Tải bản đầy đủ

SKKN xây DỰNG bài tập dạy học THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG lực của học SINH

Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN
1. Tên sáng kiến:

XÂY DỰNG BÀI TẬP DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH
Chủ đề: ĐIỆN, ĐIỆN TỪ - MÔN VẬT LÝ
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Vật lí 11, 12
3. Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ năm 2014 đến 2015.
4. Tác giả:


Họ tên: Cao Văn Kiên



Năm sinh: 1980




Nơi thường trú: Thị trấn Cồn - Hải Hậu – Nam Định



Trình độ chuyên môn: Cử nhân Vật lí.



Chức vụ công tác: GV Vật lí, tổ trưởng tổ Vật lí - Công nghệ.



Nơi làm việc: Trường THPT A Hải Hậu



Địa chỉ liên hệ:

Cao Văn Kiên – TDP 4 - Thị trấn Yên Định - Hải Hậu – Nam Định


Điện thoại: 0915072161.

5. Đơn vị áp dụng sáng kiến:
Tên đơn vị: Trường THPT A Hải Hậu.
Địa chỉ: TDP 6 -Thị trấn Yên Định - Hải Hậu - Nam Định.
Điện thoại: 03503.877089

XÂY DỰNG BÀI TẬP DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 1/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH
Chuyên đề: ĐIỆN, ĐIỆN TỪ
Giáo viên: Cao Văn Kiên
Tổ Vật lí - Công nghệ, trường THPT A Hải Hậu

I. Điều kiện, hoàn cảnh tạo ra sáng kiến
- Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại;
phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng KT-KN của người học;
khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc.
- Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người
học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực.
- Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng,
chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học.
- Đẩy mạnh ứng dụng CNTT-TT trong dạy và học”.
- Đổi mới căn bản hình thức và phương pháp thi, KT và ĐG kết quả GD,
ĐT, bảo đảm trung thực, khách quan.
- Việc thi, KT và ĐG kết quả giáo dục, đào tạo cần từng bước theo các tiêu
chí tiên tiến được xã hội và cộng đồng giáo dục thế giới tin cậy và công nhận.
- Phối hợp sử dụng kết quả ĐG trong quá trình học với ĐG cuối kỳ, cuối
năm học; ĐG của người dạy với tự ĐG của người học; ĐG của nhà trường với ĐG
của gia đình và của xã hội”.
(Theo tinh thần của Nghị quyết 29)
II. Thực trạng (trước khi tạo ra sáng kiến)
- Chương trình dạy học truyền thống có thể gọi là chương trình giáo dục
“định hướng nội dung” dạy học hay “định hướng đầu vào”.
- Ưu điểm: truyền thụ cho người học một hệ thống tri thức khoa học và hệ
thống.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 2/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

- Chú trọng việc truyền thụ hệ thống tri thức khoa học theo các môn học đã
được quy định.
- Chưa chú trọng đầy đủ đến chủ thể người học cũng như khả năng ứng dụng
tri thức đã học trong những tình huống thực tiễn.
- Mục tiêu đưa ra một cách chung chung, không chi tiết.
- Việc quản lý chất lượng giáo dục ở đây tập trung vào “điều khiển đầu vào”
là nội dung dạy học trong việc truyền thụ hệ thống tri thức khoa học theo các môn
học đã được quy định.
- Không còn thích hợp vì:
+ Việc quy định cứng nhắc những nội dung chi tiết trong chương trình
dạy học dẫn đến tình trạng nội dung chương trình nhanh chóng bị lạc hậu so với tri
thức hiện đại.
+ Kiểm tra đánh giá chủ yếu dựa trên khả năng tái hiện tri thức mà
không định hướng vào khả năng vận dụng tri thức.
+ Phương pháp dạy học mang tính thụ động ít chú ý đến khả năng ứng
dụng nên sản phẩm giáo dục là những con người mang tính thụ động, hạn chế khả
năng sáng tạo và năng động.
- Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực hay còn gọi là dạy
học “định hướng kết quả đầu ra” (xu hướng giáo dục quốc tế).
- Đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, phát triển toàn diện các phẩm
chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực
tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc
sống và nghề nghiệp.

Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 3/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

- Nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận
thức.
- Việc quản lý chất lượng dạy học chuyển từ việc điều khiển “đầu vào” sang
điều khiển “đầu ra” tức là kết quả học tập của học sinh.
- Không quy định những nội dung dạy học chi tiết mà quy định những kết
quả đầu ra mong muốn của quá trình giáo dục, trên cơ sở đó đưa ra những hướng
dẫn chung về việc lựa chọn nội dung, phương pháp, tổ chức và đánh giá kết quả
dạy học nhằm đảm bảo thực hiện được mục tiêu dạy học tức là đạt được kết quả
đầu ra mong muốn.
- Ưu điểm: tạo điều kiện quản lý chất lượng theo kết quả đầu ra đã quy định,
nhấn mạnh năng lực vận dụng của học sinh.
- Mặt khác việc truyền thụ kiến thức vật lí của đa số giáo viên vẫn còn nhiều
lý thuyết sách giáo khoa, việc vận dụng các kiến thức trong sách với kiến thức thực
tế còn yếu và ít, học sinh biết nhiều kiến thức nhưng vận dụng thì lại lúng túng.
Trên cơ sở đó, tôi xin trình bày một số kinh nghiệm và cách làm trong quá
trình giảng dạy.
III. Giải pháp
III. 1- TÓM TẮT NỘI DUNG GIẢI PHÁP
1. Phần một: Cơ sở lý luận
2. Phần hai: Nội dung
2.1. Nhóm năng lực sử dụng kiến thức
2.2. Nhóm năng lực về phương pháp
2.3. Nhóm năng lực trao đổi thông tin
2.2. Nhóm năng lực cá thể

