Kết hợp các thí nghiệm vật lý nằm trong chương trình điện học lớp 11 với các thí nghiệm tự chế tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.98 MB, 74 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÝ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KẾT HỢP CÁC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ NẰM TRONG
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN HỌC LỚP 11 VỚI CÁC THÍ
NGHIỆM TỰ CHẾ TẠO THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HỐ
HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH
Người thực hiện
: TRẦN THỊ HỒNG ÂN
Lớp
: 10SVL
Khóa
: 2010 – 2014
Ngành
: SƯ PHẠM VẬT LÝ
Người hướng dẫn
: ThS NGUYỄN NHẬT QUANG
Đà Nẵng, 05/2014
Trong suốt thời gian thực hiện khóa luận, em đã nhận được nhiều
sự quan tâm giúp đỡ từ quý thầy cơ giáo cũng như người thân và bạn
bè để hồn thành đề tài: “Kết hợp các thí nghiệm Vật lý nằm trong
chương trình Điện học lớp 11 với các thí nghiệm tự chế tạo theo
hướng tích cực hố hoạt động nhận thức cho học sinh”
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Nhật
Quang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực
hiện khóa luận. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô giáo,
cán bộ nhà trường đã giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt bốn năm
học, cảm ơn gia đình bạn bè đã động viên và tạo mọi điều kiện để em
hồn thành khóa luận này.
Dù đã hết sức cố gắng nhưng khóa luận này khơng thể tránh khỏi
những khó khăn, thiếu sót, vì vậy em rất mong những góp ý từ q
thầy cơ cũng như các bạn để khóa luận được hồn thiện hơn.
Đà Nẵng, tháng 05 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Hồng Ân
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 2
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................... 2
2. Mục đích của luận văn .............................................................................................. 3
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 3
3.1. Đối tƣợng ........................................................................................................... 3
3.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 4
5. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 4
6. Đóng góp của luận văn ............................................................................................. 5
7. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................... 5
- Phần mở đầu: .......................................................................................................... 5
- Phần nội dung: ........................................................................................................ 5
- Phần kết luận. ......................................................................................................... 6
NỘI DUNG ...................................................................................................................... 7
CHƢƠNG 1 .................................................................................................................. 7
1.1. Khái niệm thí nghiệm Vật lý ............................................................................. 7
1.2. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý ........................................................................ 7
1.3. Vai trị của thí nghiệm Vật lý . .......................................................................... 7
CHƢƠNG 2 ................................................................................................................ 10
2.1 Phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý 11 Cơ bản ....................................... 10
2.2 Phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý 11 Nâng cao. .................................. 13
CHƢƠNG 3 ................................................................................................................ 16
3.1. Các bài thí nghiệm phần Điện học trong sách giáo khoa. ............................... 16
3.2 Một số thí nghiệm tự thiết kế từ vật liệu đơn giản, có tính hiệu quả cao trong
việc giảng dạy. ........................................................................................................ 50
3.3 Giáo án ứng dụng thí nghiệm vào dạy học Vật lý. ........................................... 61
3.4 Một số hình thức tổ chức dạy học có kết hợp với thí nghiệm nhằm tạo hứng
thú học tập đối với học sinh. .................................................................................... 65
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 69
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 72
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 1
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đã đang và sẽ thực hiện đổi mới toàn diện trong ngành giáo dục. Bởi
lẽ việc đầu tƣ cho giáo dục đƣợc Đảng và Nhà nƣớc xác định là “quốc sách hàng
đầu”. Trong đó, cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho việc dạy học ngày càng
đƣợc quan tâm và trang bị đầy đủ, nhằm nâng cao chất lƣợng giáo dục, đổi mới nội
dung, phƣơng pháp, chƣơng trình giáo dục ở tất cả các cấp học, bậc học, đồng thời
góp phần nâng cao chất lƣợng đội ngũ giáo viên.
Trong giảng dạy các bộ mơn khoa học nói chung và Vật lý nói riêng, thực
nghiệm có vai trị hết sức quan trọng. Đặc biệt, Vật lý là một mơn khoa học thực
nghiệm, vì hầu hết các kiến thức đƣợc xây dựng hoặc rút ra từ đó. Do đó thơng qua
thực nghiệm có thể giúp cho quá trình lĩnh hội kiến thức của học sinh đƣợc diễn ra
một cách chủ động, phát huy đƣợc tính năng động, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực
hành, tƣ duy phán đốn của học sinh, giúp cho q trình nhận thức đƣợc rõ ràng
hơn về bản chất của các hiện tƣợng Vật lý. Điều này làm cho hiệu quả dạy và học
ngày càng đƣợc nâng cao.
