Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng lý luận dạy học hiện đại và phương pháp dạy học Vật lý, bài viết này đề xuất xây dựng tình huống dạy học cho chương “Điện tích - Điện trường” trong chương trình Vật lý 11 cơ bản Mục tiêu là phát triển năng lực học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lý tại các trường trung học phổ thông.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học hiện đại và các phương pháp dạy học Vật lý định hướng phát triển năng lực học sinh
Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học dựa trên tình huống là một phương pháp quan trọng trong giáo dục, đặc biệt trong môn Vật lý ở trường trung học phổ thông Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại, như học tập hợp tác và dạy học tích cực, giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và chủ động của học sinh.
Nghiên cứu thực trạng giảng dạy chương "Điện tích - Điện trường" trong môn Vật lý 11 tại các trường trung học phổ thông nhằm đánh giá trình độ và quan niệm của học sinh trước khi tiếp cận kiến thức này Qua đó, phát hiện những khó khăn và sai lầm phổ biến trong quá trình dạy học, từ đó cải thiện phương pháp giảng dạy hiệu quả hơn.
Để xây dựng tình huống dạy học hiệu quả cho chương "Điện tích - Điện trường" trong chương trình Vật lý 11, cần đề xuất các biện pháp nhằm phát triển năng lực học sinh Việc áp dụng phương pháp dạy học tích cực, kết hợp với thực hành thí nghiệm và các tình huống thực tiễn sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn về khái niệm điện tích và điện trường Đồng thời, giáo viên nên khuyến khích học sinh thảo luận nhóm và giải quyết vấn đề để nâng cao khả năng tư duy phản biện Việc sử dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy cũng là một yếu tố quan trọng, giúp tạo ra môi trường học tập tương tác và sinh động.
Thiết kế tiến trình dạy học cho chương “Điện tích – Điện trường” cần phù hợp với các tình huống cụ thể nhằm phát triển năng lực của học sinh Việc xây dựng các tình huống học tập không chỉ giúp học sinh hiểu rõ kiến thức mà còn kích thích khả năng tư duy và sáng tạo Bằng cách áp dụng các phương pháp dạy học linh hoạt, giáo viên có thể tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh tham gia và khám phá sâu hơn về các khái niệm vật lý liên quan.
- Thực nghiệm sư phạm để xác định hiệu quả và tính khả thi của tình huống dạy học đã được xây dựng trong quá trình nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lí luận là quá trình phân tích các tài liệu tâm lí học và lí luận dạy học Vật lý, bao gồm sách, báo và các văn kiện của Đảng cùng Bộ Giáo dục và Đào tạo, nhằm tạo nền tảng cho nghiên cứu Đồng thời, việc xem xét phân phối chương trình và nội dung sách giáo khoa cũng như các tài liệu khoa học liên quan sẽ hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu một cách hiệu quả.
Khảo sát thực tế tại trường THPT Phan Châu Trinh – Tp Đà Nẵng đã được thực hiện thông qua việc dự giờ, quan sát và trao đổi với giáo viên về chương "Điện tích – Điện trường" Nghiên cứu này tập trung vào cách tổ chức dạy học của giáo viên, mức độ nhận thức và hứng thú của học sinh, cũng như kết quả học tập mà học sinh đạt được trong chương học này.
Thực nghiệm sư phạm là quá trình dạy học thực nghiệm dựa trên một tiến trình đã được thiết kế phù hợp với các tình huống dạy học cụ thể Mục tiêu của thực nghiệm này là đánh giá hiệu quả của những tình huống dạy học đã xây dựng, từ đó cải thiện chất lượng giảng dạy.
- Kiểm tra kết quả thực nghiệm
Thông qua việc xử lý và phân tích số liệu thu được, chúng ta có thể đánh giá tính khả thi của các tình huống dạy học đã được xây dựng Việc tính toán các số liệu này không chỉ giúp cung cấp cái nhìn rõ ràng về hiệu quả của các phương pháp giảng dạy mà còn hỗ trợ trong việc cải thiện và tối ưu hóa quy trình dạy học.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Trong những năm gần đây, dạy học dựa trên tình huống trong môn Vật lý đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu tại Việt Nam, với nhiều bài viết và luận văn thạc sĩ, tiến sĩ được công bố Các nghiên cứu lý thuyết đáng chú ý bao gồm "Dạy và học tích cực Một số kĩ thuật, phương pháp dạy học" của nhóm tác giả Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hương Trà, Nguyễn Phương Hồng, Cao Thị Thặng và "Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học vật lí ở trường phổ thông" của Đỗ Hương Trà Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu thực tiễn đã áp dụng phương pháp này cho các nội dung cụ thể trong môn Vật lý, như nghiên cứu của Nguyễn Thị Trang về "Xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương 'Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể' Vật lý 10 cơ bản", và của Dương Việt Sơn với đề tài "Xây dựng tình huống học tập trong dạy học phần Quang hình Vật lý 11 nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh".
Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL - Problem Based Learning) là một phương pháp hiệu quả trong việc thiết kế và giảng dạy chương VII “Mắt và các dụng cụ quang học” trong môn Vật lý 11 nâng cao PBL khuyến khích học sinh phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề thông qua việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc vận dụng PBL trong giảng dạy giúp học sinh hiểu sâu hơn về cấu trúc và chức năng của mắt cũng như các dụng cụ quang học, từ đó nâng cao khả năng tiếp thu và ứng dụng kiến thức vật lý trong cuộc sống hàng ngày.
Mặc dù nhiều nghiên cứu đã áp dụng phương pháp dạy học dựa trên tình huống cho các chương khác trong Vật lý 11 cơ bản, nhưng vẫn thiếu nghiên cứu về việc xây dựng tình huống dạy học cho chương “Điện tích – Điện trường” Do đó, tôi quyết định tập trung vào đề tài: “Xây dựng tình huống dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh cho chương ‘Điện tích – Điện trường’ trong Vật lý 11 cơ bản”.
NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH
Quan điểm về dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh
Dạy học định hướng phát triển năng lực, hay còn gọi là dạy học định hướng kết quả đầu ra, đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế hiện nay Mục tiêu của phương pháp này là phát triển năng lực của người học một cách hiệu quả.
Dạy học định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra, tập trung vào kết quả học tập của học sinh Mục tiêu là phát triển toàn diện phẩm chất nhân cách và năng lực vận dụng tri thức trong thực tiễn, giúp học sinh chuẩn bị khả năng giải quyết các tình huống trong cuộc sống và nghề nghiệp Chương trình này nhấn mạnh vai trò chủ động của người học trong quá trình nhận thức.
Chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực không quy định nội dung chi tiết mà tập trung vào kết quả đầu ra mong muốn của quá trình giáo dục Dựa trên đó, chương trình đưa ra hướng dẫn về lựa chọn nội dung, phương pháp, tổ chức và đánh giá kết quả dạy học để đảm bảo đạt được mục tiêu học tập Mục tiêu học tập thường được mô tả qua hệ thống năng lực, với kết quả học tập cụ thể, có thể quan sát và đánh giá Học sinh cần đạt được các kết quả yêu cầu đã được quy định trong chương trình, và việc thiết lập chuẩn đào tạo cũng nhằm quản lý chất lượng giáo dục theo định hướng kết quả đầu ra.
Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực mang lại nhiều ưu điểm, trong đó nổi bật là khả năng quản lý chất lượng dựa trên kết quả đầu ra và nhấn mạnh vào năng lực ứng dụng của học sinh Tuy nhiên, việc áp dụng chương trình này một cách thiên lệch có thể dẫn đến thiếu sót trong kiến thức cơ bản và sự hệ thống của tri thức Hơn nữa, chất lượng giáo dục không chỉ được đánh giá qua kết quả đầu ra mà còn phụ thuộc vào quá trình thực hiện giáo dục.
Một số đặc trưng cơ bản của dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh:
Mục tiêu giáo dục cần được xác định rõ ràng, với các kết quả học tập có thể đo lường và đánh giá một cách cụ thể Điều này giúp thể hiện sự tiến bộ liên tục của học sinh trong quá trình học tập.
Nội dung giáo dục cần được lựa chọn để đạt được kết quả đầu ra đã quy định, đồng thời phải liên kết với các tình huống thực tiễn Chương trình giáo dục chỉ quy định những nội dung chính mà không đi vào chi tiết, nhằm tạo điều kiện cho việc áp dụng linh hoạt và hiệu quả trong quá trình giảng dạy.
Phương pháp dạy học hiện đại tập trung vào vai trò của giáo viên như một người tổ chức và hỗ trợ, khuyến khích học sinh tự lực và chủ động tiếp thu kiến thức Điều này không chỉ phát triển khả năng giải quyết vấn đề mà còn nâng cao kỹ năng giao tiếp của học sinh Ngoài ra, việc áp dụng các quan điểm, phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực, cũng như các phương pháp thí nghiệm và thực hành, là rất quan trọng trong quá trình giảng dạy.
Hình thức dạy học cần được tổ chức đa dạng, bao gồm các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học và trải nghiệm sáng tạo Đồng thời, việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong quá trình dạy và học cũng cần được đẩy mạnh để nâng cao hiệu quả giáo dục.
Tiêu chí đánh giá kết quả học tập của học sinh dựa vào năng lực đầu ra, đồng thời xem xét sự tiến bộ trong quá trình học tập và khả năng vận dụng vào thực tiễn Để phát triển năng lực học sinh, cần xác định các thành phần và cấu trúc của năng lực, vì có nhiều loại năng lực khác nhau Mô tả cấu trúc và các thành phần của năng lực cũng có sự khác biệt, nhưng đều hướng tới việc hình thành năng lực hành động hiệu quả.
8 động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể
Năng lực chuyên môn đề cập đến khả năng thực hiện và đánh giá các nhiệm vụ chuyên môn một cách độc lập, chính xác và có phương pháp Năng lực này được hình thành qua quá trình học tập chuyên sâu và gắn liền với khả năng nhận thức cùng tâm lý vận động của cá nhân.
Năng lực phương pháp là khả năng thực hiện các hành động có kế hoạch và định hướng mục đích để giải quyết nhiệm vụ và vấn đề Năng lực này được hình thành thông qua việc học phương pháp luận và các kỹ năng giải quyết vấn đề.
Năng lực xã hội là khả năng đạt được mục tiêu trong các tình huống giao tiếp và ứng xử xã hội, đồng thời thực hiện các nhiệm vụ khác thông qua sự phối hợp chặt chẽ với các thành viên khác Năng lực này được hình thành và phát triển thông qua quá trình học hỏi giao tiếp.
Năng lực cá thể là khả năng nhận diện và đánh giá cơ hội phát triển cũng như giới hạn của bản thân Nó bao gồm việc phát triển năng khiếu, xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, cùng với việc hình thành quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ ảnh hưởng đến thái độ và hành vi Năng lực này được hình thành thông qua học tập cảm xúc - đạo đức và gắn liền với tư duy và hành động tự chịu trách nhiệm.
Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cột giáo dục theo UNESCO:
Dạy học định hướng phát triển năng lực không chỉ tập trung vào việc nâng cao năng lực chuyên môn như tri thức và kỹ năng mà còn chú trọng phát triển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá nhân Những năng lực này có mối quan hệ chặt chẽ và không thể tách rời, với năng lực hành động được hình thành từ sự kết hợp của tất cả các năng lực này.
1.1.2 Một số biện pháp để đổi mới phương pháp dạy định hướng phát triển năng lực học sinh
• Cải tiến các phương pháp dạy học truyền thống
Các phương pháp dạy học truyền thống như thuyết trình, đàm thoại và luyện tập vẫn giữ vai trò quan trọng trong giáo dục Đổi mới phương pháp dạy học không có nghĩa là loại bỏ những phương pháp này, mà là cải tiến chúng để nâng cao hiệu quả và khắc phục nhược điểm Để đạt được điều này, giáo viên cần nắm vững yêu cầu và thành thạo các kỹ thuật chuẩn bị và thực hiện bài giảng, bao gồm kỹ thuật mở bài, trình bày, giải thích trong thuyết trình, và kỹ thuật đặt câu hỏi.
Phương pháp dạy học
1.2.1 Chức năng và đặc điểm của phương pháp dạy học
Theo triết học, phương pháp được hiểu là quá trình di chuyển của nội dung đến mục tiêu Trong giáo dục phổ thông, quá trình dạy học bao gồm hoạt động giảng dạy do giáo viên tổ chức và điều khiển, cùng với sự tham gia tích cực của học sinh.
Chức năng của giáo viên là giảng dạy, trong khi học sinh có nhiệm vụ tiếp thu kiến thức Để đạt hiệu quả cao trong việc dạy và học, việc áp dụng phương pháp dạy học phù hợp là rất quan trọng.
• Chức năng cơ bản của phương pháp dạy hoc:
- Chức năng phát triển trí tuệ
Phương pháp dạy học phổ thông là sự kết hợp giữa các hoạt động của giáo viên và học sinh, nhằm hoàn thành hiệu quả nhiệm vụ giáo dục Mục tiêu chính là tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh vào các trường Đại học, Cao đẳng, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội.
• Đặc điểm của phương pháp dạy học:
Phương pháp dạy học cần mang tính mục đích và phải phù hợp với yêu cầu của xã hội để đạt được hiệu quả cao Ngoài việc trang bị tri thức khoa học, việc rèn luyện kỹ năng và kỹ xảo nghề nghiệp cho học sinh cũng rất quan trọng Hơn nữa, phương pháp dạy học cần kế thừa và phát huy các phương pháp mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong giáo dục.
Phương pháp dạy học ở bậc phổ thông cần khuyến khích sự tự giác, tích cực và sáng tạo của học sinh Giáo viên nên lắng nghe ý kiến của học sinh và tổ chức các hoạt động học tập, giúp học sinh tham gia tích cực vào việc giải quyết các tình huống học tập.
