Luận văn Phát triển tư duy học sinh THPT miền núi khi dạy các khái niệm vật lý của chương “từ trường” và “cảm ứng điện từ”

rƣờng của NC điện có thay đổi không? Khi đó từ thông qua vòng dây có biến thiên hay không? Vì sao? - Khi NC tiến lại gần hoặc ra xa vòng dây thì từ thông qua vòng dây có biến thiên hay không? Vì sao? - Phát biểu khái niệm. Sau khi rút ra đƣợc kết luận chung GV phân tích để HS hiểu rõ sự cần thiết phải hình thành khái niệm mới và từ dùng để biểu thị khái niệm mới đó, đối với HS khi gán cho khái niệm mới một cái tên GV cần phân tích rõ để HS nắm đƣợc những nội dung chứa đựng trong từ đó, dƣới cái tên đó, nghĩa là phải hiểu đƣợc nội hàm của khái niệm đƣợc biểu thị dƣới cái tên đó. Sau đó hƣớng dẫn HS phát biểu thành khái niệm. Giai đoạn này GV đặc biệt chú ý rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS. - Xác định đơn vị đo. GV: Hƣớng dẫn HS xác định đơn vị đo đại lƣợng vật lý đó. 2.2.4. Dùng mô hình hoặc thí nghiệm ảo để minh hoạ, ứng dụng khái niệm vào thực tiễn: Sau khi hình thành khái niệm, GV có thể sử dụng mô hình hoặc các thí nghiệm ảo để minh hoạ, củng cố cho HS. Hƣớng dẫn HS vận dụng khái niệm vào thực tiễn để giải thích một số hiện tƣợng có liên quan. Ví dụ khi hình thành xong khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ GV đặt câu hỏi: - Em hãy nêu một số ví dụ trong cuộc sống và trong khoa học kĩ thuật có liên quan đến hiện tƣợng cảm ứng điện từ? Bản chất của các hiện tƣợng đó? - Em hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của máy phát điện? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN Tóm lại: Trong khi hình thành khái niệm vật lý cho HS, nhất là đối với HS miền núi, từ những sự kiện ban đầu, GV cần phân tích rõ để HS nhận thấy đƣợc vấn đề cần giải quyết, sau đó GV đƣa dần HS vào vai trò chủ thể của quá trình nhận thức, tạo động cơ, kích thích các em giải quyết vấn đề bằng các câu hỏi gợi mở ( các câu hởi gợi mở phải có độ khó từ cao xuống thấp ), GV luôn phải động viên khích lệ HS để HS tích cực tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề thông qua trao đổi tranh luận, thảo luận, từ đó tạo không khí sôi nổi, kích thích tƣ duy của HS phát triển. Đồng thời, nhờ đó mà GV kiểm soát đƣợc hoạt động nhận thức của HS, kịp thời uốn nắn, khắc phục những khó khăn, sai lầm của HS. 2.3. Rèn luyện thao tác trí tuệ: Trong giai đoạn xác định đặc điểm định tính cũng nhƣ chỉ ra đặc điểm định lƣợng của khái niệm, HS đều phải từ sự vật, hiện tƣợng của thực tế khách quan tìm ra cái bản chất, cái chung, cái có tính quy luật để dần dần hình thành đƣợc khái niệm trong nhận thức của mình. Đó chính là quá trình thực hiện các thao tác trí tuệ - một phƣơng tiện của tƣ duy và cũng là phƣơng tiện của việc hình thành khái niệm. Vì vậy trong quá trình hình thành khái niệm, các thao tác trí tuệ nhƣ: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tƣợng hoá đƣợc vận dụng và đƣợc rèn luyện Vì tƣ duy của HS miền núi phát triển chậm, thói quen lao động trí óc chƣa bền, ngại suy nghĩ. Khả năng độc lập tƣ duy và óc phê phán còn hạn chế, thao tác tƣ duy nói chung và đặc biệt là các thao tác phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá và trừu tƣợng hoá còn phát triển chậm. Vì vậy trong giảng dạy cần chú trọng rèn luyện các thao tác trí tuệ cho HS. - Để đạt đƣợc kết quả tốt thì trƣớc hết ngƣời thầy cần phải tạo cơ hội để HS thực hiện các thao tác tƣ duy, cần phải biết vận dụng các thao tác tƣ duy nào vào lúc nào, cần phải chú trọng rèn luyện cho HS vận dụng các thao tác tƣ duy ấy thông qua việc tạo ra