Định luật bảo toàn động lượng

Định luật bảo toàn động lượng
a. Nội dung kiến thức khoa học:
- Xét hệ hai vật:
Sau đó, phát biểu được mở rộng ở hệ nhiều vật: “Động lượng của một hệ cô lập là
một đại lượng bảo toàn”
b. Phương pháp dạy học theo SGK chuẩn
Đối chiếu với lý luận dạy học, định luật bảo toàn động lượng trong SGK VL 10
được hình thành theo phương pháp lý thuyết. Cụ thể các giai đoạn như sau:
- Tìm mối liên hệ (Mục II.2)
+ Từ mệnh đề lý thuyết tổng quát: Xét một hệ cô lập gồm hai vật nhỏ, tương tác
với nhau qua các nội lực

và

trực đối với nhau. Theo định luật III Niu-tơn:

+ Rút ra hệ quả (thông qua suy luận logic và biến đổi toán học)

- Phát biểu định luật (mục II.2)
- Vận dụng định luật bảo toàn động lượng (mục II.3 và II.4 SGK)
+ Ứng dụng cho bài toán và chạm mềm (trong trường hợp không có ma sát)
+ Ứng dụng vào trong kỹ thuật: chuyển động bằng phản lực (tàu vũ trụ, tên lửa,…)
c. Đối với SGK 10NC:
- Sơ bộ chỉ ra mối quan hệ giữa các đại lượng
+ Mục 3.a SGK, thông qua định luật II và đinh luật III Newton để chỉ ra mối quan
hệ giữa các đại lượng bằng biểu thức:

- Tìm mối quan hệ
+ Xây dựng định nghĩa động lượng (mục 3.b) từ đó xây dựng mối quan hệ (mục
3.c):

+ Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng định luật (mục 3.d)
- Phát biểu định luật và đưa ra biểu thức (mục 3.c)
- Vận dụng định luật


+ Vận dụng định luật bảo toàn động lượng cho bài toán va chạm (đàn hồi và mềm)
(Bài 38 SGK).
+ Ứng dụng vào trong kỹ thuật: Động cơ phản lực, tên lửa,… trong bài 32 SGK.
d. Phân biệt chuyển động bằng phản lực (hay chuyển động phản lực) và
chuyển động nhờ phản lực:
Chuyển động bằng phản lực
- Giải thích bằng ĐLBT độg lượng
- Xuất hiện do tương tác bên trong
mà một bộ phận của vật tách ra khỏi
vật chuyển động theo một chiều,
phần còn lại chuyển động theo chiều
ngược lại

Chuyển động nhờ phản lực
- Giải thích bằng định luật III
Newton
- Xuất hiện khi một phần của vật tác
dụng với bên ngoài một lực, nhờ
phản lực sinh ra mà phần còn lại của
vật sẽ bị đẩy về hướng ngược lại

e. Cần bổ sung trong giảng dạy
- Ở mục II.1, theo SGK thì một hệ được gọi là kín chỉ khi các vật bên trong hệ chỉ
tương tác với nhau mà không hề tương tác với một vật nào khác ngoài hệ. GV cần
cho HS thấy rằng, thực tế, không có hệ nào là kín tuyệt đối cả, ngay cả hệ “vật –

Trái đất”. Tuy nhiên, trong một số trường hợp sau đây thì ta có thể xem hệ là hệ kín
được. Các trường hợp đó là:
+ Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ, có thể bỏ qua được.
+ Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng các ngoại lực đó cân bằng với nhau.
+ Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ so với nội lực (xét trong một
khoảng thời gian rất ngắn) (chẳng hạn như trong các hiện tượng nổ, hay va chạm).
f. Đối với SGK NC
- Khái niệm “hệ kín“ được trình bày đầu tiên, trước khi học khái niệm động lượng.
còn đối với SGK chuẩn thì khái niệm này được trình bày sau khi học xong khái
niệm động lượng.
Định luật bảo toàn cơ năng :
a/ Thiết lập định luật
- Câu hỏi: Trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng và thế
năng của vật có mối quan hệ như thế nào với nhau?
- Trả lời: Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động
năng có thế chuyển hóa thành thế năng hoặc ngược lại nhưng tổng của chúng, tức
cơ năng được bảo toàn.
- Câu hỏi: đối với lực đàn hồi thì cơ năng của vật như thế nào?
- Trả lời: Trong quá trình chuyển động, động năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi
giảm và ngược lại, nhưng tổng của chúng tức cơ năng được bảo toàn.
- Câu hỏi: Trong trường hợp tổng quát, vật chuyển động dưới tác dụng của các lực


thế thì cơ năng sẽ như thế nào?
- Trả lời: Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của lực thế luôn được bảo toàn
a) Trường hợp trọng lực
Khi quả bóng rơi từ điểm A có độ cao z1 đến điểm B có độ cao z2 thì:
Độ cao của vật giảm dần >
Vận tốc của vật tăng dần <
Khi đó:

