LUẬN văn sư PHẠM vật lý bản CHẤT vật lý TRONG các bài tập ĐỊNH TÍNH ở PHẦN điện học lớp 11

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ
----------

TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

BẢN CHẤT VẬT LÝ TRONG CÁC BÀI TẬP
ĐỊNH TÍNH Ở PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S DƯƠNG QUỐC CHÁNH TÍN

SV thực hiện: NGUYỄN VĂN NGỘ
MSSV: 1080236
LỚP: SP VẬT LÝ 02
KHÓA: 34

CẦN THƠ, 2012


LỜI CẢM ƠN
Bốn năm học Đại học trôi qua thật nhanh. Những tri thức mà bốn năm qua em
nhận được, đúc kết được là nhờ vào lòng nhiệt thành, tận tình chỉ dạy của quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn công ơn của quý thầy cô. Kiến thức mà quý thầy cô truyền đạt
cho chúng em là nền tảng vững chắc giúp em thực hiện đề tài này, cũng như hành trang
vô cùng quý báu vào đời.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Quốc Chánh Tín, thầy luôn gần
gũi, thân thiện và tận tình chỉ bảo em hoàn thành đề tài này. Thầy đã giúp em định hướng

được mục tiêu của đề tài, chỉ dạy cho em biết phương pháp nghiên cứu khoa học và cách
thức trình bày bài luận. Ngoài ra, thầy đã dành nhiều thời gian sửa chữa từng câu từng
chữ trong bài viết, giải đáp kịp thời các vướng mắc trong quá trình em thực hiện đề tài
sao cho bài luận của em hoàn thành kịp tiến độ và hoàn thiện nhất. Em không những học
được ở thầy tri thức khoa học mà còn học được nhiều đức tính tốt đẹp của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn những tác giả của các tài liệu, đã cung cấp cho em
nguồn thông tin chính xác, hỗ trợ em thực hiện tốt đề tài và giúp em mở mang được
nhiều tri thức khoa học mới.
Do còn thiếu kĩ năng, kinh nghiệm về nghiên cứu khoa học nên không thể tránh
được các sai sót dù đã cố gắng nhiều. Vì vậy, em rất mong quý thầy cô và các độc giả
quan tâm đóng góp ý kiến.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, bạn bè đã luôn đồng hành
trong suốt những năm vừa qua. Em xin gửi lời chúc sức khỏe và thành công đến tất cả
mọi người
Xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Văn Ngộ


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài: BẢN CHẤT VẬT LÝ TRONG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở
PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11.
PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Lý do chọn đề tài

Mục đích nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Giả thuyết khoa học
Thời gian nghiên cứu

PHẦN II. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tâm lý - Giáo dục – Lý luận dạy học
1.2. Nội dung kiến thức chính cần để giải quyết các bài tập định tính
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở PHẦN ĐIỆN HỌC
LỚP 11
2.1. Điện trường
2.2. Dòng điện không đổi
2.3. Dòng điện trong các môi trường
2.4. Từ trường

PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Phương pháp giải quyết các bài tập định tính
3.2. Đề xuất sư phạm


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học

MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................. 1

3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 1
4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 1
5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................. 2
7. Giả thuyết khoa học .................................................................................................... 2
8. Thời gian nghiên cứu .................................................................................................. 2
PHẦN II: NỘI DUNG ........................................................................................................ 3
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ......................................................... 3
1.1. Tâm lý – Giáo dục – Lý luận dạy học....................................................................... 3
1.1.1 Quá trình nhận thức ............................................................................................ 3
1.1.2 Các phương pháp dạy học tích cực ...................................................................... 3
1.1.3 Vai trò bài tập định tính trong dạy học vật lý ....................................................... 5
1.2. Những nội dung kiến thức chính cần để giải quyết các bài tập định tính .................. 8
1.2.1. Điện trường........................................................................................................ 8
1.2.2. Dòng điện không đổi .......................................................................................... 11
1.2.3. Dòng điện trong các môi trường......................................................................... 16
1.2.4. Từ trường ........................................................................................................... 18
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở PHẦN ĐIỆN HỌC 11 ..... 21
2.1. Điện trường.............................................................................................................. 21
2.2. Dòng điện không đổi ................................................................................................ 32

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
2.3. Dòng điện trong các môi trường............................................................................... 41
2.4. Từ trường................................................................................................................. 49
PHẦN III: KẾT LUẬN ...................................................................................................... 59

3.1. Phương pháp giải quyết các câu hỏi, bài tập định tính ............................................. 59
3.1.1. Phương pháp chung ......................................................................................... 59
3.1.2. Các bước tiến hành giải bài tập định tính ......................................................... 60
3.2. Đề xuất sư phạm ..................................................................................................... 61
3.2.1. Sử dụng bài tập định tính để tiến hành các hoạt động ngoại khóa, các buổi
seminar học tập ............................................................................................... 61
3.2.2. Tạo tình huống học tập trong công tác giảng dạy ............................................. 62
3.2.3. Củng cố và phát triển phương pháp tự học ....................................................... 62
3.2.4. Sưu tầm, phân loại nghiên cứu bài tập định tính xây dựng kho tư liệu giảng
dạy .................................................................................................................. 63
3.2.5. Mở rộng và phát triển đề tài ............................................................................. 63
Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 64