các hiện tƣợng, các quá trình vật lý liên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN quan đến khái niệm cần hình thành và thông qua hệ thống câu hỏi có tính chất định hƣớng của GV. - Cần phải có sự kết hợp giữa các trang thiết bị thí nghiệm với việc ngƣời GV đầu tƣ thời gian, trí tuệ vào việc phân tích nội dung kiến thức cơ bản cần dạy, từ đó thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của quá trình nhận thức khoa học xây dựng một tri thức cụ thể phù hợp với trình độ nhận thức của HS - Cần phải thiết kế nội dung bài học một cách khoa học phù hợp với đối tƣợng HS, GV cần phải tổ chức quá trình học tập sao cho từng giai đoạn xuất hiện tình huống bắt buộc HS thực hiện các thao tác tƣ duy và suy luận lôgíc. Muốn vậy GV phải đƣa ra hệ thống các câu hỏi định hƣớng cho HS tiến hành các thao tác tƣ duy và suy luận lôgíc trong mỗi tình huống cụ thể, đảm bảo những điều kiện nhằm giải quyết các vấn đề đó và hƣớng dẫn HS vào con đƣờng tự lực giải quyết các vấn đề đã đề ra, các câu hỏi gợi mở phải rõ ràng, cụ thể, phải có độ khó từ cao xuống thấp (Câu hỏi khái quát và câu hỏi gợi ý). Đó là những câu hỏi thuộc các loại sau đây: + Câu hỏi kích thích HS có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề. + Câu hỏi định hƣớng nội dung kiến thức cần xác lập. + Câu hỏi yêu cầu xác định giải pháp tìm tòi xác lập kiến thức cần xây dựng, vận dụng. + Câu hỏi yêu cầu cần diễn đạt chính xác, cô đọng kiến thức xác lập đƣợc . + Câu hỏi yêu cầu vận dụng kiểm tra kiến thức đã xác lập. - Trong quá trình dạy học GV cần tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS thông qua các hiện tƣợng xảy ra trong thực tế và thông qua các TN cụ thể, đặc biệt chú ý tới việc rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS, động viên, khuyến khích HS bộc lộ những quan niệm sẵn có của mình, tích cực tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức, kích thích HS tƣ duy … Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN - Vì HS miền núi rụt rè, nhút nhát, khi hiểu vấn đề hay khi không hiểu vấn đề thì đa số HS thƣờng không có ý kiến, nên GV cần chủ động dùng các câu hỏi gợi mở để hƣớng HS vào quá trình xây dựng kiến thức, lúc đầu nên sử dụng các câu hỏi với đòi hỏi ở HS sự tƣ duy cao, với phạm vi kiến thức rộng hơn, nếu HS không trả lời đƣợc thì GV dùng các câu hỏi gợi mở cụ thể hơn, chi tiết hơn đòi hỏi sự tƣ duy của HS trong phạm vi cụ thể hơn đơn giản hơn, nếu HS vẫn không trả lời đƣợc thì GV sẽ giúp đỡ HS bằng cách giới thiệu cho HS mô hình thích hợp và sự hợp thức hoá mô hình đó. - Khi hình thành khái niệm bằng quan sát và thực nghiệm GV nên chủ động lấy các ví dụ gần gũi với đời sống và chọn các TN đơn giản, ngắn gọn, đảm bảo thành công ngay, mà kết quả TN có đủ cơ sở để rút ra kết luận cần thiết - Nếu có điều kiện GV nên kết hợp sử dụng đa phƣơng tiện trong quá trình dạy học Ví dụ: Khi hình thành khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Từ kết quả của các thí nghiệm, GV hƣớng dẫn HS sử dụng các thao tác tƣ duy phân tích kết quả của các thí nghiệm, tìm nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây kín (C) trong từng thí nghiệm. Từ các nguyên nhân cụ thể của từng thí nghiệm, GV hƣớng dẫn HS sử dụng phƣơng pháp quy nạp để tìm ra nguyên nhân chung (rút ra kết luận cần thiết ). Sau đó từ kết luận chung, GV hƣớng dẫn HS sử dụng phƣơng pháp diễn dịch để xét những trƣờng hợp cụ thể khác. Để rèn luyện thao tác trí tuệ cho HS thì GV cần phải chuẩn bị một hệ thống các câu hỏi gợi mở để định hƣớng, gợi ý HS vào giải quyết vấn đề cần nghiên cứu… 2.4. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh: Vì ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tƣ duy. Mỗi khái niệm vật lý đƣợc biểu đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa, định luật vật lý đƣợc phát biểu bằng một mệnh đề. Cùng một khái niệm nhƣng trong ngôn ngữ của mỗi dân Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN tộc, lại đƣợc diễn đạt bằng một từ khác nhau, phát ra bằng một tập hợp âm khác nhau. Bởi vậy nhiều khi biết đƣợc tên của khái niệm hoàn toàn chƣa phải nắm đƣợc khái niệm mà cần phải biết nội dung gì chứa đựng trong từ đó, dƣới cái tên đó, nghĩa là phải hiểu đƣợc nội hàm của khái niệm đƣợc biểu thị dƣới cái tên đó, mà khả năng ngôn ngữ vật lý của HS miền núi còn nhiều hạn chế, nhiều HS còn chƣa nói rõ tiếng phổ thông. Vì vậy trong giảng dạy vật lý GV cần đặc biệt chú trọng tới việc rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS, cần giải thích để học sinh hiểu rõ về sự tƣơng đồng giữa ngôn ngữ dùng trong vật lý và ngôn ngữ thông thƣờng (dùng trong đời sống hàng ngày). Ví dụ khái niệm “Từ thông”: Từ ở đây có nghĩa là từ trƣờng mà đặc trƣng cho từ trƣờng là các đƣờng sức từ, thông có nghĩa là qua (Xuyên qua). Vậy từ thông có nghĩa là số đƣờng sức từ của từ trƣờng xuyên qua một diện tích S đặt trong từ trƣờng đó. Tóm lại: Trong phần này chúng tôi đã đề xuất sơ đồ phƣơng pháp dạy học phần khái niệm vật lý bằng phƣơng pháp và thực nghiệm, qua đó phát triển tƣ duy cho HS. Từ sơ đồ chúng tôi đã chỉ ra đặc điểm của từng giai đoạn, hoạt động của thầy và của trò trong mỗi giai đoạn cụ thể đó. Qua quá trình khảo sát, điều tra thực trạng về quá trình dạy và học ở một số trƣờng THPT miền núi, chúng tôi nhận thấy phƣơng pháp này phù hợp với đối tƣợng HS miền núi và về cơ bản cũng phù hợp với HS phổ thông nói chung. Điều khác căn bản là, đối với HS vùng phát triển, GV có thể không cần nêu rõ những hiện tƣợng đơn giản, quen thuộc, không cần các gợi ý cụ thể tỉ mỉ. Theo chúng tôi, việc thực hiện đầy đủ các giai đoạn trên trong quá trình dạy học là cần thiết, nhƣng cũng tuỳ thuộc vào khái niệm cần hình thành thuộc loại khái niệm nào mà ta sử dụng các bƣớc cho phù hợp. - Do tƣ duy của HS miền núi thƣờng chậm hơn so với HS miền xuôi và thành thị nên trong quá trình hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm GV nên chủ động lấy các ví dụ gần gũi với đời sống và chọn những TN đơn giản, ngắn gọn một cách hợp lý; đảm bảo thành công ngay; đủ sức thuyết phục HS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN - GV cần chuẩn bị một hệ thống các cấu hỏi gợi mở để dẫn dắt HS định hƣớng vấn đề khi cần thiết, các câu hỏi phải rõ ràng, đơn giản, dễ hiểu, hệ thống các câu hỏi gợi mở phải có độ khó từ cao đến thấp. - Khi HS tiến hành thí nghiệm GV cần phân tích tỉ mỉ, cụ thể các bƣớc thí nghiệm để HS nắm chắc mục đích, cách thức tiến hành thí nghiệm, quan sát rõ các hiện tƣợng vật lý, ghi chép đƣợc các số liệu cần đo. - Trong quá trình giảng dạy GV cần chú ý rèn luyện các thao tác trí tuệ và ngôn ngữ vật lý cho HS. 2.5. Tìm hiểu thực tế giảng dạy: Phân tích những khó khăn chủ yếu của HS khi học chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ” - Các khái niệm trong hai chƣơng này bao gồm cả khài niệm định tính và khái niệm định lƣợng, các khái niệm rất trừu tƣợng, HS không nhận biết trực tiếp đƣợc mà chỉ nhận biết đƣợc gián tiếp qua tính chất của nó. Vì vậy các khái niệm này chủ yếu đƣợc hình thành bằng quan sát và thực nghiệm. Ví dụ nhƣ khái niệm: Khái niệm từ trƣờng, khái niệm cảm ứng