(Sáng kiến kinh nghiệm) phương pháp sử dụng thí nghiệm theo phương hướng dạy học tích cực trong dạy học chương “dòng điện không đổi” vật lí 11 cơ bản THPT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:
ĐỀ TÀI
PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO
HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÝ 11
CƠ BẢN THPT

Quảng Bình, tháng 01 năm 2019

1


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:
ĐỀ TÀI
PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THEO
HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI” VẬT LÝ 11
CƠ BẢN THPT

HỌ VÀ TÊN: TRƯƠNG VĂN CƯƠNG
CHỨC VỤ: GIÁO VIÊN
ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THPT QUẢNG NINH

Quảng Bình, tháng 01 năm 2019

2


PHẦN A. MỞ ĐẦU
1.

Lý do chọn đề tài:
Đối với nền giáo dục của nhiều quốc gia phát triển trên thế giới, các môn khoa
học luôn luôn được gắn liền với thực tiễn, trong đó vật lí học khơng phải là một
ngoại lệ. Xu hướng tồn cầu hố địi hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo nước ta phải có
những thay đổi rõ rệt. Trong những năm gần đây, thực hiện sự chỉ đạo của Đảng và
Nhà nước, ngành giáo dục và đào tạo đã không ngừng đổi mới, cải cách nội dung
chương trình, sách giáo khoa, đưa ra những phương pháp giáo dục và dạy học theo
lý luận hiện đại nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo và nâng cao năng lực tích cực, tự
chủ tìm tịi xây dựng và chiếm lĩnh tri thức cho HS, bước đầu đã đạt được những
thành tựu đáng kể.
Vật lý là một bộ môn khoa học tự nhiên, vừa lý thuyết vừa thực hành, đây là
một đặc trưng riêng của bộ môn Vật lý. Trong các phương pháp giảng dạy ở các
trường phổ thông mà các thầy cô giáo đang truyền thụ cho học sinh qua các bài dạy:
truyền thụ kiến thức mới, củng cố bài giảng, ơn tập.., thì ngồi các phương pháp như
đặt vấn đề, thuyết trình... các thầy cơ giáo cịn sử dụng các thiết bị thí nghiệm làm
minh chứng thêm cho bài giảng.
Qua nghiên cứu các loại bài dạy Vật lý và thực tiễn của quá trình dạy học,
thấy rằng việc sử dụng thí nghiệm trong mỗi bài dạy là rất cần thiết, có thể vận dụng
ở trên lớp hoặc trong các phịng thí nghiệm của các Nhà trường. Dạy học kết hợp
với sử dụng thí nghiệm một cách thành cơng theo đúng mục đích càng phát huy tính
tích cực, trực quan sinh động, chủ động học tập của học sinh, tạo khơng khí học tập
sơi nổi và đạt hiệu quả cao trong dạy học.
Để kiểm tra dự đoán và rút ra kết luận về tính chất, định luật Vật lý địi hỏi
phải sử dụng thí nghiệm.Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, là tiêu

chuẩn đánh giá tính chân thực của kiến thức, hỗ trợ đắc lực cho tư duy sáng tạo và
nó là phương tiện duy nhất giúp hình thành ở học sinh kỹ năng, kỹ xảo thực hành và
tư duy kỹ thuật.
Thí nghiệm có thể thực hiện được trong tất cả các khâu của q trình dạy học.
Chẳng hạn thí nghiệm biểu diễn của giáo viên sử dụng trong nghiên cứu tài liệu
mới, hoặc trong khâu hoàn thiện kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo (ơn tập, tổng kết).
Thơng qua thí nghiệm, học sinh nắm kiến thức một cách hứng thú, vững chắc, sâu
sắc hơn.
Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi chọn đề tài: “Phương pháp sử dụng thí
nghiệm theo hướng dạy học tích cực trong dạy học chương Dịng điện khơng
đổi, Vật lý 11 Cơ bản THPT”.
3


2.

Mục đích nghiên cứu :
Xác định được các biện pháp sử dụng TN có hiệu quả và soạn thảo tiến trình
dạy học giải quyết vấn đề có sử dụng các TN đó nhằm phát huy tính tích cực, sáng
tạo của HS khi học các kiến thức này, góp phần nâng cao chất lượng học tập chương
“Dịng điện khơng đổi” của học sinh THPT

3.

Nhiệm vụ nghiên cứu :
- Nghiên cứu nội dung các kiến thức cơ bản về chương Dòng điện không đổi nhằm
xác định được nội dung các kiến thức cơ bản mà HS cần nắm vững và các TN cần
tiến hành trong dạy học các kiến thức đó.
- Điều tra tình trạng thiết bị thí nghiệm phục vụ cho dạy học các kiến thức về nguồn
điện, định luật Ohm, về điện năng, công suất điện,…..nhằm phát hiện các mặt chưa

