Báo cáo biện pháp Rèn kĩ năng giải bài tập điện học cho học sinh lớp 9

Nội dung text: Báo cáo biện pháp Rèn kĩ năng giải bài tập điện học cho học sinh lớp 9

1. UBND HUYỆN GIA LÂM TRƯỜNG THCS LỆ CHI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN HỌC CHO HỌC SINH LỚP 9 Môn: Vật lí Cấp học: THCS Tên tác giả: Vũ Thị Lý Đơn vị công tác: Trường THCS Lệ Chi Chức vụ: Tổ phó tổ Tự nhiên NĂM HỌC 2019 - 2020
2. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 A. ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật quan trọng. Sự phát triển của khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật. Vì vậy, những hiểu biết và nhận thức Vật lí có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Môn Vật lí có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của trường THCS. Chương trình Vật lí THCS có nhiệm vụ cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức Vật lí cơ bản phổ thông và thói quen làm việc khoa học, góp phần hình thành ở học sinh các năng lực nhận thức và các phẩm chất nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đã đề ra. Việc giảng dạy Vật lí có những khả năng to lớn, góp phần hình thành và rèn luyện cho học sinh cách thức tư duy và làm việc khoa học, cũng như góp phần giáo dục ý thức, thái độ, trách nhiệm đối với cuộc sống, gia đình, xã hội và môi trường. Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lí thường là những vấn đề không phức tạp, có thể giải quyết được bằng những suy luận logic, bằng tính toán hoặc bằng thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phương pháp Vật lí đã quy định trong chương trình học. Tuy vậy, bài tập Vật lí lại là một khâu quan trọng trong quá trình dạy và học Vật lí. Bài tập Vật lí là hình thức củng cố, ôn tập mở rộng hoặc đi sâu vào các trường hợp riêng lẻ của định luật mà nhiều khi nếu nhắc lại nhiều lần ở phần lí thuyết có thể làm cho học sinh nhàm chán. Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu, khắc sâu thêm phần lí thuyết và đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải bài tập. Bài tập phần Điện học ở lớp 9 cũng không nằm ngoài ý nghĩa đó. Tuy nhiên, qua nhiều năm giảng dạy Vật lí 9 tôi nhận thấy học sinh còn gặp nhiều khó khăn, lúng túng khi giải loại bài tập này. Các em chưa tự lực và chưa chủ động mỗi khi gặp bài toán Điện học. Trong khi đó, bài tập Điện học là một phần quan trọng trong chương trình Vật lí 9. Nếu các em không làm tốt bài toán Điện học sẽ ảnh hưởng phần nào đến chất lượng dạy và học môn Vật lí. Xuất phát từ những lý do trên, tôi quyết định chọn đề tài: Rèn kĩ năng giải bài tập Điện học cho học sinh lớp 9 – Đặc biệt là bài tập vận dụng định luật Ôm trong chương I Vật lí 9. Đây chỉ là một vài kinh nghiệm nhỏ mà tôi muốn trao đổi cùng bạn bè và đồng nghiệp. 1/15
3. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÝ LUẬN. Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm cho nên khi giảng dạy phải chú ý đảm bảo tính trực quan, sinh động. Đối với học sinh THCS tư duy còn đang trên đà phát triển, nhận thức dễ theo thói quen, do đó người giáo viên giảng dạy môn vật lý phải có kiến thức vật lý vững vàng, có kĩ năng, kĩ xảo trong việc xây dựng kiến thức. Việc giải bài tập vật lý có ý nghĩa rất quan trọng vì nó giúp học sinh hiểu sâu hơn về quy luật vật lý, biết phân tích và áp dụng chúng vài thực tế. Thông qua việc giải bài tập tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải quyết thành công các tình huống khác nhau, đồng thời còn giúp học sinh ôn tập củng cố, hệ thống hóa kiến thức. Bài tập vật lý là hình thức, biện pháp phát triển năng lực