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Vật lý học luôn gắn liền với nhiều hiện tượng trong tự nhiên, trong cuộc sống hằng
ngày và trong kỹ thuật. Bản chất của quá trình học Vật lý là nghiên cứu các sự vật, hiện
tượng. Tìm ra quy luật của sự tồn tại và vận động của chúng trong tự nhiên để tác động vào
các sự vật hiện tượng đó theo ý muốn của con người. Các sự vật hiện tượng vật lý trong tự
nhiên là muôn màu muôn vẻ, vấn đề đặt ra với người học Vật lý là vận dụng được những
kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, muốn làm được điều này thì người
học phải nắm vững được bản chất vật lý của vấn đề.
Phương pháp dạy và học hiện đại cũng đã thay đổi khá nhiều theo xu hướng phát huy

tích tích cực, chủ động, phát triển tư duy độc lập, sáng tạo góp phần hình thành phương pháp
và nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin và niềm vui trong học tập của
học sinh theo sự tổ chức, chỉ đạo của giáo viên.
Một thực trạng vẫn còn tồn động là: một bộ phận học sinh, sinh viên chỉ học thuộc lại
kiến thức nhưng không hiểu nó một cách tường minh; học để đối phó, học để thi cử và kiểm
tra. Bên cạnh đó tinh thần chịu khó, tự ngẫm nghĩ để giải quyết vấn đề còn chưa cao nên
chưa thể biến tri thức của nhân loại thành kiến thức của bản thân, giải quyết vấn đề còn gặp
nhiều vướn mắt. Đối với một bộ phận giáo viên, do chưa hiểu được bản chất của vấn đề nên
chưa tạo được niềm tin, hứng thú nhận thức cho học sinh trong quá trình dạy học.
Là một sinh viên chuyên ngành sư phạm Vật lý, hiểu được những vấn đề trên tôi
quyết định chọn đề tài: “Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính ở phần Điện học lớp 11”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng kỹ năng vận dụng lý thuyết để giải quyết các bài tập định tính trong
chương trình Điện học và giải thích các hiện tượng vật lý thường gặp trong tự nhiên.
3. Đối tượng nghiên cứu
Bản chất vật lý trong các bài tập định tính ở phần Điện học lớp 11.
4. Phạm vi nghiên cứu


Điện trường



Dòng điện không đổi



Dòng điện trong các môi trường

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 1

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học


Từ trường

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết và giới hạn áp dụng của chúng
 Tìm hiểu bản chất vật lý trong các bài tập định tính
 Thiết lập logic giải cho các kiểu giải quyết cho các bài tập định tính
 Áp dụng giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn như giải thích các hiện tượng vật lý,
giải các bài tập định tính.
6. Phương pháp nghiên cứu
 Nghiên cứu, phân tích các tài liệu giáo khoa và các lý thuyết vật lý có liên quan.
 Phương pháp thu thập tư liệu.
 Phương pháp quan sát sư phạm.
7. Giả thuyết khoa học
Để giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn đặt ra trong việc học Vật lý nói chung và trong
Điện học nói riêng thì người học cần phải trang bị cho bản thân thói quen, kỹ năng tư duy
dựa trên bản chất của vấn đề.
8. Thời gian nghiên cứu
Từ 30/02/2012 đến 30/4/2012

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 2

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học

PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tâm lý – Giáo dục – Lý luận dạy học
1.1.1. Quá trình nhận thức
Nhận thức là một quá trình phức tạp đòi hỏi con người vừa phải đi từ trực quan sinh
động tới tư duy trừu tượng, vừa phải đi từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn.
Trực quan sinh động (giai đoạn nhận thức cảm tính) là giai đoạn đầu tiên của quá
trình nhận thức, gắn liền với thực tiễn và phản ánh các sự vật hiện tượng trong tự nhiên
thông qua cảm giác, tri giác và biểu tượng. Giai đoạn tiếp theo trong quá trình nhận thức của
con người là tư duy trừu tượng (nhận thức lí tính). Thông qua giai đoạn này con người có thể
nhận thức được bản chất và các qui luật chi phối sự vận động và phát triển của các sự vật và
hiện tượng.
Tư duy trừu tượng là giai đoạn tiếp theo cao hơn của quá trình nhận thức dựa trên nền
tảng của giai đoạn nhận thức cảm tính, phản ảnh hiện thực khách quan một cách gián tiếp và
khái quát. Do đó, nó phản ánh “sâu sắc hơn”, “chính xác hơn”, “đầy đủ hơn” thông qua các
khái niệm, phán đoán và suy luận. Nhưng tư duy trừu tượng là sự phản ánh gián tiếp hiện
thực khách quan nên có nguy cơ phản ánh sai hiện thực. Do vậy, cần phải trở về thực tiễn để
kiểm tra sự đúng đắn của nó, phân biệt những tri thức đúng đắn và sai lầm. Áp dụng tư duy
trừu tượng vào thực tiễn, giúp cho hoạt động nhận thức có hiệu quả.
1.1.2. Các phương pháp dạy học
Quá trình dạy học - Ý nghĩa.
Quá trình dạy học là sự hoạt động phối hợp hữu cơ biện chứng của thầy và trò, trong đó

giáo viên tổ chức, hướng dẫn và điều khiển tạo điều kiện cho học sinh nắm vững tri thức và
phát triển nhân cách.
Dạy học là con đường thuận lợi nhất giúp cho học sinh trong khoảng thời gian ngắn
nhất có thể nắm vững một khối lượng tri thức cần thiết.
Dạy học là con đường quan trọng nhất để giúp học sinh phát triển năng lực hoạt động trí
tuệ đặc biệt là tư duy trừu tượng.

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 3

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Trong quá trình dạy học, nhiệm vụ của học sinh là phải học dưới sự tổ chức, điều khiển
của giáo viên. Đối với giáo viên dạy vật lý ở trường phổ thông đã xác định nhiệm vụ cho
mình đó là:
 Dạy kiến thức Vật lý cho học sinh
 Phát triển tư duy cho học sinh thông qua dạy học Vật lý.
 Giáo dục tư tưởng thông qua dạy học Vật lý.
 Dạy cho học sinh kỹ năng hành động Vật lý.
Để thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học và thực hiện thắng lợi mục tiêu dạy học thì người giáo
viên luôn phải sử dụng hệ thống các phương pháp dạy học một cách hiệu quả nhất. Bên cạnh
đó người giáo viên Vật lý luôn luôn phải nghiên cứu các nội dung để nâng cao chất lượng
dạy học:
 Cải tiến nội dung dạy học
 Cải tiến, thay đổi các hình thức dạy học Vật lý
 Áp dụng các phương pháp dạy học sao cho phù hợp nhất với nội dung, đối tượng học
Vật lý

 Cải tiến, chế tạo đồ dùng dạy học Vật lý
Một số phương pháp dạy học tích cực
 Phương pháp vấn đáp
 Phương pháp tự học
 Phương pháp hoạt động nhóm
 Phương pháp trực quan
 Phương pháp dạy học nêu vấn đề và phương pháp dạy học khám phá
Dạy học nêu vấn đề là tập hợp nhiều phương pháp dạy học đơn giản nhất (diễn giảng, thí
nghiệm, đàm thoại, đọc sách…). Mà trong đó có sự phối hợp thống nhất giữa thầy và trò sao
cho trò tự giác chấp nhận nhiệm vụ học tập là nhiệm vụ của chính mình, tích cực, tự lực,
sáng tạo tìm tòi cách giải quyết nhiệm vụ học tập ấy thông qua việc kiểm tra các giả thuyết
mà mình đã đặt ra.