Thế năng của vật giảm dần
Động năng của vật tăng dần >
Áp dụng định lí động năng
Công của trọng lưc tác dụng lên vật:
A12= Wđ2 – Wđ1 =
Lại có A12 = Wt1 – Wt2 = mgz1 - mgz2
Suy ra A12=Wđ2 – Wđ1=Wt1 - Wt2
=> Wt1 + Wđ1 = Wt2 + Wđ2
Hay => Wt1 + Wđ1 = Wt2 + Wđ2
Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng
có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng
của vật được bảo toàn (không đổi theo thời gian).
Biểu thức : Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2
Hay Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2
b) Trường hợp lực đàn hồi
ta có : W= Wđ + Wđh = mv2 + kx2 = hằng số
tại A : Wđ = 0
Wđh cực đại
Tại 0 : Wđ cực đại
Wđh = 0
Từ A đến O : Wđ = 0
Wđh cực đại
Tương tự : Ađh = Wđ2 – Wđ1 = Wđh1 – Wđh2
=> Wđ2 + Wđh2 = Wđ1 + Wđh1
=> W2 = W1
Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi, động năng
có thể chuyển thành thế năng đàn hồi và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức là
cơ năng của vật được bảo toàn (không đổi theo thời gian)
Biểu thức : Wđ1 + Wđh1 = Wđ2 + Wđh2
Hay mv12 + kx12 = mv22 + kx22

c) Phương pháp dạy học
Đối chiếu với lý luận dạy học định luật bảo toàn cơ năng (trong trường hợp
trọng lực) được hình thành theo phương pháp lý thuyết. Cụ thể các giai đoạn như
sau:
- Tìm mối quan hệ ( Mục I.2)
- Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường
( Cuối mục I.2)
+ Phát biểu thành lời và đưa ra biểu thức của định luật
+ Nêu hệ quả
- Vận dụng định luật ( câu C1 và mục II)
+ Chỉ ra phạm vi áp dụng của định luật (vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực
đàn hồi)
+ Suy ra trường hợp vật chịu tác dụng của lực cản, lực ma sát (Định lý biến thiên
cơ năng)
d. Đề xuất bổ sung trong dạy học:
- Trong dạy học có thể cho học sinh làm thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn
cơ năng. Hoặc ngay trong tiết dạy bài mới cho học sinh xem mô phỏng về vật rơi
tự do (vật chỉ chịu tác dụng của các lực thế) và vật dao động do tác dụng của lực
đàn hồi để xét tính đúng đắn của định luật. (Thể hiện sự biến đổi giữa động năng,
thế năng và sự bảo toàn cơ năng một cách trực quan).
- Thí nghiệm ảo hay các mô phỏng còn cho học sinh nhận biết khi có ngoại lực
(không phải trọng lực, lực đàn hồi) tác dụng vào vật thì cơ năng lúc này không bảo
toàn
Thuyết động học phân tử chất khí
Kiến thức khoa học:
- Các chất có cấu tạo gián đoạn, gồm rất nhiều phân tử.
- Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng.Cường độ chuyển động phân tử
biểu hiện nhiệt độ của hệ.

- Kích thước phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. Có thể coi phân tử là
chất điểm.
- Các phân tử không tương tác, chỉ va chạm theo cơ học Newton.
Sự trình bày trong SGK vật lí 10
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách
giữa chúng.
- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng
nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
- Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất
lên thành bình.