làm việc độc lập, phát triển năng lực tư duy cho học sinh là phương tiện để giáo viên kiểm tra kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cho việc giải bài tập vật lý không phải chỉ là tìm ra đáp số mà phải hiểu sâu sắc những khái niệm, định nghĩa, định luật và lý thuyết vật lý. 1. Kí hiệu và đơn vị của các đại lượng học sinh cần nắm vững: a) Các đại lượng và đơn vị đo của các đại lượng: + Cường độ dòng điện: kí hiệu là I, đơn vị đo là ampe (A) + Hiệu điện thế: kí hiệu là U, đơn vị đo là vôn (V) + Điện trở: kí hiệu R, đơn vị đo là ôm () b) Các ký hiệu quen thuộc trên sơ đồ mạch điện: + Điện trở: + Biến trở: + Bóng đèn: + Nguồn điện:   + _ + Khóa K: + Ampe kế: A + Vôn kế: V 2. Các khái niệm, công thức học sinh cần nắm vững: a) Định luật ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện U thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây: I R 3/15
4. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 - Một số em không thuộc công thức và nhầm lẫn kí hiệu của các đại lượng trong bài tập, từ đó các em không biết tóm tắt đề bài. - Một số em không biết biến đổi công thức hoặc biến đổi chưa linh hoạt và còn nhầm lẫn giữa các công thức mạch điện nối tiếp và mạch điện song song. - Kĩ năng trình bày một bài toán Vật lý cũng như tư duy Toán học còn hạn chế. 3. Thực trạng: Học kì I năm học 2018-2019, khi tôi chưa áp dụng đề tài này thì kết quả đạt được của 2 lớp 9 tôi được phân công dạy như sau: Kết Giỏi Khá Trung bình Yếu quả Sĩ số SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 9C 43 18 41,9% 17 39,5% 8 18,6% 0 9D 41 12 29,3% 16 39% 10 24,4% 3 7,3% III. CÁC BIỆN PHÁP TIẾN HÀNH. 1. Hướng dẫn học sinh giải bài tập. - Đưa ra cho học sinh phương pháp giải bài toán điện học: + Bước 1: Phân tích mạch điện và tóm tắt đề bài. + Bước 2: Sử dụng công thức (Định luật Ôm- đoạn mạch nối tiếp-đoạn mạch song song) thích hợp, lập kế hoạch giải. + Bước 3: Lựa chọn cách giải cho phù hợp. + Bước 4: Tiến hành giải bài. + Bước 5: Kết luận. - Lưu ý cho học sinh * Khi tóm tắt đề bài: + Đọc kĩ đề bài, phân tích mạch điện để nắm được đoạn mạch đã cho trong bài là đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song hay đoạn mạch hỗn hợp để từ đó sử dụng các công thức vận dụng định luật Ôm cho chính xác; đồng thời nắm được đề bài cho gì và hỏi gì. * Khi lập kế hoạch giải một bài toán điện học đơn giản, thường có 2 hướng giải chính: + Một là vận dụng công thức định luật Ôm. + Hai là vận dụng các công thức của đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song. 5/15
5. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 Từ đó, thấy rằng nếu theo hướng 1 ta sẽ giải được luôn còn nếu theo hướng 2 thì ta cần phải đi tính điện trở R 2; mà đề bài lại đang hỏi R2 ở câu b nên hướng 2 không thực hiện được. - Câu b: có 2 hướng giải: +) Hướng 1: vận dụng định luật (ĐL) Ôm: U2 R2 =  Cần tìm U2 = U - U1 Cần tìm U1 = I1.R1 I2 +) Hướng 2: vận dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp: R2 = Rtđ - R1 Từ đó, thấy rằng nếu theo cả 2 hướng ta sẽ đều giải được bài toán; nhưng theo hướng 2 bài toán sẽ có lời giải đơn giản và ngắn gọn hơn. * Yêu cầu học sinh giải bài theo kế hoạch giải vừa lập ra: U U a) Theo ĐL Ôm: I => Rtđ = = 6:0,5 = 12 Ω R I Vậy điện trở tương đương của đoạn mạch là 12 Ω. b) Vì R1 nt R2 => Rtđ = R1 + R2 => R2= Rtđ - R1 = 12-5 = 7 Ω Vậy điện trở R2 là 7 Ω. Ví dụ 2: (Bài 2- SGK / trang 17) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.2, trong đó R1 = 10, ampe kế A1 chỉ 6V, ampe kế A chỉ 1,8A. a) Tính hiệu điện thế UAB của đoạn mạch. b) Tính điện trở R2. * GV