SKKN LOAI B

<span class='text_page_counter'>(1)</span>PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm nên một trong những khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là phải tăng cường các hoạt động thực nghiệm của học sinh trong quá trình học tập. Vì vậy, việc đưa thí nghiệm vào dạy học để học sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học và hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn. Bởi thông qua thí nghiệm, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể. Trong chương trình vật lí phổ thông, chương từ trường được đưa vào giảng dạy ở lớp 11. Tuy nhiên, các thí nghiệm ở chương này chỉ được trang bị ở mức độ tối thiếu, còn rất nhiều ứng dụng khác mà sách giáo khoa không đưa vào hoặc đưa vào chỉ ở mức độ thông báo. Việc dạy học theo phương pháp truyền thống làm cho học sinh chưa hiểu được con đường thành kiến thức một cách đúng đắn, chính điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh chưa sâu sắc và thiếu bền vững. Chính vì những lý do trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi mới, nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông, tôi chọn đề tài: “Hướng dẫn thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm dùng để dạy học phần từ trường trong chương trình vật lí phổ thông”. 1.2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu để hướng dẫn thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm dùng để dạy học chương từ trường trong chương trình vật lí phổ thông. Qua đó, giúp giáo viên chủ động đưa thí nghiệm vào giảng dạy để nâng cao chất lượng dạy học. 1.3. Đối tượng nghiên cứu - Một số dụng cụ thí nghiệm dùng để dạy học trong chương từ trường. 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết. - Phương pháp thực hành thí nghiệm. 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> - Là cơ sở khoa học để định hướng việc đưa thí nghiệm vào giảng dạy trong chương trình vật lí mạnh mẽ và hiệu quả hơn. - Giúp giáo viên có một nguồn tài liệu tham khảo về cách thiết kế, chế tạo thí nghiệm dùng để dạy học vật lí trong chương từ trường.. PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1. Đánh giá tình trạng thiết bị thí nghiệm chương từ trường.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> - Hiện nay, các trường trung học phổ thông đều được trang bị các dụng cụ thí nghiệm tối thiểu cho việc dạy học chương này, gồm có bộ thí nghiệm về xác định lực từ, bộ thí nghiệm xác định thành phần nằm ngang của trái đất (la bàn tang) và một số dụng cụ thí nghiệm khác. Nhìn chung, các dụng cụ thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học chương này còn rất thiếu. Ngoài hai bộ thí nghiệm trên thì các trường cũng chỉ có một số thanh nam châm thẳng, chữ U và kim nam châm, các mạt sắt. - Nhiều thí nghiệm quan trọng như: thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song cùng chiều và ngược chiều, tương tác giữa nam châm và dòng điện, máy phát điện một chiều... thì hầu hết các trường đều không được trang bị. - Từ việc phân tích, đánh giá tình trạng thiết bị thí nghiệm trên, tôi nhận thấy rằng, để giảng dạy chương này tốt hơn, hấp dẫn và đạt hiệu quả hơn thì chúng ta cần thiết kế, chế tạo thêm một số dụng cụ thí nghiệm biểu diễn khác như thí nghiệm tác dụng của nam châm lên dòng điện, thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng...Chính vì vậy, tôi đề xuất phương án để thiết kế, chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, dễ tìm trong đời sống nhằm giảng dạy hiệu quả hơn. 2.2. Hướng dẫn thiết kế, chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm chương từ trường 2.2.1. Thí nghiệm tác dụng dòng điện lên kim nam châm - Mục đích thí nghiệm: Kiểm nghiệm sự tác dụng của dòng điện lên kim nam châm. - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Cắt bỏ phần đáy của chai nhựa 1,5l và lấy phần còn lại của chai. Dùng khoan để khoan hai lỗ trên đường kính của chai, hai lỗ này cách mép chỗ cắt đi khoảng 1cm..