- Phương pháp dạy học ở phổ thông phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống, gắn với sự phát triển của khoa học và công nghệ
Phương pháp dạy học phổ thông cần được điều chỉnh theo từng trường học, đặc điểm của nội dung môn học, chuyên đề cụ thể, cũng như điều kiện và phương tiện dạy học hiện có.
Phương pháp dạy học phổ thông có mối liên hệ chặt chẽ với các phương tiện và thiết bị dạy học hiện đại như máy tính và video Các đặc điểm của phương pháp này tương tác lẫn nhau, giúp giáo viên dễ dàng lựa chọn phương pháp phù hợp Khi lựa chọn, giáo viên cần đặc biệt chú ý đến mục tiêu và nội dung dạy học, vì chúng có mối quan hệ mật thiết và ảnh hưởng đến hiệu quả giảng dạy.
Phương pháp dạy học được xác định bởi nội dung và chịu sự ảnh hưởng từ định hướng, mục tiêu và nhiệm vụ giảng dạy Đồng thời, phương pháp dạy học phổ thông cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hoàn thiện các nhiệm vụ và mục đích của quá trình dạy học.
Vận dụng hợp lí phương pháp dạy học sẽ làm phong phú nội dung dạy học
Tùy thuộc vào từng trường học và môn học cụ thể, nội dung và mục tiêu đào tạo sẽ khác nhau, do đó cần lựa chọn các phương pháp giảng dạy phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất.
1.2.2 Phương pháp dạy học dựa trên tình huống
1.2.2.1 Định nghĩa và mục tiêu của phương pháp dạy học dựa trên tình huống
Dạy học dựa trên tình huống là phương pháp giúp học sinh học cách hợp tác trong nhóm để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến chương trình học Phương pháp này kích thích trí tò mò và nhu cầu học tập, đồng thời rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy nghiêm túc, kỹ năng phân tích sâu và khả năng tìm kiếm, sử dụng nguồn tài liệu hỗ trợ hiệu quả.
• Mục tiêu của phương pháp dạy học Vật lý dựa trên tình huống
Giúp học sinh nhận diện và khám phá các định luật, lý thuyết, nguyên lý và hiện tượng vật lý thông qua các sự kiện trong thực tế.
- Giúp học sinh có những hiểu biết cần thiết về phương pháp thực nghiệm
- Hiểu được những nguyên tắc cơ bản của những ứng dụng quan trọng của Vật lí trong đời sống và sản xuất
- Xây dựng được mối liên hệ giữa các kiến thức Vật lý với các kiến thức của các môn học khác: Toán học, Sinh học, Địa lí, Hoá học
Biết thu thập thông tin từ quan sát và thí nghiệm Vật lý, cũng như từ tài liệu và các nguồn thông tin đại chúng liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu là rất quan trọng.
- Biết cách làm việc với thông tin theo nhóm, khai thác, so sánh, sắp xếp thông tin, liên hệ, suy luận để giải quyết các vấn đề Vật lý
Rèn luyện kỹ năng thực hành Vật lý là rất quan trọng, bao gồm việc sử dụng các dụng cụ và chế tạo những thí nghiệm Vật lý đơn giản Học sinh cũng nên đề xuất các dự án khoa học và phương án thí nghiệm sáng tạo để nâng cao hiểu biết và khả năng ứng dụng kiến thức.
Học môn Vật lý không chỉ tạo ra sự hứng thú và tập trung mà còn phát triển tác phong làm việc khoa học Điều này đòi hỏi tính trung thực, cẩn thận và tỉ mỉ trong quá trình tiến hành thí nghiệm và tính toán Học sinh cần có ý thức sẵn sàng áp dụng những kiến thức Vật lý vào thực tế, từ đó giải quyết một cách sáng tạo các tình huống thực tiễn.
1.2.2.2 Những đặc trưng cơ bản của phương pháp dạy học dựa trên tình huống
• Tình huống là trung tâm của hoạt động dạy và học
Người học được tiếp cận với các tình huống thử thách ngay từ đầu bài học, bao gồm những điều phi lý, dị thường hoặc các sự kiện không nhất quán Những tình huống này tạo ra động lực cho hoạt động học tập, kích thích sự thắc mắc và tò mò, từ đó thúc đẩy việc nghiên cứu và tìm hiểu nhằm giải quyết vấn đề và tiếp nhận kiến thức mới.
Thực trạng của công tác giảng dạy ở Việt Nam
Sau nhiều năm, nền giáo dục Việt Nam đã có những đổi mới như thay đổi chương trình và chỉnh sửa nội dung sách giáo khoa Tuy nhiên, chương trình học vẫn còn nặng tính hàn lâm, với kiến thức chủ yếu nhằm phục vụ cho việc thi cử Điều này tạo ra áp lực lớn cho giáo viên trong việc đổi mới phương pháp dạy học.
Khi tham gia giảng dạy, nhiều giáo viên ngại áp dụng các phương pháp dạy học tích cực và hiện đại do áp lực thời gian trong việc truyền tải lượng kiến thức lớn để kịp chương trình và chuẩn bị cho kỳ thi cuối năm Những phương pháp này thường đòi hỏi nhiều thời gian từ cả giáo viên lẫn học sinh, điều này khiến họ gặp khó khăn trong việc cân bằng giữa việc dạy học hiệu quả và yêu cầu chương trình học.
Hiện nay, nhiều trường phổ thông vẫn áp dụng phương pháp dạy học truyền thống như thuyết trình và đàm thoại, dẫn đến việc học sinh chỉ tập trung vào kiến thức chung trong khuôn khổ chương trình Phương pháp này không khuyến khích sự tiếp thu kiến thức sâu sắc, tính tích cực và sáng tạo của học sinh, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng giáo dục và đào tạo.
Trong những năm gần đây, giáo dục Việt Nam đã nỗ lực cải cách để đáp ứng nhu cầu của xã hội, với nhiều phương pháp dạy học tích cực được thử nghiệm Một trong những phương pháp này là dạy học dựa trên tình huống, tuy nhiên, phương pháp này vẫn chưa được triển khai rộng rãi ở cấp trung học phổ thông.
Dạy học dựa trên tình huống là phương pháp tích cực giúp học sinh tự tìm kiếm thông tin và áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó phát triển kỹ năng sống và tư duy bậc cao Phương pháp này khuyến khích sự tích hợp kiến thức liên môn và ứng dụng vào đời sống hàng ngày Qua các tình huống thực tế, học sinh có cơ hội phát huy khả năng sáng tạo và tự học, đồng thời giáo viên có thể nâng cao tính tích cực trong quá trình dạy học.
Học sinh cần chủ động tham gia vào các hoạt động trong lớp học để phát huy kỹ năng giao tiếp và hình thành nhân cách lao động tự chủ, năng động, sáng tạo Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu hiện tại của xã hội mà còn chuẩn bị cho tương lai.
