SKKN vật lý 12 Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng cho HS lớp 12

1
Năm học: 2010 - 2011
- - -
- - -


- - -
- - -
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH
TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
SỬ DỤNG SƠ ĐỒ TƯ DUY TRONG VIỆC
ÔN TẬP PHẦN MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH
Năm học: 2011 - 2012
Tên tác giả: Phạm Văn Tiến
Tổ bộ môn: Vật lý - CN
Trường: THPT Lang Chánh
I. MỞ ĐẦU
1. Ý nghĩa của đề tài SKKN.
Giáo dục là một thiết chế xã hội, hoạt động dựa trên yêu cầu của đơn
đặt hàng của xã hội đặt ra cho nó trong từng giai đoạn lịch sử và từng điều
kiện cụ thể. Do vậy, khi xây dựng mục tiêu giáo dục cho nền giáo dục của
một trường cụ thể, ta phải căn cứ vào mục tiêu chung của giáo dục và điều
kiện của từng địa phương, từng nhà trường.
Thực tế giáo dục ở các trường THPT miền núi so với các trường miền
xuôi trong tỉnh, nhìn chung đã khẳng định tính chính xác cho luận điểm trên.
Chẳng hạn như ở trường THPT Lang Chánh, mục tiêu của chúng ta không
phải là đào tạo ra các học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu

của chúng ta hiện nay có thể nói là dạy được thật nhiều học sinh và nâng cao
kết quả tốt nghiệp, cũng như kết quả thi Đại học của học sinh. Tuy nhiên với
điều kiện hiện có việc nâng cao kết quả thi Đại học theo cùng các trường
miền xuôi thức sự là một vấn đề lớn đối với cả thầy và trò trong nhà trường.
Đối với bộ môn Vật lý, một bộ môn có yêu cầu cao về phương pháp tư
duy và biến đổi toán học, thì vấn đề đó càng trở nên khó khăn và vất vả. Điều
đó đặt ra cho giáo viên nhiệm vụ xây dựng nhiều phương pháp dạy học phù
hợp hơn cho học sinh, nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả giáo dục trong điều
kiện khó khăn này. Theo cùng tư tưởng đó, tôi đã có nhiều ý tưởng về phương
pháp để học sinh làm bài tốt hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Một trong
những ý tưởng đó là " sử dụng sơ đồ tư duy trong việc dạy học vật lý" . Ý
tưởng này chính là đề tài nghiện cứu của tôi trong vòng hai năm học vừa qua
và tại đây tôi trình bày một phần nghiên cứu nhỏ, đó là " sử dụng sơ đồ tư
duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền tải điện năng".
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
+ Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc dạy học, trước hết giúp hệ thống
hóa kiến thức, giúp nêu rõ con đường tiếp cận kiến thức một cách khoa học
nhất, từ đó rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp cho học sinh và tiết đến
giảm sự cồng kềnh, phức tạp của kiến thức.
+ Đề tài đã phân tích được một phần thực trạng dạy - học ở trường
THPT Lang Chánh, từ đó khắc phục một phần khó khăn cho nhiệm vụ dạy
học của bản thân tôi tại đây và từ đó có thể nhân rộng ra cho các đồng nghiệp
khác trong tổ bộ môn Vật lý.
+ Sử dụng sơ đồ tư duy trong việc ôn tập phần máy biến áp và truyền
tải điện năng là một đề tài nêu lên cách tiếp cận hoàn toàn mới cho một vấn
2
đề không mới. Cách trình bày của tôi có thể chưa thực sự gọn gàng và khoa
học song ít nhiều giúp bạn đọc, đặc biệt là học sinh làm bài tập phần này tốt
hơn.
+ Đề tài sẽ là một nguồn động viên, khích lệ cho những giáo viên cùng