hoàn thiện của thiết bị về các mặt SP và về mặt KHKT.Từ đó, thử đề xuất nguyên
nhân các khó khăn, các mặt hạn chế để tìm biện pháp khắc phục.
- Thiết kế, soạn thảo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề các kiến thức có sử dụng
các thiết bị TN nhằm phát triển tính tích cực, sáng tạo của HS.
- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá kết quả và rút ra kết luận.
4. Phạm vi áp dụng:
- Áp dụng trong q trình dạy học chương “ Dịng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT ở
Trường THPT Quảng Ninh – Quảng Bình
PHẦN B. NỘI DUNG
I: CƠ SỞ LÝ LUẬN
Phương pháp dạy học tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng ở nhiều
nước để chỉ những phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích
cực, chủ động, sáng tạo của người học. PPDH tích cực hướng tới việc hoạt động
hóa, tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học, nghĩa là tập trung vào phát
huy tính tích cực của người học chứ khơng phải là tập trung vào phát huy tính tích
cực của người dạy, tuy nhiên để dạy học theo phương pháp tích cực thì giáo viên
phải nỗ lực nhiều so với dạy theo phương pháp thụ động.
Thí nghiệm vật lí giữ vai trị quan trọng trong dạy học vật lí ở trường phổ
thơng có tác dụng lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS . Vì vậy,
dạy học vật lí cần phải gắn với thí nghiệm vật lí. Thí nghiệm vật lí khơng chỉ là
4


nguồn tri thức, là phương tiện có nhiều sức mạnh trong nghiên cứu vật lí, là tiêu
chuẩn chân lí của các kiến thức về thế giới tự nhiên mà còn tạo ra kích thích hứng
thú, kích thích tính tích cực, tự giác và sáng tạo của HS đồng thời cũng là một
phương pháp dạy học sát với thực tế : “Học đi đơi với hành, lí luận gắn với thực
tiễn” .
1. Bản chất của phương pháp thí nghiệm
Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá

trình dạy học: đề xuất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức kĩ năng mới, củng cố
kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS.
Thí nghiệm vật lí có thể do giáo viên biểu diễn hoặc thí nghiệm do học sinh
thực hiện, giúp học sinh tìm hiểu bản chất hiện tượng vật lí, hình thành khái niệm
hoặc thực hành vận dụng những tính chất, hiện tượng, định luật, vật lí đã học. Tuy
nhiên, trong thực tế có nhiều cách sử dụng TN khác nhau nhằm phát huy tính tích
cực của học sinh. Có các trường hợp sử dụng thí nghiệm như sau:
- Thí nghiệm nghiên cứu do nhóm học sinh thực hiện để phát hiện bản chất
hiện tượng mới.
- Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên theo hướng nghiên cứu giúp học sinh
quan sát, nhận xét rút ra kết luận.
- Thí nghiệm kiểm chứng nhằm kiểm tra dự đốn, những suy đốn lí thuyết.
- Thí nghiệm đối chứng nhằm rút ra kết luận đầy đủ chính xác hơn về một qui
tắc, bản chất vật lí.
- Thí nghiệm nêu vấn đề (giúp học sinh phát hiện vấn đề).
- Thí nghiệm giải quyết vấn đề…
2. Qui trình thực hiện
Khi sử dụng thí nghiệm hoạt động của giáo viên và học sinh cần chú ý:
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
-Giáo viên chọn thí nghiệm đảm bảo:
- Biết được mục đích của thí nghiệm và
+ Đạt mục tiêu của bài học.
cách tiến hành thí nghiệm.
+ Dễ thành cơng.
- Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất.
+ An tồn.
-GV hướng dẫn học sinh tiến hành thí
nghiệm.
- Tiến hành thí nghiệm theo đúng

- Giáo viên hướng dẫn học sinh quan sát
hướng dẫn của giáo viên.
thí nghiệm, nêu hiện tượng, giải thích và
- Nêu hiện tượng, giải thích.
rút ra kết luận.
- Rút ra kết luận.
5


3. Sử dụng thí nghiệm trong bài lí thuyết
Sử dụng thí nghiệm được coi là tích cực khi thí nghiệm là nguồn kiến thức để
học sinh khai thác, tìm kiếm kiến thức mới dưới nhiều hình thức khác nhau. Tuỳ
theo cách sử dụng mà thực hiện ở những phương pháp thí nghiệm khác nhau.
Những thí nghiệm thực hiện theo hướng chứng minh cho lời giảng của giáo viên là
ít tích cực hơn là những thí thí nghiệm được sử dụng theo hướng nghiên cứu.
- Mức 1 (ít tích cực)
Giáo viên thực hiện thí nghiệm biểu diễn. Học sinh quan sát hiện tượng nhưng chỉ
để chứng minh một tính chất, một định luật vật lý mà giáo viên nêu ra.
- Mức 2 ( Tích cực )
Học sinh nghiên cứu thí nghiệm do giáo viên hoặc một học sinh biểu diễn:
+ Học sinh nắm được mục đích của thí nghiệm
+ Quan sát mơ tả thí nghiệm
+ Giải thích hiện tượng
+ Học sinh rút ra kết luận.
- Mức 3 ( Rất tích cực )
Nhóm học sinh trực tiếp thực hiện, nghiên cứu thí nghiệm:
+ Học sinh nắm được mục đích của thí nghiệm
+ Học sinh làm thí nghiệm
+ Học sinh quan sát hiện tượng
+ Giải thích hiện tượng

+ Rút ra kết luận.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ
Hiện nay, trong quá trình dạy học bộ mơn Vật lí ở trường THPT, giáo viên
chủ yếu sử dụng phương pháp nêu vấn đề dạy học theo quan điểm thuyết trình hoặc
sử dụng cơng nghệ thơng tin trình chiếu mang lại hiệu quả nhất định. Nếu có sử
dụng thí nghiệm dạy học thì chủ yếu sử dụng thơng qua các thí nghiệm trình chiếu
mà ít sử dụng thí nghiệm trực quan, các thí nghiệm trực quan chủ yếu sử dụng trong
các tiết có bài thực hành, chính vì vậy cũng chưa mang tính thuyết phục cho học
sinh vì Vật lí là bộ mộn vừa có lý thuyết và thực hành kiểm chứng
1. Thực trạng về vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng về kiến thức và rèn
luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS
- Đa số GV đều nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong q
trình dạy học. Tuy nhiên việc khai thác thí nghiệm để bồi dưỡng năng lực tự học cho
HS hầu như chưa được chú ý.