Chương 2: XÂY DỤNG TÌNH HUỐNG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH CHƯƠNG “ ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN
Đặc điểm chương “ Điện tích – Điện trường” Vật lý 11 cơ bản
2.1.2 Nhiệm vụ và vị trí của chương “ Điện tích – Điện trường”
Nghiên cứu sự tương tác giữa các điện tích và các đặc trưng cơ bản của điện trường thông qua điện trường của điện tích điểm và các vật nhiễm điện có hình dạng đặc biệt giúp hiểu rõ hơn về hiện tượng điện trong kỹ thuật Việc xây dựng khái niệm điện trường như một môi trường truyền tương tác giữa các điện tích không chỉ giúp học sinh nhận thức được vai trò của điện trường trong sự tương tác từ xa mà còn nâng cao khả năng hiểu biết của con người về thế giới xung quanh.
Chương "Điện tích Điện trường" là phần mở đầu cho lĩnh vực "Điện học và điện từ học", cung cấp những kiến thức cơ bản giúp học sinh hiểu rõ bản chất và cơ chế của các hiện tượng điện Nội dung chương này không chỉ nâng cao khả năng định lượng mà còn chính xác hóa những kiến thức đã học ở lớp 9 Hơn nữa, nó còn tạo nền tảng cho học sinh dễ dàng tiếp cận các khái niệm như từ trường, điện trường xoáy và điện từ trường trong tương lai, đồng thời củng cố và làm sâu sắc thêm hiểu biết về trọng trường.
2.1.3 Kiến thức khoa học ở chương “ Điện tích – Điện trường”
Điện tích là đại lượng đo lường thuộc tính điện của một vật nhiễm điện Điện tích điểm được định nghĩa là một vật mang điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách đến các điểm hoặc vật mang điện khác mà chúng ta đang nghiên cứu.
Có hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm Điện tích của electron mang giá trị âm, ký hiệu là –e, trong khi điện tích của proton mang giá trị dương, ký hiệu là +e.
- Sự nhiễm điện của các vật:
Khi cọ xát các vật liệu như thanh thủy tinh hoặc thanh nhựa vào dạ hoặc lụa, chúng có khả năng hút các vật nhẹ như mẫu giấy và sợi bông Điều này cho thấy các vật đó đã bị nhiễm điện.
Nhiễm điện do cọ xát xảy ra khi các vật liệu như thanh thủy tinh hoặc thanh nhựa được chà xát vào dạ hoặc lụa, dẫn đến khả năng hút các vật nhẹ như mẫu giấy và sợi bông.
Nhiễm điện do tiếp xúc xảy ra khi một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật đã nhiễm điện, dẫn đến việc vật chưa nhiễm điện sẽ mang điện tích cùng dấu với vật đã nhiễm điện.
+ Nhiễm điện do hưởng ứng ( hiện tượng cảm ứng tĩnh điện): Khi đưa quả cầu
A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trung hòa về điện Ta thấy dầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương
- Tương tác giữa các điện tích:
Các điện tích cùng dấu sẽ đẩy nhau, trong khi các điện tích khác dấu sẽ hút nhau Tương tác giữa các điện tích diễn ra theo định luật Cu-lông khi khoảng cách giữa chúng lớn so với kích thước của chúng.
Lực hút hoặc đẩy giữa hai điện tích điểm trong chân không có hướng dọc theo đường thẳng nối chúng, với độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
|q1 q2 |:Tích độ lớn của hai điện tích q1, q2 r : khoảng cách giữa hai điện tích (m)
Điện tích tuân theo định luật bảo toàn điện tích, nghĩa là trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích không thay đổi khi hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác.
Thuyết electron giải thích hiện tượng nhiễm điện của vật thể bằng cách chỉ ra rằng electron có khả năng rời khỏi nguyên tử và di chuyển giữa các vị trí khác nhau Khi một nguyên tử mất electron, nó sẽ trở thành ion dương, tức là một hạt mang điện dương.
+ Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm
Một vật được coi là nhiễm điện âm khi số lượng electron vượt quá số proton, trong khi nếu số electron ít hơn số proton, vật đó sẽ nhiễm điện dương.
Điện trường là một dạng vật chất bao quanh điện tích, gắn liền với điện tích đó Nó có khả năng tác dụng lực điện lên các điện tích khác nằm trong vùng ảnh hưởng của nó.
- Tính chất: Tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó
Cường độ điện trường tại một điểm phản ánh lực tác dụng của điện trường tại vị trí đó Nó được tính bằng cách chia độ lớn của lực điện F tác động lên một điện tích thử q (dương) cho độ lớn của điện tích q.
Trong đó, E là cường độ điện trường tại điểm ta xét
Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường Vectơ cường độ điện trường 𝐸⃗ có:
+ Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q
+ Chiều dài biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó + Đơn vị đo cường độ điện trường: V/m
Cường độ điện trường của một điện tích điểm:
Độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q Điện trường của một điện tích điểm:
E (V/ m) Điện trường của n điện tích: Giả sử ta có hệ n điện tích điểm Q1, Q1, Qn
Gọi cường độ điện trường của hệ ở một điểm nào đó trong điện trường là E
E 1 , 2 lần lượt là véc tơ cường độ điện trường do các điện tích Q1, Q2, Qn gây ra tại điểm đó
Đường sức điện trường là một phương pháp mô tả điện trường một cách trực quan Mỗi điểm trên đường sức điện có tiếp tuyến tương ứng với giá trị của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó Điều này có nghĩa là đường sức điện thể hiện hướng và độ lớn của lực điện tác dụng tại từng vị trí trong điện trường.
Các đặc điểm của đường sức điện trường:
+ Tại mỗi điểm trong điện trường ta chỉ có thể vẽ được một và chỉ một đường sức điện đi qua
+ Các đường sức điện là các đường có hướng hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó
Xây dựng tình huống dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh chương “ Điện tích – Điện trường” Vật lý 11 cơ bản
2.2.1 Bài “Điện tích Định luật Cu-Lông”
Bước 1: Xác định mục tiêu
- Trình bày được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng)
- Phát biểu được định luật Cu -lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm
- Vận dụng được định luật Cu - lông để xác định lực điện tác dụng giữa hai điện tích điểm; giải được các bài tập có liên quan
- Giải thích được một số hiện tượng có liên quan đến sự nhiễm điện của vật
- Nghiêm túc trong giờ học
- Có ý thức trong khi quan sát và tiến hành thí nghiệm
- Tổng hợp và khái quát hóa các kết quả thí nghiệm thu được thành các kiến thức cần lĩnh hội
Bước 2: Xác định vấn đề
Một số vấn đề của bài:
- Sự nhiễm điện của các vật thường gặp trong thực tế
- Các cách làm cho một vật nhiễm điện?