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Bước 2:. Luồn sợi dây đồng. khoảng 50cm vào hai lỗ trên, bẻ phần hai bên sợi dây đồng dọc theo thân chai và dùng băng dính cố định lại. Hai đầu sợi dây được nối với hai dây dẫn qua máy biến thế (cắm vào nguồn một chiều). Bước 3: Cắt hai miếng xốp thành hình chữ V và đặt chai nhựa lên hai khối. Hình 1: Thí nghiệm dòng điện xốp này theo hướng Bắc - Nam, đảm bảo tác dụng lên kim nam châm chai ở vị trí nằm ngang cố định. Đặt kim nam châm nằm song song phía dưới dây dẫn sao cho cách dây khoảng 1cm. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Bật công tắc của biến thế nguồn DC, quan sát thí nghiệm ta thấy kim nam châm bị lệch khỏi vị trí ban đầu. Nếu tăng cường độ dòng điện lên thì góc lệch của kim nam châm càng lớn. Nếu đổi chiều dòng điện thì kim sẽ lệch theo chiều ngược lại. Vậy, dòng điện qua dây dẫn đã tác dụng lực lên kim nam châm làm kim nam châm bị lệch khỏi vị trí ban đầu. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì xung quanh dây dẫn sẽ có một từ trường. Từ trường của dòng điện xung quanh dây dẫn đã tác dụng lên kim nam châm, lực tương tác từ này đã làm kim nam châm bị lệch đi khỏi vị trí ban đầu. Kim nam châm sẽ định hướng theo hướng của từ trường tổng hợp giữa từ trường của dòng điện và từ trường trái đất. Khi dòng điện càng lớn thì lực tương tác từ lớn nên góc lệch càng lớn. Nếu đổi chiều dòng điện thì chiều từ trường dòng điện cũng thay đổi, dẫn đến hướng lực tác dụng lên nam châm cũng thay đổi theo, điều này làm cho kim nam châm sẽ quay theo chiều ngược lại. - Lưu ý: Do dây dẫn có điện trở nhỏ nên trong quá trình làm thí nghiệm không nên để dòng điện qua dây trong thời gian dài. 2.2.2. Thí nghiệm tác dụng của nam châm lên dòng điện - Mục đích thí nghiệm:.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Kiểm nghiệm sự tác dụng của nam châm lên dòng điện. - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Đục một lỗ trên nắp chai nhựa và luồn qua nó đoạn dây đồng dài 10cm. Đoạn dây đồng phía trong nắp chai nhựa bẻ lại thành vòng tròn nhỏ, đầu còn lại nối với dây dẫn qua biến thế nguồn. Lấy một đoạn dây đồng dài khoảng 20cm, một đầu để tự do đầu còn lại móc vào vòng tròn trên và cũng uốn thành vòng tròn để nó có thể chuyển động tự do trên vòng tròn thứ nhất.. Hình 2: Thí nghiệm nam châm tác dụng lên dòng điện trong dung dịch CuSO4. Bước 2: Trên chai nhựa này, đục một lỗ cách đáy chai nhựa khoảng 7cm. Luồn một đoạn dây đồng vào bên trong lỗ này dài khoảng 5cm, sau đó bẻ cong phần dây còn nằm ngoài chai và nối nó với dây dẫn qua máy biến thế. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Cho 250ml dung dịch. CuSO4. vào chai nhựa sao cho nó ngập hai đoạn dây. đồng trên. Bật công tắc nguồn điện và cho dòng điện qua dây dẫn, quan sát thấy: nếu không đưa nam châm lại gần dây dẫn thì dây dẫn vẫn nằm yên, còn nếu cho nam châm chuyển động lại gần hoặc đưa ra xa dòng điện thì thấy dây dẫn cũng chuyển động bên trong dung dịch. Vậy, nam châm đã tác dụng lực lên dòng điện làm cho dây dẫn chuyển động qua lại bên trong chai nhựa. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Khi đóng mạch điện thì có một dòng điện chạy qua sợi dây đồng, dòng điện này đặt trong từ trường của nam châm (khi đưa nam châm lại gần dây dẫn). Chính vì vậy, dòng điện sẽ chịu tác dụng của lực từ làm cho dây dẫn chuyển động qua lại (một đầu sợi dây đồng để tự do). - Lưu ý: - Có thể thay nam châm loa bằng thanh nam châm thẳng..

<span class='text_page_counter'>(6)</span> - Từ trường nam châm phải mạnh mới có thể làm dây dẫn chuyển động. 2.2.3. Thí nghiệm tạo từ phổ trong không gian của thanh nam châm thẳng - Mục đích thí nghiệm: Minh họa hình ảnh từ phổ của thanh nam châm thẳng trong không gian ba chiều. - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Cho 1g mạt sắt vào trong chai nhựa, sau đó cho 0,5l dầu ăn vào trong chai (không đổ dầu ăn đầy chai nhựa mà chiếm khoảng 80% thể tích của chai). Bước 2: Lồng thanh nam châm vào trong ống nhựa và đưa ống nhựa vào trong chai. Ở đầu trên của ống nhựa dùng cây kim xỏ qua đường kính ống nhựa để giữ cho ống. Hình 3: Hình ảnh từ phổ nhựa ở vị trí thẳng đứng cách đáy chai trong không gian khoảng 5 cm. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Lắc nhẹ chai nhựa để cho các mạt sắt chuyển động bên trong chai. Quan sát các mạt sắt thấy chúng sắp xếp thành những đường cong bên trong chai. Ở hai đầu thanh nam châm các mạt sắt định xứ là nhiều nhất, còn ở giữa thanh nam châm là ít nhất. Sự sắp xếp của các hạt mạt sắt như trên gọi là hình ảnh từ phổ của thanh nam châm thẳng trong không gian. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Khi các hạt mạt sắt đặt trong từ trường thì dưới tác dụng của từ trường các mạt sắt bị từ hóa và chúng biến thành những nam châm nhỏ. Các nam châm này sẽ định hướng dọc theo các đường sức từ của thanh nam châm. Sự sắp xếp của các mạt sắt cho ta biết hình ảnh đường sức từ của thanh nam châm. Hình ảnh đó gọi là từ phổ. - Lưu ý: + Có thể thay dầu ăn bằng glycerin..