III. 2- NỘI DUNG
1. Phần một: Cơ sở lý luận
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 4/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Trong Tâm lý học, năng lực là một trong những vấn đề được quan tâm
nghiên cứu bởi nó có ý nghĩa thực tiễn và lý luận to lớn bởi "sự phát triển năng lực
của mọi thành viên trong xã hội sẽ đảm bảo cho mọi người tự do lựa chọn một
nghề nghiệp phù hợp với khả năng của cá nhân, làm cho hoạt động của cá nhân có
kết quả hơn,...và cảm thấy hạnh phúc khi lao động". Trong nền Tâm lý học Liên xô
từ năm 1936 đến 1941 có rất nhiều các công trình nghiên cứu về những vấn đề
năng lực, có thể điểm qua một số các công trình nổi tiếng của các tác giả như:
Năng lực toán học của V.A.Crutetxki, V.N. Miaxisốp; năng lực văn học của
Côvaliốp, V.P. Iaguncôva... những công trinh nghiên cứu này đưa ra được các định
hướng cơ bản cả về mặt và thực tiễn cho các nghiên cứu sau này của dòng Tâm lý
học Liên xô trong những nghiên cứu về năng lực.
Từ điển tiếng Việt của Viện Ngôn ngữ học NXB Từ điển Bách khoa 2007 do
nhóm Ngọc-Xuân-Quỳnh biên soạn các từ "năng lực" và "phẩm chất' được hiểu
như sau:
- Năng lực: Sức làm ra, phát ra của con người, sự vật, máy móc,...
- Phẩm chất: Tính chất riêng tốt, xấu của một sự vật.
Theo từ điển tiếng Việt xuất bản năm 1992 do Hoàng Phê chủ biên thì:
- "Năng lực" có hai nghĩa: 1. Khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự
nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó. 2. Phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo
cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao.
Hiểu theo nét nghĩa thứ nhất, năng lực là một khả năng có thực, được
bộc lộ ra thông qua việc thành thạo một hoặc một số kĩ năng nào đó của người học.
Hiểu theo nét nghĩa thứ hai, năng lực là một cái gì đó sẵn có ở dạng
tiềm năng của người học có thể giúp họ giải quyết những tình huống có thực trong
cuộc sống.
Từ hai nét nghĩa trên, chúng ta có thể hiểu năng lực là một cái gì đó
vừa tồn tại ở dạng tiềm năng, vừa là một khả năng được bộc lộ thông qua quá trình
giải quyết những tình huống có thực trong cuộc sống. Khía cạnh hiện thực của
năng lực là cái mà nhà trường phổ thông có thể tổ chức hình thành và đáng giá học
sinh.
- "Phẩm chất" có nghĩa là: Cái làm nên giá trị của người hay vật.

Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 5/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Như vậy, "năng lực' và "phẩm chất" vừa riêng rẽ lại vừa bao hàm
nhau. Theo giải nghĩa của từ điển thì "năng lực" là "phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo
cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao"
và "phẩm chất" là "cái tạo nên giá trị con người".
Trước đây, ta từng đánh giá "hạnh kiểm" học sinh căn cứ vào việc
thực hiện các nhiệm vụ của học sinh ghi trong Điều lệ trường phổ thông. Đó cũng
là đánh giá năng lực và phẩm chất.
Theo quan niệm của chương trình giáo dục phổ thông của Quebec (Canada)
thì " Năng lực là sự kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kĩ năng với
thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân...nhằm đáp ứng hiệu quả một yêu cầu
phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định...". Với cách hiểu này thì việc
học sinh chỉ có kiến thức, kĩ năng và thái độ không được xem như là có năng lực
mà cả ba yếu tố này phải được người học vận dụng trong một tình huống nhất định
thì mới phát triển thành năng lực.
Ngoài ra, còn một số cách hiểu về khái niệm "năng lực" như sau:
- Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực
hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể.
- Năng lực là các kĩ năng và khả năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay
có thể học được...để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống. Năng lực cũng
hàm chứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ý chí và trách nhiệm xã hội
để có thể sử dụng thành công và có trách nhiệm các giải pháp trong những tình
huống thay đổi.
Có thể nhận thấy điểm chung cốt lõi của các cách hiểu trên về khái niệm
"năng lực" chính là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng và thái độ để giải quyết
một tình huống có thực trong cuộc sống.
Từ đó chúng ta có thể nhận định năng lực của học sinh phổ thông chính là
khả năng vận dụng, kết hợp kiến thức, kĩ năng và thái độ đẻ thực hiện tốt các
nhiệm vụ học tập, giải quyết có hiệu quả những vấn đề có thực trong cuộc sống
của các em.
Các năng lực chung cốt lõi:
+ Năng lực sử dụng kiến thức: Sử dụng kiến thức vào việc sử dụng kiến thức
xung lượng của lực vào việc giải thích các vấn đề thực tế liên quan.
+ Năng lực trao đổi thông tin: Thực hiện các trao đổi, thảo luận với bạn để
tìm ra vấn đề cần nghiên cứu.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 6/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

+ Năng lực cá thể: Kết hợp được các kiến thức trong việc gải các bài toán về
tương tác, sử dụng kiến thức đã học vào việc giải thích các tình huống thực tế.
+ Năng lực phương pháp: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán cho phù
hợp với học tập vật lí.
Các năng lực chuyên biệt của môn Vật lí
+ Năng lực tự học;
+ Năng lực giải quyết vấn đề;
+ Năng lực sáng tạo;
+ Năng lực tự quản lí;
+ Năng lực giao tiếp;
+ Năng lực hợp tác;
+ Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT);
+ Năng lực sử dụng ngôn ngữ;
+ Năng lực tính toán.
2. Phần hai: Nội dung
2.1. Nhóm năng lực sử dụng kiến thức
* Gồm các mức độ sau:
a. K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lý
vật lí căn bản, các phép đo, các hằng số vật lí.
b. K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí.
c. K3: Sử dụng kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập.
- Suy luận từ giả thuyết để rút ra kết quả;
- Suy luận từ kiến thức cũ để đưa ra kiến thức mới;
- Sử dụng kiến thức cũ làm căn cứ đề xuất giả thuyết;
- Tính toán công thức làm cơ sở lý thuyết cho phép đo.
d. K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp,..) kiến thức vật lí
vào các tình huống thực tế
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 7/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

- Nhiệm vụ, nhu cầu bản thân: ăn uống, đi lại,…
- Các hoạt động thực tiễn trong gia đình: làm bếp, đồ gia dụng…
- Các vấn đề chung, cấp thiết: môi trường, năng lượng,…
* Nhận xét: Nội dung kiến thức trong phần này chủ yếu là các kiến thức
sách giáo khoa, học sinh tiếp nhận các tri thức từ các định luật, định lý, mối quan
hệ giữa các đại lượng vật lí,...rồi vận dụng vào các dạng bài tập cụ thể. Trên cơ sở
đó có gắn vào các tình huống thực tế.
* Các ví dụ minh hoạ
VD 1: Trong đoạn mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp, biểu thức nào sau đây
không được suy ra từ định luật Ôm?
U
U
A. I = .
B. I0 = 0 .
Z
Z

C. U = I.Z .

D. i =

u
.
Z

Hướng dẫn
Tại thời điểm t, theo định luật Ôm ta có: i =

u
Z

- Nhận xét: Định luật Vật lí. (Trong nội dụng phần Điện, Điện từ còn có rất
nhiều các định luật như định luật Jun Len-xơ, Fa-ra-đây, Am-pe, Len-xơ,…)
VD 2: Cuộn thứ cấp của một máy biến áp có 1000 vòng, từ thông trong lõi
sắt biến thiên với tần số 50 Hz và có giá trị cực đại là 0,5 mWb. Giá trị hiệu dụng
của suất điện động cảm ứng xuất hiện trên cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn
Áp dụng công thức: E0 = ωNBS = ωN.φmax ⇒ E =

E0
2

Thay số: E = ≈ 157,1 V.
- Nhận xét: Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí.
VD 3: Trong một mạch điện xoay chiều dòng điện xoay chiều chạy qua một
π

đoạn mạch có biểu thức i = 5 2 cos 100πt − ÷(A) , t tính bằng giây (s). Vào thời
3

1
điểm t =
s thì dòng điện chạy trong đoạn mạch có cường độ
300
A. cực tiểu.