Thực trạng khảo sát việc sử dụng các thiết bị tại các trƣờng THPT trên địa bàn
thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam cho thấy một thực trạng đáng báo động về
tình trạng xuống cấp các bộ thiết bị cũng nhƣ hiệu quả sử dụng các thiết bị thí
nghiệm cịn rất thấp. Vấn đề hệ thống lại các bài thí nghiệm cũng nhƣ việc nghiên
cứu chế tạo những thiết bị đơn giản có tính hiệu quả trong việc giảng dạy mơn Vật
lý để thay thế các thiết bị thí nghiệm hƣ hỏng cũng nhƣ bổ sung vào kho thiết bị thí
nghiệm ở cấp THPT là hết sức cần thiết.
Vậy, để có thể nắm vững các thao tác, hình thành các kỹ năng, kỹ xảo trong
khi tiến hành thí nghiệm và hƣớng dẫn học sinh thực hiện thí nghiệm khi về dạy
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 2
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
học ở trƣờng phổ thông, tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hành các bài thí
nghiệm trong phần Điện học chƣơng trình Vật lý lớp 11 bậc THPT theo chƣơng
trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành, bên cạnh đó cũng đã nghiên cứu chế
tạo một số bài thí nghiệm Điện học đơn giản, dễ thực hiện cũng nhƣ đề cập đến các
hình thức dạy học có sử dụng hiệu quả các thí nghiệm. Đó là những lý do tơi chọn
đề khóa luận tốt nghiệp: “Kết hợp các thí nghiệm Vật lý nằm trong chương trình
Điện học lớp 11 với các thí nghiệm tự chế tạo theo hướng tích cực hố hoạt động
nhận thức cho học sinh”.
2. Mục đích của luận văn
Nghiên cứu, khai thác, sử dụng hiệu quả các bộ dụng cụ thí nghiệm Điện học
trong chƣơng trình Vật lý lớp 11 bậc THPT và các thí nghiệm đơn giản tự chế tạo
nhằm nâng cao tính tích cực trong dạy và học môn Vật lý lớp 11 bậc THPT.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tƣợng
- Các tài liệu về phƣơng pháp dạy học thí nghiệm trong chƣơng trình Vật lý lớp
11 bậc THPT.
- Các tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết của các bài thí nghiệm Điện lớp 11.
- Tài liệu hƣớng dẫn sử dụng các bộ thí nghiệm Điện về phƣơng pháp giảng dạy
Vật lý ở khoa Vật lý.
- Các bộ thí nghiệm phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý lớp 11.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các dụng cụ thí nghiệm Điện học trong chƣơng
trình Vật lý lớp 11 bậc THPT. Từ đó rút ra những kết luận và các phƣơng pháp tổ chức
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 3
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
dạy học kết hợp với tiến hành thí nghiệm nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học trong
bộ môn Vật lý ở bậc THPT.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý lớp 11 bậc
trung học phổ thông.
- Nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm, lấy các số liệu mẫu của các bài thí
nghiệm phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý lớp 11 phổ thơng.
- Phân tích, xử lý các kết quả thu đƣợc. Từ đó rút ra những kết luận cần thiết và
tổng kết các kinh nghiệm để có thể hƣớng dẫn học sinh thí nghiệm một cách hiệu quả.
- Tiến hành thiết kế và chế tạo một số thí nghiệm ở phần Điện học trong chƣơng
trình Vật lý lớp 11 bậc THPT từ những vật liệu đơn giản có tính hiệu quả cao.
- Giới thiệu một số hình thức tổ chức dạy học kết hợp với các thí nghiệm Vật lý
nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học trong bộ môn Vật lý.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện nhiệm vụ trên, tôi đã tiến hành các phƣơng pháp nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu những tài liệu liên quan trong chƣơng trình Vật
lý phổ thơng, những tài liệu hƣớng dẫn sử dụng các bộ dụng cụ thí nghiệm liên quan.
Nghiên cứu những tài liệu về phƣơng pháp dạy học thí nghiệm Vật lý lớp 11 trong
trƣờng phổ thông.
- Nghiên cứu thực nghiệm : Tiến hành các bài thí nghiệm, từ kết quả thí nghiệm,
kết hợp với quá trình quan sát, thực hiện rút ra những kết luận và những hƣớng dẫn sƣ
phạm cần thiết. Nghiên cứu chế tạo các thiết bị thí nghiệm đơn giản để nâng cao hứng
thú cho học sinh trong việc giảng dạy Vật lý.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 4
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
6. Đóng góp của luận văn
Khố luận là cơ sở để tơi có thể xây dựng và hồn thiện các bài thí nghiệm Vật
lý khi về dạy ở trƣờng phổ thơng. Nó cịn có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên,
sinh viên và học sinh khi giảng dạy và tiến hành các bài thí nghiệm Vật lý liên quan.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm có 3 phần:
- Phần mở đầu:
Lý do chọn đề tài.
Mục đích nghiên cứu.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
Nhiệm vụ nghiên cứu.
Phƣơng pháp nghiên cứu.
Đóng góp của đề tài.
- Phần nội dung:
Chƣơng 1: Vai trị của thí nghiệm trong dạy học Vật lý.
Chƣơng 2: Chuẩn kiến thức kỹ năng chƣơng trình Điện học lớp 11 bậc THPT.