6


- Đa số GV tự tiến hành các thí nghiệm có minh họa trong SGK mà khơng
hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ tìm kiếm các phương án thí nghiệm để từ đó rèn
luyện cho HS kĩ năng tự học, tư duy độc lập.
- Hầu hết GV ít sử dụng TN trong việc kiểm tra, đánh giá HS.
- Phần lớn GV chưa có sự đầu tư khai thác những thí nghiệm.
* Một số nguyên nhân cơ bản
-Về phía GV
+ Mặc dù GV nhận thức được tầm quan trọng của thí nghiệm trong q trình
dạy học nhưng GV chưa có sự đầu tư đúng đắn.
+ Nhiều GV vẫn quen dạy theo lối cũ, ngại đổi mới PPDH do đó việc sử dụng
TN theo hướng bồi dưỡng năng lực tự học cho HS địi hỏi GV phải tốn thời gian và
cơng sức để sưu tầm và tuyển chọn hệ thống TN phù hợp với các hình thức dạy học.

+ Các giáo án của GV chỉ mang tính hình thức và chỉ tóm tắt lại nội dung chính
trong SGK mà chưa thiết kế giáo án theo một tiến trình cụ thể bằng hệ thống các thí
nghiệm để hình thành kiến thức cho HS.
+ Chế độ kiểm tra, thi cử, đánh giá kết quả học tập chưa kích thích được khả
năng tư duy và ý thức tự học của các em vì một bộ phận không nhỏ các GV vẫn dạy
theo quan niệm “thi gì, dạy nấy”. Vẫn cịn nạn chạy đua theo thành tích, tuy khơng
nhiều nhưng cũng tác động rất lớn đến việc tự học của các em.
- Về phía HS
+ Phần đông HS nhận thức được tầm quan trọng của việc tự học trong quá trình
học tập của các em, tuy nhiên các em khơng biết và khơng có điều kiện để rèn luyện
được những kĩ năng tự học vì áp lực học tập và thi cử (học thêm tràn lan).
+ Mặt khác, HS còn hạn chế về khả năng hiểu biết các dụng cụ thí nghiệm, tư
duy lơgic trong q trình giải thích các hiện tượng và giải bài tập vật lý, vận dụng
kiến thức vào các vấn đề kĩ thuật đơn giản; năng lực thực hành.
2. Thuận lợi và khó khăn về vấn đề sử dụng TN để nâng cao chất lượng về kiến
thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho HS
* Những thuận lợi
7


- Sự phát triển của nền kinh tế đòi hỏi Giáo dục phải tạo ra được những con
người năng động, sáng tạo, có khả năng chiếm lĩnh tri thức và làm chủ tri thức.
Chính vì vậy mà vấn đề tự học, rèn luyện các kĩ năng tự học cho HS để từ đó bồi
dưỡng cho các em năng lực tự học được các cấp chính quyền và xã hội quan tâm
đúng mức.
- Cùng với sự đổi mới chương trình, nội dung là sự đổi mới về PPDH nên hiện
nay nhiều trường phổ thông đã được đầu tư, trang bị khá đầy đủ về cơ sở vật chất,
trang thiết bị, đảm bảo cho GV có thể tổ chức các hoạt động dạy học theo hướng
tích cực.
- Mơn Vật lí là một mơn khoa học thực nghiệm, có nhiều thí nghiệm phong phú

gắn liền với thực tiễn và đời sống nên GV dễ dàng khai thác thí nghiệm theo hướng
bồi dưỡng năng lực tự học cho HS.
* Những khó khăn
Ngồi những thuận lợi nêu trên, khi sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng
năng lực tự học cho HS ở các trường THPT GV thường gặp những khó khăn sau:
- Nhiều trường THPT đã trang bị đầy đủ cho GV thực hiện tốt đổi mới PPDH,
tuy nhiên còn nhiều GV còn lúng túng trong việc sử dụng các thiết bị dạy học. Việc
sử dụng thí nghiệm trong q trình dạy học Vật lí gặp nhiều khó khăn cho việc tổ
chức hoạt động nhận thức của HS.
- Sử dụng thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng năng lực tự học cho HS đòi hỏi
GV phải tốn nhiều thời gian để sưu tầm và tuyển chọn thí nghiệm phù hợp.
- GV rất ngại làm thí nghiệm, vì khi sử dụng thí nghiệm trong một tiết dạy đòi
hỏi GV cần phải chuẩn bị từ 2 đến 3 buổi để chuẩn bị thí nghiệm.
III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN
Sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực là thí nghiệm cung cấp kiến thức,
phương tiện để học sinh khai thác, tìm tịi theo phương pháp kiểm chứng, phương
pháp nghiên cứu….