<span class='text_page_counter'>(7)</span> + Nếu không có thanh nam châm ta có thể dùng các viên nam châm, rồi ghép lại với nhau. 2.2.4. Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song - Mục đích thí nghiệm: Kiểm nghiệm sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song với tính chất: hai dòng điện thẳng song song cùng chiều thì hút nhau, hai dòng điện thẳng song song ngược chiều thì đẩy nhau.  Phương án 1: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song được tạo ra từ hai nguồn điện - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Dùng dùi sắt có đường kính 1mm đã nung đỏ để dùi vào mỗi chai nhựa 4 lỗ, 2 lỗ ở gần miệng chai và 2 lỗ ở gần đáy chai sao cho khoảng cách giữa chúng khoảng 20cm và đường nối 2 lỗ vuông góc với chai. Đổ hạt ngô vào bên trong chai để chai luôn ở vị trí thẳng đứng. Bước 2: Cắt dây điện từ thành 4 đoạn, mỗi đoạn dài khoảng 30cm, cạo bỏ lớp cách Hình 4: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song điện ở đầu mỗi đoạn, tiếp tục tạo 2 đoạn dây song (phương án 1) điện nhỏ dài khoảng 30cm. Sau đó, ta nối 6 đoạn dây trên thành 2 dây dẫn theo thứ tự: dây điện từ - dây điện – dây điện từ. Bước 3: Luồn 2 dây dẫn trên vào 4 lỗ của mỗi chai nhựa. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: + Sau khi luồn hai dây dẫn vào hai chai nhựa, ta sẽ điều chỉnh dây dẫn để tạo ra một đoạn dây dẫn dài 30cm song song với trục chai nhựa và cách trục của chai khoảng 7cm. Hai đầu của dây được nối với máy biến thế, ta cũng làm tương tự đối với chai nhựa còn lại. + Đặt hai chai nhựa trong mặt phẳng thẳng đứng sao cho hai đoạn dây dẫn song song cách nhau 1cm và hai đoạn dây này cùng đồng phẳng..

<span class='text_page_counter'>(8)</span> + Bật công tắc nguồn của hai máy biến thế và cho dòng điện vào dây dẫn, ta có thể điều chỉnh cách cho chiều dòng điện chạy vào dây dẫn và độ lớn dòng điện mà hai dây dẫn có thể hút nhau hoặc đẩy nhau. Nếu cho chiều dòng điện chạy từ trên xuống thì thấy hai dòng điện hút nhau, nếu đổi một trong hai chiều dòng điện thì hai dòng điện đẩy nhau. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Khi đặt 2 dây dẫn song song nhau rồi cho dòng điện chạy qua thì mỗi dây dẫn sẽ. . F1. tạo ra một từ trường có như hình bên. Dòng điện này đặt trong từ trường của dòng kiện kia nên hai dòng điện tương tác với nhau. Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định lực từ. Hình 5: Minh họa TN sự tác dụng lên mỗi dòng điện, thấy rằng khi hai tương tác giữa hai dòng điện thẳng dòng điện cùng chiều thì lực từ tác dụng lên hai dòng điện sẽ hướng vào nhau hay hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau. Còn khi hai dòng điện ngược chiều thì lực từ tác dụng lên mỗi dòng điện hướng ra xa nhau hay hai thì hút nhau..  Phương án 2: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song được tạo ra từ một nguồn điện - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Cách chế tạo DCTN ở phương án này cũng tương tự như cách chế tạo DCTN ở phương án 1. Tuy nhiên, Ở phương án này, vì ta chỉ sử dụng một nguồn điện nên ta phải nối hai đầu tự do của dây dẫn ở mỗi chai lại với nhau, sau đó ta nối với nguồn điện. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm:. Hình 6: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song + Khi cho dòng điện vào hai dây dẫn thì tùy theo cách nối mà hai dòng. điện có thể hút nhau hoặc đẩy nhau.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> - Giải thích kết quả thí nghiệm: Cách giải thích thí nghiệm ở phương án này cũng tương tự như trong phương án 1 đã nêu trên.  Phương án 3: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song trong mặt phẳng nằm ngang - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Trong phương án này, ta cũng chỉ sử dụng một nguồn điện. Ở đây ta sử dụng một dây dẫn dài khoảng 1m. Vì vậy, cách nối để tạo thành một dây dẫn theo thứ tự: dây điện từ - dây diện – dây điện từ - dây điện – dây điện từ và phải bố trí sao cho hai đoạn dây diện phải nằm song song cách Hình7: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song - Tiến hành TN và kết quả thí nghiệm: song (phương án 3) + Nối hai đầu của dây dẫn trên vào nguồn điện và cho dòng điện tăng dần. nhau 1cm trong mặt phẳng nằm ngang.. lên thì ta thấy hai dòng điện đẩy nhau. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Cách giải thích thí nghiệm ở phương án này cũng tương tự như trong phương án 1 đã nêu trên. - Lưu ý: + Do đoạn dây dẫn được chọn làm thí nghiệm ngắn nên điện trở dây rất nhỏ. Vì vậy, trước khi thực hiện thí nghiệm cần xác định điện trở của dây trước để đảm bảo dòng điện không làm cháy cầu chì của máy biến thế. + Vì thí nghiệm này rất khó quan sát do lực tương tác giữa hai dây dẫn. quá nhỏ (công thức lực tương tác. F 2.10  7. I1.I 2 l r ). Vì vậy, khi cường độ dòng. điện qua dây nhỏ thì hiện tượng hầu như không xảy ra nên trong quá trình làm thí nghiệm ta cần phải tăng cường độ dòng điện lên và chính điều này dễ làm.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> cháy cầu chì máy biến thế. Để hạn chế điều này ta cần mắc thêm ampe kế để theo dõi độ lớn dòng điện qua máy biến thế. + Việc giữ để chai nhựa luôn ở vị trí thẳng đứng có nhiều cách, có thể cố định vị trí chai, hoặc cho đất hoặc cát biển vào bên trong chai. Trong các thí nghiệm này, tôi dùng hạt ngô là vì nó sạch và không bị rơi ra ngoài qua các lỗ luồn dây dẫn. + Việc chọn loại dây dẫn để làm thí nghiệm là cực kỳ quan trọng, quyết định nhất trong thí nghiệm này. Bởi nếu chọn dây không phù hợp thì hiện tượng không xảy ra. Vì vậy, nên chọn hai loại dây dẫn sao cho đoạn dây được chọn để quan sát hiện tượng xảy ra phải mảnh và nhẹ (chọn loại dây điện không vỏ ở trong các ruột dây điện) còn đoạn còn lại thì có thể dùng dây điện từ loại  0,5mm .. + Khi thao tác với dòng điện lớn thì ta phải thao tác rất nhanh chóng để giảm thiểu cháy cầu chì của máy biến thế. 2.2.5. Thiết kế, chế tạo mạch chuông điện - Mục đích thí nghiệm: Chỉ ra ứng dụng của nam châm điện trong việc chế tạo mạch chuông điện trong đời sống và kỹ thuật..  Phương án 1: Mạch được thiết kế trên bảng gỗ - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Cố định dải sắt lên khối gỗ có kích thước 3cm x 1cm x 2cm bằng ốc vít. Sau đó, cố định khối gỗ này lên bảng gỗ nhờ keo dính sao cho khối gỗ này lệch. 300 so. với. phương nằm ngang trong mặt phẳng khối gỗ. Bước 2: Khoan một lỗ nhỏ chính giữa trên khối gỗ thứ hai và luồn qua lỗ này là một ốc vít sao cho phần nhô ra khoảng 1,5cm và tiếp xúc với dải kim loại bằng sắt. Sau đó, đặt. Hình 8: Thí nghiệm mạch chuông điện (phương án 1).