2.1 Chuẩn kiến thức kỹ năng.
2.2 Các bài thí nghiệm thực hành và biểu diễn ở phần Điện học chƣơng
trình Vật lý lớp 11 bậc THPT.
Chƣơng 3: Một số bài thí nghiệm phần Điện học chƣơng trình Vật lý lớp 11.
3.1 Các bài thí nghiệm chính phần Điện học chƣơng trình Vật lý lớp 11
trong SGK.
3.2 Một số thí nghiệm tự thiết kế từ những vật liệu đơn giản, có tính hiệu
quả cao trong giảng dạy.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 5
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
3.3 Một số hình thức tổ chức dạy học có kết hợp với thí nghiệm Vật lý
nhằm tạo hứng thú trong học tập đối với học sinh.
- Phần kết luận.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 6
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
NỘI DUNG
CHƢƠNG 1
VAI TRỊ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ.
1.1. Khái niệm thí nghiệm Vật lý
Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định và hệ thống của con ngƣời vào các
đối tƣợng khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà ở đó đã diễn ra sự tác
động và các kết quả của sự tác động, từ đó ta có thể thu nhận đƣợc những tri thức mới.
1.2. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý
Các điều kiện của thí nghiệm Vật lý phải đƣợc lựa chọn và thiết lập có chủ định
sao cho thơng qua những thí nghiệm có thể trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra đƣợc giả
thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần
đƣợc xác định: đối tƣợng nghiên cứu, phƣơng tiện gây tác động lên đối tƣợng nghiên
cứu và phƣơng tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.
Các điều kiện thí nghiệm phải đƣợc khống chế, kiểm soát đúng nhƣ dự định nhờ
sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết.
Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát đƣợc sự thay
đổi của đại lƣợng nào đó do sự biến đổi của các đại lƣợng khác. Điều này đạt đƣợc nhờ
các giác quan của con ngƣời và sự hỗ trợ của các phƣơng tiện quan sát đo đạc có thể
lặp lại đƣợc thí nghiệm. Nghĩa là với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm
nhƣ nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, hiện tƣợng, q trình
vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống nhƣ ở các lần thí nghiệm trƣớc.
1.3. Vai trị của thí nghiệm Vật lý .
1.3.1. Thí nghiệm là phƣơng tiện của việc thu nhận tri thức.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 7
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
Vai trị của thí nghiệm trong các giai đoạn của q trình nhận thức phụ thuộc
vào vốn hiểu biết của con ngƣời về đối tƣợng cần nghiên cứu. Khi nhận thức của học
sinh về đối tƣợng q ít ỏi thì thí nghiệm đƣợc sử dụng để thu nhận những kiến thức
ban đầu. Muốn có những kiến thức đầu tiên về đối tƣợng cần nghiên cứu, cần phải biết
đặt ra những câu hỏi với đối tƣợng. Việc tìm cách đặt câu hỏi (thiết kế phƣơng án thí
nghiệm), tiến hành thí nghiệm và xử lý các kết quả quan sát, đo đạc, sau đó chính là
quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra. Nhƣ vậy thí nghiệm đƣợc sử dụng để
phân tích hiện thực khách quan và thơng qua q trình thiết lập thí nghiệm một cách
chủ quan, ta có thể thu nhận tri thức khách quan.
Ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện tƣợng, quá trình Vật lý nào
đó, khi học sinh chƣa có hoặc có hiểu biết ít ỏi về hiện tƣợng q trình Vật lý cần
nghiên cứu thì thí nghiệm đƣợc dùng để cung cấp cho học sinh những dữ liệu cảm tính
về hiện tƣợng, q trình.
1.3.2. Thí nghiệm là phƣơng tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu đƣợc.
Trong dạy học Vật lý ở phổ thơng có một số kiến thức đƣợc rút ra bằng các suy
luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết và ta cần tiến hành các thí nghiệm để kiểm
tra tính đúng đắn của chúng. Trong nhiều trƣờng hợp, kết quả của thí nghiệm phủ nhận
tính đúng đắn của tri thức đã biết, địi hỏi chúng ta phải đƣa ra các giả thuyết khoa học
mới và lại kiểm tra chúng ở những thí nghiệm khác. Nhờ vậy, chúng ta sẽ thu đƣợc
những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trƣớc đó.
1.3.3. Thí nghiệm là phƣơng tiện của việc vận dụng tri thứ thu đƣợc vào thực tiễn
Thí nghiệm đƣợc sử dụng nhƣ là phƣơng tiện tạo cơ sở cho sự vận dụng các tri
thức thu đƣợc vào thực tiễn. Trong chƣơng trình Vật lý ở phổ thơng đề cập đến một
loạt các ứng dụng của Vật lý trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành các thí nghiệm
tạo cơ sở cho học sinh hiểu đƣợc các ứng dụng của những kiến thức đã đƣợc học trong
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 8
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
thực tiễn. Qua đó cho học sinh thấy đƣợc sự vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức
Vật lý và đây chính là bằng chứng cho sự đúng đắn của các kiến thức Vật lý.