8


1. Yêu cầu chung:
Nội dung của TN phải phù hợp với các kiến thức cơ bản của chương trình
SGK và phải thiết thực gần gũi với cuộc sống hằng ngày của HS. Các thiết bị TN
phải đơn giản, dễ tìm, dễ chế tạo hoặc có sẵn ở phịng thí nghiệm. Các thao tác TN
khơng q khó
2. Khái qt nội dung chương “Dịng điện khơng đổi”
Chương “Dịng điện khơng đổi” được giảng dạy trong 13 tiết, trong đó 8 tiết lí
thuyết, 2 tiết thực hành và 4 tiết bài tập. Kiến thức của chương là sự nối tiếp các
kiến thức của chương “Điện tích - Điện trường”. Nội dung chương này đề cập đến

những vấn đề cơ bản về dòng điện không đổi, là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề
khác về dòng điện. Phần lớn kiến thức của chương được kế thừa và phát triển từ
chương trình vật lí THCS như các khái niệm dòng điện, cường độ dòng điện, điện
năng tiêu thụ, định luật Ôm đối với đoạn mạch điện trở…và các kĩ năng vận dụng ở
mức độ đơn giản. Ngồi ra, chương này trình bày những vấn đề mới về nguồn điện,
về sự tạo thành suất điện động của các nguồn điện, ghép các nguồn điện thành bộ,
đặc biệt là việc thiết lập và vận dụng định luật Ơm cho tồn mạch. Kiến thức của
chương rất gần gũi với thực tế cuộc sống hàng ngày mà HS thường gặp, thường thấy
như nguồn điện ở pin, ac-qui, các mạch điện mắc nối tiếp, song song, các tác dụng
của dịng điện…
2.2. Khai thác TN theo hướng dạy học tích cực trong dạy học chương “Dịng
điện khơng đổi”
Dựa vào nội dung cơ bản của chương “ Dịng điện khơng đổi” ta có thể đưa ra
một số TN áp dụng cho chương này như sau:
Dạng 1. Các TN về nguồn điện, định luật Ơm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở
thuần.
Dạng 2. Các TN về điện năng, công suất điện. Định luật Jun – Len xơ
Dạng 3. Các TN về Định luật Ơm đối với tồn mạch, mắc các nguồn điện thành bộ
Thí nghiệm 1: Một ắcqui bị mất kí hiệu các cực âm và dương. Chỉ bằng hai dây dẫn
và một cốc nước, làm cách nào để có thể xác định lại các cực của ắcqui. Hãy nêu
phương án thực hiện.

Hình 2.1

9


* Phương án tiến hành: nối các đầu dây dẫn vào hai điện cực của ắcqui. Cạo sạch
lớp cách điện hai đầu dây còn lại cỡ 5cm mỗi đầu và nhúng vào cốc nước ở hai
thành đối diện. Quan sát đầu dây nào có nhiều bọt khí hơn đó là cực âm. Cực của

ắcqui nối với dây này là cực âm, cực cịn lại là cực dương.
* Giải thích: Khi mắc mạch điện như trên dưới tác dụng hóa học của dòng điện, các
ion dương H+ dịch chuyển về cực âm, các ion âm O 2- dịch chuyển về cực dương và
được giải phóng. Vì một phân tử nước có hai ngun tử Hiđrơ và một ngun tử Oxi
do đó phân số phân tử Hiđrơ được giải phóng ở cực âm nhiều hơn gấp đơi. Vì vậy
suy ra điện cực âm là điện cực có nhiều bọt khí sủi lên hơn.
Thí nghiệm 2: Cho một nguồn điện một chiều, hai vơn kế giống nhau có điện trở rất
lớn, một điện trở đã biết trị số

R0

, một điện trở chưa biết trị số

Hãy đề xuất phương án xác định giá trị điện trở

Rx

Rx

, dây nối, khóa K.

?

* Xây dựng phương án
- Mắc mạch điện theo hình 2.16 , các vơn kế mắc song song vào hai đầu
- Đóng khóa K,đọc giá trị

U0 , U x

R0

và

Rx

.

của các vôn kế chỉ và ghi vào bảng kết quả đo.
Rx =

- Thế các giá trị đó vào cơng thức

R0

Ux
R0
U0

, tìm được

Rx

Rx

V
+ Hình 2.2

V
K
Hình 2.2

10


* Giải thích: Do điện trở của vơn kế rất lớn nên khi mắc vơn kế vào mạch, cường
độ dịng điện trong mạch khơng đổi. Mạch ngồi gồm

Ta có

U 0 = IR 0

Rx =

U x = IR x

,

suy ra

R0

nt

Rx

.

Ux
R0
U0

Thí nghiệm 3: Cho điện trở đã biết trị số

R0

, điện trở chưa biết trị số

Rx

, hai vơn

kế có điện trở rất lớn, nguồn điện, dây nối. Hãy lập phương án xác định công suất
tiêu thụ trên

Rx

?

* Xây dựng phương án: giống thí nghiệm 2

Rx =

- Thay biểu thức

Ux
R0
U0

Px =

vào cơng thức

U 2x
Rx

ta được

U U
U 2x
Px =
= x 0
Ux
R0
R0
U0

Thí nghiệm 4: Cho nguồn điện một chiều, hai ampe kế giống nhau có điện trở rất
nhỏ, một điện trở đã biết trị số

R0

, một điện trở chưa biết trị số

K. Hãy đề xuất phương án xác định giá trị điện trở

Rx

Rx

, dây nối, khóa

?