<span class='text_page_counter'>(11)</span> nó song song với khối gỗ thứ nhất, cách khối gỗ thứ nhất khoảng 1cm và cố định nó trên bảng gỗ bằng keo dính. Trên ốc vít này ta nối một đoạn dây dẫn dài 10cm. Bước 3: Tương tự, khoan một lỗ nhỏ trên khối gỗ thứ ba và luồn qua nó là một ốc vít, để phần nhô ra khoảng 2cm. Sau đó, dùng dây điện từ quấn nhiều vòng trên phần nhô ra của ốc vít này để làm nam châm điện. Làm sạch lớp cách điện ở hai đầu dây, một đầu để tự do, đầu còn lại nối với ốc vít của bảng gỗ thứ nhất. Cố định khối gỗ này trên bảng gỗ bằng keo dính sao cho nó cách khối thứ nhất khoảng 5cm và lệch. 300 so. với khối gỗ thứ nhất.. Bước 4: Đặt vỏ lon lên bảng gỗ, cách khối gỗ thứ ba khoảng 3cm, uốn cong dải kim loại sao cho nó cách 1cm so với đáy của vỏ lon. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Dùng hai dây dẫn kẹp cá sấu, một dây nối với dây dẫn trên ốc vít thứ hai, một dây nối với đầu tự do của nam châm điện, tất cả nối với nguồn điện một chiều. Bật công tắc nguồn của máy biến thế và điều chỉnh độ lớn dòng điện, quan sát thấy dải kim loại dao động qua lại và đập vào đáy vỏ lon làm phát ra âm thanh, đó chính là nguyên lý làm việc của mạch chuông điện. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Khi bật công tắc nguồn điện lên thì trong mạch xuất hiện một dòng điện, lúc đó cuộn dây có lõi sắt là nam châm điện nên nó hút lá kim loại. Lá kim loại. về phía nam châm và đập vào vỏ lon làm phát ra âm thanh. Đồng thời, khi đó mạch điện bị hở nên nam châm không hút là kim loại nữa. Khi lá kim loại trở về vị trí ban đầu thì mạch điện lại được đóng kín, quá trình này diễn ra rất nhanh chóng. Vỏ lon. Hình 9: Sơ đồ mạch chuông và cứ lặp đi lặp lại làm đầu gõ đập vào vỏ lon làm điện chuông kêu liên tục..  Phương án 2: Mạch được thiết kế nằm trên đáy vỏ lon - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm:.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> Bước 1: Khoan 3 lỗ thẳng hàng trên cùng một khối khối, phần giữa khối gỗ ta đục một lỗ nhỏ vừa đủ để luồn vào đó là một sợi dây kẽm. Sau đó uốn sợi kẽm theo hình lưỡi câu. Bước 2: Cố định dải kim loại bằng một ốc vít trên lỗ khoan thứ nhất, trên ốc vít này ta nối một đoạn dây dẫn dài khoảng 10cm.. Hình 10: Thí nghiệm mạch chuông điện (phương án 2). Bước 3: Trên lỗ khoan thứ ba, luồn một ốc vít để phần nhô ra khoảng 3cm. Quấn nhiều vòng lên phần này để làm nam châm điện, một đầu để tự do còn đầu còn lại nối với sợi dây kẽm. Bước 4: Cố định khối gỗ trên đáy vỏ lon bằng một ốc vít ở lỗ khoan chính giữa. Sau đó, điều chỉnh sao cho dải kim loại vừa đủ tiếp xúc với sợi kẽm. Cũng điều chỉnh sao cho dải kim loại này cách nam châm điện khoảng 2mm và phần đầu của nó thì uốn lại cách đáy vỏ lon khoảng 1cm. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Dùng hai dây dẫn kẹp cá sấu, một dây nối với dây dẫn trên ốc vít ở lỗ khoan thứ nhất, một dây nối với đầu tự do của nam châm điện, tất cả nối với nguồn điện một chiều. Bật công tắc nguồn của máy biến thế và điều chỉnh độ lớn dòng điện, quan sát thấy dải kim loại dao động lên xuống và đập vào đáy vỏ lon làm phát ra âm thanh. - Giải thích kết quả thí nghiệm: Cách giải thích nguyên lý làm việc của mạch chuông điện trong trường hợp này cũng tương tự như cách giải thích nguyên lý làm việc của mạch chuông điện ở phương án 1 đã nêu trên. - Lưu ý: + Phải đặt nam châm điện đối diện với lá kim loại ở khoảng cách gần thì nam châm mới hút được lá kim loại, đồng thời có thể tăng từ tính của nam châm điện bằng cách quấn nhiều vòng lên lõi của nó..