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 4

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Nếu hiểu theo mục đích của quá trình dạy học thì dạy học nêu vấn đề là dạy cách giải
quyết một nhiệm vụ học tập.
Nếu hiểu theo cách tổ chức thì dạy học nêu vấn đề là kiểu dạy học trong đó nêu vấn đề
bằng việc xây dựng tình huống có vấn đề và tổ chức các hoạt động để tạo điều kiện cho trò
tìm tòi giả thuyết, kiểm tra giả thuyết và vận dụng kết quả.
1.1.3. Vai trò bài tập định tính trong dạy học Vật lý
 Đối với người học:
Bài tập định tính luôn là những câu hỏi xuất phát từ các hiện tượng trong cuộc sống
hàng ngày như mưa đá, bình thủy, cầu chì điện, cầu vồng…Con người nói chung luôn quan

tâm những gì gần gũi với đời sống hằng ngày nhất vì vậy học sinh cũng không ngoại lệ.
Những bài tập định tính chỉ cần học sinh trả lời bằng cách diễn đạt ngôn ngữ (ít khi dùng
biểu thức toán, dĩ nhiên tùy cấp độ) nên việc trả lời được thực hiện dễ dàng. Do đó, bài tập
định tính giúp cho các em cách sắp xếp ý tưởng và trình bày những suy nghĩ của mình một
cách rõ ràng mạch lạc.
Bản chất vật lý là những qui luật được đúc kết từ những cái chung tương đối ổn định
của các sự vật hiện tượng riêng biệt. Bản chất là cái tất nhiên, cái tương đối ổn định ở bên
trong sự vật, qui định sự vận động và phát triển của các sự vật. Hiện tượng là cái biểu hiện
của bản chất ra bên ngoài, là cái không ổn định và biến đổi nhanh hơn so với bản chất. Nên
về mặt nhận thức để hiểu được các sự vật không chỉ dừng lại ở các hiện tượng mà phải đi
sâu vào bản chất của nó. Tức là không chỉ dừng lại ở giai đoạn nhận thức cảm tính mà phải
đi sâu vào quá trình nhận thức lí tính.Việc giải các bài tập định tính sẽ giúp cho người học
xây dựng, củng cố và phát triển phương pháp nhận thức thế giới khách quan theo đúng qui
luật của quá trình nhận thức. Việc xác định bản chất vật lí trong các bài tập định tính góp
phần xây dựng phương pháp tư duy khoa học ở người học.
Hơn nữa, việc tìm hiểu các bài tập định tính giúp ích cho phương pháp học tập của
người học. Con đường học tập của chúng ta rất dài, chúng ta không thể nhớ được tất cả cũng
như nhớ được lâu kiến thức chúng ta đã học bằng cách “học vẹt”. Vì vậy, việc nắm vững bản
chất của vấn đề sẽ cách hiệu quả nhất để giúp chúng ta có thể nhớ được dễ dàng hơn và nhớ
lâu hơn bằng cách liên hệ giữa các bản chất của các sự vật, sự việc để có được mối quan hệ
logic, tạo nên thủ thuật nhớ nhằm ghi nhớ có ý nghĩa các tài liệu. Ví dụ, chúng ta đã biết
trường hấp dẫn là một trường thế, tính chất của trường thế là công của lực tác dụng lên vật
chuyển động trên đường cong kín trong trường thế bằng không. Do vậy, điện trường cũng là
một trường thế, liên hệ điều này ta có thể suy luận được mà không phải học vẹt.
Việc giải quyết các bài tập định tính trong thực tế về lâu dài góp phần hình thành ở
người học phương pháp tự học. Bên cạnh đó cũng rèn luyện các kỹ năng:
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 5

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
 Thu thập, phân tích, tổng hợp.
 Kết hợp lý thuyết và thực hành
 Đối với người dạy:
Từ khi bắt đầu học vật lý, bài tập định tính luôn luôn là một “tiết mục” thu hút sự chú
ý và thích thú của học sinh. Bằng chứng là khi bắt đầu học vật lý (lớp 6) giáo viên chỉ dạy
học trò hiện tượng vật lý, giải thích hiện tượng. Vì vậy có thể nói bài tập định tính như là
bước khỏi đầu, cánh cổng mở ra cho học sinh tiếp cận ngôi nhà vật lý một cách thú vị. Vì
thế, nếu người giáo viên biết vận dụng bài tập định tính để đan xen vào tiết dạy lý thuyết hay
bổ trợ cho những bài tập định lượng thì sẽ góp phần giúp cho học sinh có thể hiểu rõ bản
chất của vấn đề. Xin đơn cử một ví dụ về việc đan xen các bài tập định tính để học sinh hiểu
rõ được bản chất vấn đề. Trong chương trình vật lý 11, khi dạy nội dung liên quan đến mắc
các nguồn điện thành bộ, có thể học sinh chỉ có thể học một cách máy móc các công thức
tính mà không hề đặt câu hỏi “vì sao?”. Vì lẽ đó, khi dạy nội dung trên, giáo viên có thể tổ
chức cho học sinh trả lời các câu hỏi như:
 Trong thực thế, ở những trường hợp nào người ta thường mắc các nguồn điện
thành bộ gồm các nguồn nối tiếp hoặc các nguồn song song. Đôi khi cũng kết hợp cả hai
cách mắc trên lại, vì sao vậy?
 Vì sao khi mắc nối tiếp hai pin 1.5V người ta chỉ có thể thắp sáng được bóng
đèn 2.5W?
Mục đích của quá trình dạy học là phát triển toàn diện cho học sinh, hình thành ở
người học ý thức và nhu cầu học tập. Vì thế trong quá trình dạy học, người giáo viên luôn
cải tiến phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Những
sự vật, sự việc trong thực tế, các hiện tượng trong đời sống hằng ngày nằm trong các bài tập
định tính sẽ giúp cho học sinh tăng cường hứng thú học tập đối với môn học, kích thích tính
tìm tòi, ham hiểu biết, sự đam mê trong các em góp phần làm cho công tác giảng dạy có
được những kết quả khả quan hơn. Do đó, có thể nói rằng bài tập định tính là một phần

không thể thiếu trong quá trình dạy học với mục đích phát triển toàn diện cho học sinh.
Ví dụ, trong quá trình dạy về thuyết electron, các cách làm nhiễm điện cho một vật,
chúng ta có thể yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi như: Tại sao trong đêm tối và trời hanh, nếu
chải tóc bằng lược nhựa thì thấy có ánh lửa nhấp nhoáng giữa tóc và lượt? Hoặc yêu cầu học
sinh trả lời câu hỏi các xe chở xăng dầu thường có khả năng cháy nổ rất cao. Khả năng này
xuất phát từ cơ sở vật lý nào? Người ta đã làm gì để phòng chống cháy nổ cho các xe này?
Khi dạy về định luật Ôm, kết thức bày dạy, có thể tổ chức hoạt động nhóm cho học sinh trả
lời câu hỏi: Ở cầu thang có một bóng chiếu sáng, có điều bất tiện là nếu mắc thông thường

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 6

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
thì khi lên cầu thang bật điện thì khi vào phòng đèn vẫn sáng mà không tắt được. Hãy vẽ sơ
đồ mắc một bóng đèn ở cầu thang sao cho có thể tắt, mở ở đầu trên và dưới cầu thang.
Bài tập định tính được giáo viên lồng ghép với nhiều phương pháp dạy học khác
nhau. Trong quá trình dạy học, với hệ thống bài tập định tính giáo viên có thể thuận lợi hơn
trong việc tổ chức, điều khiển hoạt động của học sinh bởi lẽ đã thu hút được sự chú ý, tò mò
của các em vào bài học. Nếu như các bài tập định tính đã được chọn lọc và sắp xếp một cách
có hệ thống theo tiến trình bài học sao cho thể hiện được rõ ràng nội dung bài học thì sẽ
mang lại hiệu quả cao nhất. Đối vời một bộ phận học sinh thì mãng kiến thức về Điện - Từ là
một mãng kiến thức khó. Do vậy, nếu trong cả tiết học chỉ bám sát sách giáo khoa, dạy lý
thuyết suông thì sẽ khó có thể đạt hiệu quả cao trong quá trình truyền đạt kiến thức.
Trong quá trình dạy bài Điện tích, Định luật Culông Sách giáo khoa Vật lý 11 nâng
cao, có thể sắp xếp hệ thống câu hỏi định tính như sau:
 Điện là gì và được phát hiện từ khi nào? Mục đích của câu hỏi trên là để học

sinh tìm hiểu phần I trong bài học. Sau đó, giáo viên sẽ cung cấp thêm một số thông tin về
lịch sử Điện học, một vài câu chuyện trong quá trình tìm ra điện nên sẽ thu hút được sự chú
ý của học sinh hơn.
 Người ta đã làm thế nào để biết chính xác một vật có nhiễm điện hay không?
Trả lời câu hỏi trên để đi đến Điện nghiệm, đồng thời đi đến dụng cụ mà Culông đã dùng để
khảo sát sự tương tác giữa hai quả cầu mang điện.
Trong chương Từ trường, khi dạy bài Lực Lorenxơ:
 Cực quang giống như một mà sáng huyền ảo ở trên cao tới vài trăm kilomet.
Cực quang chỉ xảy ra tại những miền có vĩ độ lớn. Vậy nguyên nhân cảu hiện tường này là
gì?
 Để khắc sâu kiến thức, giáo viên có thể cho học sinh trả lời câu hỏi sau: Khi
vào một miền có từ trường, bốn hạt đi theo các quỹ đạo như hình vẽ. Hãy nêu kết luận về
điện tích của mỗi hạt.

Hình 1.1

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 7

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
1.2. Những nội dung kiến thức chính cần để giải quyết các bài tập định tính
1.2.1. Điện trường
Thực nghiệm đã xác nhận rằng trong tự nhiên chỉ tồn tại hai loại điện tích: điện tích
dương và điện tích âm. Các điện tích cùng dấu luôn đẩy nhau và các điện tích khác dấu luôn
hút nhau. Nguyên tử của các nguyên tố được cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương và
hạt nhân mang điện tích âm. Ở trạng thái bình thường các nguyên tử trung hòa về điện. Quá

trình nhiễm điện của các vật chính là quá trình chúng nhận thêm hay mất đi một số electron
so với lúc vật ấy không mang điện hay ở trạng thái trung hòa về điện.
Trong quá trình giải quyết các bài tập định tính cũng như định lượng, việc nắm được
các định luật, các thuyết vật lý là một đòi hỏi tất yếu. Đối với chương điện trường, định luật
bảo toàn điện tích, định luật Culông và thuyết electron là hai nội dung cơ bản đòi hỏi người
học cần phải hiểu rõ.
Theo định luật bảo toàn điện tích: “trong một hệ cô lập về điện các điện tích không tự
sinh ra cũng không tự mất đi, nó chỉ chuyển từ vật này sang vật khác hay dịch chuyển bên
trong vật mà thôi. Quá trình nhiễm điện của các vật là quá trình mà các vật tách và phân bố
lại các điện tích. Theo thuyết electron, electron có thể rời khỏi nguyên tử và di chuyển tự do
từ nơi này sang nơi khác, một nguyên tử ở trạng thái trung hòa có thể nhận thêm electron để
trở thành một hạt mang điện âm, hoặc một hạt mang điện dương nếu mất đi electron.
Vật lí học hiện đại đã cho thấy rằng xung quanh điện tích có một môi trường vật chất
gọi là điện trường và môi trường vật chất này sẽ dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong
nó. Trong nội dung chương này, tập trung nghiên cứu các tính chất của trường, tương tác
giữa các vật mang điện và các điện tích đứng yên. Thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng
đặc trưng cho trường như lực điện trường, cường độ điện trường, công của lực điện, điện
thế, hiệu điện thế.
Định luật Culông được dùng để giải quyết các bài toán tương tác giữa hai điện tích
điểm đứng yên hoặc giải gần đúng các tương tác giữa hai quả cầu kim loại có kích thước
nhỏ, tích điện đều cách nhau một khoảng cách r trong chân không hay trong một môi trường
có hằng số điện môi là  . Dưới dạng vectơ, nếu gọi q1, q2 lần lượt là giá trị đại số của hai
 