 Nhận xét: Sự trình bày thuyết động học phân tử chất khí trong SGK về hình
thức khác với kiến thức khoa học nhưng nội dung giống nhau. Phần trình bày trong
SGK nêu cụ thể, rõ ràng hơn.
Phương pháp dạy trong SGK vật lí 10: Thông báo
+ Đưa ra nội dung cơ bản của thuyết.
+ Nêu khái niệm khí lí tưởng.
Tổ chức dạy:
+ Đưa ra hình ảnh về cấu tạo của chất khí.
+ Gọi HS nhận xét về kích thước của các phân tử và khoảng cách giữa chúng.
 Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách
giữa chúng.
+ Cho HS xem video chuyển động của các hạt phấn hoa trong thí nghiệm Brao-nơ
ở các nhiệt độ khác nhau.
+ Gọi HS nêu đặc điểm chuyển động của phân tử khí, chuyển động đó phụ thuộc
vào nhiệt độ như thế nào?
Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng
nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
+ Cho HS xem video về chuyển động của các phân tử khí trong bình.

+ Gọi HS nêu hiện tượng xảy ra khi các phân tử khí chuyển động.
 Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất
lên thành bình.

a)



b)



Nguyên lý I, II của nhiệt động lực học:
Nội dung kiến thức khoa học:
Nguyên lí I nhiệt động lực học (NĐLH)
Phát biểu nguyên lí
Độ biến thiên nội năng của vật bằng tổng công và nhiệt lượng mà vật nhận được.
Qui ước về dấu A và Q:
Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng.
Q<0: Hệ truyền nhiệt lượng.
A>0: Hệ nhận công.
A<0: Hệ thực hiện công.
Nguyên lí II nhiệt động lực học
Cách phát biểu của Clau-di-út
Nhiệt không thể truyền từ một vật sang vật nóng hơn.
Cách phát biểu của Các-nô
Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành
công cơ học.

a)

b)

Sự trình bày trong SGK vật lý 10
Tương tự như nội dung kiến thức khoa học
Phương pháp dạy học theo SGK vật lý 10: Thông báo
a) Nguyên lí I nhiệt động lực học (NĐLH)
Bước đầu đưa ra cơ sở của nguyên lí I NĐLH( giới thiệu hệ nhiệt động)
Đưa ra điều kiện của hệ, phát biểu nguyên lí I NĐLH
b) Nguyên lí II nhiệt động lực học:
Đưa ra những hạn chế của nguyên lí I NĐLH (Quá trình thuận nghịch và không
thuận nghịch)
Để bổ sung những hạn chế trên đưa ra nội dung của nguyên lí II
Phát biểu của Clausius
Phát biểu Carno
Ý nghĩa khoa học của nguyên lí I, II.
Nguyên lí 1:Có thể dùng nguyên lí I NĐLH để tìm hiểu về sự truyền và chuyển
hoá năng lượng, trong các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí.
Sau đây là ví dụ về việc vận dụng nguyên lí I NĐLH vào quá trình đẳng tích.
Trong hệ toạ độ (p, V), quả trình này được biểu diễn bằng đường thẳng vuông gốc
với trục thể tích.(hình 33.2/176)
Cho chất khí chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, biểu thức của nguyên lí thứ
nhất của NĐLH có dạng:
ΔU = Q
Ý nghĩa vật lí của biểu thức trên:
Vì trạng thái 2 có nhiệt độ cao hơn trạng thái 1, nên để chuyển từ trạng thái 1 sang
trạng thái 2, chất khí phải nhận nhiệt lượng (Q > 0), nội năng của chất khí tăng (ΔU
> 0).
Trong quá trình đẳng tích, nhiệt lượng mà chất khí nhận được chỉ dùng làm tăng

nội năng.
Nguyên lí II: Có thể dùng để giải thích nhiều hiện tượng trong đời sống và kĩ
thuật. Ví dụ có thể dùng nguyên lí II để giải thích nguyên tắc hoạt đông của động
cơ nhiệt và máy lạnh.
Định luật cu-lông

a.

+

Nội dung khoa học
Định luật Coulomb
Trong chân không
Biểu thức: F = k.
Dạng véc tơ: = k= (1.1)
Chú thích:
Với là lực do q1 tác dụng lên q2
là véc tơ đơn vị hướng từ q1 tới q2


-

Khi q1 .q2> 0 (hai điện tích cùng dấu): cùng chiều (Lực là đẩy)
Khi q1 .q2< 0 (hai điện tích trái dấu): ngược chiều (Lực là hút)

-

Lưu ý: k =
: hằng số điện, trong hệ SI
2

2
Nm /C
Trong môi trường có hằng số điện môi (ε)
Độ lớn: F = k. =

+
+

+

b.