B. bằng không.

C. cực đại.

D. bằng cường độ hiệu dụng.
Hướng dẫn

Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 8/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Thay t =

1
π
1

− ÷= 5 2
s vào biểu thức dòng điện ta có: i = 5 2 cos 100π.
300 3 
300


A
- Nhận xét: Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí (suy luận từ giả thuyết để
rút ra kết quả).
VD 4: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn cảm
thuần L ghép nối tiếp. Gọi điện áp tức thời và điện áp hiệu dụng hai đầu từng phần
tử R, L, C và đầu đoạn mạch lần lượt là: u R, uC, uL, uAB; UR, UC, UL, UAB. Hệ thức
đúng là:
A. UAB = UR + UC + UL.
B. uAB = uR + uL + uC.
2
2
C. uAB = u R + (u L − u C ) .
D. uAB = uR + uL – uC.
Hướng dẫn
Tại thời điểm t (lúc này tính chất của dòng điện xoay chiều như dòng điện
một chiều) nên ta có: uAB = uR + uL + uC
- Nhận xét: Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí (suy luận từ kiến thức cũ
để đưa ra kiến thức mới).
VD 5: Cho mạch điện xoay chiều gồm: tụ điện, cuộn dây thuần cảm và biến
trở R ghép nối tiếp. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bằng U không đổi. Khi
điện trở của biến trở bằng R 1 hoặc R2 người ta thấy công suất tiêu thụ trong đoạn
mạch trong hai trường hợp bằng nhau và hệ số công suất của mạch khi đó lần lượt
là cosϕ1, cosϕ2. Tỉ số giữa cosϕ1 và cosϕ2 ?
Hướng dẫn
U
R
Từ công thức (SGK): P = I 2 R , kết hợp với công thức: I =
và cosϕ =
Z
Z
2
U
⇒ P=
.cos 2ϕ
R
cos ϕ1
R1
=
Do P1 = P2, U không đổi nên cos2ϕ ∼ R ⇒
cos ϕ2
R2
- Nhận xét: Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí (sử dụng kiến thức cũ làm
căn cứ đề xuất giả thuyết).
VD 6: Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến tải tiêu thụ bằng đường
dây một pha. Để giảm hao phí trên dây tải từ α1% đến α2% thì cần tăng điện áp
truyền tải ở trạm phát lên bao nhiêu lần? Biết rằng công suất truyền đến tải tiêu thụ
không đổi
Hướng dẫn
Gọi P là công suất của tải tiêu thụ; P 1 P2 lần lượt là công suất nơi phát lúc
đầu và lúc sau.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 9/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Đặt α1% = a1 và α2% = a2
Công suất hao phí lúc đầu: ∆P = P1 - P = a1P1 ⇒ P = P1(1 - a1)
a1
2
P
Và: ∆P1 = RI1 =
1 − a1

(1)
(2)

Tương tự, lúc sau ta có: P = P2(1 - a2)
a2
2
P
Và: ∆P1 = RI 2 =
1− a2
P2 1 − a1 U 'I 2cosϕ U 'I 2
=
=
=
Từ (1) và (3) ta có:
P1 1 − a 2 UI1cosϕ
UI1
U ' I1 1 − a1
= .

U I2 1 − a 2

(3)
(4)

(5)

∆P1 I12 R
a
a
= 2 = 1 : 2
Từ (2) và (4) ta có:
∆P2 I 2 R 1 − a1 1 − a 2
Hay:

I1
a (1 − a 2 )
= 1
I2
a 2 (1 − a1 )

Kết hợp (5) và (6) ta có độ tăng điện áp cần tìm:

(6)
U'
a1 (1 − a1 )
=
U
a 2 (1 − a 2 )

* Lưu ý: Bài toán có thể thay đổi cách diễn đạt "...Để giảm hao phí trên dây
tải từ α1% đến α2%..." thành "...Để tăng hiệu suất truyền tải từ H 1 lên đến H2... " thì
ta có:
U'
(1 − H1 )H1
=
H1 = 1 - a1; H2 = 1 - a2 ⇒
U
(1 − H 2 )H 2
- Nhận xét: Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí ( tính toán công thức làm
cơ sở lý thuyết cho phép đo)
VD 7: Dưới đây là một số thông số kĩ thuật của xe đạp điện YAMAHA
ICATS H3
- Quãng đường đi được khi pin đầy: 50 km;
- Tốc độ tối đa: 30 km/h;
- Ắc quy chì: 48 V - 15 Ah;
- Điện năng tiêu hao cho mỗi lần nạp: 0,75 kWh;
- Hiệu suất động cơ điện: 80%;
- Khối lượng xe: 46 kg.
a. Hãy nêu ý nghĩa của thông số 15 Ah trên ắc quy.
b. Một học sinh có khối lượng 45 kg đi xe đó và xe chạy đều với vận tốc 6
m/s, lực cản chuyển động bằng 0,025 tổng trọng lượng người và xe. Hãy tìm công
mà động cơ điện đã thực hiện trong 20 phút và cường độ dòng điện qua cuộn dây
động cơ.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 10/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

c. Đi mô tô 100 km tiêu thụ hết 2,5 lít xăng. Giá mỗi lít xăng 17000 đồng,
giá mỗi kWh điện là 1800 đồng. Tính xem dùng xe nào kinh tế hơn?
d. Ở góc độ bảo vệ môi trường hãy so sánh mức độ ô nhiễm do hai loại xe
gây ra.
(Đề thi HSG Vật lí lớp 9, năm học 2014-2015, tỉnh Nam Định)
Hướng dẫn
a) + 15 Ah là dung lượng của ắc quy.
b) Vì xe đạp điện chạy đều nên lực kéo bằng lực cản:
Fk = Fcản = 0,025.10.m = 0,025.10.(46 + 45) = 22,75 N
- Trong 20 phút xe đạp đi được quãng đường:
s = v.t = 6. 1200 = 7200 m
- Động cơ xe đạp đã thực hiện một công:
A1 = Fk. s = 22,75. 7200 = 163800 J
- Công mà dòng điện đã thực hiện là:
A1
A=
= 204750 J
0,8
A
- Ta có: A = UIt ⇒ I =
.
Ut
- Vậy cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ là:
204750
I=
≈ 3,55 A
48.1200
c) Đi xe mô tô 100 km tiêu tốn hết 2,5 lít xăng hay: 2,5.17000 = 42500 đồng
- Đi xe đạp điện 100 km phải nạp ắc quy 2 lần, điện năng tiêu hao là:
0,75.2 = 1,5 kWh. Số tiền điện phải chi: 1,5.1800 = 2700 đồng
Vậy xe đạp điện kinh tế hơn.
d) Ở góc độ bảo vệ môi trường thì đi xe đạp điện ưu việt hơn vì:
- Xe đạp điện không thải ra khí độc hại như đi xe mô tô;
- Xe đạp điện ít gây tiếng ồn hơn xe mô tô.
- Nhận xét: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp,..) kiến
thức vật lí vào các tình huống thực tế.
VD 8: Từ trạm phát điện đặt tại vị trí M, điện năng được truyền tải đến nơi
tiêu thụ N, cách M 180 km bằng hai dây dẫn. Biết đường dây có điện trở tổng cộng
80 Ω (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài đường của
dây). Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải điện bị nối tắt bởi một
vật có điện trở có giá trị xác định R). Để xác định vị trí Q, trước tiên người ta ngắt
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 11/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ sau đó dùng nguồn điện không đổi 12 V,
điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của hai dây tải điện tại M. Khi hai
đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua nguồn là 0,40 A, còn khi hai đầu
dây tại N được nối tắt bởi một đoạn dây có điện trở không đáng kể thì cường độ
dòng điện qua nguồn là 0,42 A. Tìm khoảng cách MQ?
(Đề thi tuyển sinh đại học môn Vật lí năm 2012)
Hướng dẫn
12
⇒ R = 30 − 2R MQ (1)
- Áp dụng định luật Ôm cho mạch: 0,4A =
R + 2R MQ
Ta có: RMQ + RQN = 40 Ω ⇒ RQN = 40 – RQM