<span class='text_page_counter'>(13)</span> + Cách bố trí chỗ tiếp điểm cũng phải điều chỉnh sao cho không để lá kim loại đè mạnh lên chỗ tiếp điểm mà vừa đủ tiếp xúc là được. + Không nên đặt nam châm điện ở gần chỗ tiếp điểm vì khi đó nó rất khó hút lá kim loại. + Đầu gõ của lá kim loại điều chỉnh sao cho khi nó đập vào đáy vỏ lon thì mạch điện phải hở. + Vì dây điện từ dùng làm nam châm điện có điện trở nhỏ. Do vậy trong quá trình chuông hoạt động nam châm nóng lên rất nhanh, để giảm thiểu dây bị cháy, ta không nên cho chuông hoạt động trong thời gian dài. 2.5.6. Thiết kế, chế tạo động cơ điện một chiều - Mục đích thí nghiệm: Minh họa nguyên tắc hoạt động của động cơ điện nhờ ứng dụng lực từ tác dụng lên khung dây dẫn mang dòng điện.  Phương án 1: Khung dây được quấn trên vỏ lon - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Dùng băng keo dính gắn chặt hai miệng vỏ lon lại. Sau đó đục hai lỗ nhỏ đi qua đường kính chỗ nối hai vỏ lon và luồn vào đó là thanh kim loại nhỏ, tiếp tục dùng băng keo quấn chặt thanh kim loại để nó cố định trên lon.. Bước 2: Dùng dây điện từ quấn xung quanh 2 vỏ lon, sao cho các vòng dây khít vào nhau. Hai đầu cuộn dây được làm sạch để loại bỏ lớp cách điện. Bước 3: Cắt hai mảnh kim loại hình chữ nhật từ vỏ lon sữa bò, dùng keo dán 2 miếng kim loại này lên hộp nhựa sao cho 2 mảnh kim loại này không tiếp xúc nhau và Hình 11: Động cơ điện một cách nhau khoảng 0,5cm. Đục hai lỗ trục đối chiều từ vỏ lo (phương án 1) xứng của hộp nhựa và lồng hộp nhựa vào thanh kim loại, nối hai mảnh kim loại với hai đầu dây dẫn..