+
+
+


c.

-

, k = 9.109

Dạng véc tơ: =
(1.2)
Trong hệ điện tích điểm q1, q2, …, qn
Lực tĩnh điện tác dụng lên q0 là
= + + + = = (1.3)
Với là lực tĩnh điện do qi tác dụng lên điện tích q0.

Chú ý: Các công thức (1.1), (1.2), (1.3) áp dụng được khi tính lực tương tác giữa
hai quả cầu tích điện đặt cô lập, trong đó r tính từ khoảng cách giữa tâm hai quả
cầu.
Xét một hạt mang điện có điện tích lớn
Chia phần tử đó thành những phần tử rất bé rồi chọn một phần tử bất kì, phần tử
bất kì đó mang điện tích dQ. Lực tĩnh điện do phần tử dQ tác dụng lên qo là:
= K suy ra F=
Nội dung trình bày trong SGK
Định luật Cu-lông:
Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với
đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai
điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
F = k.
Trong đó:
k = 9. N./
q1, q2 : Độ lớn của hai điện tích q1, q2 (C)
r : khoảng cách giữa hai điện tích (m)
Nhận xét: Ở nội dung khoa học, lực tĩnh điện được trình bày cả về mặt độ lớn và
vectơ, còn nội dung trình bày trong SGK thì không trực tiếp nói về tính chất vectơ
của lực tĩnh điện mà tính chất vectơ được thể hiện gián tiếp qua các cụm từ “Lực
hút hay đẩy”, “có phương trùng với…”, “độ lớn tỉ lệ với...”
Phương pháp dạy học theo SGK
Định luật Cu-lông là thuộc loại định luật động lực học.
Phương pháp thông báo
Giai đoạn 1: Đưa ra tình huống
Giai đoạn 2: Dự đoán về mối quan hệ


+

+

+

-

Giai đoạn 3: Tìm mối quan hệ (Mục II.1/Trang 7,8)
Mô tả, nhắc lại TN cân xoắn Cu – lông:
Năm 1785, Cu-lông dùng thực nghiệm bằng một cân xoắn để khảo sát lực tương
tác giữa hai quả cầu nhiễm điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

Cân xoắn Cu – lông gồm:
A là quả cầu kim loại cố định gắn ở đầu một thanh thẳng đứng.
B là quả cầu kim loại linh động gắn ở đầu một thanh nằm ngang, đầu kia của thanh
gắn một quả đối trọng. Thanh nằm ngang được treo bằng một sợi dây mảnh có tính
đàn hồi để chống lại sự xoắn.
Thước gắn ở thành cân để đo góc quay của thanh.
Cách tiến hành TN để khảo sát:
Tích điện cùng dấu cho A và B, khi đó 2 quả cầu đẩy nhau, thanh ngang sẽ quay
cho đến khi tác dụng của lực đẩy tĩnh điện giữa 2 quả cầu cân bằng với tác dụng
của lực đàn hồi của dây treo, tức là:
Ftđ ~ Fđh ~ Mđh = C.
Đo góc quay của thanh và chiều dài của thanh ngang, ta sẽ xác định được lực đẩy
tĩnh điện giữa hai quả cầu A và B.
Thông báo định luật:
Lực đẩy tĩnh điện giữa cầu quả cầu tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa
hai quả cầu và tỉ lệ nghịch với tích hai điện tích của chúng.
Giai đoạn 4: Phát biểu định luật (Mục II.1/Trang 8)
Phát biểu: Định luật Cu-lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong
chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn



tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách giữa chúng.
Biểu thức:
F = k.
Giai đoạn 5: Vận dụng định luật
Nhận xét: Như vậy, ở phần định luật Cu – lông thì SGK dạy theo phương pháp
thông báo, nhưng so với lý luận dạy hoc thì thiếu giai đoạn 1, 2 và 5.
Các phương án dạy học định luật Ôm toàn mạch:
3.2.1 Phương án 1: Phương án lý thuyết
Giai đoạn 1: Ôn tập: Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa R => I tỉ lệ nghịch với
R, I tỉ lệ thuận với U.
Giai đoạn 2: Sơ bộ chỉ ra mối quan hệ (không có)
Đặt vấn đề: Để tạo ra U cần nguồn điện E. Xét 1 mạch điện kín, mối quan hệ I với
và điện trở toàn mạch như thế nào?
Giai đoạn 3: Thiết lập mối quan hệ
+ Xét mạch kín có chứa nguồn điện có điện trở trong r, cường độ dòng điện I
chạy trong mạch.
+ Dùng định luật Định luật bảo toàn năng lượng: A=Q