Xây dựng phương án
- Mắc mạch điện như hình 2.18, đóng khóa K, đọc số chỉ của các ampe kế.
RX =

- Thế các giá trị đó vào cơng thức
A
A

R0

I0
R0
Ix

.

Rx

+ Hình 2.4

K
Hình 2.4

11


* Giải thích: Vì điện trở của ampe kế rất bé nên khi mắc ampe kế vào mạch có thể

bỏ qua điện trở các ampe kế. Khi đó, mạch ngồi chỉ cịn R0 mắc song song với Rx.

Ta có

U0 = I0R 0 U x = Ix R x

,

và

U0 = Ux

RX =

suy ra

I0
R0
Ix

Thí nghiệm 5: Cho điện trở đã biết trị số R0, điện trở chưa biết trị số

Rx

, hai ampe

kế có điện trở rất nhỏ, nguồn điện một chiều, dây nối, khóa K. Hãy lập phương án
xác định cơng suất tiêu thụ trên

Rx

?

Xây dựng phương án: giống thí nghiệm 4
R=

Thay biểu thức:

I0
R0
Ix

Px = I 2x R x = I x I 0 R 0

vào

Thí nghiệm 6: Mắc bóng đèn 3V – 3W vào mạch điện như hình 2.6 , hiện tượng gì
xảy ra với bóng đèn khi đóng khóa K?
* Dụng cụ:
- 3 pin, mỗi pin có suất điện động bằng 1,5V, điện trở trong
0,5

Ω

- Bóng đèn 3V – 3W

Đ

K

- Khóa K và dây nối
* Tiến hành thí nghiệm:

Hình 2.6

- Mắc các dụng cụ theo sơ đồ hình 2.6 (3 pin mắc nối tiếp
Ω

thành bộ nguồn có có suất điện động bằng 4,5V, điện trở trong 1,5 )
- Đóng khóa K và yêu cầu HS nhận xét đèn sáng hay cháy.
* Kết quả:
- Đèn sáng.
12


* Thí nghiệm này được sử dụng trong q trình nghiên cứu kiến thức mới bài: Định
luật Ôm đối với toàn mạch, GV sẽ đưa tư duy của HS vào tình huống mâu thuẫn
nhận thức
+ HS dự đốn: Bóng đèn sẽ cháy vì U > Uđm của bóng đèn hay
I=

U 4, 5
=
= 1,5( A) > I dm
R
3

+ Giá trị 4,5V có phải là hiệu điện thế đặt vào bóng đèn khơng? Cường độ dịng điện
qua đèn có phải là 1,5A khơng?
Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm định luật Ơm đối với tồn mạch

* Dụng cụ:
- Pin điện hóa
- Biến trở
- Điện trở bảo vệ R0=20

Ω

- 1 bảng lắp ráp mạch điện
- Dây nối

Hình 2.7

13


R0

Hình: 2.7
R

-1 đồng hồ đo điện năng hiển thị số DT 9205B dùng làm chức năng ampe kế một
chiều
* Tiến hành thí nghiệm:
- Mắc các dụng cụ theo sơ đồ hình 2.7

14


I=

- Định luật Ôm đối với đoạn mạch trên:
1 1
= R + r,
I ξ

(

Suy ra:

trong đó r’=R0+r

)

1
1
y= , a= , x=R
I
ξ

Đặt

ξ
R + r,

. Phương trình trên có dạng: y = a(x+r’)

Đồ thị có dạng đường thẳng như hình 2.8
y0

x0 = − r , , y0 =

r,
ξ

y

- Ghi giá trị của số chỉ ampe kế ứng với các giá trị của R vào bảng 2.2
Bảng 2.2
x0 O

Ω

x=R( )

I
(103
A)

x y=

1
I

Hình 2.8

- Vẽ đồ thị y=f(x) và kết luận về việc kiểm chứng biểu thức định luật Ơm đối với
tồn mạch. Dựa vào đồ thị cũng xác định suất điện động

ξ

và điện trở trong r của

pin điện hóa.
Thí nghiệm 8: Người ta có một chiếc pin nhưng lại không biết suất điện động và
điện trở trong của nó. Với các dụng cụ: Một vôn kế, một ampe kế,một biến trở và
các dây nối, làm thế nào để xác định được suất điện động và điện trở trong của pin.
1.
-

-

Phân tích bài tốn

U N = E − Ir

Hãy viết biểu thức HĐT mạch ngoài?
Muốn đo E và r ta cần phải đo những đại
lượng nào? Cần mấy phương trình?
Hãy thiết kế sơ đồ mạch điện?
2. Tiến hành thí nghiệm

15


- Mắc mạch điện theo sơ đồ
- Điều chỉnh biến trở tới hai vị trí bất kỳ, tại hai vị trí này đọc được hai cặp giá trị
của vơn kế và ampe kế là: U1, I1 và U2, I2.
-

-

Giải hệ phương trình:
U1 = E – I1r,
U2 = E – I2r.
Ta tìm được E và r
3. Nhận xét
Qua việc giải bài tập trên đã giúp HS nắm vững
công thức định luật Ôm cho toàn mạch.
Bồi dưỡng cho HS khả năng vận dụng sáng tạo
kiến thức đã học vào tình huống mới, khả năng đề xuất phương án để giải quyết
vấn đề mới.