<span class='text_page_counter'>(14)</span> Bước 4: Khoan hai lỗ. 1cm lên. hai thanh gỗ và cố định đầu còn lại vào gỗ. bằng keo hoặc đinh sao cho khoảng cách từ hai lỗ này đến khối gỗ khoảng 10cm. Bước 5: Cắt hai dải kim loại từ lon sữa bò, mỗi dải dài dài 15cm và dùng hai ốc vít gắn chặt hai dải kim loại này lên tấm gỗ. Mỗi ốc vít sẽ nối với một đoạn dây đồng dài 30cm đã được loại bỏ lớp cách điện ở hai đầu. Bước 6: Đặt thanh kim loại làm trục quay của động cơ vào 2 lỗ trên thanh gỗ sao cho 2 mảnh kim loại trên hộp nhựa tiếp xúc với hai dải kim loại. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: + Đặt 2 viên nam châm loa lên khối gỗ sao cho khoảng cách từ phần trên của viên nam châm đến phần dưới của đáy vỏ lon, khi vỏ lon ở vị trí thẳng đứng là 1cm. Điều chỉnh hai dải kim loại trên khối gỗ sao cho hai dải kim loại này luôn tiếp xúc với hai miếng kim loại gắn trên hộp nhựa (hai dải này không được tiếp xúc trên cùng một miếng kim loại trên hộp nhựa). + Nối hai dây dẫn với nguồn điện một chiều và đầu còn lại nối với hai dây dẫn trên hai ốc vít. Bật công tắc của máy biến thế và tăng dần dòng điện qua cuộn dây quấn trên vỏ lon, vỏ lon sẽ quay tròn. Nếu nam châm có từ tính mạnh thì vỏ lon sẽ quay nhanh hơn và ngược lại. + Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi vị trí các mặt của nam châm loa thì vỏ lon sẽ quay theo chiều ngược lại. - Giải thích kết quả thí nghiệm: + Sự hoạt động của động cơ điện là kết. A. quả của lực từ tác dụng lên khung dây dẫn có dòng điện, chính lực từ tác dụng lên hai cạnh của khung dây dẫn tạo ra momen ngẫu lực từ làm quay khung, cụ thể như sau: + Khi cho dòng điện chạy qua khung dây, momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung. IB I Bộ góp điện gồm hai bán khuyên và hai chổi quét. làm khung quay quanh trục AB. Bộ góp điện Hình 12: Sơ đồ hoạt động động cơ điện một chiều gồm hai bán khuyên và hai chổi quét làm cho.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> mỗi khi mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ, thì dòng điện trong khung đổi chiều. Vì vậy khung dây quay liên tục. Tuy dòng điện trong khung đổi chiều nhưng dòng điện từ nguồn đưa vào khung vẫn là dòng điện một chiều, nên động cơ nói trên là động cơ điện một chiều.  Phương án 2: khung dây được quấn trên chai nhựa - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Khoan hai lỗ có kich thước  1cm đi. qua trục chai nhựa (một lỗ ở nắp và. một lỗ ở đáy chai nhựa). Bước 2: Tạo ra hai khung dây kích thước 12cm x 10cm, mỗi cuộn dây khoảng 60 vòng dây (hai khung dây này phải quấn cùng một sợi dây dẫn). Sau đó đặt hai khung Hình 13: Động cơ điện một chiều (phương án 2) định nó trên vỏ chai nhựa bằng băng dính. Ở đây, phải hết sức chú ý đặt hai dây đối. xứng nhau lên vỏ chai nhựa và cố. cuộn dây phải theo cùng một hướng theo chiều dòng điện chạy qua. Bước 3: Cắt hai miếng kim loại hình chữ nhật từ lon sữa bò, dùng keo dán cố định trên nắp chai nhựa (kích thước vừa bằng nắp chai nhựa). Nối hai đầu dây dẫn của hai khung dây với hai miếng kim loại này (hai miếng kim loại này phải không tiếp xúc nhau, cách nhau 0,5cm và và đặt đối xứng trên thân nắp chai). Bước 4: Đặt chai nhựa vào bên trong khối gỗ, sao cho hai lỗ trên chai nhựa và hai lỗ trên thanh gỗ nằm trên một đường thẳng; lấy bulông luồn qua hai lỗ trên để giữ chai nhựa ở vị trí nằm ngang. Điều chỉnh chai nhựa để hai miếng kim loại trên nắp chai nhựa tiếp xúc với hai dải kim loại đã cố định trên khối gỗ. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: + Với phương án này cũng tương tự như phương án 1. Ở đây ta thay vỏ lon bằng chai nhựa, điều chỉnh khoảng cách từ nam châm đến thành của chai nhựa là 1cm..

<span class='text_page_counter'>(16)</span> + Điều chỉnh lại sao cho dải kim loại luôn tiếp xúc với hai miếng kim loại gắn trên nắp chai nhựa (hai dải này không được tiếp xúc trên cùng một miếng kim loại trên nắp chai nhựa). + Nối hai dây dẫn với nguồn điện một chiều và đầu còn lại nối với hai dây dẫn trên hai ốc vít. Bật công tắc của máy biến thế và tăng dần dòng điện qua hai khung dây đặt trên thân chai nhựa, chai nhựa sẽ quay tròn. Nếu nam châm có từ tính mạnh thì chai nhựa sẽ quay nhanh hơn và ngược lại. Cũng tương tự nếu dòng điện qua các khung dây càng lớn thì chai nhựa cũng quay nhanh hơn. + Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi vị trí các mặt của nam châm loa thì chai nhựa cũng quay theo chiều ngược lại. - Giải thích kết quả thí nghiệm: + Cách giải thích nguyên lý làm việc của động cơ điện ở phương án này cũng tương tự như cách giải thích nguyên lý làm việc của động cơ điện ở phương án 1 đã nêu trên.  Phương án 3: Khung dây được gắn trên trục quay - Chế tạo dụng cụ và bố trí thí nghiệm: Bước 1: Cắt bỏ phần trên của chai nhựa 1.5 lít, giữ lại phần đáy chai nhựa cao khoảng 6cm. Bước 2:. Cắt hai đoạn dây đồng dài. khoảng 8cm, một đầu uốn thành vòng tròn có  0, 4cm ,. một đầu uốn thành hình chữ V, phần. còn lại thẳng dài khoảng 5cm. Cố định 2 đoạn dây đồng vào chai nhựa bằng băng dính sao. Hình 14: Động cơ điện một chiều (phương án 3) cho: phần vòng tròn của hai đoạn dây đồng cách mép trên về phía trên của chai nhựa khoảng 0,5cm, hai đoạn dây đồng này phải đối xứng qua trục chai nhựa. Bước 3: Để tạo ra cuộn dây khoảng 30 vòng, quấn xung quanh cục pin 30 vòng dây điện từ, sau đó tháo cục pin ra. Dùng băng dính cố định các vòng dây lại với nhau, hai đầu cuộn dây được loại bỏ lớp cách điện..

<span class='text_page_counter'>(17)</span> Bước 4: Để làm trục quay cho động cơ này ta lấy hai đoạn dây đồng có 1mm ,. mỗi đoạn dài khoảng 4cm, sau đó nối hai đoạn này lại với nhau sao cho. chỗ nối này phải cách điện với nhau. Luồn sợi dây đồng này đi qua đường kính của vòng dây sao cho các vòng dây nhận trục này là đối xứng. Bước 5: Nối hai đầu cuộn dây với hai đầu trục quay của động cơ. Đặt trục quay lên hai vòng tròn mà ta đã tạo ra ở phần trên. - Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: + Đặt 2 cục nam nam loa vào trong chai nhựa, sao cho khoảng cách từ phần trên nam châm đến mặt phảng nằm ngang của vòng dây khoảng 3cm. + Dùng hai kẹp cá sấu cắm vào hai phần hình chữ V của đoạn dây đồng được gắn vào thân chai nhựa, hai đầu còn lại nối với nguồn điện một chiều, bật công tắc nguồn của máy biến thế, quan sát thấy các vòng dây sẽ quay tròn. + Nếu nam châm có từ tính mạnh thì các vòng dây sẽ quay nhanh hơn và ngược lại. Cũng tương tự, nếu dòng điện qua các vòng dây càng lớn thì các vòng dây cũng quay nhanh hơn. + Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi vị trí các mặt của nam châm loa thì các vòng dây quay cũng đổi chiều. - Giải thích kết quả thí nghiệm:. . + Giả sử mặt trên của cục nam châm là cực Bắc và lúc đầu dòng điện trong khung có chiều. M. từ M→N→P→Q. Trong khung dây sẽ xuất hiện cặp ngẫu lực từ.   FMN , FPQ. Q. và chính momen ngẫu lực. B. F MN .  B. F PQ. N. P. N S. từ này làm khung dây quay. + Khi khung dây qua mặt phẳng trung hoà (mặt phẳng khung dây nằm ngang), do quán tính nên khung dây tiếp tục quay. Sau khi quay được. Hình 15: Giải thích nguyên lý hoạt động động cơ điện một chiều. một phần hai chu kỳ, dòng điện trong khung dây lại có chiều Q→P→N→M. Trong khung xuất hiện cặp ngẫu lực từ dây tiếp tục quay..   FQP , FNM. có momen ngẫu lực làm khung.

<span class='text_page_counter'>(18)</span> + Như vậy, khi dòng điện chạy qua khung dây, momen ngẫu lực tác dụng lên khung làm khung dây quay, hai thanh đồng vừa là giá đỡ vừa làm bộ góp điện làm dòng điện trong khung dây liên tục đổi chiều nhưng dòng điện từ nguồn đưa vào khung dây vẫn là dòng điện một chiều nên gọi đây là động cơ điện một chiều. - Lưu ý:.  Phương án 1 + Phải nối hai vỏ lon cho thật chặt và trục quay của động cơ gắn trên hai vỏ lon phải đối xứng với hai lon. + Khi quấn dây điện từ lên vỏ lon ta phải quấn theo cùng một chiều nhất định, đồng thời phải phân bố sao cho các vòng dây nằm cách đều nhau ở hai phía của nhau trên hai lon. + Phải điều chỉnh sao cho hai dải kim loại luôn tiếp xúc với hai miếng kim loại trên hộp nhựa, phải hết sức chú ý không để hai dải kim loại dùng làm chổi quét tiếp xúc trên cùng một miếng kim loại trên hộp nhựa vì như thế sẽ làm cháy cầu chì của máy biến thế và động cơ sẽ không hoạt động. + Trong quá trình chế tạo vì một lý do nào đó ta không quấn các vòng dây đều nhau về hai phía hoặc trục quay của động cơ chưa thật sự đối xứng với hai vỏ lon thì động cơ cũng rất khó làm việc. Để khắc phục điều này ta nên gắn thêm một vật nặng trên vỏ lon, khi đó động cơ có thể hoạt động..  Phương án 2 + Để tạo ra được khung dây có kích thước phù hợp với chai nhựa ta có thể dùng các miếng xốp có kích thước đã chọn để quấn, sau đó bỏ miếng xốp ra ta sẽ được các khung dây phù hợp với thí nghiệm. + Phải khoan hai lỗ trên nắp chai nhựa và đáy chai nhựa thật tròn và đi qua trục đối xứng của chai. + Phải đặt hai khung dây lên thân chai nhựa sao cho hai cạnh đối điện của khung dây khi có dòng điện chạy qua phải theo cùng một chiều, nếu bố trí mà hai cạnh này có dòng điện chạy ngược chiều thì động cơ không hoạt động..

<span class='text_page_counter'>(19)</span> + Phải điều chỉnh sao cho hai dải kim loại luôn tiếp xúc với hai miếng kim loại trên nắp chai nhựa, phải hết sức chú ý không để hai dải kim loại dùng làm chổi quét tiếp xúc trên cùng một miếng kim loại trên nắp chai nhựa vì như thế sẽ làm cháy cầu chì của máy biến thế và động cơ sẽ không hoạt động..  Phương án 3 + Chỗ nối hai thanh đồng dùng làm trục quay phải cách điện nhau. + Khi luồn thanh đồng qua vòng dây thì phải điều chỉnh sao cho trục này đối xứng với vòng dây. + Cũng có thể không phải làm trục quay như trên mà lấy hai đầu ra của vòng dây làm trục quay nhưng nếu các vòng dây nhiều và nặng sẽ làm chùng các vòng dây xuống dưới..

<span class='text_page_counter'>(20)</span> PHẦN 3: KẾT LUẬN Vật lí là môn khoa học thực nghiệm nhưng hiện nay chưa được giảng dạy đúng với tên gọi của nó. Việc đổi mới phương pháp dạy học thành công hay không là nhờ một phần không nhỏ từ việc đưa thí nghiệm vào giảng dạy một cách thường xuyên và có hệ thống. Chính vì lẽ đó, việc đưa thí nghiệm vào giảng dạy để nâng cao hiệu quả bài dạy hết sức cần thiết, để làm được điều này thì ngoài việc giáo viên phải sử dụng những thí nghiệm hiện có của trường thì cần phải chủ động nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thí nghiệm khác để tăng thêm tính hấp dẫn của bài học. Qua thực tế dạy học chương từ trường ở lớp 11, tôi nhận thấy rằng việc đưa thêm những thí nghiệm trên vào dạy học là hết sức khả thi, học sinh thích thú, sôi nổi và hứng thú hơn. Như vậy có thể khẳng định, chính thí nghiệm là yếu tố góp phần vào thành công của một tiết dạy, nó giúp học sinh có khả năng phát huy tính tích cực, sáng tạo và hình thành năng lực nghiên cứu khoa học. Trong đề tài này, tôi đã xây dựng được 6 thí nghiệm với 11 phương án thí nghiệm khác nhau. Qua đó, đưa ra hướng dẫn cách thiết kế, chế tạo từng thí nghiệm cụ thể. Với sáng kiến kinh nghiệm này, các giáo viên có thể tham khảo để thiết kế, chế tạo thí nghiệm phục vụ dạy học cho trường mình. Qua đó, góp phần hạn chế tình trạng dạy chay mà hiện vẫn còn phổ biến ở nhiều trường. Mặc dù đã cố gắng nhiều trong quá trình nghiên cứu đề tài này, nhưng với năng lực chuyên môn có hạn cũng như sự hạn chế về thời gian. Rất mong nhận được sự trao đổi, góp ý chân thành từ phía đồng nghiệp và các em học sinh. Hy vọng sáng kiến kinh nghiệm này sẽ góp phần nâng cao được chất lượng dạy và học vật lí ở trường THPT hiện nay..

<span class='text_page_counter'>(21)</span> TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đoàn Duy Hinh (2006), Sách giáo khoa Vật lí 11, NXB Giáo dục, Hà Nội. 2. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đoàn Duy Hinh (2007), Sách giáo viên Vật lí 11, NXB Giáo dục, Hà Nội. 3. Phạm Đình Cương (2002), Thí nghiệm vật lí ở trường trung học phổ thông, NXB giáo dục, Hà Nội. 4. Nguyễn Ngọc Hưng (2009), Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon, tập 1,2, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. 5. Nguyễn Ngọc Hưng, Thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, Đại học sư phạm – Đại học Quốc gia Hà Nội. 6. Nguyễn Ngọc Hưng, Thí nghiệm Vật lí ở nhà của học sinh, trường Đại học Sư phạm Hà Nội. 7. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Nguyễn Phúc Thuần (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Vũ Thanh Khiết, Phạm Xuân Quế, Phạm Đình Thiết, Nguyễn Trần Trác, Sách giáo khoa Vật lí 11 nâng cao, NXB Giáo dục, Hà Nội. 8. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Nguyễn Phúc Thuần (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Vũ Thanh Khiết, Phạm Xuân Quế, Phạm Đình Thiết, Nguyễn Trần Trác, Sách giáo viên Vật lí 11 nâng cao, NXB Giáo dục, Hà Nội. 9. Tạ Hồng Sơn (2012), Tổ chức hoạt động ngoại khóa chương “Từ trường” ở lớp 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, Luận văn Thạc sĩ khoa học giáo dục, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội..

<span class='text_page_counter'>(22)</span>