-

Công của nguồn điện sản ra trong mạch kín khi dòng điện không đổi có cường độ I
chạy qua khoảng thời gian t:
A= It (1)

-

Theo định luật Jun-len-xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài và mạch trong là:
Q= (RN +r)I2t (2)

-

Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì A=Q. Từ (1) và (2) ta suy ra:
It = (RN +r)I2t
Hay I = : biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch.
Giai đoạn 4: Phát biểu định luật: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ
lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần
của mạch đó.
Giai đoạn 5: Vận dụng định luật

3.2.2

Hiện tượng đoản mạch
Định luật Ohm cho đoạn mạch bất kì
Bài tập
Phương án 2: Phương án thực nghiệm


-

Giai đoạn 1: ôn tập: I= IU, I
Giai đoạn 2: Sơ bộ chỉ ra mối quan hệ.

Giai đoạn 3: Thiết lập
+ Xét một mạch điện để khảo sát sự phụ thuộc của hiệu điện thế UAB của đoạn
mạch chứa nguồn điện có điện trở trong r vào cường độ dòng điện I chạy trong

đoạn mạch.
+ Mạch ngoài có điện trở Ro.
+ Để thay đổi I, ta mắc thêm vào mạch ngoài một biến trở R.
+ Để đo cường độ dòng điện chạy qua mạch ta dùng ampe kế mắc nối tiếp với
mạch.
+ Khảo sát mạch hở, ta dùng thêm khóa K.
+ Di chuyển biến trở đo UAB, I tương ứng.
+ Hình vẽ:
- Kết quả thí nghiệm:
I (A)
0
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
U (V) 3,05
2,90
2,80
2,75
2,70
2,55
2,50
2,40
- Để biết được I thỉ lệ thuận với U thì cần thu được đồ thị dạng đường thẳng.
- Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị biểu diễn UAB theo I: Hình 9.3 SGK
Đồ thị là đoạn thẳng có hệ số góc âm: UAB a – b.I
 a = ; b = r.

 UAB – I.r
- Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:
UAB – I.r (3)
- Áp dụng định luật Ôm cho mạch ngoài: UAB = I.RN
UAB + I.r = I.RN+I.r
Hay I = : biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch.
Giai đoạn 4: Phát biểu định luật: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ
lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần
của mạch đó.
Giai đoạn 5: Vận dụng
*SGK 11 dạy theo cách 1: phương án thực nghiệm.
Ưu điểm
Nhược điểm
- HS được quan sát trực tiếp thí nghiệm do GV biểu -Mất nhiều thời gian cho quá
diễn.
trình chuẩn bị và tiến hành,
- HS có thể thực hành, làm quen với các dụng cụ
khó thực hiện.
TN điện, rèn luyện kĩ năng, thao tác, tính cẩn thận
- Có thể đạt kết quả không
cho HS thông qua việc thực hành thí nghiệm.
mong muốn.




- Ghi nhớ kiến thức sâu hơn nhờ quá trình làm thí
nghiệm.

1.1.1.

•
•
•
•
1.1.2.



Hiện tượng cảm ứng điện từ
Kiến thức khoa học cần đạt về hiện tượng cảm ứng điện từ
Nêu được dự đoán cho vấn đề: Từ trường có sinh ra dòng điện không?
Đề xuất được phương án thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự
đoán
Từ kết quả thí nghiệm, dự đoán nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng trong
cuộn dây
Từ hiện tượng cảm ứng điện từ, đề xuất các vấn đề nghiên cứu tiếp theo
Logic dạy học hiện tượng cảm ứng điện từ theo SGK Vật lý 11 CB
SGK đưa ra 4 thí nghiệm mô tả hiện tượng cảm ứng điện từ:
a) Thí nghiệm 1: Cho nam châm SN dịch chuyển lại gần một mạch kín (C). Quan
sát kim điện kế lệch đi, chứng tỏ rằng trong (C) xuất hiện dòng điện i chạy theo
chiều ngược với chiều dương đã chọn. Khi nam châm ngừng chuyển động dòng
điện i tắt.
b) Thí nghiệm 2: Cho nam châm SN dịch chuyển ra xa (C). Kim điện kế lại chỉ
một dòng điện i trong (C) nhưng theo ngược chiều ở thí nghiệm 1.
c) Thí nghiệm 3: Cũng thu được kết quả tương tự nếu cho nam châm đứng yên và
mạch (C) dịch chuyển lại gần hay ra xa nam châm, hoặc cho (C) quay xung quanh
một trục song song với mặt phẳng chứa mạch hoặc làm biến dạng (C).
d) Thí nghiệm 4: Thay nam châm SN bằng một nam châm điện. Khi thay đổi
cường độ dòng điện qua nam châm điện, trong (C) vẫn xuất hiện dòng điện i.
Đầu tiên người ta giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: Một mạch kín C nối vào hai đầu

