phần mạch nào? - Cần vận dụng kiến thức lí thuyết nào để giải thích kết quả? - HS tự lực xác định vấn đề cần giải thích - Xác định các kiến thức, định luật cần dùng để giải thích các vấn đề. - Tiến hành giải thích tại sao: - 1I I và 1 2I I - 3I I - 1 2 3I I I I    Khi mắc các điện trở song song với r ampe kế chỉ dòng mạch chính nên , ; td U I U const R    1 2;I I I I  vì Mắc song song td tpR R nên khi mắc thêm 1 2;r r // r thì tdR đều < r  1 2I I vì: . 1 x td x x r r r R rr r r     (*)khi xr tăng thì tdR tăng nên I giảm vì 1xr r < khi 2xr r nên 1 2I I  3I I vì: 3xr r r  ,từ (*) tdR r nên 3I I .  1 2 3I I I I    vì: Am pe kế chỉ dòng qua r là dòng qua một nhánh của mạch. Hai nhánh này mắc trực tiếp vào U không đổi nên ;A x x U U I I r r   độc lập nhau. Nên tăng, giảm xr không ảnh hưởng AI . V. Gợi ý HS rút ra kết luận từ bài toán. - Từ bài toán có thể rút ra các kết luận nào ? - Các ứng dụng nào trong thực tế có thể vận dụng các kết luận vừa nêu? HS suy nghĩ để rút ra các kết luận về: - Cách làm tăng giảm dòng điện nhờ ghép điện trở - Các ứng dụng gần gủi có thể trong thực tế Kết luận: - Mạch song song có tính chia dòng. - Khi điện trở nhánh song song tăng, điện trở mạch song song tăng. - điện trở một nhánh lớn hơn nhiều điện trở nhánh khác, thì sự có mặt hay không của nó không ảnh hưởng đến tính chất của mạch. Các ứng dụng: -Tại sao các đồng hồ vôn kế phải có điện trở lớn so điện trở mạch cần đo. Với U = const: - để tăng cường độ dòng mạch chính cần ghép điện trở song song. - Để tắt mở đèn này không ảnh hưởng đến đèn kia các đèn cần mắc song song Bây giờ chúng ta giải quyết bài toán thứ hai. Bài toán “hộp đen”. Đó là một hộp kín không trong suốt trong đó bố trí một mạch nào đó nhiệm vụ của chúng ta là sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để phát hiện cấu trúc bên trong mạch.(phát đề bài cho học sinh). Bài 2: Có 4 hộp kín A, B, C, D. Trong mỗi hộp có ba điện trở giống nhau nối với nhau và đưa ra ngoài bởi hai đầu dây ở hai chốt 1 và 2. Giá trị mỗi điện trở là R. Với các dụng cụ: 1 ampe kế có điện trở khá nhỏ so điện trở của mạch, một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 6U V . Hãy đề xuất phương án để tìm sơ đồ mà các điện trở ghép với nhau trong mỗi hộp, suy ra giá trị của R Hoạt động bài mới: Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Kiến thức cơ bản I- Yêu cầu HS xác định nội dung, nhiệm vụ bài toán - Hãy xác định nội dung nhiệm vụ mà bài toán yêu cầu . Xác định nội dung, nhiệm vụ mà bài toán đặt ra. - Tìm cách ghép 3 điện trở giống nhau trong mỗi hộp - chỉ dùng nguồn U = 6V và 1 ampe kế lí tưởng II- Định hướng cho HS xây dựng phương án. Để xây dựng phương án các em suy nghĩ theo hướng sau: - Các dữ kiện của đề bài (nguồn, ampe kế) liên quan đến yêu cầu của đề (sơ đồ ghép 3 điện trở giống nhau) như thế nào? - Các kiến thức lí thuyết nào cần dùng để giải quyết nhiệm vụ bài toán Tìm mối quan hệ giữa các dụng cụ, kiến thức với yêu cầu của đề: - Có thể tính được điện trở của hộp h U R I  ; I là số chỉ của ampe kế. - Có 4 khả năng ghép và tính được điện trở tương đương của mỗi cách. Như vậy - Điện trở hộp đinh bởi: h U R I  ; I là số chỉ ampe kế. - Dựa vào kiến thức ghép điện trở có thể suy ra được các khả năng ghép và điện trở tương đương của chúng. đặt ra? Nếu HS lúng túng định hướng rõ hơn:- Có thể đo được điện trở của hộp? bằng cách nào? - Có bao nhiêu khả năng 3 điện trở giống nhau? III- Yêu cầu các nhóm nêu phương án của mình. - Hãy cho biết phương án thực hiện của nhóm mình? - Ghi phương án của HS lên bảng Suy nghĩ và đưa ra phương án tiến hành Phương án: - Mắc mạch đo điện trở của mỗi hộp như H 2 - Xác định điện trở của mỗi cách ghép - So sánh giá trị đo và giá trị tính bằng lí thuyết suy ra cách ghép trong mỗi hộp. IV. Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm, báo cáo kết quả - Hãy tiến hành thực hiện phương án, tút ra kết luận. - Kết quả đo có hoàn toàn chính xác không? Tại sao? Học sinh tiến hành : - Vẽ sơ đồ 4 cách mắc và tính điện trở - Đo và tính giá trị điện trở của các hộp A,B,C,D bởi h U R I  - So sánh, rút ra kết luận về cách mắc trong mỗi hộp. Điện trở tương đương của 3 điện trở: a) nối tiếp:3R . b)song song: 3 R . c) (R nt R) //R: 2 3 R . d) (R //R) ntR: 1,5R.  Giá trị đo của mỗi hộp.  Giá trị đo được xếp theo giá trị tăng dần ứng với các cách mắc:b; c; d; a .  Suy ra R V. Hướng dẫn HS rút ra kết luận. Bài toán này có thể giúp giải quyết các vấn đề nào hay xảy ra trong thực tế ? Suy nghĩ rút ra ứng dụng thực tế. Phát hiện hỏng hóc, cấu trúc của dụng cụ điện: phát hiện dây điện ngầm bị đứt, dùng dụng cụ đo để phát hiện hỏng hóc của thiết bị tụ, tranzitor, ắcqui.. mà không cần mở ra. III - Củng cố: 1-Có một mạch điện kín trong đó có bóng đèn sáng rất yếu để đèn sáng mạnh nhất cần ghép thêm điện trở 1r như thế nào với mạch. 2- Các bóng đèn trong nhà em mắc nối tiếp hay song song ? Tại sao? 3- Bài tập về nhà: Một bó dây đồng dài 10m gồm 4 dây trong đó 1 dây bị đứt. Hãy tìm cách xác định dây bị đứt chỉ với 1 bóng đèn, một cục pin, một đoạn dây ngắn. 2.4.2. GIÁO ÁN 2. BÀI TẬP CÔNG SUẤT, ĐỊNH LUẬT OHM CHO MẠCH KÍN I - Mục tiêu:  Về kiến thức: Vận dụng được công thức định luật Ohm cho mạch kín, hiệu điện thế hai cực của nguồn, công suất nguồn cung cấp cho mạch ngoài nP để thiết lập tương quan hàm số ( )I f R , 2 ( )cU H I ; ( )nP G R để giải quyết bài toán khảo sát sự phụ thuộc của đại lượng điện này theo đại lượng kia Ứng dụng vào thực tiễn  Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng quan sát, phân tích, suy luận logic, phát hiện vấn đề, Vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng thực tế, lập phương án giải quyết vấn đề. Thao tác thí nghiệm.  Về thái độ: hình thành tính tự lực nhận thức, lòng say mê học tập, tính tỉ mỉ, cẩn trọng, phương pháp làm việc khoa học. II- Chuẩn bị:  Giáo viên: - Thiết bị thí nghiệm: chuẩn bị cho mỗi nhóm một bộ nguồn gồm 4 pin ghép nối tiếp, 2 bóng đèn 2,2V- 0,25A, biến trở con chạy, khóa k, dây nối bảng điện. - Kế hoạch dạy học: Dạy ở phòng thí nghiệm, hoặc phòng bộ môn (nếu có), chia học sinh làm 10 nhóm và giao dụng cụ cho từng nhóm.  Học sinh: ôn lại ghép điện trở nối tiếp, song song, định luật Ohm cho mạch kín, đoạn mạch, , công suất của nguồn điện, nguồn cung cấp cho mạch ngoài. III- Tiến trình dạy học: 1. Bài cũ: Hãy viết các công thức tính cường độ dòng điện trong mạch kín, hiệu điện thế hai cực của nguồn, công suất nguồn cung cấp cho mạch ngoài. 2. Bài mới: Tiết học này chúng ta vận dụng kiến thức đã học giải bài hai bài tập A hop den a b V U+ _ + _ H.2 K R A B D 1D 2 N thí nghiệm. Bài tập 1: yêu cầu tiến hành thí nghiệm quan sát và giải thích hiện tượng quan sát được. Bài tập 2: Yêu cầu lập phương án đo công suất lớn nhất mà nguồn cung cấp cho mạch ngoài. Bài 1. Cho các dụng cụ: hai bóng đèn, một nguồn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftvefile_2011_11_07_2436099241_7471_1872683.pdf
Tài liệu liên quan