Xây dựng video clip thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều với dao động kí điện tử và nghiên cứu sử dụng vào dạy học chương dòng điện xoay chiều vật lý 12 THPT ban KHTN

PHẦN MỘT
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, ở nước ta việc đổi mới giáo dục diễn ra rất
sơi động. Sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại đất nước đòi hỏi ngành giáo
dục phải đổi mới mạnh mẽ nội dung, chương trình và phương pháp dạy học.
Trong đó đổi mới phương pháp có vai trị đặc biệt quan trọng, góp phần nâng
cao hiệu quả của quá trình dạy học.
Đổi mới phương pháp dạy học phải theo hướng tích cực hố hoạt động
nhận thức của học sinh, đặt học sinh vào vị trí trung tâm, giúp các em phát
huy tính tích cực, chủ động sáng tạo. Muốn vậy phải áp dụng phương pháp
dạy học tiên tiến, phương pháp dạy học hiện đại vào dạy học để tăng tích trực
quan, tạo động cơ hứng thú nhu cầu nhận thức của học sinh.
Do đặc thù của Vật lý học, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật
lý là khơng thể thiếu để đạt được mục đích trên. Ở chương “Dòng điện xoay
chiều”-Vật lý 12, DĐKĐT được sử dụng như một phương tiện dạy học đa
chức năng, có tác dụng trực quan hóa các q trình trừu tượng, biến đổi
nhanh…và bộ thí nghiệm “khảo sát mạch điện xoay chiều với DĐKĐT” đã
góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.
Tuy nhiên, qua thực tiễn triển khai sử dụng đã gặp một số khó khăn như:
- Bộ thí nghiệm với DĐKĐT khá đắt, nhiều trường phổ thông chưa thể đầu tư.
- Khi triển khai thí nghiệm thực thường xảy ra các trục trặc khó lường do thời tiết.
- Thí nghiệm khá phức tạp, mất nhiều thời gian, ảnh hưởng đến tiến độ
dạy học.
Phim giáo khoa với tư cách là phương tiện dạy học trực quan, phát huy
các chức năng nhận thức và chức năng lý luận dạy học. Phim giáo khoa kết
hợp với thuyết minh của giáo viên có thể được sử dụng trong tất cả các giai
đoạn của q trình dạy học với nhiều mục đích khác nhau. Nếu biết xây dựng,

1

khai thác, sử dụng đảm bảo về mặt khoa học và sư phạm sẽ mang lại hiệu quả
cao trong quá trình dạy học.
Năm học 2008-2009 là năm ứng dụng cơng nghệ thông tin trong nhà
trường, việc thiết kế các bài giảng điện tử đươc đa số các giáo viên quan tâm.
Phim thí nghiệm là cơ sở dữ liệu cần thiết cho bài giảng điện tử, là sự kết hợp
giữa phương tiện truyền thống và hiện đại, tăng cường nguyên tắc trực quan
trong dạy học, lại đảm bảo học sinh dễ quan sát các hiện tượng quá trình Vật
lý trừu tượng.
Vì những lí do trên mà tơi chọn đề tài “Xây dựng video clip thí nghiệm
“Khảo sát mạch điện xoay chiều với DĐKĐT” và nghiên cứu sử dụng vào dạy
học chương “Dòng điện xoay chiều -Vật lý 12 THPT-Ban KHTN”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng những clip thí nghiệm “Khảo sát mạch điện xoay chiều với
DĐKĐT”, nghiên cứu sử dụng các clip xây dựng được vào dạy học chương
“Dòng điện xoay chiều -Vật lý 12 THPT-Ban KHTN”, góp phần nâng cao
chất lượng dạy học Vật lý ở trường phổ thông.
3. Giả thuyết nghiên cứu
Sử dụng video clip thí nghiệm “Khảo sát mạch điện xoay chiều với
DĐKĐT” vào dạy học chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12 sẽ góp phần
nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học Vật lý ở trường phổ thông.
4. Đối tượng nghiên cứu
- PTDH vật lý ở trường phổ thông.
- Phim giáo khoa với chức năng là PTDH Vật lý ở trường phổ thông.
- Nội dung, quá trình dạy học dùng video clip thí nghiệm “Khảo sát mạch
điện xoay chiều với DĐKĐT” trong chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý
12-Ban KHTN.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu PTDH trong dạy học Vật lý ở trường phổ thơng.
- Tìm hiểu chức năng phim giáo khoa như một phương tiện dạy học.