của điện kế G (có nhiệm vụ xác định chiều và cường độ dòng điện). Giả sử C đặt
trong một từ trường của nam châm SN. Ta chọn chiều dương trên mạch kín C phù
hợp với chiều của nam châm SN theo quy tắc nắm tay phải: Đặt ngón tay cái nằm
theo chiều của đường sức từ thì chiều của các ngón tay kia khum lại chỉ chiều
dương trên mạch C.
TIẾN TRÌNH DẠY:
Đầu tiên người ta giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: Một mạch kín C nối vào hai đầu
của điện kế G (có nhiệm vụ xác định chiều và cường độ dòng điện). Giả sử C đặt
trong một từ trường của nam châm SN. Ta chọn chiều dương trên mạch kín C phù
hợp với chiều của nam châm SN theo quy tắc nắm tay phải: Đặt ngón tay cái nằm
theo chiều của đường sức từ thì chiều của các ngón tay kia khum lại chỉ chiều
dương trên mạch C.
Bước 1: Đặt vấn đề: Từ trường có sinh ra dòng điện hay không?






−
−

−

Dự đoán 1: Từ trường có thể sinh ra dòng điện
Cho hs làm thí nghiệm kiểm chứng: Giao cho mỗi nhóm một bộ thí nghiệm như
trên
Yêu cầu: Có thể dùng nam châm tạo ra dòng điện hay không?
→ Để nam châm ở các vị trí khác nhau xung quanh cuộn dây
Cho nam châm chuyển động xung quanh cuộn dây(đứng yên) theo nhiều cách khác

nhau. Hoặc cho cuộn dây chuyển động xung quanh nam châm (đứng yên)
Gợi ý câu hỏi thảo luận: Tại sao kim điện kế lại lệch khỏi vạch số 0, điều này
chứng tỏ điều gì?
Từ trường có thể sinh ra dòng điện hay không?
Trong trường hợp nào?
Bước 2: Dự đoán 2: Từ trường có thể sinh ra dòng điện trong cuộn dây khi nam
châm chuyển động tương đối so với cuộn dây.
Yêu cầu: - Tiếp tục làm thí nghiệm để tìm xem có trường hợp nào mà khi nam
châm chuyển động so với cuộn dây nhưng dòng điện không xuất hiện.
→ Khi nam châm quay quanh một trục trùng với trục của cuộn dây thì dòng điện
không xuất hiện.
- Dự đoán xem có trường hợp nào mà không có chuyển động của nam châm so với
cuộn dây mà vẫn có dòng điện xuất hiện không?
→ Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện.
Cho hs làm thí nghiệm: Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện, khi bật
hoặc tắt công tắc của nam điện (thay đổi cường độ dòng điện) thì điều gì sẽ xảy ra?
→ Khi bật hoặc tắt công tắt của nam châm điện thì trong cuộn dây cũng xuất hiện
dòng điện.
→ Vậy dự đoán 2: Nguyên nhân xuất hiện dòng điện trong cuộn dây là do sự
chuyển động tương đối của nam châm so với cuộn dây là chưa khái quát (phủ nhận
dự đoán 2).
Bước 3: Cần xây dựng một giả thuyết mới (dự đoán mới)
Yêu cầu: Hs xem lại các trường hợp thí nghiệm làm xuất hiện dòng điện trong
cuộn dây. Tìm xem có điều gì ẩn bên trong những thí nghiệm đó có điều gì giống
nhau mà làm xuất hiện dòng điện?
Gợi ý:
Có thể biểu diễn từ trường bằng mô hình gì?
→ Biểu diễn bằng mô hình đường sức từ
Trong những trường hợp trên thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn
dây thay đổi như thế nào?

→ trong những trường hợp trên, số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thay đổi thì
xuất hiện dòng điện.
Hãy đưa ra dự đoán mới về điều kiện xuất hiện dòng điện trong cuộn dây.


−

1.1.3.

1.1.4.

→ Dòng điện trong cuộn dây xuất hiện khi có sự thay đổi số đường sức từ xuyên
qua tiết diện S của cuộn dây.
Ta có công thức tính từ thông: Φ = B.S.cosα
Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S thay đổi, tức là B thay đổi, khi đó từ
thông thay đổi. Vậy ta có thể nói:
Dự đoán 3: Nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng là do từ thông qua
mạch kín biến thiên.
“Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín C gọi là hiện tượng
cảm ứng điện từ”
Logic dạy học hiện tượng cảm ứng điện từ trong SGK nâng cao:
Đầu tiên: Cũng đặt vấn đề và nêu dự đoán, làm thí nghiệm kiểm chứng và đưa ra
kết quả như ở SGK cơ bản.
Thứ hai: người ta đưa ra khái niệm từ thông (gồm khái niệm, đơn vị và ý nghĩa của
nó)
Thứ ba: người ta đi đến khái niệm dòng điện cảm ứng → suất điện động cảm ứng
→ hiện tượng cảm ứng điện từ
* Sự khác nhau về logic dạy giữa SGK cơ bản và nâng cao:
SGK cơ bản
SGK nâng cao

- Khái niệm từ thông được đưa ra ngay ở - Khái niệm từ thông được đưa ra sau
đầu bài.( đưa ra định nghĩa và đơn vị của khi làm thí nghiệm (đưa ra định
từ thông) →sau khi đưa ra định nghĩa từ nghĩa, đơn vị và ý nghĩa của từ thông)
thông, GV chỉ nhấn mạnh đó là một đại
→ hiểu được ý nghĩa của từ thông để
lượng đại số mà ko giải thích gì thêm
vận dụng vào giải thích các hiện
giống như đang áp đặt cho học sinh chấp tượng thí nghiệm vừa thực hiện dễ
nhận công thức chứ hs không hiểu được
dàng hơn và dễ dàng hiểu được
khi đưa ra khái niệm từ thông thì nó có ý những kiến thức về sau hơn.
nghĩa gì và không biết sẽ vận dụng nó
vào những trường hợp nào
- Đưa ra khái niệm dòng điện cảm ứng → - Đưa ra khái niệm dòng điện cảm
hiện tượng cảm ứng điện từ.Khái niệm
ứng → suất điện động cảm ứng →
suất điện động cảm ứng sẽ được học ở
hiện tượng cảm ứng điện từ.
một bài riêng.
- Chưa đưa ra được ví dụ về hiện tượng
- Đưa ra được các ví dụ về hiện tượng
cảm ứng điện từ
cảm ứng điện từ để thấy được dòng
điện cảm ứng sinh ra như thế nào và
bằng cách nào
Việc rút ra kết luận về nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng theo SGK Vật
lý 11 CB là chưa đảm bảo tính khái quát. Vì:


•

•
•

•
•

Theo dự đoán 3: nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng là do từ thông qua
mạch kín biến thiên.
Vậy để làm từ thông biến thiên thì sẽ có những cách nào?
→ Ta dựa vào công thức tính từ thông: Φ = B.S.cosα
* Để làm thay đổi từ thông ta có 3 cách:
Biến đổi B
Biến đổi S
Biến đổi α
Mà tất cả những thí nghiệm làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong SGK Vật lý
11CB chỉ làm biến đổi B.
→ Do đó tránh trường hợp khi hs hỏi : “Nếu như thay đổi S và α thì có làm xuất
hiện dòng điện cảm ứng không?” mà người GV chỉ trả lời suông là “Có” thì ta cần
làm thêm thí nghiệm hoặc cho học sinh xem thí nghiệm ảo về biến đổi S và α.
Thí nghiệm biến đổi S: ta có thể bóp méo hoặc kéo căng vòng dây
Thí nghiệm biến đổi α: cho vòng dây quay quanh trục của nam châm
Từ đây ta có thể khẳng định dự đoán 3 là Đúng