(2)
12

Áp dụng định luật Ôm cho mạch: 0,42 A = R.2R QN + 2R
(3)
MQ
R + 2R QN
12
0,42 =
(30 − 2R MQ ).2(40 − R MQ )
Thay (1) và (2) vào (3) ta được:
+ 2R MQ .
(30 − 2R MQ ) + 2(40 − R MQ )
Giải phương trình với ẩn RMQ = x bằng máy tính Casio500Plus ta có: x = RMQ
= 10 Ω.
R MQ MQ 10 1
1
=
=
= ⇒ MQ = .180 = 45 km.
- Vậy ta có
R MN MN 40 4
4
- Nhận xét: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp,..) kiến
thức vật lí vào các tình huống thực tế.
2.2. Nhóm năng lực về phương pháp
* Gồm các mức độ sau:
P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí.
P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra quy luật vật
lí trong hiện tượng đó.
- Quan sát hiện tượng diễn ra trong thí nghiệm và mô tả lại;
- Quan sát quá trình xảy ra trong tự nhiên và chỉ ra các quy luật vật lí chi
phối hiện tượng.
P3: Thu thập, đánh giá lựa chọn và đánh giá thông tin từ các nguồn khác nhau để
giải quyết vấn đề trong học tập vật lí.
P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 12/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí.
P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng trong vật lí.
P7: Đề xuất được giả thuyết, suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được.
P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý kết quả thí
nghiệm và rút ra nhận xét.
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn kết quả được
khái quát hoá từ thí nghiệm này.
* Nhận xét: Nội dung kiến thức cơ bản của phần này nói về hiện tượng vật
lí, các thí nghiệm minh hoạ lại các định luật hoặc đo đạc, tính toán một đại lượng
trên cơ sở các thiết bị sẵn có. Để thực hiện tốt nội dung này giáo viên phải tìm tòi,
cập nhật các kiến thức thực tế, tìm những ví dụ (có thể mang tính thời sự), những
kiến thức ngoài sách giáo khoa,...
* Các ví dụ minh hoạ
VD 1: Trong khi đang đứng trên để ngắm cảnh vườn quốc gia Sequoia
(California, Mỹ), một người phụ nữ thấy tóc mình dựng đứng lên và em gái bà đã
chụp cho bà bức ảnh. Năm phút sau, chị em bà rời khỏi bệ, sét đã đánh vào bệ đó,
làm chết một người và làm bị thương bảy người.
Cái gì đã làm cho tóc người phụ nữ dựng đứng lên ?
* Bài học rút ra là: Nếu bạn đang đi trên đường, đi dã ngoại mà tự nhiên
thấy tóc trên đầu bạn dựng đứng lên thì tốt hơn hết là bạn tìm nơi ẩn nấp ngay vì
ngay trên đầu bạn đang có một đám mây tích điện cao có thể phóng ra tia lửa điện
khi có điều kiện thích hợp, và tất nhiên không nên đứng lại nơi đó để chụp ảnh.
Trên cơ sở đó tìm các câu chuyện, sự kiện tương tự
Câu chuyện 1: Vào một buổi chiều, tranh thủ lúc trời nắng, bà con nông dân
ở xã Nam Thành, huyện Yên Thành, Nghệ An ra đồng gặt lúa. Đến 16h, trời bất
ngờ đổ mưa dông và sấm sét, 11 người chạy vào lều canh dưa hấu giữa đồng để trú
mưa. Một luồng sét bất ngờ đã đánh trúng khiến họ bị văng ra khỏi lều hậu quả là
làm cho 3 người chết tại chỗ và 8 người bị thương rất nặng .
Cùng thời điểm đó, tại xã Khánh Thành, sét cũng đánh trúng ba nông dân là
bà Nguyễn Thị Chính (53 tuổi), Phan Thị Văn (42 tuổi) khiến họ chết trên ruộng
lúa và chị Lê Thị Biên (30 tuổi) bị thương nặng.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 13/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Thông tin, cho thấy, lều canh dưa mà 11 nông dân ở xã Khánh Thành trú
được lợp bằng mái tôn, còn những người khác bị sét đánh trúng khi đang gặt lúa
ngoài đồng, nhiều khả năng có mang theo dụng cụ gặt lúa.
Vậy tại sao lại dẫn tới hậu quả đáng tiếc như vậy?
Những người dân đã không có những kiến thức cơ bản về Vật lí nói chung
và “sét” nói riêng. Nếu hiểu biết hơn, họ đã không tụ tập đông người tại nơi có vị
trí cao như là chòi canh và bị sét đánh thẳng xuống.
Câu chuyện 2: Chiếc Airbus A380, loại máy bay thương mại lớn nhất thế
giới, bị tia sét khủng khiếp đánh ngang trong một đêm bão táp ở London, Anh. Khi
chiếc máy bay tới Heathrow, một ngọn sét đáng ghê rợn xé toạc bầu trời, ngay trên
đầu các phi công.
Tia sét mạnh đã đánh xuyên qua thân chiếc máy bay Airbus A380 trước khi
tiếp tục hành trình đánh xuống mặt đất. Điều đáng kinh ngạc là chiếc máy bay
Airbus A380 của hãng hàng không Emirates xuất phát từ Dubai nói trên đã hạ cánh
an toàn vài phút sau đó mà không hề hấn gì, dù chỉ là một vết xước.
Toàn bộ 500 hành khách và phi hành đoàn đều an toàn. Từ đó ta có thể nhận
thấy rằng, thân máy bay phải chứa kim loại để bản thân nó có thể thực hiện vai trò
cột thu lôi, cho phép điện từ tia sét truyền qua nó.
Nếu không có kim loại trong thân máy bay thì máy bay có thể nổ khi bị sét
đánh. Máy bay là một vật dẫn kín, rỗng ở bên trong. Theo kiến thức phần điện
trường đã được học thì điện tích chỉ phân bố ở bên ngoài vật dẫn và điện trường
bên trong vật dẫn bằng 0.
Từ đó có thể kết luận với học sinh như sau: khi có các cơn giông đang đe
dọa, người có hiểu biết sẽ tìm một hốc ở bên trong một vỏ dẫn điện, ở đó điện
trường bằng 0. Một ô tô có thể là phương tiện gần như là lý tưởng để tránh sét.
VD 2: Các thao tác cơ bản khi sử dụng đồng hồ đa
năng hiện số (hình vẽ) để đo điện áp xoay chiều cỡ 120 V
gồm:
a. Nhấn nút ON OFF để bật nguồn của đồng hồ.
b. Cho hai đầu đo của hai dây đo tiếp xúc với hai đầu
đoạn mạch cần đo điện áp.
c. Vặn đầu đánh dấu của núm xoay tới chấm có ghi
200, trong vùng ACV.
d. Cắm hai đầu nối của hai dây đo vào hai ổ COM và
VΩ.
e. Chờ cho các chữ số ổn định, đọc trị số của điện áp.
g. Kết thúc các thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn của đồng hồ.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 14/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Thứ tự đúng các thao tác là
A. a, b, d, c, e, g.
B. c, d, a, b, e, g.
C. d, a, b, c, e, g.
D. d, b, a, c, e, g.
(Đề thi tuyển sinh đại học năm 2014)
Hướng dẫn
Dựa vào hướng dẫn trong SGK, chọn đáp án B.
VD 3: Máy (đồng hồ) đo điện hiện số đa năng thường dùng để đo các đại
lượng vật lí nào?
Hướng dẫn
- Dựa vào hướng dẫn, cách sử dụng đồng hồ ta có:
- Đồng hồ đo các đại lượng sau:
+ Hiệu điện thế xoay chiều và một chiều;
+ Cường độ dòng điện một chiều hoặc xoay chiều;
+ Đo điện trở;
- Ngoài ra một số máy còn đo được điện dung, công suất, nhiệt độ…..
VD 4: Khi làm thí nghiệm để đo từ trường Trái Đất ở một
vị trí bằng la bàn tang (Bài 37. SGK Vật lí 11, CT Nâng cao),
người ta thu được kết quả như sau:
- Thí nghiệm với số cuộn dây N 12 = 200 vòng, d = 210
mm
β
Lần thí
I’ (mA) I’’ (mA)
nghiệm
1
33,43
33,45
450
2
33,45
33,41
450
3
33,51
33,43
450
a. Tính các giá trị BT sau mỗi lần làm thí nghiệm rồi giá trị trung bình BT .
b. Biết rằng từ trường của Trái Đất ở đây có phương nằm ngang và có hướng
về Bắc. Khi đặt ở đây một dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện I = 16 A theo
phương Tây – Đông thì tại điểm cách dây dẫn 8,0 cm về phía trên sẽ có từ trường
là bao nhiêu?
Hướng dẫn
NI
I' + I''
−7
Áp dụng: I =
và BT = 4π.10
⇒ Kết quả:
d tan β
2
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 15/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Lần thí
I’
nghiệm (mA)
1
33,4
3
2
33,4
5
3
33,5
1
⇒ B=