- Lực tương tác giữa các điện tích được xác định như thế nào
Bước 3: Xây dựng tình huống
Khi di chuyển trên đường, chúng ta thường thấy những chiếc xe chở xăng, dầu kéo theo một sợi dây xích dưới lòng đường Điều này không chỉ là sự sơ suất của người vận chuyển mà còn có tác dụng quan trọng trong việc cảnh báo và đảm bảo an toàn cho các phương tiện lưu thông xung quanh.
Tình huống lựa chọn, bác bỏ
Cơ sở vật lý: Các vật nhiễm điện trái dấu, đến một mức nào đó có thể phóng tia lửa điện qua nhau
Khi xe chở xăng, dầu di chuyển, sự cọ xát giữa xăng dầu và bồn chứa tạo ra điện tích trái dấu, có thể gây ra tia lửa và cháy nổ Để ngăn ngừa nguy cơ này, việc sử dụng dây xích (vật dẫn điện) thả lề đường giúp truyền điện tích xuống đất, giảm thiểu khả năng cháy nổ Ngoài ra, trong điều kiện khí hậu hanh khô, các xe buýt cũng cần trang bị dây xích nối đất để bảo vệ hành khách khỏi nguy cơ điện giật khi tiếp xúc với tay nắm kim loại.
Tình huống 2: Vào những ngày mưa giông, tại sao lại hay có hiện tượng sấm sét?
Tình huống lựa chọn, bác bỏ
Sét hay tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển, xảy ra giữa các đám mây và mặt đất hoặc giữa các đám mây mang điện tích khác dấu Hiện tượng này xuất hiện khi các hạt nước và hạt băng trong đám mây giông cọ xát vào nhau, dẫn đến sự phân tách điện tích Khi hai đám mây tích điện gặp nhau, hiện tượng sét sẽ xảy ra.
Khi 35 trái dấu lại gần nhau, hiệu điện thế giữa chúng có thể đạt tới hàng triệu Vôn Hiện tượng phóng tia lửa điện giữa hai đám mây tạo ra tia sét mà chúng ta quan sát thấy.
Khi có sét, chúng ta thường thấy tia sáng trước, sau đó mới nghe thấy tiếng nổ Điều này xảy ra vì vận tốc của ánh sáng nhanh hơn vận tốc âm thanh.
Bước 4: Xác định các phương tiện, thiết bị, tài liệu hỗ trợ việc dạy và học
Trong tình huống này, máy chiếu trình chiếu hình ảnh về các xe chở xăng, dầu có dây xích nối đất, kèm theo video mô tả quá trình tích điện và truyền điện tích xuống đất của các phương tiện này.
Máy chiếu trình chiếu hình ảnh về sấm sét cùng với video mô tả quá trình tích điện và cách mà xe truyền điện tích xuống đất, đồng thời phác họa hiện tượng phóng điện từ các đám mây.
Ngoài ra, dặn dò học sinh chuẩn bị trước một số dụng cụ thí nghiệm: thanh thủy tinh, bút thử điện
2.2.2 Bài “Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích”
Bước 1: Xác định mục tiêu
- Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích
- Trình bày được các nội dung chính của thuyết êlectron
- Nêu được các tính chất của vật dẫn và điện môi khi đặt trong trường tĩnh điện
- Trình bày được bản chất của hiện tượng nhiễm điện ở các vật
- Vận dụng được định luật bảo toàn điện tích để giải bài tập có liên quan
- Giải thích được các tính chất của vật dẫn và điện môi khi đặt trong trường tĩnh điện
- Vận dụng thuyết êlectron để giải thích được các hiện tượng nhiễm điện
- Hứng thú và tập trung trong tiết học; có tinh thần ham học hỏi để tiếp thu kiến thức mới
- Có thái độ thích thú khi nghiên cứu các hiện tượng về điện
- Thấy được trách nhiệm cần học tốt môn Vật lý
Tác phong làm việc khoa học đòi hỏi sự trung thực, cẩn thận và tỉ mỉ trong quá trình tiến hành thí nghiệm và tính toán Điều này không chỉ giúp đảm bảo độ chính xác mà còn thể hiện ý thức sẵn sàng áp dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn, nhằm giải quyết sáng tạo các tình huống thực tế.
Bước 2: Xác định vấn đề
Một số vấn đề của bài:
- Trong thực tế ta thấy có những vật dẫn điện tốt, có những vật không dẫn điện, tại sao các vật có tính chất điện khác nhau?
- Tại sao chúng ta có thể làm cho một vật nhiễm điện bằng cách cọ xát, tiếp xúc hay hưởng ứng?
- Giải thích sự nhiễm điện của các vật?
Bước 3: Xây dựng tình huống
Khi thanh thủy tinh nhiễm điện được đưa gần mẫu giấy nhỏ, hiện tượng hút mẫu giấy xảy ra do lực điện giữa chúng Thanh thủy tinh mang điện tích dương sẽ thu hút các điện tích âm trên bề mặt mẫu giấy, khiến giấy bám vào thanh Tuy nhiên, khi khoảng cách giữa chúng thay đổi hoặc điện tích trên giấy phân tán, mẫu giấy sẽ rời khỏi thanh thủy tinh Hiện tượng này minh họa sự tương tác giữa điện tích khác nhau và nguyên lý tĩnh điện.
Tình huống phát triển, hoàn thiện
Khi thanh thủy tinh nhiễm điện được đưa gần mẫu giấy, mẫu giấy sẽ bị nhiễm điện do sự hưởng ứng, tạo ra hai vùng điện tích trái dấu Thanh thủy tinh tác động lên mẫu giấy với cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực hút lớn hơn lực đẩy, khiến giấy bị hút dính vào thanh thủy tinh khi tiếp xúc.
Mẫu giấy bị nhiễm điện khi tiếp xúc với thanh thủy tinh cùng dấu điện tích, dẫn đến hiện tượng đẩy nhau và khiến mẫu giấy rời khỏi đũa nhựa.
Khi đưa một chiếc đũa tích điện âm gần quả cầu điện nghiệm tích điện dương, hai lá điện nghiệm khép lại do sự hút nhau giữa điện tích trái dấu Khi chiếc đũa tiếp xúc với quả cầu, các lá điện nghiệm vẫn xòe ra, cho thấy rằng điện tích âm từ chiếc đũa đã làm trung hòa một phần điện tích dương trên quả cầu, nhưng không đủ để làm cho chúng hoàn toàn khép lại Hiện tượng này phản ánh sự tương tác giữa các điện tích và cách chúng ảnh hưởng đến nhau trong một hệ thống điện.
Tình huống phát triển, hoàn thiện
Khi chiếc đũa tích điện âm được đưa gần đến quả cầu, electron di chuyển từ quả cầu sang các lá điện, khiến chúng khép lại Hiện tượng cảm ứng tĩnh điện xuất hiện, tạo ra điện tích âm trên các lá, làm cho chúng tách ra Khi đũa tiếp xúc với quả cầu, điện tích dương của quả cầu bị trung hòa bởi các điện tích âm từ đũa, nhưng các lá điện vẫn giữ lại điện tích âm trước đó, do đó vẫn tiếp tục tách ra.