từ, khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ, khái niệm từ thông … - Khả năng ngôn ngữ vật lý của HS miền núi còn nhiều hạn chế. - Khả năng thực hiện các thao tác kĩ thuật thí nghiệm kém. - HS thƣờng bị động trong việc tiếp thu kiến thức, thƣờng ỉ lại do HS đã quá quen với lối truyền thụ một chiều, các GV rất ít sử dụng TN trong quá trình hình thành khái niệm vật lý,… - Khả năng tƣởng tƣợng, tƣ duy lôgíc, suy luận, khả năng quan sát, khả năng thiết kế các phƣơng án thí nghiệm của HS còn nhiều hạn chế - Những đặc điểm trên cần đƣợc chú ý khi xây dựng các giáo án ở phần sau. 2.6 Thiết kế phƣơng án dạy học cụ thể một số bài của chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” ( Vật lý 11- Ban cơ bản ) nhằm phát triển tƣ duy HS THPT miền núi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN 2.6.1 Cấu trúc và đặc điểm kiến thức chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ" - KN lực Lo – Ren - Xơ Từ trƣờng của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: - B = 2. 10 -7 I/r - B chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải Từ trƣờng của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn - B = 2 . 10 -7 IN/ R - Phƣơng, chiều của B Từ trƣờng của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ - B = 4 . 10 -7 nI - Phƣơng, chiều của B Lực Lo – Ren - Xơ - Đặc điểm của lực Lo – Ren – Xơ: + Phƣơng + Chiều + Độ lớn: f = 0q vBsin Chuyển động của hạt đ iện tích trong từ trƣờng đều: - Lực Lo-Ren-Xơ tác dụng lên hạt: f = vBq R mv 0 2 - Quĩ đạo của hạt - KN lực từ - Lục từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn M1 M2 các đƣờng sức từ: + Phƣơng + Chiều + Độ lớn Nam châm - KN lực từ - Từ tĩnh của NC Từ trƣờng Từ trƣờng: - KN từ trƣờng - KN đƣờng sức từ - Từ trƣờng của trái đất Từ tĩnh của dây dẫn có dòng điện: - Dòng điện có từ tĩnh - Lực từ Lực từ - Cảm ứng từ * Nội dung kiến thức chƣơng từ trƣờng Cảm ứng từ - KN - BT: B = Il F - Ð V: T es la (T) - V éc t o c ảm ứng từ Biểu thức tổng quát của F theo B F = IBlsin α Từ trƣờng của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN *Sơ đồ biểu đạt lôgíc của quá trình nhận thức khoa học chƣơng “Từ trƣờng” -Khảo sát tƣơng tác giữa NC với NC, giữa NC với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện: Đƣa ra khái niệm từ tính, tƣơng tác từ, lực từ. -Điều kiện để có tƣơng tác từ: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng. -Để mô tả sự tồn tại của từ trƣờng trong không gian: Đƣa ra khái niệm đƣờng sức từ. -Xét tại một nơi trên trái đất, các kim NC đều định hƣớng nhƣ nhau: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng của trái đất. -Để tiện lợi cho việc khảo sát và đo đạc lực từ: Đƣa ra khái niệm từ trƣờng đều. -Từ khái niệm tƣơng tác từ, khảo sát lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có độ dài l đặt trong từ trƣờng đều và vuông góc với các đƣờng sức từ: Đƣa ra các đặc điểm lực từ. -Từ sự phụ thuộc của lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài l mang dòng điện I, đặt trong từ trƣờng đều, vuông góc với các đƣờng sức từ: Đƣa ra khái niệm cảm ứng từ và khái niệm véc tơ cảm ứng từ. -Từ khái niệm cảm ứng từ, từ mối quan hệ giữa F, I, l, : Đƣa ra biểu thức của lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện I l đặt trong từ trƣờng đều. -Từ biểu thức của lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện Xây dựng biểu thức lực từ tác dụng lên một hạt điện tích trong phần tử dòng điện Đƣa ra khái niệm lực Lo- ren – xơ. -Từ khái niệm lực Lo-ren-xơ khảo sát chuyển động của hạt mang điện trong từ trƣờng đều đƣa