 
điện tích, F12 , F21 lần lượt là lực do q1 tác dụng lên q2 và do q2 tác dụng lên q1. r12 , r21 là các
bán kính vectơ có hướng từ điện tích q1 sang q2 và từ q2 sang q1. Khi ấy lực tương tác giữa
q1 và q2 trong môi trường có hằng số điện môi  :

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 8

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học




F12


F21



qq r
F21  k 1 22 21
r r


Với r12 = r21 = r, r12  r21



qq r
F12  k 1 22 12
r r

q1>0




F21

q2>0 

 q1<0
F21 F12

q1<0

Nên F12   F21


F12
q2<0

q2>0

Hình 1.2

Để khảo sát độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm, người ta đã xây dựng khái
niệm vectơ cường độ điện trường. Và có giá trị bằng lực tác dụng lên một đơn vị điện tích
dương đặt tại điểm đó. Nghĩa là, giả sử trong không gian tồn tại một điện trường do điện tích
q gây ra. Tại một điểm M đặt một điện tích q0, lực Culông tác dụng lên điện tích q0 là:
 
F  Eq0 


1 qq0 r
4 0 r 2 r

suy ra



 F
1 q r
E

q0 4 0 r 2 r

q<0


E
M

+
q>0


E
M

Hình 1.3

Để xác định cường độ điện trường tại một điềm M nào đó trong không gian do một hệ
điện tích điểm phân bố liên tục gây ra. Giả sử tại M có một điện tích thử q0. Khi đó:




  F  Fi

Fi
F   Fi , E 

    Ei
q0
q0
q0

Đối với vật mang điện có kích thước bất kỳ, áp dụng nguyên lý chồng chập điện


trường: E   dE  


1 dq r
. Tuy nhiên, khi giải các bài toán liên quan đến các mặt kín
4 0 r 2 r

tích điện đều và do E ~

1
nên khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường thì các đường



sức điện trường bị gián đoạn, gây khó khăn cho nhiều phép tính điện trường. Do đó, để dễ


dàng hơn chúng ta sử dụng đại lượng vật lý là vectơ cảm ứng điện D   0 E  .
Đối với dạng toán đường sức gián đoạn khi các đường sức đi qua mặt phân cách hai môi




1 q r
trường: đối với điện tích điểm ta có D   0 E 
, ta thấy D chỉ phụ thuộc vào q và r
2
4 r r


mà không phụ thuộc vào  nên việc tính E dễ dàng hơn thông qua D .

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 9

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Chúng ta có thể sử dụng định lý Gauss Ostrogradski để giải bài toán liên quan đến


mặt kín tích điện đều: Điện thông (thông lượng D đi qua một đơn vị diện tích dS) đi qua một
mặt kín băng tổng đại số các điện tích thay đổi theo thời
 

n

gian. Biểu thức:  e   DdS   qi

M q0

i 1

Một điện tích điểm q’ trong điện trường của điện

tích q, có cường độ chịu tác dụng của lực F=q’.E. Công rM
của điện trường thực hiện dịch chuyển q’ từ điểm cách
O
điện tích q một đoạn r1 đến điểm cách điện tích q một +
q
đoạn r2 là:

(C)


rN
N

Hình 1.4
2

2

'

'

2

'

kq q
kq q dr kq q  1 1 
  
dl cos E , dl  

2
r
 1 r 2
  r1 r2 
1

A12   dA  
1

.
Nghĩa là công dịch chuyển điện tích trong trường tĩnh điện chỉ phụ thuộc vào vị trí
điểm đầu và điểm cuối, mà không phụ thuộc vào dạng đường đi. Kết luận trên cũng đúng với
cả điện trường do các điện tích phân bố tùy ý gây ra, vì trường đó là do sự chồng chập của
các điện trường gây bởi các điện tích điểm riêng lẽ tạo thành hệ và công dịch chuyển điện
tích trên trường tĩnh điện theo một đường cong kín luôn bằng không. Vậy trường tĩnh điện là

một trường thế. Đây cũng là một dấu hiệu để nhận biết một trường thế.
Trong trường tĩnh điện, thế năng của điện tích q0 tại điểm M bất kỳ cách q một
khoảng r được tính bởi: W 

qq0
qq0
 C . Nếu chọn W  0 thì W 
. Nghĩa là thế năng
4 0 r
4 0 r

của điện tích q0 tại một điểm trong điện trường bằng công của lực điện trường trong sự di
chuyển điện tích q0 từ điểm ấy đến  . Chúng ta quan tâm đến đại lượng

W
, đại lượng
q0

không phụ thuộc vào q0 mà chỉ phụ thuộc vào các điện tích gây ra điện trường , vị trí của
điểm đang xét trong điện trường và là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt dự trữ
năng lượng. Gọi V là điện thế tại điểm đang xét :
V 

W
q

C .
q0 4 0 r

Đối với các vật dẫn đặc và vật dẫn rỗng thì điện tích

chỉ tập trung ở mặt ngoài và khi vật dẫn ở trạng thái cân bằng
điện thì chúng trở thành một vật đẳng thế. Khi đó, công của
lực điện làm di chuyển điện tích trên mặt vật dẫn bằng không
và vectơ cường độ điện trường luôn thẳng góc với mặt đẳng
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 10

Hình
Hình
2.41.5

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
thế tại điểm đang xét. Mặt khác, sự phân bố điện tích trên mặt vật dẫn phụ thuộc vào hình
dạng của vật dẫn.
Đối với các vật dẫn cô lập khi được truyền điện tích Q
ta có điện thế V khi đó Q = CV. Với C là điện dung của vật
dẫn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của vật và tính chất
của môi trường xung quanh. Khi hai vật dẫn trong điều kiện
hưởng ứng toàn phần ta có một tụ điện.