Thí nghiệm 9: Có một bóng đèn 6V- 6W, với chỉ một loại pin e = 1,5V, r 0 = 1

Ω

và

các dây nối điện trở nhỏ không đáng kể. Hỏi cần phải có bao nhiêu pin mắc thành bộ
đối xứng để thắp sáng đèn bình thường, chọn phương án có hiệu suất cao nhất.
-

1. Phân tích bài tốn
Điều kiện để đèn 6V – 6W sáng bình thường là gì?
Giả sử có N pin mắc thành m dãy song song, mỗi dãy
có n pin mắc nối tiếp, hãy xác định m và n để đèn sáng
bình thường?

-

2. Tiến hành giải
Điều kiện để đèn sáng bình thường là HĐT mạch điện ngồi U = 6V, khi đó
P
= 1( A)
U

-

CĐDĐ qua đèn là: I =
Giả sử có N pin mắc thành m dãy, mỗi dãy có n pin mắc nối tiếp. Ta có E = ne =
1,5n, r =

-

n
n
r0 =
m
m

Áp dụng định luật Ôm: E = U + Ir. Suy ra 1,5n = 6 +

n
m

16


Ta đi đến phương trình:

n = 4+

8
3m − 2

Với m, n là số nguyên dương, do đó 3m – 2 = 1,2,4,8. Ta chọn m = 1,2. Ta tính được
n = 12,6
-

Bài tốn có 2 nghiệm: Dùng 12 pin ghép thành 1 dãy nối tiếp hoặc 2 dãy song
song mỗi dãy 6 pin nối tiếp.
U
(%)
E

Hiệu suất của bộ nguồn là: H =
Cả hai phương án đều có cơng suất mạch điện ngoài 6W tức HĐT mạch điện ngoài
U = 6V, vậy phương án nào có cơng suất bộ nguồn bé tức suất điện động bé thì có
hiệu suất lớn. E1 = 12e = 18V, E2 = 6e = 9V.
Phương án hai có hiệu suất gấp 2 phương án một
Tiến hành mắc mạch điện để kiểm tra kết quả.
3.Nhận xét.
Qua TN này giúp HS nắm vững định luật Ơm, cách tính suất điện động và
điện trở trong của bộ nguồn. Rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo, bồi dưỡng năng
lực vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn .
Thí nghiệm 10: Kiểm nghiệm định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện
1.Tiến trình xây dựng kiến thức Định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện:
- Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch phụ thuộc vào
hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch, điện trở thuần R và suất
điện động, điện trở trong của nguồn điện bằng cơng thức

tốn học nào?

17


- Áp dụng định luật ơm đối với tồn mạch và định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ
chứa điện trở thuần cho 1 mạch điện, rút ra công thức
cần xây dựng?
Xét mạch điện kín:
I=

E
R + r + R0

→ E = IR + Ir + I

U

AB

I=

→

=I

R

R

0

0

E −U
R+r

2. Phương án thí nghiệm:
Thay đổi các giá trị của I, đo các giá trị của U tương ứng, điền các kết quả đo được
vào bảng số liệu, trên cơ sở đó, vẽ đồ thị U – I thực nghiệm xem đồ thị đó có đúng
là 1 đường thẳng có hệ số góc âm hay khơng.
- Bố trí thí nghiệm: Mắc mạch điện theo sơ đồ:
Dịch chuyển con chạy của biến trở để thay đổi giá trị
cường độ dòng điện I chạy trong mạch.
Đo I và U → Lập bảng số liệu:
I(mA)
U(mV)

Từ bảng số liệu, vẽ đồ thị U-I thực nghiệm:

Kết luận:
18


I=

Định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện:

E −U
R+r

Ví dụ: Thiết kế bài dạy học sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích cực
cho học sinh THPT
Bài 9:

ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI TỒN MẠCH

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật Ơm đối với tồn mạch.
- Biết được độ giảm thế là gì và nêu được mối quan hệ giữa suất điện động của
nguồn điện và độ giảm thế của mạch ngoài và mạch trong.
- Biết được hiện tượng đoản mạch là gì.
2. Kĩ năng
- Dự đốn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí từ kết quả thí nghiệm thu được.
- Giải thích được ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện đối với cường
độ dòng điện khi đoản mạch.
- Giải thích được sự phù hợp giữa định luật Ơm đối với tồn mạch và định luật
bảo tồn và chuyển hố năng lượng.
- Vận dụng được định luật Ơm đối với tồn mạch và tính được hiệu suất của
nguồn điện.
3. Thái độ
- Tác phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ.
- Tinh thần nỗ lực phấn đấu cá nhân, kết hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tác
trong học tập.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
19

- Đọc SGK Vật lí 9 và vật lí 10 để biết học sinh đã biết những gì về định luật
bảo tồn năng lượng.
- Chuẩn bị bộ thí nghiệm gồm: Bộ pin có

( ξ = 4,5V ; r = 1,5Ω )

, một ampe kế, một

vơn kế, một bóng đèn (3V – 3W), khóa K và các dây nối.
- Biến trở con chạy.
b) Dự kiến nội dung ghi bảng:
Bài 9: ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI TỒN MẠCH
I. Thí nghiệm
II. Định luật ôm đối với toàn mạch.
IRN