BT1 + BT2 + BT3

β

I’’
(mA)
33,45

450

33,41

450

33,43

450

BT(T)
I
(mA)
33,4 4,00.10 –
5
4
33,4 4,00.10 –
5
3
33,4 4,00.10 –
5
7

∆BT = 0
3
⇒ Từ trường của Trái Đất ở nơi làm TN là: BT = 4,00.10 – 5(T)
b)Từ trường của dây dẫn sinh ra tại điểm phía trên, cách dây 8,0 cm:
Áp
r dụng quy tắc cái đinh ốc 1 ta xác định được:
Bd có: + phương nằm ngang
= 4,00.10 – 6 T ;

+ chiều: hướng Nam
I
2.10−7.16
=
= 4,00.10 – 5 T
−2
r
8.10
tổng hợp tại điểm cách dây dẫn 8,0 cm phía trên là:
r
r r Từr trường
B = Bd + BT = 0
+ độ lớn: Bd = 2.10 – 7

VD 5: Trên pin điện thoại có một thông số 3000 mAh (như pin của điện
thoại Bphone). Em hãy cho biết ý nghĩa của thông số trên.
Hướng dẫn
Dung lượng của pin (hay ta thường gọi là dòng của pin) được đo bằng đơn vị
miliampe giờ (mAh). Thí dụ pin có dung lượng 3000 mAh tức là nó có thể cung
cấp một dòng điện 1000 mA (1 A) cho thiết bị sử dụng trong ba giờ (3 h). Chỉ số
này giúp bạn so sánh độ mạnh của các loại pin. Pin có mAh càng lớn thì càng
mạnh.
* Cũng cần lưu ý cho học sinh về khái niệm độ bền (tuổi thọ) của pin: Là do
cấu tạo và quá trình nạp, xả.
VD 6: Cho các dây nối, một bóng đèn dây tóc có hiệu điện thế định mức
12 V, một bình acquy có suất điện động 12 V và điện trở trong rất bé, một ôm kế,
một vôn kế, một ampekế và một nhiệt kế. Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để
xác định nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường. Hệ số nhiệt độ điện
trở của vônfam làm dây tóc đã biết.
Hướng dẫn
Điện trở của vật dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo quy luật:
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 16/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

R = R 0 (1 + αt)

(1)

Như vậy nếu xác định được điện trở của dây tóc ở nhiệt độ đèn làm việc bình
thường và ở nhiệt độ nào đó thì có thể suy ra nhiệt độ của nó khi sáng bình thường.
Giả sử ở nhiệt độ trong phòng (ứng với nhiệt độ t1) điện trở của dây tóc là:
R1
R1 = R 0 (1 + αt1 ) ⇒ R 0 =
(2)
1 + αt1
Khi đèn sáng bình thường, giả sử hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua
đèn tương ứng là U và I thì điện trở của bóng đèn khi đó là:
U
R2 =
(3)
I
Thay các biểu thức (2) và (3) vào (1), ta nhận được:

R1
1 U
R2 =
(1 + αt 2 ) ⇒ t 2 = 
(1 + αt1 ) − 1 (4)
1 + α t1
α  IR1

Từ đó có thể đưa ra phương án thí nghiệm theo trình tự như sau:
+ Đọc trên nhiệt kế để nhận được nhiệt độ trong phòng t1.
+ Dùng ôm kế để đo điện trở của dây tóc bóng đèn khi đèn chưa thắp
sáng để nhận được điện trở R1. Khi dùng ôm kế như vậy sẽ có một dòng nhỏ đi qua
dây tóc nhưng sự thay đổi nhiệt độ của dây tóc khi đó là không đáng kể.
+ Mắc mạch điện cho đèn sáng bình thường, trong đó ampe kế mắc
nối tiếp và vôn kế mắc song song với bóng đèn.
+ Đọc số chỉ của vôn kế ampe kế để nhận được U và I.
+ Thay các số liệu nhận được vào công thức (4) để tính nhiệt độ của
dây tóc.
VD 7: Cho các dụng cụ sau:
- Một đèn 220 V - 15 W;
- Một đèn 220 V - 100 W;
- Một khoá đơn;
- Dây nối.
Hãy mắc một mạch điện sao cho: Khi K đóng thì đèn này sáng , đèn kia tối
và khi K ngắt thì hai đen sáng tối ngược lại. Giải thích hiện tượng này.
Hướng dẫn
Mắc mạch điện như hình vẽ:
- Khi K đóng thì đèn 15 W sẽ tắt và đèn 100 W sẽ sáng bình thường.
- Khi K mở thì đèn 15 W sẽ sáng, còn đèn 100 W sẽ gần như không sáng vì:
Ud 2
220V- 100W
220 V- 15 W
Từ công thức: R =
p
Suy ra: R1 ≈ 3200 Ω , R2 ≈ 484 Ω
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

K

Trang 17/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Vì đèn 1 và đèn 2 nối tiếp nên ta có:

U1 R 1
=
U2 R 2

Suy ra U1 ≈ 190 V ≈ Ud1 nên đèn 15 W sáng gần như bình thường còn U 2 ≈
30 V << Ud2 nên đèn 100 W gần như không sáng.
Ngoài ra còn có nguyên nhân điện trở tăng do nhiệt độ làm cho hiện tượng
càng rõ rệt hơn.
2.3. Nhóm năng lực trao đổi thông tin
* Gồm các mức độ sau:
X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và cách diễn tả đặc
thù bằng vật lí.
X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống
và ngôn ngữ vật lí.
X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau.
X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, công
nghệ.
X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng,
tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…).
X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí.
X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và các vấn đề dưới góc nhìn vật lí.
X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí.
* Nhận xét: Nội dung phần này cơ bản nói về đối tượng là học sinh. Sau khi
tiếp nhận kiến thức, phương pháp thì học sinh có thể trao đổi, tranh luận,...với
nhau. Trên cơ sở đó, học sinh có thể trao đổi kiến thức, tư duy nghiên cứu, phương
pháp tiếp cận cũng như xử lý thông tin. Nội dung này giúp cho học sinh ngoài cách
biết vận dụng kiến thức vào thực tế thì học sinh còn có thêm được kĩ năng hoạt
động nhóm, hoạt động trải nghiệm thực tế,...
* Các ví dụ minh hoạ
VD 1: Chủ đề: Pin và Acquy (Bài 11 _ Vật lí 11, CT NC
GV chia nhóm để thảo luận về các vấn đề:
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 18/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

- Sự hình thành hiệu điện thế điện hoá;
- Các loại pin, acquy, UPS,...;
- Cách bảo quản và sử dụng hiệu quả.
VD 2: Khi học bài: "Dòng điện trong chất khí" (Bài 22 _ Vật lí 11, CT NC),
giáo viên có thể chia nhóm, yêu cầu học sinh chuẩn bị các nội dung sau:
- Sự hình thành sét;
- Các loại sét;
- Cách phòng, chống sét.
VD 3: Một trạm hạ áp cấp điện cho một nông trại để thắp sáng các bóng đèn
sợi đốt (coi là điện trở thuần) cùng loại có điện áp định mức 220 V. Nếu dùng 500
bóng thì chúng hoạt động đúng định mức, nếu dùng 1500 bóng thì chúng chỉ đạt
81% công suất định mức. Coi điện trở của bóng đèn không đổi, điện áp ra ở cuộn
thứ cấp của máy hạ áp là U không đổi. Giá trị của U là
A. 233 V.
B. 310 V.
C. 220 V.
D. 250 V.
Hướng dẫn
- Gọi điện trở của mỗi đèn là R0, điện trở của dây dẫn là Rd.
Điện áp hiệu dụng ở nơi phát là U.
R
Ta có: + Các đèn mắc song song nên: R = 0
n
+ Và U = Ud + Uđ
R
- Khi mắc 500 đèn, ta có: R1 = 0
500
Và U = U1d + U1 = U1d + 220 ⇒ U1d = U - 220
R1 U1
R0
220
=

=
+ Xét:
(1)
R d Ud
500R d U − 220
- Khi mắc 1500 đèn, hiệu điện thế mỗi đèn lúc này là U2.
R0
U1
=
Tương tự ta có:
1500R d U − U 2

(2)

P2
U 22
=
81%
=
⇒ U 2 = U1.0,9 = 198 V.
- Lại có:
P1
U12
500.220 1500.198
=
Từ (1) và (2) ta có:
⇒ U0 ≈ 233 V
U − 220 U − 198
*Lưu ý: Cũng có thể chuyển bài tập trên thành bài toán điện một chiều dùng
trong Vật lí 11 như sau:
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 19/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Trong giờ học thực hành mắc mạch điện, một học sinh dùng nguồn điện một
chiều để thắp sáng một mạch điện gồm các bóng đèn sợi đốt (coi là các điện trở)
cùng loại có điện áp định mức 12 V. Nếu dùng 50 bóng mắc song song thì chúng
hoạt động đúng định mức. Nếu mắc song song thêm 50 bóng nữa thì chúng chỉ đạt
81% công suất định mức. Coi điện trở của bóng đèn không đổi và quá trình mắc
thêm làm điện trở của dây dẫn thay đổi không đáng kể. Tính hiệu điện thế của
nguồn.
Hướng dẫn
- Gọi điện trở của mỗi đèn là R0, điện trở của dây dẫn là Rd.
Hiệu điện thế của nguồn là U0.
R
Ta có: + Các đèn mắc song song nên: R = 0
n
+ Và U0 = Ud + Uđ
R
- Khi mắc 50 đèn, ta có: R1 = 0
50
Và U0 = U1d + U1 = U1d + 12 ⇒ U1d = U0 - 12
R1 U1
R0
12
=

=
+ Xét:
(1)
R d Ud
50R d U 0 − 12
- Khi mắc 100 đèn, hiệu điện thế mỗi đèn lúc này là U2.
R0
U1
=
Tương tự ta có:
100R d U 0 − U 2

(2)

P2
U 22
= 81% = 2 ⇒ U 2 = U1.0,9 = 10,8 V.
- Lại có:
P1
U1
Từ (1) và (2) ta có:

50.12
100.10,8
=
⇒ U0 = 13,5 V
U 0 − 12 U 0 − 10,8

VD 4: Ở nơi truyền tải điện năng người ta mắc một công-tơ điện để đo điện
năng truyền tải, mỗi ngày đêm công-tơ chạy 48000 kWh. Nơi tiêu thụ người ta
cũng mắc một công-tơ để đo điện năng tiêu thụ, mỗi ngày đêm công-tơ chỉ chạy
38400 kWh. Nếu nâng điện áp nơi tiêu thụ lên 2 lần nhưng công suất nơi tiêu thụ
không đổi thì mỗi ngày đêm công-tơ nơi truyền tải chỉ giá trị bao nhiêu sau đây?
Giả thiết hệ số công suất của cả hệ thống bằng 1.
A. 43200 kWh. B. 39000 kWh.
C. 40800 kWh.
D. 49000 kWh.
Hướng dẫn
Điện năng hao phí trong một ngày đêm là:
∆Whp = 48000 - 38400 = 9600 kWh
Khi nâng điện áp nơi tiêu thụ lên hai lần mà công suất nơi tiêu thụ không
đổi, ta có: Ptt = UIcosϕ ⇒ I giảm 2 lần.
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 20/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

∆W 9600
=
= 2400 kWh
4
4
Vậy số chỉ công-tơ nơi truyền tải là: 38400 + 2400 = 40800 kWh
2.4. Nhóm năng lực cá thể
* Gồm các mức độ sau:
Mà công suất hao phí là: ∆Php = I2R ⇒ ∆W 'hp =

C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, của cá nhân trong học
tập vật lí.
C2: Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm
nâng cao trình độ bản thân.
C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí trong các
trường hợp cụ thể trong môn vật lí và ngoài môn vật lí.
C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí - các giải pháp kỹ thuật khác
nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường.
C5: Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí
nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại.
C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử
* Nhận xét: Nội dung phần này chủ yếu nói về sự hình thành năng lực cá
nhân. Tuỳ theo mức độ nhận thức, tư duy hiểu biết của bản thân mà mỗi em sẽ có
cách tiếp cận, tiếp nhận kiến thức khác nhau. Muốn vậy giáo viên phải chuẩn bị,
tạo ra những dạng bài tập, những tình huống mang tính đặc thù riêng để có thể đáp
ứng cho từng mức độ khác nhau. Các dạng bài tập không phải chỉ mang tính chất
áp dụng thông thường mà phải tiến đến mức độ vận dụng.
* Các ví dụ minh hoạ
- Các ví dụ về sự dụng các đơn vị kiến thức khác nhau
VD 1: Đặt vào hai đầu của đoạn mạch gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với
cuộn cảm thuần L và tụ điện có điện dung C một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu
dụng U không đổi, tần số f thay đổi được. Khi f 1 = f0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai
đầu tụ điện bằng U, khi f2 = f0 + 75 Hz thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm bằng U
1
và hệ số công suất của mạch là
. Hỏi f0 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau
3
đây.
A. 25 Hz.

B. 10Hz.

Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

C. 16 Hz.

D. 30 Hz.
Trang 21/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

Hướng dẫn
- Khi f = f0 hay ω = ω0 ta có:
2
U C = U ⇒ ZC0 = R 2 + ( ZL0 − ZC0 ) ⇒ ZL0
= 2ZL0 ZC0 − R 2 = 2
2

L
− R 2 (1)
C

- Khi f = f0 + 75, ta có:
U L = U ⇒ ZL = R 2 + ( ZL − ZC ) ⇒ ZC2 = 2ZL ZC − R 2 = 2
2

L
− R2
C

1
1
⇒ ω.ω0 =
ωC
LC
R
1
R ω
=
=
⇒ =
ZL
L
3
3

Từ (1) và (2): ZL0 = ZC ⇒ ω0 L =
- Mà cos ϕ =

R
R 2 + ( Z L − ZC )

2

(2)
(3)
(4)

L
L
2 R2
− R 2 ⇒ ω02L2 = 2 − R 2 ⇒ ω02 =

C
C
LC L2
ω2
2
- Thế (3) và (4) vào (5): ω0 = 2ωω0 −
⇒ 3ω02 − 6ωω0 + ω2 = 0
3
2
Hay: 3f 02 − 6ff 0 + f 2 = 0 ⇔ 3f 02 − 6 ( f + f1 ) f 0 + ( f 0 + f1 ) = 0

Từ (1) ⇒ Z2L0 = 2

(5)

⇔ 2f 02 + 4f1f 0 + f12 = 0
- Thế f1 = 75Hz : 2f 02 + 300f 0 − 752 = 0 ⇒ f 0 = 16,86Hz
VD 2: Đặt vào hai đầu của đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 32 Ω mắc nối
π
tiếp với cuộn dây thuần cảm một điện áp xoay chiều u = U 2cos(100πt + ) (V).
3
Gọi uR và uL lần lượt là điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở và giữa hai đầu cuộn
cảm. Biết 65u 2R + 256u 2L = 1600 . Độ tự cảm của cuộn dây có giá trị gần nhất với
giá trị nào sau đây.
A. 115 mH.

B. 51 mH.
Hướng dẫn

C. 83 mH.

D. 32 mH.

- Trong mạch điện xoay chiều thì uR và uL biến đổi lệch pha

π
(vuông pha)
2

u 2R
u 2L
⇒ Ta có hệ thức: 2 + 2 = 1
U 0R U 0L

(1)

- Từ hệ thức 65u 2R + 256u 2L = 1600 , biến đổi tương đương ta có:
u 2R
u 2L
+
=1
(2)
1600 1600
65
256
- Sử dụng tương đương hệ số, từ (1) và (2) ta có:
1600
40
U 0R
5
2
U 0R
=
⇒ U 0R =
=
V, với R = 32 Ω ⇒ I0 =
A
65
R
65
4 65
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 22/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015
2
U 0L
=

U
1600
⇒ U 0R = 2,5 V ⇒ ZL = 0L = 2 65 Ω ⇒ L ≈ 51 mH
I0
256

VD 3: Đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm một cuộn dây không thuần cảm nối
tiếp với tụ điện có điện dung C thay đổi được một điện áp xoay chiều u = U 0cosωt
(V). Khi điều chỉnh C = C1 thì dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp u góc φ1
và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 30 V. Khi điều chỉnh C 2 = 3C1 thì dòng
điện trong mạch chậm pha hơn điện áp giữa hai đầu mạch góc φ2 = 900 - φ1 và điện
áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây là 90 V. Giá trị của U0 là
60
63
A.
V.
B. 30 2 V .
C.
V.
D. 60 V.
5
5
Hướng dẫn
ZC1
=1
3
Do Ud1 = 30 V, Ud2 = 90 V ⇒ Ud2 = 3Ud1 ⇒ I2 = 3I1 ⇒ Z1 = 3Z2
2
2
2
2
⇔ R + (Z L − 3) = 9 R + (ZL − 1) 
- Nhận xét: Do C2 = 3C1 nên có thể đặt ZC1 = 3 ⇒ ZC2 =

- Lại có φ2 = 900 - φ1 ⇔ ϕ1 + ϕ2 = 900 ⇒ tanϕ1.tanϕ2 = - 1
Z − 3 ZL − 1
.
= −1
⇔ L
R
R
- Từ (1), (2) giải hệ ⇒ ZL = 1,2; R = 0,6
Lại có: U d1 = I1.Zd =