Hình 1.6

1.2.2. Dòng điện không đổi
Khi xét về bản chất thì dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Dựa
theo chuyển động chúng ta phân biệt thành dòng dẫn (chuyển động của hạt mang điện) và
dòng đối lưu hay dòng kéo theo (chuyển động trong không gian của vật dẫn tích điện). Tùy

theo loại vật dẫn mà các hạt tải điện cũng khác nhau hay bản chất của dòng điện trong các
môi trường khác nhau thì khác nhau:
 Trong kim loại: là dòng các electron tự do.
 Trong bán dẫn: là dòng các electron và lỗ trống.
 Trong chất điện phân: là dòng các iôn dương và các iôn âm.
 Trong chất khí: là dòng các iôn dương, các iôn âm và các electron.
Chiều của dòng điện được quy ước là chiều di chuyển của các hạt mang điện tích dương
(tức là ngược chiều di chuyển của các điện tích âm).
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó
được xác định bởi thương số của điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn
trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó ( I 

q
).
t

Khi cường độ dòng điện và chiều của dòng điện là không đổi theo thời gian thì chúng ta
có khái niệm dòng điện không đổi. Trong thực tế, đôi khi chúng ta xem dòng điện không đổi
là dòng điện một chiều nhưng trong một và trường hợp dòng điện không đổi không phải là
dòng điện một chiều. Ví dụ như dòng điện chạy qua dây dẫn nối hai bản tụ trước đó vì
cường độ giảm dần theo thời gian.
Muốn duy trì dòng điện trong mạch thì vật dẫn phải được nối với một nguồn điện để
duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn. Đại lượng đặc trưng khả năng thực hiện công của
trường lực lạ trong quá trình dịch chuyển các hạt tải điện bên trong vật dẫn ngược chiều điện

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 11

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ

Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
trường gọi là suất điện động (  ). Do nguồn điện cũng là một vật dẫn nên có điện trở và gọi
là điện trở trong (r).
Bên trong nguồn điện, có một dạng năng lượng nào đó (hóa năng, cơ năng, nội năng…)
được chuyển hóa thành điện năng. Ở bên ngoài nguồn điện (và cả bên trong nguồn điện),
điện năng này lại chuyển hóa thành năng lượng tương đương thuộc các dạng khác như nội
năng, hóa năng, cơ năng…
Khi áp vào giữa hai điểm 1-2 của một đoạn mạch một tiêu thụ điện năng một hiệu điện
thế U12, các điện tích tự do sẽ chuyển động có hướng tạo thành dòng điện trong đoạn mạch

Đoạn mạch không chứa nguồn điện:

Đoạn mạch chứa nguồn điện:

Công :

Công :

A  U12 It

A  U12 It  It

Công suất:

Nếu mạch kín thì A  It

P

A
 UI
t

Công suất:
P  U12 I  I

Nếu mạch kín thì P  I
Nếu mạch kín thì P  I

Công suất mạch ngoài, hiệu suất nguồn
Công suất toàn phần: Ptp  ξI 

ξ2
Rr

ξ, r

Rξ 2
Công suất mạch ngoài: Png  UI  I R 
(R  r) 2

I

I

2

R

Hình 1.7

Hiệu suất: η 

Png
Ptp



R
rR

R càng lớn thì η càng lớn.
Muốn tăng η chỉ cần tăng R. Tuy nhiên vấn đề quan trọng là tìm cách giảm r của nguồn.
Ptp cực đại khi r = 0, Php = 0
Khi R tăng, Ptp giảm

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 12

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
R   , Ptp = 0
Png cực đại khi

dPng
dR

 0  ξ2

hay R = r  Pngmax 

rR
0
(R  r) 3

ξ2
4r

Trong quá trình giải các bài tập chúng ta cần phải sử dụng một số định luật như Định
luật Ôm (cho toàn mạch và cho các loại đoạn mạch), định luật Kirchhoff (1, 2), định luật
Joule-Lenx.
Định luật Ôm

l

a) Đoạn mạch chỉ chứa điện trở R


n

S

* Dạng vi phân: i   E


i

V2

V1

Hình 1.8

E : cường độ dòng điện hai đầu điện trở.

 : điện dẫn xuất  N m

* Dạng tích phân: I 
l
S

Với R  

V1  V2
R

 : điện trở suất

R phụ thuộc nhiệt độ: R  R0 1  t 
+

-

b) Đoạn mạch chứa nguồn
* Nguồn điện, suất điện động:
 

Alucla
q

Hình 1.9

* Mạch chứa nguồn điện:

V1  V2   

R

V1

ξ

V2

I

  IR

Hình 1.10

 I : từ V1 đến V2 cùng chiều dòng điện.
  : từ V1 đến V2 gặp bản (-) nguồn điện.

Định luật KIRCHOFF

a)Mạch điện phân nhánh

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 13

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Nút: là một điểm hội tụ ít nhất 3 dây dẫn (nút: B, D).
Mạng: nếu trong mạch điện, ta có thể cô lập một
mạch kín thì mạch kín ấy là mạng (ABCDA, ABDA,
BCDB).

B
I2

b) Định luật Kirchoff 1

R1

Trong mạch kín có dòng điện không đổi thì tổng
dòng điện đi vào 1 nút bằng tổng dòng điện ra khỏi nút.
Giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình.

R2

R5

ξ1

ξ2
ξ5

A

Nút B: I1 + I5 = I2

I1
I4

Nút D: I4 = I3 + I5

I5
R4

ξ4

I3

D

C

ξ3

R3

Hình 1.11

Nếu giả sử dòng điện đi vào nút có dấu (+) và dòng

điện ra khỏi nút có dấu (-) ta có:

I

k

0

c) Định luật Kirchoff 2
Xét mạng ABCDA, chọn chiều dương của mạng như hình vẽ.
Đoạn mạch AB: VA  VB  ξ1  I1R 1
BC: VB  VC  ξ 2  I 2 R 2
CD: VC  VD  ξ 3   I 3 R 3
DA: VD  VA  ξ 4  I 4 R 4
 ξ1  ξ 2  ξ 3  ξ 4  I1R 1  I 2 R 2  I 3 R 3  I 4 R 4
n

n

hoặc:  ξ k  I k R k
k 1

k 1

ξ k  0 : khi chiều (+) của mạng gặp bản âm của nguồn

Ik > 0: khi cùng chiều (+) của mạng
Mạng BCDB có chiều (+) như hình vẽ, ta có: ξ 2  ξ 3  ξ 5  I 2 R 2  I 3 R 3  I 5 R 5
Mạng ABDA có chiều (+) như hình vẽ, ta có: ξ 1  ξ 4  ξ 5  I1 R 1  I 4 R 4  I 5 R 5

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 14

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Lưu ý: với mỗi mạng ta có 1 phương trình, nhưng nếu có n mạng ta không thể có n
phương trình độc lập (các phương trình được gọi là độc lập nếu nó không được thành lập từ
sự chồng chập các phương trình khác).
Ở mạch trên ta có 2 phương trình mạng độc lập.
Để giải bài toán với mạch phân nhánh:
+ Chọn chiều dòng điện trong mạch
+ Chọn chiều dương mạng
+ Thiết lập n phương trình độc lập nếu có n ẩn
- Nếu mạch có m nút ta có (m – 1) phương trình nút
- Lập n – (m – 1) phương trình từ mạng.
+ Giải hệ n phương trình
+ Kết luận và chọn lại chiều dòng điện .
Công, công suất. Định luật Joule-Lenz
a) Công, công suất:
* Mạch không chứa nguồn:
Công: A = (V1 – V2)q = (V1 – V2)It

R

V1

A = U12It

V2

I

Hình 1.12

A
Công suất: P   U 12 I
t

Trong hệ SI đơn vị của A là (J), của P là (W).
* Mạch chứa nguồn điện :
A = U12It + ξ It = (U12 + ξ )It

ξ

R

V1

V2

I

Hình 1.13

P = (U12 + ξ )I
Nếu mạch kín: U12 = 0  A  ξIt
b) Định luật Joule-Lenz

* Dạng tích phân:
Q = RI2t = UIt

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 15

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Nếu dòng điện có biến đổi theo thời gian thì:
t

Q   RI 2 t

dl

0

Công suất tỏa nhiệt: P =RI2
Hình 1.14

* Dạng vi phân:
dQ  dRI 2 dt  ρ

Đặt: ω 
gọi σ 

dl

(iS) 2 dt  ρdl.i 2Sdt  ρi 2dVdt
S

dQ
 ρi 2   2 E 2
dVdt

1
hay ω  σE 2


Dòng điện toàn phần trong mạch kín: I 

ξ
Rr

r: điện trở trong
R: điện trở ngoài
1.2.3. Dòng điện trong các môi trường
Qua thực nghiệm đã chứng tỏ được các phần tử tải điện trong kim loại là các electron tự
do. Các electron hóa trị trong kim loại liên kết yếu với hạt nhân trong mạng tinh thể nên
chúng dễ dàng tách ra tạo thành các electron tự do. Các electron tự do này được coi như là
“tài sản tập thể” của toàn bộ khối kim loại. Khi có điện trường ngoài tác dụng, các electron tự
do sẽ chuyển động có hướng tạo nên dòng điện. Các electron tự do (electron dẫn) được coi
như “khí electron” và tuân thủ chặt chẽ các định luật của khí lý tưởng. Ở trạng thái bình
thường, các electron tự do này chỉ chuyển động nhiệt hỗn loạn, khi đặt vào điện trường thì
chuyển động định hướng của electron sẽ va chạm vào nút mạng, truyền năng lượng cho nút
mạng và gây ra điện trở kim loại. Ứng với mỗi kim loại khác nhau cấu trúc mạng tinh thể
cũng khác nhau nên tác dụng ngăn cản cũng khác nhau do đó điện trở suất cũng khác nhau.
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt hỗn loạn của các electron cũng tăng nên số lần va chạm

tăng nên điện trở kim loại tăng theo nhiệt độ. R  

l
và    0 1   t  t0  .
S

Đối với chất điện phân (axit, bazơ, muối…) các hạt tải điện chính là các ion âm và các
ion dương. Ở điều kiện bình thường các ion này chuyển động nhiệt hỗn loạn nên không có
dòng điện chạy trong chất điện phân. Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình
điện phân có một điện trường thì các ion tham gia chuyển động có hướng theo phương của

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 16

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
điện trường (ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn). Chuyển động có hướng đó của các ion tạo
nên dòng điện chạy trong chất điện phân. Như vậy, dòng điện trong chất điện phân là dòng
dịch chuyển có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và các ion âm ngược chiều
điện trường.
Khi điện phân dung dịch muối của một kim loại, cực dương (anôt) được làm từ chính
kim loại ấy thì dương cực sẽ tan, cực âm (catôt) có một lớp kim loại bám vào. Hiện tượng trên
được gọi là hiện tượng cực dương tan, lúc này dòng điện chạy trong chất điện phân tuân theo
định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Ngược lại, nếu không xảy
ra hiện tượng cực dương tan thì dòng điện chạy qua bình điện phân tuân theo định luật Ôm
đối với máy thu điện. Khi đó, theo định luật thứ nhất của Faraday: “khối lượng của chất được
giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó (m=kq)”.

“Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam

A
của nguyên tố đó
n

A
)”. Đây chính là nội dung của định luật thứ hai. Tổng quát cả hai định luật ta được hệ
n
1 A
thức m  k
It .
F n

(k  c

Thực tế cuộc sống hằng ngày cho thấy chất khí là môi trường cách điện. Chất khí không
dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa, do đó chất khí không có hạt tải điện tự
do. Chất khí sẽ trở nên dẫn điện nếu ta tạo ra trong đó các hại tải điện bằng các tác nhân ion
hóa. Xét về bản chất, dòng điện trong chất khí chính là dòng chuyển dời có hướng của các ion
dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường.
Xét về quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí, quá trình này chỉ xảy ra khi ta tạo ra
các hạt tải điện tự do trong khối khí giữa hai bản cực. Các hạt tải điện có thể được tạo ra do
các tác nhân bên ngoài như tác dụng nhiệt, chiếu rọi chất khí bằng các tia tử ngoại, tia
rơnghen hay bức xạ  .
Ngược lại, quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra
hạt tải điện. Muốn vậy, trong hệ gồm hạt tải điện và điện cực phải tự tạo được các hạt tải điện.
Về cơ bản có bốn cách để hạt tải điện mới trong không khí:
 Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ tăng rất cao, khiến các phân tử bị ion hóa.
 Điện trường trong không khí rất lớn, khiến các phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ

thấp.
 Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra electron.