U N = U AB = IRN

(2)

: gọi là độ giảm điện thế mạch ngoài.
ξ = IRN + rI = I ( RN + r )

(3)
Vậy SĐĐ của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài
và mạch trong.
I=

ξ

RN + r

(4)
CĐDĐ chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với SĐĐ của nguồn điện và tỉ lệ
nghịch với điện trở tồn phần của mạch đó.
III. Nhận xét
1. Hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi RN = 0
- Cường độ dịng điện khi đó:
I=

ξ
r

2. Định luật ơm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
SGK
H=

Acó ích
A

=

U N It U N
=
ξ It
ξ

3. Hiệu suất của nguồn điện.
2. Học sinh: ôn tập định luật bảo tồn năng lượng vật lí 9 và vật lí 10.

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ.
20


Hoạt động của học sinh
Trả lời câu hỏi.

Hoạt động của giáo viên
1. Hãy viết các cơng thức sau: Cơng của
dịng điện và nguồn điện; biểu thức của định
luật Jun – Lenxơ.
2. Một bóng đèn có ghi 100V – 100W. Hãy
cho biết ý nghĩa của các chỉ số ghi trên bóng
đèn. Tính điện trở và cường độ dịng điện
định mức của bóng đèn.

Hoạt động 2: Xây dựng biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch
Hoạt động của học sinh



Hoạt động của giáo viên
Giới thiệu thí nghiệm: Mắc nguồn điện có
suất điện động 4,5V, bóng đèn loại 3V-3W,
khóa K, một số dây nối với nhau thành mạch
kín

Hiện tượng gì xảy ra với bóng đènĐ
K

khi đóng khóa K? Tại sao?
Vì U > Uđm của bóng đèn nên bóng đèn
Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán
sẽ cháy.
của HS. Yêu cầu HS quan sát và nhận xét.
Quan sát và nhận xét: Bóng đèn khơng Bóng đèn vẫn sáng bình thường. Tại sao lại
bị cháy.
như vậy?
Lúng túng.
4,5V có phải là hiệu điện thế đặt vào bóng
đèn khơng? Nếu đúng vậy thì cường độ dịng
điện qua đèn là bao nhiêu?
Không phải
Vậy hiệu điện thế thực tế đặt vào hai đầu
U 4,5
bóng đèn khơng phải là 4,5V.
I= =
= 1, 5( A) > I dm = 1 A
R
3
Tại sao có kết quả như vậy khơng?
Hãy tìm biểu thức tính cường độ dịng điện
 Đèn bị cháy.
qua bóng đèn?
Hãy tính cơng mà nguồn điện thực hiện trong
Do sự xuất hiện điện trở trong của thời gian t?
nguồn điện.
Tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở ngoài R và
điện trở trong r trong thời gian t?
A = ξ It

Dựa vào định luật bảo toàn năng lượng, hãy
ξ

Q = rI 2t + RI 2t
Q = A ⇔ ξ It = I 2t ( R + r ) ⇒ ξ = IR + Ir (1)

suy ra mối quan hệ giữa , I, R, r?
Từ biểu thức (1), em có nhận xét gì về mối
quan hệ giữa suất điện động
giảm thế?
Từ (1) suy ra biểu thức của I.

ξ

và các độ

21


Suất điện động của nguồn điện có giá Gọi 1 HS phát biểu định luật.
trị bằng tổng các độ giảm thế ở mạch Hãy tính cường độ dịng điện qua bóng đèn
và hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn ở thí
ngồi và mạch trong.
nghiệm trên?
ξ
I=
Hãy tiến hành thí nghiệm để kiểm tra?
R+r
GV nhận xét
Phát biểu định luật.

I=

ξ
4,5
=
= 1A = I dm
R + r 3 + 1, 5

U = I.r = 3V
Mắc sơ đồ mạch điện như hình sau
V

Yêu cầu HS trả lời nhanh câu C1.
Khi đóng khóa K: số chỉ của ampe kế ta
biết được giá trị của cường độ dịng
điện qua bóng đèn, số chỉ của vơn kế
ta biết được giá trị của hiệu điện thế
giữa hai đầu bóng đèn
Trả lời C1

K

Đ
A

22


Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng đoản mạch
Hoạt động của học sinh

I=

ξ
r

.
Khi đó cường độ dịng điện trong mạch
là lớn nhất.
Khi nguồn điện bị đoản mạch sẽ làm
hư hỏng các dụng cụ, thiết bị điện và
có thể gây ra hỏa hoạn.
Để tránh hiện tượng đoản mạch đối với
mạng điện ở gia đình người ta dùng
cầu chì hoặc atơmat.

Hoạt động của giáo viên
Nếu điện trở ngồi nhỏ khơng đáng kể thì
biểu thức (13.5) được viết lại như thế nào và
lúc đó cường độ dịng điện trong mạch ra
sao?
Hiện tượng trên gọi là hiện tượng đoản mạch.
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào và gây
ra những tác hại gì?
Dựa vào quan sát trong thực tế, hãy cho biết
cách tránh hiện tượng này?

Hoạt động 4: Tìm hiểu hiệu suất của nguồn điện
Hoạt động của học sinh
A
U

H = coich =
A
ξ

Hoạt động của giáo viên
Cơng tồn phần của nguồn điện bằng tổng cơng
của dịng điện sản ra mạch ngồi và mạch
trong, trong đó cơng của dịng điện sản ra ở
mạch ngồi là cơng có ích. Vậy, hiệu suất của
nguồn điện được tính như thế nào?
Yêu cầu HS trả lời câu C2 và C3.