U. R 2 + Z L2
R 2 + (Z L − ZC1 ) 2

⇒U=

(1)
(2)

U d1 R 2 + (ZL − ZC1 ) 2
R 2 + ZL2

Thay số vào, ta có U = 30 2 V ⇒ U0 = 60 V.
VD 4: Một máy phát điện xoay S
chiều một pha có rôto là phần cảm,
L
R
A
điện trở thuần của máy không đáng kể,
đang quay với tốc độ n vòng/phút
N
được nối vào hai đầu đoạn mạch RLC
nối tiếp, L thay đổi được. Ban đầu khi L = L 1 thì ZL1 = ZC = R và điện áp hiệu dụng hai
đầu cuộn cảm là U. Bây giờ, nếu rôto quay với tốc độ 2n vòng/phút, để điện áp hiệu dụng
hai đầu cuộn cảm vẫn là U thì độ tự cảm L2 bằng
3L
L
3L
5L1
A. 1 .
B. 1 .
C. 1 .
D.
.
8
4
4
4
Hướng dẫn
E.ZL1
=E
- Khi n1 = n, ta có: U L = U = I.ZL1 =
2
2
R + (ZL1 − ZC )
(do ZL1 = ZC = R )
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 23/30

B


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

- Khi n2 = 2n, ta có: E' = 2E, ZC' =
2E.ZL2
⇒ U'L = I'.ZL2 =

R 2 + (ZL2 −

ZC R
=
2
2

R 2
)
2
2E.ZL2

- Theo đề bài: U'L = UL ⇒ E =

R 2 + (ZL2 −

R 2
)
2

R 2
) = 4Z 2L2 ⇒ ZL2 = 0,5R ⇒ ZL2 = 0,5ZL1
2
L2 1
1
= (do n2 = 2n1 ⇒ ω2 = 2ω1)
⇔ω2L2 = ω1L1 ⇒
L1 4
2
2
⇔ R + (ZL2 −

VD 5: Đặt điện áp u = U 2 cos ωt (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối
tiếp, cuộn dây thuần cảm với ω có thể thay đổi được. Biết 2L > R 2C. Khi
ω = ω1 = 80π rad/s hoặc ω = ω2 = 160π rad/s thì điện áp hai đầu điện trở thuần R
bằng nhau. Khi ω = ω3 hoặc ω = ω3 + 7,59π rad/s thì điện áp hai đầu cuộn dây bằng
2U
nhau và bằng
. Để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây lớn nhất thì tần số góc
3
gần giá trị nào nhất sau đây ?
A. 160π rad/s. B. 150π rad/s.
Hướng dẫn

C. 140π rad/s.

D. 120π rad/s.

1
= 12800π2 .
LC
2U
2Z
8L
⇒ ZL =
⇒ 4R 2 + 4ZC2 −
= − ZL2
Ta có: U L =
C
3
3
8L
 2
2
2
4R
+
4Z

= − Z3L
(1)
3C

C
⇒
4R 2 + 4Z2 − 8L = − Z2 (2)
4C
4L

C
4  1
1 
2
2
2
2
2
2
Lấy (1) – (2): 4(Z3C − Z4C ) = Z4L − Z3L ⇔ 2  2 − 2 ÷ = L(ω4 − ω3 )
C  ω3 ω4 
2
⇔ ω3 .ω4 =
= 25600π2
LC
Mà ω4 = ω3 + 7,59π ⇒ ω3 (ω3 + 7,59π) = 25600π2
⇒ ω3 = 490,87 (rad s) ⇒ ω4 = 514,71 (rad s).
- Để U L đạt cực đại thì:
Với ω = ω1 hoặc ω = ω2 mà I1 = I 2 ⇒ ω1.ω2 =

1 1 1
1 
=
+

÷⇒ ωL = 502,35 (rad s) ≈ 160π (rad s).
ω2L 2  ω32 ω24 
Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

Trang 24/30


Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014 - 2015

VD 6: Đặt cùng điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + ϕ) vào ba đoạn mạch (1),
(2), (3) lần lượt chứa một phần tử là điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C và
cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cường độ dòng điện tức thời qua mỗi đoạn
mạch lần lượt là i 1 = I01cos(ω + ϕ1); i2 = I02cos(ωt + ϕ2) và i3 = I03cos(ωt + ϕ3). Tại
thời điểm t1 khi i1 = i2 thì i3 = I (với I là một hằng số). Tại thời điểm t 2 khi i1 = i3 thì
R
i2 = 2I. Biết ωRC = 3 . Tỉ số
gần với giá trị nào nhất sau đây?
ωL
Hướng dẫn
- Đặt ωt + ϕ = α . ωRC = 3 ⇒ R = 3 ZC.
U
−U0 3
U
sin α;i 3 = 0 sin α
⇒ i1 = 0 cosα;i 2 =
R
R
ZL
U0 1
1
.
- Khi i1 = i2 ⇒ sinα = và I =
ZL 2
2
cosα sin α
R
=
⇒ cot α =
- Khi i1 = i3 ⇒
R
ZL
ZL
và 2I =

−U0 3
U
−U0 3
sin α ⇔ 0 =
sin α
R
ZL
R

R
= − 3 sin α = cot α ⇒ 3cos 2α − cosα − 3 = 0
ZL
R
- Bằng máy tính Casio500Plus ta có: α ⇒ cot α =
≈ 1,04.
ZL


- Các ví dụ đòi hỏi phải có sự nhận xét, đánh giá
VD 7: Mạch điện xoay chiều gồm có biến trở R, cuộn dây có độ tự cảm L có
điện trở trong r ≠ 0 và tụ điện C mắc nối tiếp. Thay đổi giá trị R. Khi công suất trên
R cực đại thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U = nUR . Giá trị của n là
A. 0 ≤ n ≤ 1 .
B. 0,5 < n ≤ 2 .
C. 2 < n ≤ 2 .
D. 1 ≤ n ≤ 2 .
Hướng dẫn
- Khi R thay đổi để công suất tiêu thụ trên biến trở R đạt cực đại thì lúc này
ta có: R = r 2 + (ZL − ZC ) 2 ⇔ R 2 = r 2 + (Z L − Z C ) 2
(1)
2
2
2 2
- Lại có: U = nUR ⇔ Z = nR ⇔ (R + r) + (Z L − ZC ) = n R

(2)

Thay (1) vào (2) ta có: 2R 2 + 2Rr = n 2 R 2 ⇔ 2R + 2r = n 2R
+ Do r ≠ 0 nên từ (1) ta có: R ≥ r ⇒ 2R + 2r ≤ 4R ⇔ n2R ≤ 4R
⇒n≤2
+ Cũng do r ≠ 0 nên từ (3) ⇒ 2R + 2r > 2R ⇔ n2R > 2R
⇒n> 2

(3)

Cao Văn Kiên - THPT A Hải Hậu, Nam Định

(4)
(5)

Trang 25/30


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×