ý tưởng, cùng đam mê nghiên cứu khoa học giáo dục thêm tự tin với những ý
tưởng sáng tạo mới của mình.
2. Thực trạng đối tượng học sinh.
Do điều kiện là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều
khó khăn, ảnh hưởng đến chất lượng và hiêu quả giáo dục nói chung và kết
quả học tập môn Vật lý của học sinh nói riêng. Vì vậy, trong quá trình học tập
Vật lý học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn. Trong đó, ta có thể nêu các
khó khăn điển hình sau đây:
+ Khó khăn trong việc phân tích một bài toán. Tìm ra các vấn đề cần
giải quyết của bài toán.
+ Khó khăn trong việc biến đổi các bài toán có công thức phức tạp.
+ Khó khăn trong việc bao quát kiến thức và nắm chắc bản chất của
vấn đề.
Để giải quyết phần nào các khó khăn đó, giáo viên giảng dạy ở đây cần
lựa chọn các phương pháp giảng dạy đặc trưng, phù hợp với thực tế đối tượng
học sinh.
3. Điều kiện cụ thể khi thực hiện đề tài.
3.1. Nhiệm vụ giáo viên được giao.
+ Dạy học bộ môn Vật lý.
+ Chủ nhiệm lớp 11A1.
3.2. Tình hình địa phương trường lớp.
Địa phương là một huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội còn nhiều
khó khăn, tỉ lệ học sinh học ở bậc THPT còn thấp, chất lượng đầu vào thấp.
Ở các bậc học dưới, học sinh thường không được trang bị đầy đủ về
khả năng tư duy, về kỹ năng biến đổi toán học.
Cơ sở vật chất của nhà Trường tương đối đầy đủ. Tuy nhiên, điều kiện
vật chất của mổi cá nhân học sinh phục vụ học tập lại tương đối hạn chế so
với yêu cầu của sự phát triển.
3
II. NỘI DUNG

1. Đối tượng và khách thể nghiên cứu.
1.1. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng này là các bài tập phức tạp phần máy biến áp và truyền tải
điện năng.
Đề tài nghiên cứu những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập
phần này, để từ đó đưa ra những kiến giải nhằm khắc phục những khó khăn
đó. Mục đích lớn nhất của đề tài là đưa ra kiến giải hợp lý, nhằm nâng cao
hiệu quả học tập của học sinh.
1.2. Khách thể nghiên cứu.
Về khách thể nghiên cứu, tôi chọn các nhóm học sinh ôn thi Đại học
thuộc các lớp 12A1, 12A2 ( khóa 2008 - 2011 và 2009 - 2012), giảng dạy và
thử nghiệm trong vòng hai năm học 2010 - 2011, 2011 - 2012.
Trong quá trình nghiên cứu, tôi không chọn các nhóm so sánh tương
phản, mà sử dụng hai phương pháp khác nhau cho cùng một nhóm ở các thời
điểm khác nhau và yêu cầu học sinh cho kết luận so sánh. Đồng thới lấy kết
quả làm bài tập theo hai phương pháp làm căn cứ đánh giá ưu, nhược của mỗi
phương pháp.
2. Khó khăn của học sinh gặp phải khi giải bài tập máy biến áp và truyền
tải điện ăng.
Các bài toán thuộc phần này gồm nhiều bài toán được tách ra từ các
phần khác nhau của mạch truyền tải. Đối với học sinh, các bài toán này đều
có chung một số điểm khó khăn sau đây:
- Phân tích nhiều dữ kiện để nhận biết các vấn đề phức tạp cần giải
quyết thuộc khoảng nào của mạch truyền tải.
- Phải làm một bài tập phức tạp với nhiều công thức gần giống nhau và
hay gây nhầm lẫn, thiếu bao quát.
- Đối với một học sinh làm bài tập dạng này thường cho kết quả không
cao, hoặc tốn quá nhiều thời gian làm bài so với mức cho phép.
Vậy, vấn đề là làm sao để học sinh vừa làm đúng nhất và nhanh nhất.
Điều này sẽ đạt được nếu sử dụng sơ đồ tư duy tổng quát sau đây.