1.3.4. Thí nghiệm là một bộ phận của các phƣơng pháp nhận thức Vật lý
Các phƣơng pháp nhận thức đƣợc dùng phổ biến trong việc hình thành những
kiến thức cơ bản Vật lý ở trƣờng phổ thông là phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng
pháp mơ hình. Trong đó thí nghiệm đóng vai trị quan trọng ở cả hai phƣơng pháp này.
Trong phƣơng pháp thực nghiệm, thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai
đoạn đầu (thu nhận các thông tin về đối tƣợng cần nghiên cứu) và giai đoạn cuối (xây
dựng và thực hiện các phƣơng án để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả đã rút ra).
Trong phƣơng pháp mơ hình, ở giai đoạn đầu các thơng tin về đối tƣợng gốc
đƣợc thu thập nhờ thí nghiệm. Thơng qua thí nghiệm ta tìm ra các thuộc tính, các mối
quan hệ bản chất của đối tƣợng gốc. Để từ đó xây dựng đƣợc mơ hình phản ánh các
mối quan hệ chính mà ta quan tâm. Khi thao tác với mơ hình, đối với mơ hình vật chất,
phải tiến hành các thí nghiệm thực với nó. Ở giai đoạn cuối, tiến hành thí nghiệm trên
vật gốc, đối chiếu các kết quả thu đƣợc từ mơ hình với các kết quả thu trực tiếp trên vật
gốc. Từ đó ta kiểm tra đƣợc tính đúng đắn và rút ra giới hạn áp dụng của mơ hình.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 9
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
CHƢƠNG 2
CHUẨN KIẾN THỨC KĨ NĂNG TRONG
CHƢƠNG TRÌNH ĐIỆN HỌC LỚP 11 BẬC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG VÀ
HỆ THỐNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM
2.1 Chuẩn kiến thức kĩ năng
2.1.1 Phần Điện học trong chương trình Vật lý 11 Cơ bản
Chƣơng I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƢỜNG.
§1. Điện tích. Định luật Cu-lơng.
§2. Thuyết electron. Định luật bảo tồn điện tích.
§3. Điện trƣờng và cƣờng độ điện trƣờng. Đƣờng sức điện
§4. Cơng của lực điện
§5. Điện thế. Hiệu điện thế.
§6. Tụ điện.
a. Kiến thức
- Nêu đƣợc các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hƣởng ứng).
- Phát biểu đƣợc định luật bảo toàn điện tích.
- Phát biểu đƣợc định luật Cu-lơng và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện
tích điểm.
- Nêu đƣợc các nội dung chính của thuyết electron.
- Nêu đƣợc điện trƣờng tồn tại ở đâu, có tính chất gì.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa cƣờng độ điện trƣờng.
- Nêu đƣợc trƣờng tĩnh điện là trƣờng thế.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trƣờng và nêu
đƣợc đơn vị đo của hiệu điện thế.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 10
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
- Nêu đƣợc mối quan hệ giữa cƣờng độ điện trƣờng đều và hiệu điện thế giữa
hai điểm của điện trƣờng đó. Nhận biết đƣợc đơn vị đo cƣờng độ điện trƣờng.
- Nêu đƣợc nguyên tắc cấu tạo của tụ điện. Nhận dạng đƣợc các tụ điện thƣờng
dùng và nêu đƣợc ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa điện dung của tụ điện và nhận biết đƣợc đơn vị đo
điện dung.
b. Kĩ năng
- Vận dụng đƣợc thuyết electron để giải thích các hiện tƣợng nhiễm điện.
- Vận dụng đƣợc định luật Cu-lông và khác niệm điện trƣờng để giải đƣợc các
bài tập đối với hai điện tích điểm.
Chƣơng II: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI.
§1. Dịng điện khơng đổi. Nguồn điện
§2. Điện năng. Cơng suất điện.
§3. Định luật Ơm đối với tồn mạch.
§4. Ghép các nguồn điện thành bộ.
§5. Phƣơng pháp giải một số bài tốn về tồn mạch.
§6. Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong một pin điện hoá.
a. Kiến thức
- Nêu đƣợc dịng điện khơng đổi là gì, suất điện động của nguồn điện.
- Viết đƣợc cơng thức tính cơng suất của nguồn điện : P = EI.
- Phát biểu đƣợc định luật Ơm đối với tồn mạch.
- Viết đƣợc cơng thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc
nối tiếp, mắc song song.
b. Kĩ năng
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 11
Khoá luận tốt nghiệp
- Vận dụng đƣợc hệ thức
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
hoặc U = E – Ir để giải các bài tập đối với
tồn mạch, trong đó mạch ngồi gồm nhiều nhất là ba điện trở.
- Vận dụng đƣợc cơng thức A = Eit và Png = EI.
- Tính đƣợc hiệu suất của nguồn điện.
- Nhận biết đƣợc, trên sơ đồ và trong thực tế, bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc
song song.
- Tính đƣợc suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn mắc nối tiếp
hoặc mắc song song.
- Tiến hành đƣợc thí nghiệm đo suất điện động & xác định điện trở trong của
một pin.
Chƣơng III: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƢỜNG.
§1. Dịng điện trong kim loại.
§2. Dịng điện trong chất điện phân.
§3. Dịng điện trong chất khí.
§4. Dịng điện trong chân khơng.
§5. Dịng điện trong chất bán dẫn.
§6. Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lƣu của diode bán dẫn và đặc tính
khuếch đại của tranzito.
a. Kiến thức
- Nêu đƣợc điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
- Nêu đƣợc hiện tƣợng nhiệt điện là gì.
- Nêu đƣợc hiện tƣợng siêu dẫn là gì.
- Nêu đƣợc bản chất của dịng điện trong chất điện phân.
- Mô tả đƣợc hiện tƣợng dƣơng cực tan.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 12
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
- Phát biểu đƣợc định luật Fa-ra-day về điện phân và viết đƣợc hệ thức của định
luật này.
- Nêu đƣợc một số ứng dụng của hiện tƣợng điện phân.
- Nêu đƣợc bản chất của dịng điện trong chất khí.
- Nêu đƣợc điều kiện tạo ra tia lửa điện.
- Nêu đƣợc điều kiện tạo ra hồ quang điện và ứng dụng của hồ quang điện.
- Nêu đƣợc điều kiện để có dịng điện trong chân khơng và đặc điểm về chiều
của dịng điện này.
- Nêu đƣợc dịng điện trong chân khơng đƣợc ứng dụng trong các ống phóng
điện tử.
- Nêu đƣợc bản chất của dòng điện trong bán dẫn loại p và bán dẫn loại n.
- Nêu đƣợc cấu tạo của lớp chuyển tiếp p-n và tính chất chỉnh lƣu của nó.
- Nêu đƣợc cấu tạo, công dụng của diode bán dẫn và tranzito.
b. Kĩ năng
- Vận dụng định luật Fa-ra-day để giải đƣợc các bài tập đơn giản về hiện tƣợng
điện phân.
- Tiến hành thí nghiệm để xác định đƣợc tính chất chỉnh lƣu của diode bán dẫn
và đặc tính khuếch đại của tranzito.
2.1.2 Phần Điện học trong chƣơng trình Vật lý 11 Nâng cao.
Phần Điện học trong chƣơng trình Vật lí 11 nâng cao bao gồm phần Điện học
trong chƣơng trình Vật lí 11 cơ bản và bổ sung thêm nội dung sau:
Chƣơng I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƢỜNG.
§1. Bài tập về lực Cu-lơng và điện trƣờng.
§2. Năng lƣợng điện trƣờng.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 13
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
§3. Bài tập về tụ điện.
a. Kiến thức
- Nêu đƣợc điện trƣờng trong tụ điện và mọi điện trƣờng đều mang năng lƣợng.
b. Kĩ năng
- Giải đƣợc bài tập về chuyển động của một điện tích dọc theo đƣờng sức của
một điện trƣờng đều.
Chƣơng II: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI.
§1. Pin và ắcquy.
§2. Điện năng và cơng suất điện. Định luật Jun-Lenxơ
§4. Định luật Ôm với các loại mạch điện. Ghép các nguồn điện thành bộ.
§5. Bài tập về định luật Ơm và cơng suất điện.
a. Kiến thức
- Nêu đƣợc suất điện động của nguồn điện là gì.
- Nêu đƣợc cấu tạo chung của các nguồn điện hố học (pin, ắcquy).
- Viết đƣợc cơng thức tính cơng của nguồn điện: A = Eq = Eit.
b. Kĩ năng
- Nhận biết đƣợc trên sơ đồ và trong thực tế, bộ nguồn măc nối tiếp hoặc song
song đơn giản.
- Tiến hành đƣợc thí nghiệm đo suất điện động và xác định điện trở trong của
một pin.
Chƣơng III: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƢỜNG.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 14
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
§1. Hiện tƣợng nhiệt điện. Hiện tƣợng siêu dẫn.
§2. Dịng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-day.
§3. Bài tập về dịng điện trong kim loại và chất điện phân.
§4. Linh kiện bán dẫn.
a. Kiến thức
- Hiện tƣợng nhiệt điện. Hiện tƣợng siêu dẫn.
- Định luật Fa-ra-day về điện phân và hệ thức.
- Ứng dụng của hiện tƣợng điện phân.
b. Kĩ năng
- Giải đƣợc các bài tập về dòng điện trong kim loại và chất điện phân.
2.2 Các bài thí nghiệm thực hành và biểu diễn ở phần Điện học chƣơng trình Vật
lý lớp 11 bậc THPT.
2.2.1 Các bài thí nghiệm biểu diễn
2.2.2 Các bài thí nghiệm thực hành
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 15
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
CHƢƠNG 3
KHAI THÁC HIỆU QUẢ CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
TRONG PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11 CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ BẬC THPT.
Trong chƣơng này, tơi xin trình bày việc hệ thống hóa các bài thí nghiệm Vật lý
THPT thuộc phần Điện học lớp 11. Đồng thời tơi trình bày một số thí nghiệm tự thiết
kế từ những vật liệu sẵn có, đơn giản nhƣng lý thú và hiệu quả.
3.1. Các bài thí nghiệm phần Điện học trong sách giáo khoa.
3.1.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm khảo sát sự nhiễm điện của vật
3.1.1.1. Mục đích thí nghiệm:
- Quan sát hiện tƣợng nhiễm điện.
- Quan sát sự tƣơng tác giữa các điện tích.
- Phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện.
- Quan sát hình ảnh và tác dụng của điện trƣờng.
3.1.1.2 Dụng cụ thí nghiệm:
- 2 thanh nhựa và 1 mảnh nilông PE.
- 2 cột tua tĩnh điện.
- 2 điện kế tĩnh điện chỉ thị bằng kim.
- 1 máy phát tĩnh điện Uyn-sớt.
- 1 que tiếp điện gồm tay cầm bằng nhựa và thanh đồng.
- 1 giá đỡ gồm: tấm đế, cột thép, khớp nối, tay đỡ.
- 1 sợi dây có móc treo.
- 1 lá thép inox có dây dẫn điện và đầu phích cắm.
- 1 tụ điện khơng khí có hai bản cực thép inox.
- 1 bút thử điện.
- 1 bộ dây dẫn điện (2 dây có 2 mỏ kẹp, 2 dây có một đầu mỏ kẹp, đầu phích cắm).
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 16
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
Hình 1.1 Bộ dụng cụ thí nghiệm phần tĩnh điện học.
3.1.1.3 Cách tiến hành thí nghiệm
a. Quan sát hiện tƣợng nhiễm điện
Thí nghiệm 1.1: Cọ xát một đầu của thanh nhựa A vào mảnh ni lông PE. Lần lƣợt
đƣa đầu thanh nhựa A hoặc mảnh ni lông PE tới gần các sợi dây của cột tua tĩnh điện.
Quan sát thấy các sợi dây của cột tua tĩnh điện bị hút dính vào đầu thanh nhựa A
hoặc mảnh ni lông PE. Nhƣ vậy đầu thanh nhựa A và mảnh ni lông PE đã nhiễm điện.
Thí nghiệm 1.2: Đƣa đầu thanh nhựa A hoặc mảnh ni lông PE đã bị nhiễm điện do
cọ xát tới gần hoặc tiếp xúc với quả cầu kim loại gắn trên điện kế tĩnh điện. Quan sát
thấy kim của điện kế này bị quay lệch khỏi “vị trí khơng”.
a. Quan sát tƣơng tác giữa hai điện tích.
Thí nghiệm 1.3: Cọ xát đồng thời một đầu của mỗi thanh nhựa A và B vào mảnh ni
lông PE để chúng đều nhiễm điện. Sau đó treo thanh nhựa B vào giá đỡ bằng sợi dây
có móc.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 17
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
+ Đƣa đầu thanh nhựa A lại gần đầu thanh nhựa B. Quan sát thấy đầu thanh nhựa A
và đầu thanh nhựa B đẩy nhau.
+ Đƣa mảnh ni lông PE lại gần đầu thanh nhựa B. Quan sát thấy mảnh ni lông PE
và đầu thanh nhựa B hút nhau.
Thí nghiệm 1.4: Vặn tay quay của trục bánh xe chuyển động của máy phát tĩnh
điện Uyn-sớt. Điều chỉnh cán của hai thanh điện cực 1 và 2 để các quả cầu kim loại ở
đầu mỗi thanh điện cực này cách nhau hơn 5 cm.
+ Đặt hai cột tua tĩnh điện sát nhau, rồi dùng hai dây dẫn (có một đầu mỏ kẹp và
một đầu phích cắm) nối chúng với cùng một thanh điện cực. Quay nhẹ máy phát tĩnh
điện Uyn-sớt với tốc độ không quá lớn.
Kết quả quan sát: Các sợi dây của hai cột tua tĩnh điện đẩy nhau ra xa.
Ngừng quay máy. Quan sát thấy các sợi dây của hai cột tua tĩnh điện tiếp tục đẩy
nhau. Khi đó cầm cán của que tiếp điện và đặt thanh đồng của nó tiếp xúc đồng thời
với:
+ Đỉnh của hai cột tua tĩnh điện thì thấy các sợi dây của hai cột tua tĩnh điện vẫn
tiếp tục đẩy nhau.
+ Hai thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt thì thấy các sợi dây của hai
cột tua tĩnh điện không đẩy nhau nữa.
Chú ý: Muốn không bị điện giật khi chạm vào máy phát tĩnh điện Uyn-sớt thì sau mỗi
lần sử dụng máy, phải nhớ cầm cán của que tiếp điện và đặt thanh đồng của nó tiếp xúc
đồng thời với hai thanh điện cực của máy để trung hịa các điện tích trái dấu cịn tích
lại trên các thanh điện cực này.
Cũng có thể kiểm tra lại bằng bút thử điện: Cầm cán của bút này và chạm ngón
tay vào chiếc móc cài bút, đƣa đầu bút tiếp xúc với các thanh điện cực của máy phát
tĩnh điện neon trong thân bút sẽ phát sáng màu đỏ.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 18
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
+ Đặt hai cột tua tĩnh điện cách nhau 5cm đến 10cm. Nối mỗi cột tua tĩnh điện với
một thanh điện cực khác nhau. Quay nhẹ máy phát tĩnh điện Uyn-sớt với tốc độ không
quá lớn. Quan sát thấy các sợi dây của hai tua tĩnh điện hút dính nhau.
Ngừng quay máy. Quan sát thấy các sợi dây của hai cột tua tĩnh điện tiếp tục hút
nhau. Khi đó cầm cán của que tiếp điện và đặt thanh đồng của nó đồng thời chạm vào
đỉnh của hai cột tua tĩnh điện hoặc chạm vào hai thanh điện cực của máy phát tĩnh điện
Uyn-sớt thì thấy các sợi dây của hai cột tua tĩnh điện khơng hút dính vào nhau nữa.
Thí nghiệm 1.5: Đặt hai điện kế tĩnh điện cách nhau khoảng 10cm đến 15cm.
Điều chỉnh cán của hai thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt để các quả cầu
kim loại ở dầu hai thanh điện cực này cách nhau hơn 5cm. Dùng hai dây dẫn (có hai
đầu mỏ kẹp) nối hai điện kế tĩnh điện với cùng một thanh điện cực của máy phát tĩnh
điện Uyn-sớt. Quay nhẹ máy phát tĩnh điện Uyn-sớt với tốc độ không lớn. Quan sát
thấy kim của hai điện kế tĩnh điện đều bị lệch khỏi “vị trí khơng”.
Ngừng quay máy. Quan sát thấy kim của hai điện kế tĩnh điện vẫn lệch khỏi “vị
trí khơng”. Khi đó cầm cán của que tiếp điện và đặt thanh đồng của nó lần lƣợt tiếp xúc
đồng thời:
- Với đỉnh của hai điện kế tĩnh điện thì thấy kim của hai điện kế tĩnh điện vẫn lệch
khỏi “vị trí không”.
- Với hai thanh điện cực của máy phát tĩnh điện thì thấy kim của hai điện kế tĩnh
điện lập tức quay về “vị trí khơng”.
c. Phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện
Thí nghiệm 1.6: Điều chỉnh cán của hai thanh điện cực 1 và 2 của máy phát tĩnh
điện Uyn-sớt để các quả cầu kim loại ở đầu hai thanh điện cực này cách nhau hơn 5
cm. Đặt hai điện kế tĩnh điện cách nhau khoảng 50cm. Dùng hai dây dẫn (có hai đầu
mỏ kẹp) mắc nối tiếp một thanh điện cực của máy phát tĩnh điện với điện kế tĩnh điện
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 19
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
thứ nhất và thanh đồng của que tiếp điện. Quay nhẹ máy phát tĩnh điện để kim của điện
kế tĩnh điện thứ nhất lệch gần hết thang đo. Sau đó ngừng quay máy.
- Cầm cán của que tiếp điện và đƣa thanh đồng của nó tiếp xúc với quả cầu kim loại
gắn trên đỉnh của điện kế tĩnh điện thứ hai. Quan sát thấy kim của điện kế thứ hai cũng
bị quay lệch khỏi “vị trí khơng”.
Nhƣ vậy điện tích từ thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt đã truyền qua
thanh đồng tới điện kế tĩnh điện thứ hai: thanh đồng là vật dẫn điện.
- Nếu đƣa cán nhựa của que tiếp điện tới tiếp xúc với quả cầu kim loại gắn trên đỉnh
của điện kế tĩnh điện thứ hai thì kim của điện kế này không bị quay lệch khỏi “vị trí
khơng”. Nhƣ vậy điện tích từ thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt đã không
truyền qua thanh nhựa tới điện kế tĩnh điện thứ hai: Thanh nhựa là vật cách điện.
Thí nghiệm 1.7: Làm lại thí nghiệm 6 bằng cách dùng hai cột tua tĩnh điện thay thế
hai điện kế tĩnh điện. Mô tả hiện tƣợng quan sát đƣợc.
d. Quan sát hình ảnh và tác dụng của điện trƣờng
Thí nghiệm 1.8: Quan sát hình ảnh của điện trƣờng
- Dùng dây dẫn (có một đầu mỏ kẹp, một đầu phích cắm) nối cột tua tĩnh điện với
một thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt. quay nhẹ máy phát tĩnh điện Uynsớt với tốc độ không quá lớn. Quan sát thấy các sợi dây của cột tua tĩnh điện bị xịe ra
theo hình nan quạt và cho ta một phần hình ảnh của đƣờng sức điện trƣờng gây bởi một
điểm tích.
- Thực hiện lại thí nghiệm 4 ta quan sát thấy một phần hình ảnh của đƣờng sức điện
trƣờng gây bởi hai điểm tích cùng dấu hoặc gây bởi hai điểm tích trái dấu.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 20
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
Thí nghiệm 1.9: Nối hai thanh điện cực của máy phát tĩnh điện Uyn-sớt với hai bản
cực thép inox của tụ điện không khí bằng hai dây dẫn (có một đầu mỏ kẹp, một đầu
phích cắm).
Treo một dây dẫn có một đầu nối với hai bản cực thép inox mỏng và một đầu có
phích cắm vào thanh ngang của giá đỡ. Dịch chuyển lên xuống và xoay nhẹ đầu phích
cắm để điều chỉnh cho lá thép inox nằm trong khoảng giữa hai bản cực của tụ điện và
song song với hai bản cực này.
Dùng một dây dẫn (có hai đầu mỏ kẹp) nối lỗ phích cắm của lá thép inox với lỗ
phích cắm của một trong hai bản cực tụ điện. Quay nhẹ máy phát tĩnh điện Uyn-sớt với
tốc độ không quá lớn để hai bản cực của tụ điện tích điện trái dấu và tạo ra một điện
trƣờng giữa hai bản cực của tụ điện.
Kết quả: Lá thép mỏng bị hút mạnh về phía bản cực của tụ điện khơng nối với nó.
3.1.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm quan sát điện phổ của các đƣờng sức.
3.1.2.1 Mục đích thí nghiệm
- Quan sát đƣợc từ phổ để vẽ các đƣờng sức từ.
- Hiểu đƣợc ý nghĩa của đƣờng sức điện và các tính chất của đƣờng sức điện.
3.1.2.2 Dụng cụ thí nghiệm
- Bộ dụng cụ thí nghiệm khảo sát gồm ống dây và vịng dây.
- Dây nối.
- Nguồn điện.
3.1.2.3 Cách tiến hành thí nghiệm
- Bố trí thí nghiệm: Dùng dây nối nối nguồn với bộ dụng cụ khảo sát thí nghiệm,
tiến hành thí nghiệm lần lƣợt với vòng dây rồi đến ống dây.
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 21
Khoá luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
- Cắm dây nguồn vào ổ cắm điện.
- Bật công tắc của nguồn điện và quan sát hiện tƣợng.
3.1.2.4 Kết quả quan sát:
Hình 2.14. Hình ảnh đƣờng sức điện trƣờng
3.1.2.5 Nhận xét:
- Các mạt sắt xếp thành các đƣờng không cắt nhau.
3.1.2.6 Kết luận:
- Các đƣờng sức điện trƣờng là các đƣờng cong khơng kín. Nơi nào có các
đƣờng sức dày hơn thì cƣờng độ điện trƣờng ở đó lớn hơn, nơi nào có các đƣờng sức
thƣa hơn thì nơi đó có cƣờng độ điện trƣờng nhỏ hơn.
3.1.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về điện thế ở mặt ngoài của vật dẫn.
3.1.3.1 Mục đích thí nghiệm:
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 22
Khố luận tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Nhật Quang
- Thí nghiệm chứng minh đƣợc điện thế tại mọi điểm trên mặt ngồi của vật dẫn
đều có giá trị nhƣ nhau.
3.1.3.2 Dụng cụ thí nghiệm:
- Vật dẫn nhiễm điện.
- Quả cầu thử bằng kim loại.
- Tay cầm bằng nhựa (nối với quả cầu).
- Tĩnh điện kế.
- Dây nối quả cầu với tĩnh điện kế.
3.1.3.3 Cách tiến hành thí nghiệm:
- Nối núm kim loại của cần tĩnh điện kế với quả cầu thử.
- Di chuyển quả cầu thử đến nhiều điểm khác nhau trên mặt vật nhiễm điện.
- Quan sát góc lệch của tĩnh điện kế.
3.1.3.4 Kết quả:
- Quan sát hiện tƣợng, ta thấy đƣợc góc lệch của kim tĩnh điện kế là bằng nhau
tại mọi vị trí nằm ở mặt ngồi của vật dẫn.
3.1.3.5 Nhận xét:
- Từ kết quả quan sát đƣợc ta có thể thấy: Điện thế tại các điểm đƣợc khảo sát
rên mặt ngồi vật dẫn đều có giá trị bằng nhau.
3.1.3.6 Kết luận:
- Điện thế tại mọi điểm trên mặt ngồi vật dẫn thì có giá trị bằng nhau.
3.1.4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về sự phân bố điện tích ở mặt ngồi của vật dẫn
a. 3.1.4.1 Mục đích thí nghiệm:
SVTH: Trần Thị Hồng Ân
Trang 23