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 17

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
 Catôt không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bật
electron ra khỏi catôt và trở thành hạt tải điện.
Vậy trong một môi trường không có phân tử khí nào như chân không thì có dòng điện
chạy qua hay không? Bản chất của dòng điện chạy trong môi trường này mang bản chất như
thế nào?
Một môi trường bất kỳ muốn có dòng điện chạy qua thì nhất thiết môi trường đó phải có
hạt tải điện tự do. Muốn tạo ra dòng điện chạy trong chân không ta phải đưa các hạt tải điện tự
do vào khoảng giữa hai điện cực.
Vậy dòng điện trong chân không mang bản chất là dòng chuyển dời có hướng của các
electron được đưa vào khoảng chân không đó.
Giữa các kim loại có điện trở suất 10-6 – 10-8 và các chất điện môi, có nhiều vật liệu
thuộc loại các bán dẫn. Hầu như toàn bộ thiên nhiên bao quanh chúng ta là gồm các bán dẫn.
Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các electron và lỗ trống chuyển động có hướng. Xét về
nồng độ tạp chất trong chất bán dẫn thì bán dẫn được chia làm hai loại: bán dẫn tinh khiết và
bán dẫn có tạp chất. Bán dẫn có một vài tính chất khác biệt so với kim loại: điện trở suất của
nó giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, ở nhiệt độ cao bán dẫn trở nên dẫn điện khá tốt. Tính chất
dẫn điện của bán dẫn phụ thuộc vào rất mạnh vào các tạp chất có mặt trong mạng tinh thể.
1.2.4. Từ trường
Điện tích chuyển động gây ra chung quanh nó một từ trường. Biểu hiện của các tính

chất từ ở các vật thể vĩ mô trung hòa (nam châm), theo giả thuyết Ampe, được giải thích
bằng sự có mặt của các dòng điện kín ở trong các vật đó. Vật sẽ có tính chất từ khi mặt phẳng
các dòng điện vi mô định hướng một cách duy nhất. Qua thực nghiệm, Oersted và Ampe đã
phát hiện ra rằng nam châm có thể tương tác với nam châm, dòng điện cũng có thể tương tác
với dòng điện, nam châm có thể tương tác với dòng điện. Các tương tác này gọi chung là các
tương tác từ.
Xung quanh nam châm, dòng điện có từ trường. Môi trường này sẽ tác dụng lực từ lên
các vật có từ tính khác đặt trong nó. Để đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực

từ, người ta phải dựa vào vectơ cảm ứng từ B .Vectơ cảm ứng từ được xác định bởi các yếu
tố: phương, chiều, độ lớn.
Chúng ta có rất nhiều cách để mô tả từ trường, cách mô tả trực quan nhất là dùng hình
ảnh. Tức là các đường sức từ. Đường sức từ được định nghĩa là đường được vẽ sao cho
hướng của tiêp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm
ứng từ tại điểm đó.

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 18

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ


Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Tương tự như đối với điện trường, tại mỗi điểm trong từ trường ta chỉ có thể vẽ duy
nhất một đường sức từ đi qua, vì vậy nên các đường sức từ không cắt nhau. Tuy nhiên giữa
hai môi trường này có một điểm khác, các đường sức từ là những đường cong kín. Độ dày,
mau của các đường sức từ cho ta biết độ lớn của vectơ cảm ứng từ ở điểm nào lớn hơn. Ứng
với mỗi dạng dòng điện khác nhau ta có các “dạng từ trường” khác nhau. Cụ thể là:
Dòng điện thẳng:

Dòng điện tròn:

Dòng điện trong ống dây:

Chiều của đường sức từ:

Chiều của đường sức từ:

Chiều của đường sức từ:

Quy tắc nắm tay phải, đinh Quy tắc nắm tay phải, đinh
ốc.
ốc,
Độ lớn cảm ứng từ:

Độ lớn cảm ứng từ:
B  2.10 7

I
r

B  2 .10 7

Quy tắc nắm tay phải, đinh
ốc, nhìn vào mặt ống dây
Độ lớn cảm ứng từ:
B  4 .10 7 nI

NI

R

Chúng ta gặp nhiều khó khăn khi khảo sát các tương tác giữa các dòng điện chạy trong
các mạch điện bất kỳ. Do vậy, chúng ta chấp nhận một đại lượng chỉ mang ý nghĩa toán học
“phần tử dòng điện” sẽ giúp chúng ta thuận lợi hơn nhiều trong việc tính toán. Giả sử đoạn




dây dẫn đặt trong từ trường, khi đó dF là lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện Idl . Ta có:
 

dF  I dl  B .





 Gốc: tại phần tử đang xét.
 

 Phương: thẳng góc với mặt phẳng tạo bởi ( Idl , B ).
 



 Chiều: sao cho ( Idl , B , dF ) tạo thành một tam diện thuận. Hoặc quy tắc bàn tay trái.
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Nếu dòng điện gây ra
từ trường thì chính các hạt mang điện chuyển động cũng tạo ra xung quanh nó một từ trường.
Khi đó, từ trường tác dụng lực từ lên dòng điện, nên các điện tích cũng chịu tác dụng của lực


 
từ gọi là lực Lorenxơ. Ta có: F  q v  B 
 Điểm đặt: điện tích chuyển động.
 

 Phương: thẳng góc với mặt phẳng v , B 
  

 Chiều: sao cho v , B, F  tạo thành tam diện thuận khi q > 0
 Độ lớn: F  q vB sin 

GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín

Trang 19

SVTH: Nguyễn Văn Ngộ