hướng dẫn học sinh phân tích mạch điện và đề bài: - Yêu cầu học sinh đọc kĩ đề bài rồi hỏi: +) Đây là đoạn mạch nối tiếp hay đoạn mạch song song? (Mạch đơn gồm 2 điện trở mắc song song). +) Nêu tác dụng của từng ampe kế trong mạch điện? (Ampe kế A 1 đo cường độ dòng điện qua điện trở R1 và ampe kế A đo cường độ dòng điện mạch chính). +) Bài toán cho biết những đại lượng nào? Kí hiệu những đại lượng đó là gì? (Cho biết R1, IA1, IA). +) Cần tìm đại lượng nào? Kí hiệu đại lượng đó là gì? (Cần tìm UAB, R2). - Từ đó yêu cầu học sinh tóm tắt đề bài: R1 // R2 R1 = 10 IA1 = I1 = 1,2A IA = I = 1,8A 7/15
6. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 R1 nt R2 nt R3 U = 6V R1 = 3 R2 = 5 R3 = 7 a) I1 = ?, I2 = ? I3 = ? (A) b) U1 = ?, U2 = ? (V) * GV hướng dẫn học sinh lập kế hoạch giải cho từng câu và phân tích theo hướng đi lên. - Câu a: có 2 hướng giải: +) Hướng 1: vận dụng định luật Ôm: U1 U2 U3 I1 = , I2 = , I3 =  Cần tìm U1 = ?, U2 = ?, U3 = ? R1 R2 R3 +) Hướng 2: vận dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp I = I1= I2 = I3 Cần tìm I = U/ Rtđ  Cần tìm Rtđ = R1+ R2+ R3 Từ đó, thấy rằng nếu theo hướng 1 ta sẽ không giải được bài toán còn nếu theo hướng 2 thì ta dễ dàng giải được sau khi tính Rtđ và tính I. - Câu b: có 2 hướng giải: +) Hướng 1: vận dụng định luật Ôm: U1 = I1.R1, U2 = I2.R2 +) Hướng 2: vận dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp: U = U1+ U2 + U3 Từ đó, thấy rằng nếu theo hướng 1 ta sẽ dễ dàng giải được bài toán còn nếu theo hướng 2 thì ta không giải được. * Yêu cầu học sinh giải bài theo kế hoạch giải vừa lập ra: a) Vì R1 nt R2 nt R3 => Rtđ = R1 + R2+ R3 = 3 + 5+7 =15 Ω Theo ĐL Ôm: I = U/ Rtđ = 6 : 15 = 0,4A Vì R1 nt R2 nt R3 => I = I1= I2 = I3 = 0,4A Vậy cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là 0,4A. U1 b) Theo ĐL Ôm: Theo ĐL Ôm: I1 = => U1 = I1.R1 = 0,4.3 = 1,2V. R1 U2 I2 = => U2 = I2.R2 = 0,4.5 = 2,8V. R2 Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là 1,2V và giữa hai đầu điện trở R2 là 2,8V 9/15
7. §Ò tµi: RÌn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp §iÖn häc cho häc sinh líp 9 U +) Hướng 1: vận dụng định luật Ôm: Rtđ =  I = ? I +) Hướng 2: vận dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song R2.R3 song: Rtđ = R1 + R23 R23 = R2 R3 Từ đó, thấy rằng nếu theo hướng 1 ta cần đi tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính mà theo dữ kiện đề bài chưa tính được I. Còn theo hướng 2 thì ta dễ dàng giải được thông qua tính điện trở của đoạn mạch song song. - Câu b: có 2 hướng giải: +) Hướng 1: vận dụng định luật Ôm: U1 I1 = Cần tìm U1 = U - U23 Cần tìm U23 = I23 .R23Cần tìm I23= I= U/ Rtđ R1 U2 U3 I2 =  Cần tìm U2 = U23 ; I3 =  Cần tìm U2 = U3 = U23 R2 R3 +) Hướng 2: vận dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp - song song: I1 = I23 = I Cần tìm I= U/ Rtđ I2 R3 I2 =? và I3 =?  Cần tìm I2 + I3 = I23 và tính tỉ số I3 R2 Từ đó, thấy rằng nếu theo cả 2 hướng ta sẽ đều giải được bài toán nhưng ta có thể phối hợp cả 2 cách giải trên để làm câu b. * Yêu cầu học sinh giải bài theo kế hoạch giải vừa lập ra: a) Vì R2 // R3 => R23 = R2. R3 / R2+ R3 = 30.30/30+30 =15 (Ω) Vì R1 nt R23 => Rtđ = R1+ R23 = 15+15 = 30 (Ω) Vậy điện trở tương đương của đoạn mạch là 30 Ω. b) Theo ĐL Ôm: I = U /Rtđ =12/30=0,4 A Vì R1 nt R23 => I =I1= I23 = 0,4A Theo ĐL Ôm: I23 =U23/R23 =>U23= I23. R23 = 0,4.15 = 6V Vì R2 //R3 => U23 = U2 = U3 = 6V Theo ĐL Ôm: I2 = U2 / R2 = 6 /30 = 0,2A I3 = U3 / R3 = 6 /30 = 0,2A Vậy cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 0,4A; qua điện trở R2 và R3 là 0,2A. 11/15