Bước 4: Xác định các phương tiện, thiết bị, tài liệu hỗ trợ việc dạy và học
Tình huống 1: Thanh thủy tinh, những mẫu giấy nhỏ, video mô tả quá trình nhiễm điện của mẫu giấy
Tình huống 2: Đũa, điện nghiệm, video mô tả thí nghiệm nhiễm điện
2.2.3 Bài “Điện trường và cường độ điện trường Đường sức điện”
Bước 1: Xác định mục tiêu
- Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì ?
- Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường Viết được công thức tính cường độ điện trường của một điện tích điểm
- Nêu được đặc điểm của vecto cường độ điện trường
- Phát biểu và viết biểu thức của nguyên lí chồng chất điện trường
- Nêu được các đặc điểm của đường sức điện
- Xác định được cường độ điện trường (phương, chiều và độ lớn) tại một điểm của điện trường gây bởi một, hai hoặc ba điện tích điểm
- Vận dụng được nguyên lí chồng chất điện trường để giải các bài tập có liên quan
- Hứng thú và tập trung trong tiết học; có tinh thần ham học hỏi để tiếp thu kiến thức mới
- Có thái độ thích thú khi nghiên cứu các hiện tượng về điện
- Thấy được trách nhiệm cần học tốt môn Vật lý
Tác phong làm việc khoa học đòi hỏi tính trung thực, cẩn thận và tỉ mỉ trong quá trình thí nghiệm và tính toán Người làm việc trong lĩnh vực này cần có ý thức áp dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn, nhằm giải quyết một cách sáng tạo các tình huống thực tế.
Bước 2: Xác định vấn đề
Một số vấn đề của bài:
- Điện trường là gì? Điện trường có tính chất gì?
- Cường độ điện trường là gì?
- Cách xác định cường độ điện trường tại một điểm trong điện trường
- Đường sức điện có những đặc điểm gì?
- Điện trường đều là gì? Điện trường đều có tính chất như thế nào?
Bước 3: Xây dựng tình huống
Điện trường là một môi trường xung quanh các điện tích, tuy nhiên, chúng ta không thể nhìn thấy điện trường bằng mắt thường Vậy làm thế nào để mô tả điện trường một cách trực quan và dễ hiểu?
Tình huống nghịch lí, không phù hợp
Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “ Điện tích – Điện trường” Vật lý 11 cơ bản
2.3.1 Bài “ Điện tích Định luật Cu-Lông”
- Trình bày được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng)
- Phát biểu được định luật Cu -lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm
- Vận dụng được định luật Cu - lông để xác định lực điện tác dụng giữa hai điện tích điểm ; giải được các bài tập có liên quan
- Giải thích được một số hiện tượng có liên quan đến sự nhiễm điện của vật
- Nghiêm túc trong giờ học
- Có ý thức trong khi quan sát và tiến hành thí nghiệm
- Tổng hợp và khái quát hóa các kết quả thí nghiệm thu được thành các kiến thức cần lĩnh hội
- Một số đoạn phim thí nghiệm về các hiện tượng nhiễm điện
- Ôn lại kiến thức về điện tích đã học ở THCS
- Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm như: thanh thủy tinh, vải lụa, giấy vụn
III Tiến trình dạy học
Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số, kiểm tra kiến thức cũ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời:
- Điện tích là hạt mang điện có kích thước nhỏ Ví dụ: electron, ion dương, ion âm
- Có hai loại điện tích là điện tích dương và điện tích âm
- Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau
- Một vật nhiễm điện âm khi nhận thêm electron Nhiễm điện dương khi mất bớt electron
- HS lắng nghe, tiếp nhận kiến thức
- Em hiểu thế nào là điện tích? Nêu ví dụ?
- Kể tên các loại điện tích mà các em đã học ở THCS?
- Tương tác giữa các điện tích xảy ra như thế nào? Cùng dấu thì thế nào? Khác dấu thì thế nào
- Một vật nhiễm điện âm khi nào? Nhiễm điện dương khi nào?
- GV nhận xét, cho điểm và kết luận
Hoạt động 2 (3 phút): Nêu tình huống dạy học
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Suy nghĩ cá nhân hoặc thảo luận tìm câu trả lời phù hợp nhất
- Trả lời chưa chính xác
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường thấy những chiếc xe chở xăng, dầu kéo theo một sợi dây xích dưới lòng đường Liệu đây có phải là sự sơ suất của người vận chuyển hay sợi dây xích này có mục đích gì đặc biệt?
- GV gọi một số học sinh trả lời câu hỏi
GV sẽ giới thiệu bài mới và giải thích lý do tại sao lại có dây xích nối đất Hãy cùng tìm hiểu bài đầu tiên để hiểu rõ hơn về vấn đề này.
“Chương I: Điện tích – Điện trường
Bài 1: Điện tích Định luật Cu – lông”
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu sự nhiễm điện của các vật; điện tích; tương tác điện
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản
- Một vật có điện tích khi vật đó được nhiễm điện
- Học sinh suy nghĩ, đề xuất phương án:
+ Cọ xát thanh thủy tinh với lụa thì thanh thủy tinh sẽ nhiễm điện
+ Muốn biết thanh thủy tinh có nhiễm điện hay không, ta đưa nó lại gần các mẩu giấy nhỏ, xem nó có hút các mẩu giấy
- Hỏi: Khi nào thì một vật có điện tích?
- GV yêu cầu học sinh tìm cách nhiễm điện cho một thanh thủy tinh (đã dăn HS chuẩn bị)
- Làm thế nào để kiểm tra xem thanh thủy tinh đã nhiễm điện hay chưa?
I Sự nhiễm điện của các vật Điện tích Tương tác điện
1.Sự nhiễm điện của các vật
Các vật bị cọ xát có thể bị nhiễm điện khi đó chúng có thể hút các vật nhẹ
48 nhỏ hay không Hoặc dùng điện nghiệm
- Học sinh làm thí nghiệm
+ Dùng một vật đã nhiễm điện tiếp xúc với vật chưa nhiễm điện
Hoặc nhiễm điện do hưởng ứng
- Vì hai lá điện nghiệm nhiễm điện cùng dấu nên đẩy nhau
- Có 3 cách: cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng
VD: Lông thường dựng lên khi cởi áo len, khi bó lớp nilong ở bọc vở ra thì nó thường dính vào tay
- Nhận xét và yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm
- Chiếu cho học sinh xem đoạn phim thí nghiệm về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát và cách kiểm tra vật nhiễm điện bằng điện nghiệm
- Có cách nào khác để làm nhiễm điện cho vật không?
- Tại sao lá điện nghiệm lại xòe ra?
- Có cách nào làm cho các vật nhiễm điện ? Nêu ví dụ một số hiện tượng nhiễm điện trong đời sống
- Giải quyết tình huống đầu bài:
Khi xe chở xăng dầu di chuyển, sự cọ xát giữa xăng dầu và bồn chứa tạo ra điện tích trái dấu Khi điện tích này đạt đến mức đủ lớn, nó có thể phóng tia lửa, dẫn đến nguy cơ cháy nổ.