Suy nghĩ và trả lời.
Hoạt động 5: Củng cố, dặn dò
Hoạt động của học sinh

HS lên lắp ráp mạch điện.

Hoạt động của giáo viên

ξ

Cho nguồn điện (có suất điện động , điện
trở trong r), bóng đèn, vơn kế, biến trở con
chạy, khóa K và dây nối.
Gọi HS lên lắp ráp mạch điện như hình vẽ

Suy nghĩ và trả lời.

Đóng khóa K và dịch chuyển con chạy của

biến trở sang bên phải thì số chỉ của vơn kế
thay đổi như thế nào? Tại sao?
Hiệu điện thế U giữa hai đầu bóng đèn. HS có thể lúng túng thì GV có thể gợi ý để
23


U = I.R
I=

ξ
ξ
=
RN + r R + R0 + r
U=

Vậy
Tăng.

ξR
R + R0 + r

Giảm.
HS ghi nhớ.

HS tự trả lời:
- Vôn kế chỉ hiệu điện thế giữa hai đầu vật
nào?
- Biểu thức tính hiệu điện thế giữa hai đầu
bóng đèn?
- Biểu thức tính cường độ dịng điện qua

bóng đèn?
- Khi dịch chuyển con chạy của biến trở sang
bên phải thì R0 như thế nào?
- Số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào?
GV dịch chuyển con chạy của biến trở để
kiểm chứng.
Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập trong
SGK/66, 67

IV- KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ
Trong thời gian qua tôi đã sử dụng hệ thống TN đã xây dựng được vào giảng
dạy ở các lớp 11A2, 11A3, 11A5 Trường THPT Quảng Ninh năm học 2018-2019,
tôi thấy:
+ HS học tập với tinh thần cầu thị, hứng thú hơn, bước đầu có được những kĩ
năng cơ bản trong việc thiết kế sơ đồ thí nghiệm theo yêu cầu của bài tập; lựa chọn
thiêt bị và lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ thiết kế; tiến hành thí nghiệm theo một trình
tự hợp lí...
+ Qua những hoạt động trình tự các bước làm TN, suy luận từ kết quả làm TN
mà năng lực hoạt động sáng tạo của HS được hình thành và dần dần được cũng cố.
Hiệu quả tiếp thu của học sinh tích cực, học sinh tiếp thu bài tốt, dễ hiểu và đặc biệt
kiến thức ghi nhớ tốt hơn

24


PHẦN C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

1. Ý nghĩa của đề tài
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn đã giảng dạy và qua việc nghiên cứu chương trình,
sách giáo khoa vật lí 11 Cơ bản, chúng tơi nhận thấy:

- Có thể khẳng định rằng với việc tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy
học tích cực sẽ có tác dụng rèn luyện cho các em các kĩ năng tự học, phát huy được
tính tích cực chủ động góp phần nâng cao chất lượng dạy học
- Đã xây dựng được một hệ thống thí nghiệm phù hợp, GV có thể lựa chọn để sử
dụng cho các khâu khác nhau của q trình dạy học các bài trong chương “Dịng
điện khơng đổi” vật lí 11 THPT một cách có hiệu quả.
- Từ các cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu, chúng tôi thiết kế một số bài giảng theo
hướng tăng cường sử dụng thí nghiệm để phát huy được tính tích cực, chủ động của
học sinh.
2. Kiến nghị, đề xuất
- Khi sử dụng các bộ TN trang cấp đa số bị hỏng, thiếu chính xác, GV phải
sửa chữa khắc phục và cải tiến một số bộ TN, nhà trường nên tăng thêm kinh phí
sữa chữa mua sắm thiết bị phục vụ cho dạy học
- Phịng chuẩn bị thí nghiệm và phịng thí nghiệm cần đạt chuẩn, trong phịng
Thí nghiệm cần lắp đặt đầy đủ hạng mục công nghệ thông tin, máy chiếu… các thiết
bị tủ hốt, hệ thống nước, vệ sinh…
- Khi cấp đồ dùng thí nghiệm Sở cần yêu cầu đơn vị cung cấp hàng chất
lượng, tránh hàng kém chất lượng khi về các trường THPT không sử dụng hoặc sử
dụng một lần đã hư, như vậy lãng phí và chỉ làm chật các phòngTN
3. Hướng nghiên cứu tiếp.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này ở năm học 2018- 2019 với
kết quả rất khả quan, tơi sẽ cố gắng tìm những biện pháp nâng cao hơn hiệu quả
ứng dụng của đề tài, đồng thời khắc phục những tồn tại mà tôi chưa thực hiện để có
thể vận dụng tốt vào việc giảng dạy nhằm phát huy được tính tích cực chủ động
trong nhận thức của học sinh, rèn luyện kĩ năng thực hành thí nghiệm cho học sinh
tốt hơn.Tiếp tục hồn thiện cơ sở lí luận về việc sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy
học tích cực. Mở rộng thiết kế, xây dựng và sử dụng hệ thống thí nghiệm ở các
chương, phần khác nhau của chương trình chuẩn và nâng cao vật lý 11 THPT.Trên
25