2


- Nghiên cứu chương trình Vật lý 12THPT-Ban KHTN, chương “Dịng điện
xoay chiều”.
- Lắp ráp và thực hiện các thí nghiệm từ bộ thí nghiệm “Khảo sát mạch điện
xoay chiều với DĐKĐT”.
- Xây dựng các video clip thí nghiệm “Khảo sát mạch điện xoay chiều với
DĐKĐT”.
- Nghiên cứu các phương án sử dụng phim đã xây dựng dạy học một số nội
dung thuộc chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12-Ban KHTN.
- Tiến hành đánh giá sản phẩm luận văn.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết: đọc, tổng hợp các tài liệu lý luận dạy học Vật lý về
phương tiện và phương pháp dạy học.
- Nghiên cứu thực nghiệm: thực nghiệm Vật lý: tiến hành các thí nghiệm từ bộ
thí nghiệm “Khảo sát mạch điện xoay chiều với DĐKĐT” và quay phim.
- Phương pháp điều tra.
7. Kết quả đạt được
Phần một: Mở đầu
Phần hai: Nội dung
Chương 1. Cơ sở khoa học của việc xây dựng và sử dụng phim thí nghiệm
vào dạy học Vật lý ở trường THPT
Chương 2. Xây dựng video clip thí nghiệm với bộ thí nghiệm “Khảo sát mạch
điện xoay chiều với DĐKĐT” và đề xuất các phương án sử dụng vào dạy học
chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12-ban KHTN
Chương 3: Đánh giá sản phẩm

3

PHẦN HAI. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHIM
THÍ NGHIỆM VÀO DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT
1.1. Phương tiện dạy học Vật lý ở trường phổ thông
1.1.1. Khái niệm và phân loại
Hiện nay có nhiều cách định nghĩa về PTDH:
- PTDH là các phương tiện vật chất do giáo viên và học sinh sử đụng dưới sự
chỉ đạo của giáo viên trong quá trình dạy học, nhằm tạo những điều kiện cần
thiết để đạt được mục đích dạy học [5].
- PTDH bao gồm mọi thiết bị kĩ thuật từ đơn giản đến phức tạp được dùng
trong quá trình dạy học để dễ dàng trong sự truyền đạt và lĩnh hội kiến thức,
kĩ năng, kĩ xảo [5].
- Là các dụng cụ mà thầy giáo và học sinh sử dụng trực tiếp trong quá trình
dạy học. Bao gồm các thiết bị dạy học, phịng dạy học, phịng thí nghiệm, bàn
ghế và các thiết bị kĩ thuật [7].
PTDH Vật lý rất đa dạng, phong phú và có nhiều cách phân loại. Dựa
vào lịch sử phát triển thì PTDH Vật lý được chia làm 2 loại [5]:
- Các PTDH truyền thống:
+ Các vật thật trong đời sống và kỹ thuật.
+ Các thiết bị thí nghiệm dùng để tiến hành các thí nghiệm của giáo viên và
học sinh.
+ Các mơ hình vật chất.
+ Bảng.
+ Tranh ảnh và hình vẽ sẵn.
+ Các tài liệu in: sách giáo khoa, sách bài tập, sách hướng dẫn thí nghiệm, các
tài liệu tham khảo khác.

4

- Các PHDH hiện đại.
PTDH hiện đại hay còn gọi là các phương tiện nghe nhìn là các PTDH
được sử dụng dưới sự hỗ trợ của máy móc kỹ thuật, được hình thành cùng với
sự phát triển của khoa học kỹ thuật.
Trong những năm gần đây, PTDH hiện đại càng thâm nhập và được sử
dụng rộng rãi trong dạy học Vật lý:
+ DĐKĐT.
+ Máy chiếu.
+ Phim đèn chiếu.
+ Máy vi tính và các phần mềm chuyên dụng.
+ Phim video.
1.1.2. Chức năng của PTDH trong dạy học Vật lý
Tổng quát: tạo điều kiện để học sinh nắm vững kiến thức khoa học bộ
mơn, hình thành, phát triển năng lực nhận thức và hình thành nhân cách [3].
Ta xem xét đồng thời chức năng của PTDH theo quan điểm của lý luận
dạy học và lý luận nhận thức [5].
a. Chức năng của PTDH theo quan điểm của lý luận dạy học
PTDH được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học
 Củng cố kiến thức xuất phát, tạo động cơ hứng thú nhu cầu nhận thức.
 Xây dựng kiến thức kĩ năng mới.
 Củng cố, vận dụng kiến thức.
 Tổng kết hệ thống hoá kiến thức.
 Kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng.
-

Sử dụng PTDH để củng cố kiến thức xuất phát, tạo động cơ hứng thú
nhu cầu nhận thức.

+ Có thể sử dụng SGK để học sinh củng cố kiến thức xuất phát (trả lời các
câu hỏi, làm các bài tập đơn giản…).
+ Có thể sử dụng các thí nghiệm đơn giản có tính chất nghịch lí để tạo tình
huống có vấn đề, kích thích tính tò mò, tạo hứng thú nhận thức cho học sinh.
5


- Sử dụng PTDH để hình thành kiến thức kĩ năng mới.
+ Sử dụng các thiết bị: thiết bị thí nghiệm, mơ hình, sách giáo khoa, phim học
tập, các phần mềm máy vi tính…để cung cấp các tư liệu thực nghiệm, cung
cấp cho học sinh những kiến thức mới, đồng thời giúp học sinh biết cách xây
dựng kiến thức mới.
+ Sử dụng thí nghiệm thực hành ngay trong khâu nghiên cứu tài liệu mới để
tăng cường tính tự lực, rèn luyện kĩ năng của học sinh.
- Sử dụng PTDH để củng cố, vận dụng kiến thức, kĩ năng của học sinh.
+ Máy vi tính và các phần mềm tự ơn tập là phương tiện rất hữu hiệu giúp học
sinh củng cố ôn tập củng cố kiến thức.
+ Các thiết bị thí nghiệm thực hành có thể giúp học sinh vừa củng cố kiến
thức vừa củng cố kĩ năng.
- Sử dụng PTDH để tổng kết hệ thống hoá kiến thức.
+ Nội dung mà giáo viên trình bày trên bảng giúp học sinh có thể ơn tập, củng
cố nội dung của tồn bài, từ đó có thể hệ thống hố kiến thức vừa học.
+ Máy vi tính cùng với các phần mềm hỗ trợ là phương tiện tất hiệu quả giúp
học sinh tổng kết hệ thống hoá kiến thức một cách hiệu quả.
- Sử dụng PTDH để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh.
Ngày nay, nhờ máy vi tính mà việc kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học
sinh trở nên thuận tiện,nhanh chóng, chính xác và khách quan hơn.
Như vậy xét theo quan điểm của lí luận dạy học, PTDH giúp nâng cao
chất lượng của quá trình dạy học. Tuy nhiên hiệu quả của mỗi PTDH còn phụ
thuộc vào phương pháp sử dụng nó trong giờ học. PTDH phải là “chỗ dựa bên

ngoài cho hành động bên trong”. Sử dụng PTDH phải làm sao huy động mức
tự giác cao nhất của học sinh. Muốn vậy người giáo viên phải có kế hoạch và
thời điểm sử dụng PTDH một cách hợp lí.
b. Xét theo quan điểm của lí luận nhận thức
Theo quan điểm của tâm lí học học tập, hoạt động nhận thức của học
sinh trong quá trình học tập có thể diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau:
6


- Bình diện hành động đối tượng-thực tiễn.
- Bình diện trực quan trực tiếp.
- Bình diện trực quan gián tiếp.
- Bình diện nhận thức khái niệm ngơn ngữ.
Học sinh có thể nắm vững, sâu sắc, chính xác, bền vững và vận dụng
được các kiến thức nếu như trong quá trình học tập, hoạt động nhận thức của
học sinh diễn ra trên nhiều hình thức khác nhau.
Và việc sử dụng PTDH tạo điều kiện cho quá trình nhận thức của học
sinh trên tất cả các bình diện.
- PTDH tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của học sinh trên bình diện
hành động đối tượng thực tiễn (quá trình tác động lên đối tượng- thực tiễn).
PTDH có thể được sử dụng là: các thí nghiệm của học sinh với các thiết
bị thí nghiệm…
- PTDH tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của học sinh trên bình diện
trực quan trực tiếp (dựa trên sự tri giác trực tiếp các sự kiện cảm tính cụ thể).
PTDH có thể sử dụng là: các vật thật, các bức ảnh chụp, thí nghiệm của
giáo viên, phim học tập quay các ảnh thật…
- PTDH cũng tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của học sinh trên bình
diện trực quan gián tiếp (dựa trên các biểu tượng về các sự kiện cảm tính-cụ
thể mà học sinh đã tri giác trực tiếp trước đó hoặc dựa trên sự trừu tượng hóa
các sự kiện).

PTDH có thể sử dụng là: các thí nghiệm mơ hình, phim hoạt họa, các
phần mềm máy tính mơ phỏng các hiện tượng q trình Vật lý, mơ hình vật chất.
- Đối với bình diện nhận thức khái niệm ngôn ngữ (hoạt động nhận thức được
tiến hành chỉ trên khái niệm, các kết luận khái quát).
Các PTDH tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức trên bình diện này
là: sách giáo khoa, sách tham khảo, phần mềm máy vi tính dành cho việc ơn
tập…

7


Từ sự phân tích chức năng của phương tiện dạy học theo quan điểm
của tâm lí học nhận thức dẫn tới kết luận: cần sử dụng phối hợp các PTDH
trong quá trình dạy học Vật lý, tạo điều kiện cho hoạt động nhận thức của học
sinh diễn ra trên nhiều bình diện khác nhau nhằm nâng cao chất lượng nắm
vững kiến thức của học sinh.
Như vậy, dù xét theo quan điểm nào thì PTDH cũng có vai trị hết sức
quan trọng góp phần hồn thành mục tiêu dạy học. Tuy nhiên, để đảm bảo sử
dụng có hiệu quả PTDH cần có phương pháp hợp lí, khoa học.
1.1.3. Một số định hướng chung về phương pháp và nguyên tắc sử dụng
phương tiện dạy học Vật lý
Một số định hướng chung về phương pháp cho việc sử dụng PTDH
Vật lý ở trường phổ thông [5]:
- Sử dụng phối hợp các PTDH trên các bình diện khác nhau của hoạt động
nhận thức ở các khâu của quá trình dạy học.
- Gắn việc sử dụng PTDH với các hoạt động trí tuệ-thực tiễn của học sinh tạo
ra các kích thích cơ học, âm học, quang học… với mối tương quan phù hợp
trong quá trình thu nhận và chế biến thông tin của học sinh, kích thích sự
tranh luận tích cực của học sinh đối với đối tượng nhận thức.
- Sử dụng PTDH trong quá trình hình thành và vận dụng kiến thức phải làm

sáng rõ tính biện chứng giữa cái chung và cái riêng, cái giống nhau và cái
khác nhau của hiện tượng, quá trình Vật lý.
- Sử dụng PTDH phải góp phần làm tăng tính chính xác và tính hệ thống của
các kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội.
Bên cạnh đó giáo viên cần sử dụng và hướng dẫn học sinh sử dụng
PTDH đúng nguyên tắc và đảm bảo yêu cầu [3].
Nguyên tắc sử dụng PTDH: “đúng lúc, đúng chỗ và đúng cường độ”:
- Sử dụng PTDH đúng lúc: PTDH cần được đưa vào đúng lúc, vừa phải phù
hợp với trạng thái tâm lí học sinh (kích thích tính tị mị của các em) vừa phải
phù hợp với nội dung và phương pháp của bài giảng.
8


Cần lưu ý, PTDH phải được đưa ra và cất dấu đúng lúc để không làm
phân tán tư tưởng của học sinh tiếp tục nghe giảng.
- Sử dụng PTDH đúng chỗ: vị trí bố trí PTDH phải đảm bảo cho cả lớp có thể
quan sát rõ ràng, giúp học sinh có thể kết hợp nhiều giác quan để tiếp thu bài
giảng. Đảm bảo các yêu cầu chung và riêng của PTDH về phương diện chiếu
sáng, thơng gió và các u cầu kĩ thuật khác. Các phương tiện dạy học phải để
ở vị trí an tồn tuyệt đối cho cả giáo viên và học sinh.
- Sử dụng PTDH đúng cường độ: cần sử dụng PTDH với cường độ hợp lí.
Tránh tạo cho học sinh cảm giác nhàm chán hoặc hụt hẫng (vì sử dụng quá
dài hoặc quá ngắn một loại PTDH trong một bài giảng).
1.2. Phim học tập
1.2.1. Các loai phim học tập
- Phim đèn chiếu.
- Phim chiếu bóng
- Phim vơ tuyến truyền hình
- Phim trên băng video
Trong những năm gần đây việc sử dụng băng video ngày càng rộng rãi

trong dạy học Vật lý ở trường phổ thơng, vì những lí do:
+ Việc sử dụng máy thu và phát băng hình dễ dàng hơn so với việc sử dụng
máy quay phim nhựa, giá thành cuốn băng cũng rẻ hơn. Vì vậy giáo viên cũng
có thể tự quay (tự sản xuất) băng hình hoặc có thể sao băng. Do hai thiết bị
này có chế độ làm cho hình đứng n nên các giai đoạn trong hiện tượng vật
lý cần nghiên cứu có thể dừng lại ở bất kì thời điểm nào, tạo điều kiện cho
học sinh quan sát rõ hiện tượng.
+ Máy vi tính đã được trang bị ở các trường phổ thơng. Nội dung các cuốn
băng video ghi hình các q trình vật lý thực cũng có thể được phân tích nhờ
một số thiết bị ghép nối với máy vi tính và phần mềm tương ứng, tạo thuận
lợi hơn trong việc nghiên cứu các quá trình vật lý.

9


1.2.2. Các trường hợp cần thiết sử dụng phim học tập
Các loại phim học tập nói trên thường được sử dụng trong các trường
hợp sau [4]:
- Khi nghiên cứu các đề tài khơng thể làm thí nghiệm, mặc dù đó là các thí
nghiệm rất đơn bản, do thiết bị thí nghiệm cần sử dụng cồng kềnh, phức tạp,
đắt tiền, không an toàn.
- Khi nghiên cứu các đối tượng, hiện tượng vật lý không thể quan sát, đo đạc
trực tiếp được do chúng quá nhỏ hoặc quá to.
- Khi nghiên cứu các quá trình vật lý diễn ra quá nhanh (sự biến dạng của 2
quả cầu trong sự va chạm đàn hồi của chúng, sự rơi tự do…), hoặc những quá
trình vật lý diễn ra quá chậm (hiện tượng khuếch tán trong các vật rắn…).
Thí nghiệm giáo khoa bất lực đối với việc trình bày các thí nghiệm này,
trong khi phim học tập với kỹ thuật “co, giãn” thời gian sẽ đưa đến học sinh
những khả năng quan sát rất có hiệu quả [2].
- Khi nghiên cứu các hiện tượng diễn ra ở những nơi, những thời điểm không

thể đến quan sát trực tiếp được (sự hình thành dải Plasma, động đất…) người
ta có thể sử dụng các phim đèn chiếu về các nội dung này.
- Khi nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý (nguyên tắc hoạt động, cấu
tạo các máy đo, các máy phức tạp, các dây chuyền sản xuất, nguyên tắc hoạt
động của nhà may thuỷ điện, nhà máy nguyên tử…). người ta cũng sử dụng
phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim trên vơ tuyến truyền hình bằng cách
đưa thêm dàn các chi tiết vào hình vẽ, sẽ chỉ ra được trên phim đèn chiếu,
phim chiếu bóng (phim hoạt hình) sự chuyển từ sơ đồ ngun lý sang thiết kế
cụ thể máy móc tương ứng.
- Các loại phim học tập cũng còn được sử dụng khi trình bày lịch sử phát triển của
một vấn đề vật lý, một phát minh khoa học và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật.
1.2.3. Lợi ích của việc sử dụng phim học tập trong học tập Vật lý
- Phim học tâp giúp thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học, xố bỏ những hạn
hẹp về mặt khơng gian của lớp học, về mặt thời gian của giờ học.
10


- Nhờ cuốn phim được quay trước, học sinh quan sát với tốc độ mong muốn
hoặc có thể làm dừng lại các hình ảnh, học sinh quan sát được rõ ràng các
hiện tượng, q trình vật lý đã được phóng đại hoặc thu nhỏ một cách tối ưu,
làm cho học sinh có những biêủ tượng đúng đắn về chúng.
- Việc sử dụng các khả năng của sự đồ hoạ (đánh dấu, đóng khung, tơ màu, sơ
đồ, đồ thị,…) kết hợp hài hồ với các tín hiệu âm thanh và sự thuyết minh
không những tạo ở học sinh những biểu tượng tốt hơn về đối tượng nghiên
cứu mà còn làm tăng tính trực quan và hiệu quả xúc cảm của PTDH.
- Phim học tập có thể sử dụng ở tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học.
- Phim học tập có thể sử dụng trong lớp học hoặc ngồi lớp học, trong và
ngồi giờ học chính khố.
1.2.4. Phương pháp sử dụng phim học tập trong DHVL
- Giáo viên cần căn cứ vào mục đích sử dụng, nội dung cuốn phim để định ra

những biện pháp sư phạm thích hợp nhằm làm tăng hiệu quả của cuốn phim
đối với học sinh.
- Các giai đoạn làm việc chủ yếu với phim học tập:
+ Giao cho học sinh nhiệm vụ ôn tập ở nhà những kiến thức cần thiết để có
thể hiểu được nội dung phim.
+ Nêu mục đích sử dụng phim nhằm đặt học sinh ở tâm thế chờ đợi tích cực,
khêu gợi tính tị mị nhận thức.
+ Trước khi chiếu phim, để định hướng sự chú ý của học sinh vào những nội
dung cơ bản của cuốn phim, giáo viên cần giao cho học sinh những câu hỏi
mà học sinh cần trả lời được sau khi xem phim.
1.3. Kết luận chương 1
Trong chương này tơi đã trình bày được cơ sở khoa học của việc sử
dụng video clip thí nghiệm như một PTDH trong DHVL ở trường PT.
Đây sẽ là cơ sở khoa học để xây dựng video clip thí nghiệm “khảo sát
mạch điện xoay chiều với DĐKĐT” và đề xuất phương án sử dụng vào dạy
học chương “dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12-ban KHTN.
11


CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG VIDEO CLIP THÍ NGHIỆM “KHẢO SÁT MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU VỚI DAO ĐỘNG KÍ ĐIỆN TỬ” VÀ ĐỀ
XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG
“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”-VẬT LÝ 12-BAN KHTN
2.1. Đặc điểm chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12 THPT-Ban KHTN
“Dòng điện xoay chiều” là chương thứ năm trong SGK Vật lý 12-Ban
KHTN, các kiến thức của chương có tính ứng dụng cao, có thể khai thác nội
dung dạy học để giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh.
Chương này xét lần lượt các khái niệm về dòng điện xoay chiều và các
đại lượng liên quan, các tác dụng và các ứng dụng cơ bản của dịng điện xoay

chiều. Chương có một số khái niệm và q trình Vật lý trừu tượng mà các thí
nghiệm truyền thống khơng thể thực hiện trực quan được. Thí dụ như hiệu
điện thế dao động điều hoà, độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp
hai đầu các loại đoạn mạch…
Chương “Dòng điện xoay chiều” đề cập đến ba mảng kiến thức sau:
- Đặc điểm của dòng điện xoay chiều.
- Sản xuất điện năng.
- Truyền tải và sử dụng điện năng.

12


Sơ đồ cấu trúc của chương như sau:Hình 2.1. Grap chương “Dòng điện xoay chiều”-Vật lý 12-Ban
KHTN


2.2. Xây dựng các video clip thí nghiệm với bộ thí nghiệm “Khảo sát
mạch điện xoay chiều với dao động kí điện tử”
2.2.1. Giới thiệu thiết bị
Bộ thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều RLC với DĐKĐT bao
gồm các thiết bị sau:
a. DĐKĐT hai chùm tia (Hình 2.2)
Hinh 2.2. DĐKĐT hai chùm tia


D

DĐKĐT là thiết bị đo lường đa chức năng, hiển thị kết quả đo dưới
dạng đồ thị trên màn hình để quan sát bằng mắt thường. Nhờ DĐKĐT ta có
thể quan sát được dạng tín hiệu đưa vào, đo trực tiếp được chu kỳ và biên

độ tín hiệu.
DĐKĐT hai chùm tia bao gồm các nút điều khiển chính sau:
(1) POWER: cơng tắc nguồn.
(2) CH1: lối vào của tín hiệu 1
(3) CH2: lối vào của tín hiệu 2.
(4) VOLS/DIV: điều chỉnh thang đo biên độ.
(5) TIMES/DIV: điều chỉnh thang đo thời gian.
(6) DUEL: chọn chế độ đo hai kênh.

b. Máy phát âm tần.(Hình 2.3)


Hình 2.3. Máy phát phát âm tần


Hình 2.3 là máy phát âm tần do hảng Leybold sản xuất, máy cung
cấp hiệu điện thế xoay chiều tần số tối đa 20KHz, biên độ tối đa 6 V.
c. Linh kiện, bảng cắm A4 và các dây nối (ảnh 3)
Các linh kiện gồm:
- Các điện trở 1 Ω , 10 Ω , 100 Ω .
- Các tụ điện 1 µF , 4.7 µF , 10 µF .
- Các cuộn dây L1 500 vòng, L2 1000 vòng.


Hình 2.4. Linh kiện, bảng cắm A4 và các dây nối


2.2.2. Xây dựng các video clip thí nghiệm với bộ thí nghiệm “Khảo sát
mạch điện xoay chiều với dao động kí điện tử”
2.2.2.1. Thí nghiệm 1: Trực quan hóa hiệu điện thế dao động điều hịa.

a. Mục đích thí nghiệm
Trực quan hố hình dạng của hiệu điện thế dao động điều hồ bằng
DĐKĐT.
b. Dụng cụ thí nghiệm
- DĐKĐT.
- Máy phát âm tần.
c. Tiến hành thí nghiệm
- Đưa phích cắm của nguồn phát vào hai lỗ của ổ cắm điện. Lúc này hiệu
điện thế từ mạng điện đưa vào máy phát âm tần đã được giảm xuống (vào
cỡ 6V). Dùng một kênh của
DĐKĐT nối với đầu ra của
nguồn phát (Hình 2.5).
- Khởi động DĐKĐT


- Điều chỉnh các núm trên DĐKĐT (Volt/Div, Time/Div…) để dạng của tín
hiệu là rõ nhất.
Trên màn hình của DĐKĐT ta thu được dạng của hiệu điện thế
đưa vào.
d. Kết quả thí nghiệm.
Như vậy, hiệu điện thế xoay chiều đưa vào là hiệu điện thế dao động
điều hoà (hiệu điện thế xoay chiều) được mô tả bởi một đường cong dạng
Sin (hoặc Cos).
e. Kết quả xây dựng clip thí nghiệm 1
Video clip thí nghiệm 1 dài 0 phút 50 giây, hình ảnh rõ ràng, sắc nét,
âm thanh phù hợp, đảm bảo tính trực quan. (Xem clip thí nghiệm 1 trong
đĩa CD đính kèm luận văn-phụ lục 3)
f. Gợi ý vận dụng dạy học
Thí nghiệm này có thể được sử dụng khi dạy bài 26 “Dòng điện xoay
chiều. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần”. Thời điểm sử dụng:

sau khi đưa ra kết luận “Hiệu điện thế biến thiên điều hoà theo thời gian
theo định luật dạng sin gọi là hiệu điện thế xoay chiều”.
2.2.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát tác dụng của tụ điện trong mạch điện
xoay chiều.
a. Mục đích thí nghiệm
Khảo sát tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều bằng DĐKĐT.
CH1
b. Dụng cụ thí nghiệm
- Tụ điện 4,7 µF và 10 µF .
- Điện trở 10 Ω .
- DĐKĐT 2 chùm tia.
- Máy phát âm tần.
- Bảng cắm và các khớp nối.


c. Tiến hành thí nghiệm
- Sử dụng tụ 4,7 µF , điện trở 10 Ω . Mắc mạch theo sơ đồ.( Hình 2.6)
- Dùng một kênh của DĐKĐT xác định hiệu điện thế hai đầu điện trở.
- Nối tắt tụ C bằng khớp nối.
- Cho DĐKĐT hoạt động. Trên màn hình DĐKĐT xuất hiện dạng của hiệu
điện thế hai đầu điện trở.
- Điều chỉnh các núm trên DĐKĐT để dạng của tín hiệu là dễ quan sát nhất.
Từ màn hình DĐKĐT xác định biên độ của tín hiệu. Ghi vào bảng
số liệu.
- Bỏ dây nối ra cho dòng điện đi qua tụ.
Từ màn hình DĐKĐT xác định biên độ của tín hiệu. Ghi vào bảng.
- Thay đổi tần số tín hiệu, ghi các giá trị biên độ tương ứng vào bảng số liệu.
- Thay tụ trên bằng tụ 10 µF . Đọc giá trị biên độ tương ứng.
d. Kết quả thí nghiệm
Ta thu được bảng số liệu

µF Lần

C ()

f (Hz)

UR (V)

đo
1
2
3
4
5

Chưa có tụ
4,7
4,7
4,7
10

4
4
8
2
2

6,8
5,2
6

3,6
5,2

Nhận xét:
- Khi cho dịng điện đi qua tụ, hiệu điện thế hai đầu điện trở khác không.
Chứng tỏ tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua.
- So với khi khơng có tụ thì hiệu điện thế hai đầu điện trở lúc có tụ là nhỏ
hơn. Chứng tỏ tụ điện có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều.


- Với cùng một tụ điện, nếu tần số thay đổi thì hai đầu điện trở thay đổi.
Chứng tỏ tác dụng cản trở dòng xoay chiều của tụ phụ thuộc vào tần số của
tín hiệu.
- Ở cùng một tần số, với các tụ điện khác nhau thì hiệu điện thế cũng khác
nhau. Chứng tỏ tác dụng cản trở dòng xoay chiều của các tụ khác nhau là
khác nhau.
e. Kết quả xây dựng clip thí nghiệm 2
Video clip thí nghiệm 2 dài 5 phút 41 giây, hình ảnh rõ ràng, sắc nét,
âm thanh phù hợp, đảm bảo tính trực quan. (Xem clip thí nghiệm 2 trong
đĩa CD đính kèm luận văn-phụ lục 3)
f. Gợi ý vận dụng dạy học
Thí nghiệm này có thể được sử dụng khi dạy bài 27 “Mạch điện xoay
chiều chỉ có tụ điện, cuộn cảm” thay thế cho thí nghiệm được bố trí theo
hình 27.1/147-Vật lý 12-Ban KHTN.
2.2.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát độ lệch pha giữa dòng điện qua tụ điện và
điện áp hai đầu tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
a. Mục đích thí nghiệm
Khảo sát độ lệch pha giữa dòng điện qua tụ điện và điện áp hai đầu tụ
điện trong mạch điện xoay chiều bằng DĐKĐT .
b. Dụng cụ thí nghiệm

- Điện trở 10 Ω
- Các tụ điện 1 µF ,4.7 µF .
- DĐKĐT 2 chùm tia.
- Máy phát âm tần.
- Bảng cắm và dây nối.
c. Tiến hành thí nghiệm
- Mắc mạch theo sơ đồ.(Hình 2.7)
- Đặt DĐKĐT ở chế độ hai kênh:


+ Kênh 1: xác định hiệu điện thế hai đầu điện trở.
+ Kênh 2: xác định hiệu điện thế hai đầu tụ điện.
- Cho DĐKĐT hoạt động. Trên màn hình DĐKĐT xuất hiện dạng của hiệu
điện thế hai đầu điện trở và hiệu điện thế hai đầu tụ điện.
- Điều chỉnh các núm trên DĐKĐT để dạng của tín hiệu là dễ quan sát nhất.
- Tính độ lệch pha giữa hai tín hiệu: Ta biết, hiệu điện thế hai đầu điện trở
biến thiên điều hồ cùng pha với dịng điện trong mạch (cũng là dòng điện
đi qua tụ). Nên độ lệch pha giữa hai đầu tụ điện và hiệu điện thế hai đầu
điện trở cũng chính là độ lệch pha giữa hiệu điện thế hai đầu tụ điện và
dòng điện trong mạch.
+ Từ màn hình DĐKĐT và các núm Volt/Div ta tính được giá trị t (thời
gian lệch giữa hai xung tín hiệu) và chu kì T của tín hiệu.

+ Từ đó tính được độ lệch pha giữa hai tín hiệu theo cơng thức:

ϕ=

t
2π
T

(rad)

- Thay đổi tần số tín hiệu (bằng cách điều chỉnh ở nguồn phát). Tiến hành
tương tự, tính độ lệch pha tương ứng. Ghi vào bảng số liệu.
- Thay đổi giá trị của điện dung (thay tụ trên bằng một tụ có điện dung khác).


Tính độ lệch pha tương ứng. Ghi vào bảng số liệu.
d. Kết quả thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm thu được bảng số liệu
µF µ µ ϕ Lầ

C ()

T (s)

T (s)

n đo
π 21
π 22
π 23

4.7
4.7
1

6 x 20
4 x 50
4 x 50

1.5 x 20
1 x 50
1 x 50

(rad)

Nhận xét: hiệu điện thế hai đầu tụ điện lệch pha so với dòng điện
trong mạch một lượng là π 2 .
Mặc khác qua quan sát màn hình DĐKĐT ta cịn thấy : hiệu điện thế
hai đầu tụ điện chậm pha hơn dòng điện trong mạch.
Như vậy, hiệu điện thế hai đầu tụ điện chậm pha hơn dòng điện trong
mạch một lượng là π 2 .
e. Kết quả xây dựng clip thí nghiệm:
Video clip thí nghiệm 3 dài 4 phút 23 giây, hình ảnh rõ ràng, sắc nét,
âm thanh phù hợp, đảm bảo tính trực quan. (Xem clip thí nghiệm 3 trong
đĩa CD đính kèm luận văn-phụ lục 3).
f. Gợi ý vận dụng dạy học
Thí nghiệm này có thể được sử dụng khi dạy bài 27 “Mạch điện xoay
chiều chỉ có tụ điện, cuộn cảm”. Thời điểm: Sau khi đưa ra kết luận
“Cường độ dòng điện qua tụ điện biến thiên điều hòa cùng tần số và sớm
pha π 2 so với điện áp hai bản tụ điện”.
Ngồi ra cịn có thể dùng làm tài liệu hướng dẫn thực hành khi
dạy bài 34: “Thực hành: Khảo sát mạch điện xoay chiều có R, L, C
mắc nối tiếp.


2.2.2.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện
xoay chiều.
a. Mục đích thí nghiệm: Khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện

xoay chiều bằng DĐKĐT.
b. Dụng cụ thí nghiệm
- Hai cn dây L1, L2
- Điện trở 100 Ω .
- DĐKĐT 2 chùm tia.
- Máy phát âm tần.
- Bảng cắm và các khớp nối.
c. Tiến hành thí nghiệm
- Mắc mạch theo sơ đồ.( Hình 2.9). - Nối tắt cuộn dây bằng khớp nối.
- Dùng một kênh của DĐKĐT xác định hiệu điện thế hai đầu điện trở.
- Cho DĐKĐT hoạt động. Trên màn hình DĐKĐT xuất hiện dạng của hiệu
điện thế hai đầu điện trở.
Từ màn hình DĐKĐT xác định biên độ của tín hiệu. Ghi vào bảng số liệu.
- Bỏ dây nối ra cho dịng điện đi qua cuộn cảm.
Từ màn hình DĐKĐT xác định biên độ của tín hiệu.Ghi vào bảng.
- Thay đổi tần số tín hiệu, ghi các giá trị biên độ tương ứng vào bảng số liệu.
- Thay cuộn L1 bằng cuộn L2. Đọc giá trị biên độ tương ứng.
d. Kết quả thí nghiệm.
Lần đo
1
2
3
4
5
Kết luận:

Cuộn dây
Chưa có
L1
L1

L1
L2

f (KHz)
5
5
7
2
2

U (V)
6
3.2
2.8
4.8
2