Việc thả lê (vật dẫn điện) dưới đường giúp truyền điện tích từ bồn chứa xuống đất, từ đó ngăn chặn nguy cơ cháy nổ.
- Điện tích điểm là vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng tới điểm mà ta xét
+ Học sinh ghi bài vào vở
+ GV gợi ý: Khi hai vật tích điện trái dấu, đến một mức nào đó thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa chúng
- GV nhận xét, kết luận
Trong điều kiện khí hậu hanh khô, các xe buýt cần sử dụng dây xích nối đất để đảm bảo an toàn cho hành khách, tránh nguy cơ điện giật khi chạm vào tay nắm kim loại Để đơn giản hóa nghiên cứu về tương tác điện, khái niệm điện tích điểm đã được giới thiệu, tương tự như khái niệm chất điểm trong cơ học.
- GV nhận xét câu trả lời của học sinh
- Như đã kiểm tra bài cũ:
+ Có 2 loại điện tích là (-)
2 Điện tích Điện tích điểm Điện tích điểm là vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng tới điểm mà ta xét
3 Tương tác điện Hai loại điện tích
+ Có hai loại điện tích là (-) và (+)
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau
+ Hai điện tích trái dấu thì hút nhau
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau
+ Hai điện tích trái dấu thì hút nhau
Hoạt động 4 (14 phút) : Nghiên cứu định luật Cu lông
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung cơ bản
Học sinh quan sát thí nghiệm và suy nghĩ
Học sinh suy nghĩ phương án trả lời câu hỏi:
+ Điểm đặt của lực: ở các điện tích
+ Phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích
+ Chiều: nếu hai điện tích cùng dấu thì lực đẩy Nếu hai điện tích trái dấu lực là
- GV chiếu lại đoạn phim thí nghiệm về các vật nhiễm điện tương tác với nhau
Thí nghiệm cho thấy, các vật khi bị nhiễm điện có thể tương tác với nhau Vậy, làm thế nào để xác định lực tương tác giữa chúng?
- GV nêu bài toán: Cho 2 vật mang điện có kích thước nhỏ có điện tích lần lượt là q1 và q2, đặt cách nhau một đoạn r trong chân không
Hãy xác định lực tương tác giữa các điện tích?
II Định luật Cu- lông Hằng số điện môi
- Phát biểu: Độ lớn của lực tương tác giữa điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng
|q1q2| : tích độ lớn của hai điện tích
Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích phụ thuộc vào kích thước của chúng Cụ thể, thí nghiệm với điện tích quả cầu cho thấy, khi điện tích lớn hơn, góc xòe của hai lá điện nghiệm cũng sẽ mở rộng hơn.
Độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng Khi đưa thanh thủy tinh ra xa quả cầu, góc xòe của hai lá điện nghiệm sẽ giảm dần, cho thấy sự thay đổi trong lực tương tác này.
+ GV ghi nhận ý kiến của học sinh Độ lớn của lực tương tác có thể xác định như thế nào? nó phụ thuộc vào những yếu tố gì?
Giáo viên đánh giá câu trả lời của học sinh và khuyến khích học sinh quan sát lại thí nghiệm về nhiễm điện do hưởng ứng, nhằm xác minh lại những nhận xét đã đưa ra.
Nhà bác học Cu lông đã sử dụng cân xoắn để nghiên cứu lực tương tác giữa hai quả cầu điện tích Khoảng cách giữa hai điện tích được biểu thị bằng r, trong khi hệ số tỷ lệ k được xác định là 9 x 10^9 Nm²/C².
+ Học sinh lắng nghe, tiếp thu, ghi bài
+ Học sinh suy nghĩ cá nhân và biểu diễn theo yêu cầu
Khi khoảng cách giữa hai điện tích nhỏ, chúng được gọi là các điện tích điểm Sau nhiều thí nghiệm, ông đã tổng kết kết quả thành định luật Coulomb.
* Độ lớn của lực tương tác giữa điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng
Phương của lực tương tác giữa hai điện tích điểm được xác định bởi đường thẳng nối chúng Khi hai điện tích cùng dấu, chúng sẽ đẩy nhau, trong khi hai điện tích trái dấu sẽ hút nhau.
- GV yêu cầu học sinh biểu diễn lực tương tác giữa điện tích cùng dấu và hai điện tích trái dấu r
53 điện tích giảm đi hai lần thì độ lớn của lực tương tác tăng lên 4 lần, hướng không đổi
+ Học sinh thảo luận nhóm để tìm cách xác định lực tương tác lên q3:
+ Nếu khoảng cách giữa hai điện tích giảm đi 2 lần thì lực tương tác thay đổi như thế nào?
+ Đặt thêm điện tích q3 2.10 -4 C cách đều q1và q2 Xác định lực tổng hợp tác dụng lên q3?
Hoạt động 5 (3 phút) :Tìm hiểu lực tương tác giữa các điện tích trong điện môi Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dug cơ bản
Học sinh lắng nghe, tìm hiểu trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi:
- Lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi giảm đi lần so với khi đặt chúng trong chân không
- Hướng của lực tương tác
- GV thông báo khái niệm điện môi: điện môi là môi trường cách điện
Vậy: lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong điện môi thay đổi như thế nào so với khi đặt chúng trong chân không?
- Các yếu tố khác của lực tương tác có thay đổi
2 Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính Hằng số điện môi
Công thức định luật Cu-lông trong TH này:
: Hằng số điện môi Không khí hay chân không: =1
Học sinh tiếp thu, ghi bài không: điểm đặt, hướng của lực?
- GV nhận xét và kết luận
Hoạt động 5 (5 phút) : Củng cố bài học và giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Học sinh trả lời câu hỏi:
+ Điện tích là gì? Có mấy loại điện tích?
Chúng tương tác với nhau như thế nào?
+ Có mấy cách làm vật nhiễm điện?