ra khái niệm quỹ đạo của hạt mang điện chuyển động trong từ trƣờng đều. Thực nghiệm và lý thuyết cho thấy B tại một điểm cho trƣớc trong từ trƣờng của một dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng nhất định : +tỉ lệ với I gây ra từ trƣờng +phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn +phụ thuộc vào vị trí của điểm M +Phụ thuộc vào môi trƣờng xung quanh quy tắc xác định B và biểu thức độ lớn của cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt, đƣa ra khái niệm về nguyên lý chồng chất từ trƣờng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN * Kiến thức cơ bản của chƣơng “ Cảm ứng điện từ” - Khái niệm : Từ thông . - KN : Hiện tƣợng cảm ứng điện từ . - Định luật Len – Xơ . - KN : Dòng điện Fu – Cô Suất điện động cảm ứng - KN: Suất điện động cảm ứng . - Định luật Fa - Ra –Đây . - Quan hệ giữa SĐĐCƢ và định luật Len - Xơ - Chuyển hoá năng lƣợng trong hiện tƣợng cám ứng điện từ. Tự cảm KN: Từ thông riêng của mạch KN: Hiện tƣợng tự cảm Cảm ứng từ KN: Suất điện động tự cảm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN *Sơ đồ biểu đạt lôgíc quá trình nhận thức khoa học chƣơng “Cảm ứng điện từ” -Suất điện động của nguồn điện sinh ra dòng điện trong mạch kín: Đƣa ra khái niệm suất điện động cảm ứng. -Từ sự phụ thuộc của dòng điện cảm ứng (Suất điện động cảm ứng) vào chiều biến thiên và tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín: Đƣa ra định luật Fa-ra-đây. -Khi có sự biến thiên của từ thông qua mạch kín thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện cảm ứng, chiều của I phụ thuộc vào chiều biến thiên của từ thông (Theo định luật Len-Xơ), mà dòng điện cảm ứng lại do suất điện động cảm ứng sinh ra: Đƣa ra mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-Xơ. -Từ định luật bảo toàn năng lƣợng: Đƣa ra bản chất của hiện tƣợng cảm ứng điện từ. -Dòng điện trong mạch kín (C) có cƣờng độ I, dòng điện này gây ra một từ trƣờng, từ trƣờng này gây ra một từ thông qua (C): Đƣa ra khái niệm “Từ thông riêng”của mạch kín. -Trong mạch kín (C) có dòng điện cƣờng độ I, nếu I mà biến thiên thì từ thông riêng của (C) cũng biến thiên, khi đó trong (C) xảy ra hiện tƣợng cảm ứng điện từ: Đƣa ra khái niệm hiện tƣợng tự cảm. -Khi có hiện tƣợng tự cảm thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng: Đƣa ra khái niệm “suất điện động tự cảm” và năng lƣợng từ trƣờng của ống dây tự cảm. -Từ các TN kết luận là: + từ trƣờng có thể sinh ra dòng điện + Khi số đƣờng sức từ qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện . Khái niệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng -Số đƣờng sức từ qua mạch kín phụ thuộc vào: Độ lớn của từ trƣờng, vào S và góc hợp bởi B và n Đƣa ra khái niệm từ thông -Chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch kín phụ thuộc vào chiều biến thiên của từ thông qua mạch kín đó: Đƣa ra định luật Len-Xơ. -Khối vật dẫn đặt trong từ trƣờng biến thiên hoặc khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng thì trong khối vật dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng: Đƣa ra khái niệm dòng điện Fu-Cô. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN 2.6.2. Thiết kế phương án dạy học cụ thể một số bài của chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ”theo hướng phát triển tư duy học sinh THPT miền núi. Theo hƣớng phát triển tƣ duy HS thông qua việc hình thành các khái niệm vật lý bằng quan sát và thực nghiệm, chúng tôi lựa chọn các bài sau để dạy học thực nghiệm: Bài 1. Lực từ - Cảm ứng từ Bài 2 . Từ thông - Cảm ứng điện từ Bài 3 . Suất điện động cảm ứng 2.6.2.1. Bài 20: LỰC TỪ- CẢM ỨNG TỪ I. Mục tiêu dạy học 1. Về kiến thức - Phát biểu đƣợc định nghĩa từ trƣờng đều, biết đƣợc cách tạo ra từ trƣờng đều. Xác định đƣợc lực từ do từ trƣờng đều tác dụng lên một dây dẫn có dòng điện - Phát biểu đƣợc định nghĩa véc tơ cảm ứng từ B  , đơn vị của cảm ứng từ. Mô tả đƣợc một TN xác định cảm ứng từ. - Viết đƣợc biểu thức xác định cảm ứng từ tại vị trí đang xét - Phát biểu đƣợc định nghĩa phần tử dòng điện . - Viết đƣợc biểu thức tổng quát của lực từ F theo B - Từ công thức F = Il B suy ra đƣợc quy tắc xác định lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện. 2. Về kĩ năng - Biết cách xác định chiều các đƣờng sức từ của: Dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn; dòng điện trong dây dẫn tròn - Biết cách xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện chạy trong mạch kín Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN - Có kĩ năng quan sát TN, phân tích tổng hợp để rút ra kết luận cần thiết II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Các TN chứng minh về lực tƣơng tác từ và từ phổ - Chuẩn bị các bảng để ghi số liệu kết quả của TN, các hình vẽ sơ đồ TN về xác định lực từ … 2. Học sinh - Ôn lại những kiến thức đã học về từ trƣờng, về điện trƣờng, quy tắc bàn tay trái - Ôn kiến thức về các lực đồng quy, tích các véc tơ III . Sơ đồ tiến trình xây dựng tri thức : Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một NC đặt trong nó . - Để mô tả từ trƣờng ngƣời ta dùng khái niệm đƣờng sức từ . -Thế nào đƣợc gọi là từ trƣờng đều? - Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng đều có đặc điểm gì? Kết luận: Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có: + Phƣơng với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. + Chiều theo quy tắc bàn tay trái .  Lực từ F tác dụng đoạn AB = l có dòng điện cƣờng độ I chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào ? - Từ KN từ trƣờng và đặc điểm của các đƣờng sức từ của từ trƣờng KN từ trƣờng đều . - TN 1 : (H2.2) - Kết quả TN1 : Lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn AB phƣơng vuông góc với đoạn dòng điện AB và cả với các đƣờng sức từ. tr l t t t t t i tr i i i t l t i l t t l t i t t tr nó. - ể ô tả từ trƣờng ngƣời ta dùng khái niệ đƣờng sức từ. Lực từ F tác dụng đoạn AB = l có dòng điện cƣờng độ I chạy qua phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN B KL: - Tại mỗi điểm trong không gian có từ trƣờng xác định một véc tơ cảm ứng từ B : + Có hƣớng trùng với hƣớng của từ trƣờng + Có độ lớn bằng F = Il, với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn AB= l mang dòng điện cƣờng độ I, đặt vuông góc với hƣớng của từ trƣờng tại điểm đó . + Đơn vị cảm ứng từ trong hệ SI là Tesla (T) TN2 (H.2.3): Dụng cụ, sơ đồ, cách tiến hành giống nhƣ TN1, chỉ thay đỏi độ dài của đoạn AB và cƣờng độ dòng điện I chạy trong dây dẫn AB Kết quả: + Độ lớn của lực từ F tỷ lệ thuận với tích Il + Thƣơng số Il F không đổi Trong TN trên ta chọn góc 090 . Vậy liệu lực từ F tác dụng lên đoạn AB trong TN trên có phụ thuộc vào góc không? KL:+ Tổng quát: sinIl F = B là cảm ứng từ của từ trƣờng tại điểm đang xét + Biểu thức tổng quát của lực từ F theo B : F =B Ilsin TN 3: Tƣơng tự TN 2, chỉ thay đổi góc Kết quả: + Độ lớn của lực từ F phụ thuộc vào góc + Tỷ số sinIl F không đổi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN I l  IV. Các khái niệm cần đƣợc hình thành trong bài và cách hình thành *Khái niệm từ trƣờng: Từ trƣờng nhƣ thế nào gọi là đều? - Từ khái niệm về từ trƣờng, khái niệm về các đƣờng sức từ suy ra khái niệm từ trƣờng đều. - Dùng hình vẽ mô phỏng từ trƣờng giữa hai cực NC hình chữ U để minh hoạ, củng cố cho HS. * Lực từ do từ trƣờng tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện: Một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng, sẽ chịu tác dụng của lực từ. Phƣơng chiều, độ lớn của lực từ? (Đây đƣợc coi nhƣ dấu hiệu định lƣợng của lực từ) KL : Lực từ F tác dụng lên một phần tử dòng điện I l  khi đặt trong từ trƣờng đều cảm ứng từ B : + Có điểm đặt tai trung điểm của l . + Có phƣơng vuông góc với l và B ; + Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái ; + Có độ lớn: F = IlBsin - Phân tích kết quả TN1,TN2 - Sử dụng tích véc tơ C = a . C sin ( là góc giữa a và b ) Nếu gọi ABI là véc tơ phần tử dònh điện, cùng hƣớng với dòng điện, có độ lớn là Il, thì F tác dụng lên I l  có quan hệ nhƣ thế nào với B ? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN - Dùng thí nghiệm để xác định phƣơng chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng đều. Sử dụng thí nghiệm nhƣ SGK11 nâng cao. - Từ kết quả của thí nghiệm suy ra quy tắc bàn tay trái xác định phƣơng chiều của lực từ. * Khái niệm cảm ứng từ: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng đều phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Dùng thí nghiệm để tìm ra sự phụ thuộc. - Từ kết quả thí nghiệm suy ra khái niệm “cảm ứng từ” gồm ý nghĩa vật lý và độ lớn, đơn vị cảm ứng từ. * Khái niệm véc tơ cảm ứng từ: Cảm ứng từ có phải là đại lƣợng véc tơ không? - Dùng các kiến thức đã học về từ trƣờng, đƣờng sức từ suy ra khái niệm véc tơ cảm ứng từ tại một điểm, suy ra khái niệm véc tơ cảm ứng từ. * Biểu thức tổng quát của lực F theo B ? - Từ khái niệm cảm ứng từ, qua việc phân tích kết quả của thí nghiệm trên đƣa ra: + Khái niệm véc tơ phần tử dòng điện (Đƣa ra dƣới dạng quy ƣớc). + Véc tơ phần tử dòng điện I l , B , F tạo thành một tam diện thuận, chúng thoả mãn bàn tay trái. Suy ra biểu thức tổng quát của F theo B . V. Quá trình hoạt động dạy học cụ thể KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ VÀ NHẬN THỨC GV đặt câu hỏi: Điện trƣờng là gì? Đại lƣợng nào đặc trƣng cho điện trƣờng? HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi . Điện trƣờng là môi trƣờng vật chất bao quanh điện tích. Đại lƣợng đặc trƣng cho điện trƣờng là cƣờng độ điện trƣờng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học TN GV: Rất đúng, trong chƣơng I chúng ta đã biết đại lƣợng đặc trƣng cho điện trƣờng là cƣờng độ điện trƣờng. Vậy đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng là gì? Đó là nội dung nghiên cứu của bài học hôm nay: Lƣc từ- Cảm ứng từ. Trƣớc hết chúng ta đi tìm hiểu lực từ trong từ trƣờng có đặc điểm nhƣ thế nào. I. Lực từ GV: Để dễ dàng khảo sát và đo đạc lực từ, trƣớc hết ta hãy tạo ra một từ trƣờng đều. Vậy các em hãy căn cứ vào đặc điểm điện trƣờng đều để suy luận xem từ trƣờng nhƣ thế nào đƣợc gọi là đều? HS (suy nghĩ và trả lời câu hỏi): Từ trƣờng đều là từ trƣờng mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm. GV: Rất đúng, vậy theo các em thì đƣờng sức của từ trƣờng đều có đặc điểm gì? HS: Các đƣờng sức của từ trƣờng đều là những đƣờng thẳng song song cách đều nhau . GV: Đúng. Nhƣ vậy từ trƣờng đều là… 1. Từ trƣờng đều: Định nghĩa: Từ trƣờng đều là từ trƣờng mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đƣờng sức từ là những đƣờng thẳng song song cách đều nhau. GV: Với định nghĩa từ trƣờng đều nhƣ trên thì trong các từ trƣờng đã biết từ trƣờng ở đâu gọi là từ trƣờng đều? HS: Từ trƣờng nằm giữa h