3. Phương pháp sử dụng sơ đồ tư duy để ôn tập phần máy biến áp và
truyền tải điện năng.
3. 1. Sơ đồ tư duy:
4

3.2.Phân tích sơ đồ:
Mạch nguồn một pha tạo dòng điện có U, I và P đưa vào MBA thông
qua dây dẫn có điện trở R
0
và từ đó truền đến nơi tiêu thụ. Đối với bài toán
tổng quát này ta có thể dựa vào sơ đồ và phân tích như sau:
- Tại mạch nguồn:
.P U I=
- Hao phí trên dây nguồn:
2
0 0
0 0
.
.
P I R
U I R
∆ =
∆ =
- Tại đầu vào sơ cấp của MBA:
1 0
1 1 1
1 0
.
U U U
P I U

P P P
= −∆
=
= − ∆
- Các hao phí và biến đổi trên MBA:
1 1
2 2
U N
U N
=

2 1 2 2 1 1
. .
M M
P H P I U H I U= ⇔ =
- Hao phí trên đường dây truyền tải:
2
2
2
.
.
P I R
U I R
∆ =
∆ =
- Tại tải tiêu thụ:
3 2
3 3 3
3 2
.

U U U
P I U
P P P
= − ∆
=
= − ∆
- Hiệu suất truyền tải điện năng:
3
1
.100%
TT
P
H
P
=
4. Bài tập vận dụng.
5
R
0
R
U
P
0
P
∆
P
∆
U
1
P

1
U
2
P
2
U
3
Tải
P
3
MBA
H
M
H
TT
I = I
1

I
2
= I
3

Ví dụ 1: Dòng điện xoay chiều một pha có công suất P
1
= 10
4
W được đưa
vào cuộn sơ cấp của máy biến áp với U
1

= 200 V, để truyền đi xa. Biết N
1
=
200 vòng, N
2
= 4000 vòng và H
M
= 90%. Dòng điện truyền đến tải qua dây có
R

= 20 Ω. Tính P
3
tại tải và hiệu suất truyền tải điện
* Sơ đồ truyền tải:
* Giải:
- Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là:
2
2 1
1
. 4 000 V= 4 kV
N
U U
N
= =
- Công suất và cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là:
3
2 1
2
2
2

. 9.10 W
I = = 2,25 A
M
P H P
P
U
= =
- Hao phí trên dây tải:
2
2
. 62,5 WP I R∆ = =
- Công suất đến tải là:
3 2
8937,5 WP P P= − ∆ =
- Hiệu suất truyền tải điện năng:
3
1
.100% 89,375%
TT
P
H
P
= =
Ví dụ 2: Máy phát xoay chiều một pha tao dòng điện xoay chiều có công suất
P = 5. 10
3
W và U = 250 V được đưa vào cuộn sơ cấp của máy biến áp nhờ
dây dẫn có
0
2,5 R = Ω

, để truyền đi xa. Biết N
1
= 200 vòng, N
2
= 2000 vòng
và H
M
= 90%. Xác định cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp.
* Sơ đồ truyền tải:
6
R
P∆
U
1
P
1
U
2
P
2
U
3
Tải
P
3
MBA
H
M
H
TT

I
2
= I
3

0
P
∆
R
0
U
P
U
1
P
1
U
2
P
2
MBA
H
M
I = I
1

* Giải:
- Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là:
1
I = I = = 20 A

P
U
- Điện áp vào cuôn sơ cấp là:
1 0
U - R . = 200 VU I=
- Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là:
2
2 1
1
. 2000 V = 2 kV
N
U U
N
= =
- Cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là:
1 1
2
2
. .
I = = 1,8 A
M
H I U
U
Ví dụ 3: Máy phát xoay chiều một pha tao dòng điện xoay chiều có công suất
P = 4500 W và U = 225 V được đưa vào cuộn sơ cấp của máy biến áp nhờ
dây dẫn có
0
1,25 R = Ω
. Biết N
1

= 200 vòng, N
2
= 5000 vòng và H
M
= 90%.
Dòng điện truyền đến tải qua dây có R

= 20 Ω. Tính P
3
tại tải và hiệu suất
truyền tải điện
* Giải:
- Cường độ dòng điện vào cuộn sơ cấp là:
1
I = I = = 20 A
P
U
- Điện áp vào cuôn sơ cấp là:
1 0
U - R . = 200 VU I=
- Điện áp hai đầu cuộn thứ cấp là:
2
2 1
1
. 5000 V = 5 kV
N
U U
N
= =
- Công suất và cường độ dòng điện ở cuộn thứ cấp là:

7
R
0
R
U
P
0
P
∆
P
∆
U
1
P
1
U
2
P
2
U
3
Tải
P
3
MBA
H
M
H
TT
I = I

1

I
2
= I
3

2 1 1
2
2
2
= H . 3600 W
I = = 0,72 A
M
P I U
P
U
=
- Hao phí trên dây tải:
2
2
. 10,368 WP I R∆ = =
- Công suất đến tải là:
3 2
3589,632 WP P P= − ∆ =
- Hiệu suất truyền tải điện năng:
3
1
.100% 89,74%
TT

P
H
P
= =
5. Kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài.
5.1. Nhóm khảo sát năm 2010 - 2011.
TT HỌ VÀ TÊN LỚP
MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM
G. Chú
PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI
SỐ CÂU
ĐÚNG
THỜI GIAN LÀM
SỐ CÂU
ĐÚNG
THỜI GIAN LÀM
1 Lê Thanh Thủy
12A1
4/5 32 phút 5/5 15 phút
2 Võ Thanh Hà
12A1
3/5 40 phút 4/5 17 phút
3 Đào Thị Thùy
12A1
4/5 25 phút 5/5 13 phút
4 Nguyễn Thị Hậu
12A1
3/5 30 phút 5/5 16 phút
5 Vũ Thu Trang
12A1

3/5 40 phút 4/5 20 phút
6 Lê Văn Thái
12A2
3/5 40 phút 4/5 20 phút
7 Lê Thị Kim
12A2
3/5 40 phút 4/5 18 phút
8 Hà Thị Quế
12A2
3/5 40 phút 5/5 18 phút
9 Lương Thị Phấn
12A2
3/5 33 phút 5/5 16 phút
10 Lê Thị Thu
12A2
3/5 35 phút 5/5 20 phút
5.2. Nhóm khảo sát năm 2011 - 2012.
TT HỌ VÀ TÊN LỚP
MỖI BÀI KIỂM TRA GỒM 5 CÂU TRẮC NGHIỆM
G. Chú
PP TRUYỀN THỐNG PP MỚI
SỐ CÂU
ĐÚNG
THỜI GIAN LÀM
SỐ CÂU
ĐÚNG
THỜI GIAN LÀM
1 Bạch Hồng Ngọc
12A1
5/5 28 phút 5/5 12 phút

2 Lê Tuấn Anh
12A1
5/5 27 phút 5/5 11 phút
3 Lương Minh Tâm
12A1
4/5 30 phút 5/5 13 phút
4 Đào Nguyên Tài
12A1
4/5 30 phút 5/5 15 phút
5 Lê Thị Lượng
12A1
5/5 28 phút 5/5 14 phút
6 Dương Thị Hương
12A1
4/5 33 phút 5/5 16 phút
7 Lê Xuân Sang
12A1
4/5 34 phút 5/5 16 phút
8 Hà Văn Kiên
12A2
3/5 40 phút 4/5 23 phút
9 Phạm Thị Bích
12A2
3/5 45 phút 4/5 25 phút
10 Phạm Thị Phương
12A2
4/5 33 phút 5/5 18 phút
III. KẾT LUẬN.
8
1. Đánh giá chung về đề tài.

Đề tài này hướng đến một vấn đề tương đối nhỏ. Tuy nhiên, tác động
của nó đến vấn đề được nghiên cứu lại cho một kết quả rất tốt. Mặt khác trong
các đề thi Đại học thường có ít nhất một bài tập về vấn đề này. Như vậy nếu
dùng phương pháp này thì giải bài tập đó sẽ có xác suất đúng cao hơn và thời
gian làm bài ngắn đi đáng kể. Từ những điều đó có thể cho kết luận ban đầu
rằng nếu thực hiện tốt phương pháp mới này, thì sẽ nâng cao hiệu quả làm bài
của học sinh đối với các bài tập dạng này. Từ đó, góp phần nâng cao kết quả
học tập của học sinh.
Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu đề tài, do còn nhiều khó khăn,
bất cập nên kết quả còn chưa được như ý muốn, rất mong được sự góp ý của
các đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn.
2. Bài học kinh nghiệm.
Để đề tài được áp dụng có hiệu tốt nhất, cần lưu ý một số điểm sau đây:
+ Trước khi ứng dụng đề tài này vào dạy học phải dạy tự luận tất cả
các phần lý thuyết liên quan. Đến đây thường học sinh không bao quát được
vấn đề của phần kiến thức này. Lúc này sử dụng sơ đồ tư duy để liên kết tất cả
các phép toán rời rạc trên thành khối có hệ thống.
+ Ôn tập phần kiến thức này cho học sinh vào hai buổi ôn tập khoảng 2
tiết trong một buổi.
+ Cách thức ứng dụng phương pháp là đặt ra vấn đề phức tạp hơn khi
học sinh biết các phần lý thuyết đơn giản, đưa ra một bài tập ngắn, sau đó mở
rộng vấn đề và đưa học sinh vạo việc phải hệ thống kiến thức theo sơ đồ.
Cuối cùng là củng cố lại bằng các bài tập đa dạng hơn.
Sở dĩ phải làm như vậy là vì phải đảm bảo học sinh vừa hiểu sâu kiến
thức, vừa rèn luyện tư duy và đồng thời nâng cao hiệu quả làm bài. Như vậy
chúng ta vưa truyền tải đến học sinh một vấn đề lớn trong chương trình, đồng
thời rèn luyện tư duy cho học sinh.
3. Đề xuất, kiến nghị.
Nghiên cứu một vấn đề và đưa ra các kiến giải hợp lý, mới và sáng tạo
về vấn đề đó là một việc làm khó. Áp dụng được các kiến giải đó vào thực tế

có hiệu quả có thể là đơn giản, nhưng cũng có thể còn khó hơn nhiều so với
việc nghiên cứu ra các kiến giải đó. Lợi thế của đề tài này là dễ áp dụng vào
thực tế. Do vậy, tôi xin có một số đề xuất đối với các đồng nghiệp và các cấp
quản lý giáo dục như sau:
9
- Các đồng nghiệp khi đọc các vấn đề tôi nghiên cứu, hãy tìm trong
sang kiến những điểm đúng đắn và phù hợp với lớp mình dạy, để áp dụng vào
bài dạy được tốt hơn. Cũng có thể đào sâu hơn đối với các bài tập khó trong
chương trình để phù hợp với học sinh có nền kiến thức và tư duy tốt hơn học
sinh ở trường THPT Lang Chánh.
- Về phía các cấp quản lý giáo dục, tôi đề xuất một sự đánh giá đúng
mức về đề tài, để tôi có thể tiếp tục nghiên cứu và áp dụng đề tài vào thực tế
giảng dạy.
Xin chận trọng cảm ơn!
Lang Chánh, ngày 04 tháng 5 năm 2012.
Người thực hiện
Phạm Văn Tiến
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Sách Giáo khoa Vật lý 12 (Nâng cao )- Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo
dục, năm 2008 - 2009.
2. Sách Bài tâp Vật lý 12 (Nâng cao) - Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục,
năm 2008 - 2009.
3. Sách Giải toán Vật lý 12 - Bùi Quang Hân - NXB Giáo dục, năm 2003.
10
MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU
1. Ý nghĩa của đề tài SKKN. 2
2. Thực trạng đối tượng học sinh. 3
3. Điều kiện cụ thể khi thực hiện đề tài. 3
II. NỘI DUNG

1. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. 4
2. Khó khăn của học sinh gặp phải khi giải bài tập ghép dụng
cụ hệ, mạch dao động.
4
3. Phương pháp thống nhất các phương trình phức tạp trên. 5
4. Bài tập so sánh. 5
5. Kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài. 7
III. KẾT LUẬN.
11
1. Đánh giá chung về đề tài. 8
2. Bài học kinh nghiệm. 8
3. Đề xuất, kiến nghị. 9
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 10
12