Làm thế nào để giảm thiệt hại khi gặp các tình huống do nhiễm điện như chở xăng, dầu; sấm sét…
+ Phát biểu và viết biểu thức định luật
Làm bài tập củng cố
Học sinh lắng nghe và ghi chép
- Yêu cầu học sinh làm 2 bài tập củng cố
-Giao bài tập về nhà: 7,8/10 SGK
- Phát biểu được định nghĩa tụ điện Nêu được cấu tạo của tụ điện
- Trình bày được cách tích điện cho một tụ điện
- Phát biểu được định nghĩa điện dung của tụ điện; công thức tính và nêu được đơn vị đo điện dung
- Nêu được ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện
- Nêu được dạng năng lượng của một tụ điện tích điện là năng lượng điện trường
- Vận dụng được công thức tính điện dung của tụ điện để giải toán
- Phân biệt được các loại tụ điện
- Hứng thú và tập trung trong tiết học; có tinh thần ham học hỏi để tiếp thu kiến thức mới
- Có thái độ thích thú khi nghiên cứu các hiện tượng về điện
- Thấy được trách nhiệm cần học tốt môn Vật lý
- Phấn viết bảng, thước kẻ
- Một số tụ điện: tụ sứ, gốm, tụ xoay
- Đọc trước bài mới, coi lại các kiến thức có liên quan đã học
III Tiến trình dạy học
Hoạt động 1 (5 phút) : Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số và nêu tình huống
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Ổn đinh chỗ ngồi, trật tự Lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp
- Trả lời câu hỏi của GV
+ Chuột nhấp nháy và đèn sáng lên
+ Giống như mạch điện bị hở nên đèn không sáng
-HS lắng nghe, tiếp thu
Lúc có tắc te mạch điện cũng bị hở
+ Suy nghĩ, vận dụng kiến thức đã học để cố gắng giải thích
- Kiểm tra sĩ số lớp
- Chiếu hình ảnh đèn huỳnh quang và đặt câu hỏi: Điều gì xảy ra nếu trước khi bật công tắc đèn:
+ Ta lấy chuột (tắc te) ra khỏi đèn? + Chuột (tắc te) đã gắn vào đèn?
Vậy có phải là: lúc mất đi tắc te cũng giống như mạch điện bị hở không?
Tắc te (chuột) là thiết bị điện bao gồm hai vật dẫn được ngăn cách bởi lớp cách điện và một rơle nhiệt, có chức năng đóng cắt mạch điện để bảo vệ và điều khiển hoạt động của mạch điện nhờ vào sự co dãn của các thanh kim loại khi có nhiệt Điều này cho thấy tắc te đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điện.
-Hỏi: Nhưng tại sao đèn vẫn sáng?
Để hiểu lý do tại sao đèn vẫn sáng, chúng ta sẽ khám phá linh kiện điện tử đặc biệt trong chuột (tắc te) của đèn Linh kiện này không chỉ giúp đèn hoạt động mà còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều thiết bị khác.
+ Lắng nghe thiết bị điện tử khác như: điện thoại, máy tính casio, laptop, tivi, tủ lanh…
Hoạt động 2 (10 phút) Tìm hiểu tụ điện
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung viết bảng
- Quan sát hình ảnh cấu tạo của tụ điện trên slide và nêu đặc điểm cấu tạo của tụ điện
- Lắng nghe, tiếp thu, quan sát slide và chép bài
- Được dùng phổ biến trong mạch điện xoay chiều và vô tuyến điện
- Tụ điện dùng để chứa điện tích
- Yêu cầu Hs quan sát cấu tạo của tụ điện và nêu đặc điểm cấu tạo
- Hai vật dẫn gọi là hai bản của tụ điện
- Tụ điện thường được dùng ở đâu?
- Tác dụng của tụ điện là gì?
=> Nhiệm vụ: Tích và phóng điện trong mạch điện
Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện
=> Nhiệm vụ: Tích và phóng điện trong mạch điện
- Hai bản KL: thiếc, kẽm, nhôm
- Điện môi: lớp giấy tẩm chất cách điện như parafin
- Theo dõi slide mô phỏng và trả lời:
- Bản nối với cực dương tích điện dương; bản nối với cực âm tích điện âm
- Chiếu hình ảnh tụ điện phẳng:
Là tụ có hai bản tụ là hai tấm kim loại phẳng đặt song song nhau, ngăn cách nhau bởi 1 lớp điện môi
- Cấu tạo của tụ điện thường dùng?
=> Cuộn tròn và đặt trong vỏ bằng kim loại
- Yêu cầu HS quan sát slide:
Khi ta nối 2 cực của tụ điện và nguồn điện thì hai bản lúc này tích điện gì? Điện tích trên hai bản tụ bằng nhau về độ lớn
- Hai bản KL: thiếc, kẽm, nhôm
- Điện môi: lớp giấy tẩm chất cách điện như parafin
=> Cuộn tròn và đặt trong vỏ bằng kim loại
2 Cách tích điện cho tụ điện
Nối hai bản tụ điện vào hai cực của nguồn điện Tụ sẽ tích điện
- Bản nối với cực dương tích điện dương; bản nối với cực âm tích điện âm Điện tích của bản dương được gọi là điện tích của tụ
Sau khi nạp điện cho tụ điện, nếu kết nối hai bản tụ bằng một dây dẫn, các điện tích sẽ di chuyển qua dây dẫn, khiến cho hai bản tụ trở lại trạng thái trung hòa nhưng với điện tích trái dấu Điện tích của bản dương được gọi là điện tích của tụ điện.
-Yêu cầu HS trả lời câu C1
- Nhận xét, kết luận điện
Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu điện dung của tụ điện
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Nếu ta nối nguồn điện có hiệu điện thế U1 thì tụ điện tích được điện tích
Q1 Tương tự, U2=2U1 thì tích được Q2=2Q1,
Un=nU1 thì tích được
Hãy nhận xét tỉ số giữa
II Điện dung của tụ điện
- Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định, được đo bằng
C : Điện dung của tụ điện
U : Hiệu điện thế giữa hai bản tụ(V)
Q : Điện tích của tụ điện (C)
Fara (F) là điện dung của 1 tụ điện mà nếu đặt giữa hai bản của nó hiệu điện thế 1 V thì nó tích được điện tích 1 C
Ta gọi tỉ số giữa Q và U là C_ điện dung của tụ điện
-Giải thích các đại lượng
-Đơn vị của điện dung là Fara(F)
-Nhận xét, kết luận bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện
C : Điện dung của tụ điện
U : Hiệu điện thế giữa hai bản tụ(V)
Q : Điện tích của tụ điện (C)
Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hiểu năng lượng của điện trường trong tụ điện
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Lắng nghe, tiếp thu và ghi chép
- Khi tụ điện được tích điện thì giữa 2 bản của tụ có một điện trường
Khi một lượng điện tích +ΔQ di chuyển qua dây dẫn từ bản dương sang bản âm, điện trường sẽ thực hiện công và làm cho dây dẫn nóng lên một chút Khi điện tích đến bản âm, quá trình này hoàn tất.
Q sẽ trung hòa với 1 lượng điện tích - Q Điện tích trong tụ giảm đi 1 lượng Q
Nếu cứ tiếp tục như vậy thì tụ sẽ hết điện Điện trường triệt tiêu
Toàn bộ công mà điện trường sinh ra đã làm tăng nội năng của dây dẫn Năng lượng này do điện trường cung cấp
=> Khi tụ tích điện thì điện trường trong tụ sẽ dự trữ một năng lượng,
III Năng lượng của điện trường trong tụ điện
Khi tụ tích điện thì điện trường trong tụ sẽ dự trữ một năng lượng, gọi là năng lượng điện trường
-Vì nhờ có tụ điện tích và phóng điện gọi là năng lượng điện trường
- Giải quyết vấn đề đã nêu ở đầu bài: