Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài toán điện một chiều Lớp 9

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài toán điện một chiều Lớp 9

1. trang1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN ĐIỆN MỘT CHIỀU LỚP 9. I. ĐẶT VẤN ĐỀ: Mơn vật lý là một trong những mơn học khá quan trọng trong nhà trường phổ thơng, đồng thời nĩ cũng được áp dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày của mỗi con người chúng ta. Hơn nữa mơn học này càng ngày lại càng yêu cầu cao hơn để đáp ứng kịp với cơng cuộc CNH-HĐH đất nước, nhằm từng bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra " Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài", gĩp phần xây dựng Tổ Quốc ngày một giàu đẹp hơn. -Hơn nữa đội ngũ học sinh là một lực lượng dự bị nịng cốt và thật hùng hậu về khoa học kỹ thuật, trong đĩ kiến thức, kỹ năng vật lý đĩng gĩp một phần khơng nhỏ trong lĩnh vực này. Kiến thức, kỹ năng vật lý cũng được vận dụng vào cuộc sống thực tiễn của đời sống con người. Từ những lý do trên và qua thực tế giảng dạy nhằm giúp HS lớp 9 cĩ một định hướng về phương pháp giải bài tốn điện một chiều lớp 9, nên tơi đã chọn đề tài này để viết sáng kiến kinh nghiệm. II.CƠ SỞ LÍ LUẬN: Ta đã biết ở giai đoạn 1 ( lớp 6 và lớp 7 ) vì khả năng tư duy của học sinh cịn hạn chế, vốn kiến thức tốn học chưa nhiều nên SGK chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng vật lý quen thuộc thường gặp hàng ngày. Ở giai đoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9 ) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã cĩ một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng vật lý hằng ngày. Do đĩ việc học tập mơn vật lý ở lớp 9 địi hỏi cao hơn nhất là một số bài tốn về điện một chiều lớp 9. III- CƠ SỞ THỰC TIỄN: Qua nhiều năm giảng dạy vật lý 9 và thực tế qua 3 năm dạy chương trình thay sách lớp 9 bản thân tơi nhận thấy: Các bài tốn điện một chiều lớp 9 chiếm phần lớn S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
2. trang2 trong chương trình Vật lý 9, và đây là loại tốn các em cho là khĩ và rất lúng túng khi giải loại tốn này. Sau một thời gian ngắn tìm hiểu, kiểm nghiệm, tơi đã nhận thấy được thực trạng và một số nguyên nhân sau. 1. Kết quả khảo sát giữa tháng 9: ( khảo sát tốn điện một chiều lớp 9 ) Lớp Tổng số điểm trên 5 điểm 9 - 10 điểm 1 - 2 SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ 91 31 16 51.6% 2 6.45% 13 41.93% 92 33 18 54.54% 2 6.06% 13 39.39% 93 30 15 50.0% 3 10.0% 12 40.0% 94 32 16 50.0% 2 6.25% 14 43.75% 95 32 18 56.25% 2 6.25% 12 37.5% Khối 9 158 83 52.53% 11 6.96% 64 40.5% 2. Nguyên nhân chính: a) Hiểu biết về điện của học sinh cịn hạn chế nên tiếp thu bài chậm, lúng túng từ đĩ khơng nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý, cơng thức cho nên khĩ mà hồn thiện được một bài tốn điện một chiều lớp 9. b) Đa số các em chưa cĩ định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, biến đổi cơng thức, hay phương pháp giải một bài tốn vật lý. c) Kiến thức tốn cịn hạn chế nên khơng thể tính tốn được mặc dù đã thuộc lịng các cơng thức. d) Do phịng thí nghiệm, đồ dùng dạy học cịn thiếu nên các tiết dạy chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các cơng thức, định luật cịn hạn chế. 3. Một số nhược điểm của HS trong quá trình giải tốn điện một chiều lớp 9: a) Đọc đề qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề cịn yếu, lượng thơng tin cần thiết để giải tốn cịn hạn chế. b)Vẽ sơ đồ mạch điện cịn lúng túng. Một số vẽ sai hoặc khơng vẽ được do đĩ khơng thể giải được bài tốn. c) Mơt số chưa thuộc cơng thức và ký hiệu các đại lượng trong cơng thức. Một số khác khơng biết biến đổi cơng thức, cịn nhầm lẫn giữa các cơng thức mạch điện nối tiếp và mạch điện song song. S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
3. trang3 d) Chưa cĩ thĩi quen định hướng cách giải một cách khoa học trước những bài tốn điện một chiều lớp 9. IV- NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: Những bài tốn điện một chiều lớp 9 gồm bài tốn định tính và bài tốn định lượng, hoặc kết hợp giữa bài tốn định tính và định lượng. Loại tốn này được gĩi gọn ở chương I từ tiết 1 đến tiết 22 Phân mơn điện, các em đã học qua năm lớp 7 nhưng những bài tốn loại này vẫn cịn mới lạ đối với HS, mặc dù khơng quá phức tạp đối với HS lớp 9 nhưng vẫn tập dần cho HS cĩ kỹ năng định hướng bài giải một cách cĩ hệ thống, cĩ khoa học, dễ dàng thích ứng với các bài tốn đa dạng hơn về loại tốn điện một chiều và xoay chiều sau này . Để khắc phục những nhược điểm đã nêu ở trên, tơi đã đưa ra một số giải pháp cần thiết cho HS bước đầu cĩ một phương pháp cơ bản để giải loại bài tốn điện một chiều lớp 9 tốt hơn: 1. Giáo viên cho HS đọc kỹ đề từ 3 đến 5 lần cho đến khi hiểu. Sau đĩ hướng dẫn HS phân tích đề: Hỏi: * Bài tốn cho biết gì? * Yêu cầu gì?Cần tìm gì? * Cho học sinh vẽ hình. Ghi tĩm tắt. * Vài học sinh đọc lại đề ( dựa vào tĩm tắt để đọc ). Ví dụ 1: Một đoạn mạch điện gồm một bĩng đèn cĩ ghi Đ ( 6V - 2,4W ) mắc nối tiếp với biến trở Rx. Một Ampe kế đo cường độ dịng điện trong mạch. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch khơng đổi bằng 9V. Đèn sáng bình thường. a) Vẽ sơ đồ mạch điện (ký hiệu chiều dịng điện). Giải thích ý nghĩa các số ghi trên bĩng đèn? b) Ampe kế chỉ bao nhiêu? Tìm điện trở của biến trở tham gia trong đoạn mạch? c) Di chuyển con chạy trong đèn cĩ ảnh hưởng gì khơng? giải thích. Giáo viên cho học sinh đọc vài lần. Hỏi: S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
4. trang4 * Bài tốn cho biết gì? - Đèn mắc như thế nào với biến trở? - Ampe kế mắc như thế nào để đo? - Đèn sáng như thế nào? Lúc đĩ hiệu điện thế hai đầu đèn như thế nào với hiệu điện thế định mức? - Cường độ dịng điện qua đèn như thế nào với cường độ dịng điện định mức? * Yêu cầu gì?Bài tốn cần tìm gì? - Qui ước chiều dịng điện? -Sĩ chỉ ampe kế khi đèn sáng bình thường? -Phần điện trở tham gia? -Độ sang của đèn khi dịch con chạy? * Một HS lên bảng vẽ hình, ghi tĩm tắt. (cả lớp cùng làm ) Cho biết Đ ( 6V- 2,4W ) nối tiểp R Đ x C A B U = 9V Rx Đèn sáng bình thường. a) Vẽ sơ đồ. Ý nghĩa số ghi trên đèn A b) Ampe kế chỉ? R = ?  _ x + c) Cường độ dịng điện chạy qua đèn ? * Cho học sinh dựa vào tĩm tắt đọc lại đề. ( cĩ như vậy HS mới hiểu sâu đề bài ). 2 .a) Để học sinh vẽ đúng, chính xác sơ đồ mạch điện, GV phải luơn kiểm tra, nhắc nhở HS học thuộc lịng: *Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: -Điện trở: -Biến trở: - Bĩng đèn: - Nguồn điện: + _ S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
5. trang5 - Khố: - Ampe kế: A -Vơn kế: V * Các qui ước, qui tắc như: - Chiều dịng điện theo qui ước. - Mạch điện mắc nối tiếp, mạch điện mắc song song. - Quy tắc mắc Ampe kế và Vơn kế. - Mối quan hệ giữa dịng điện, hiệu điện thế và điện trở trong mạch chính và mạch rẽ b) Để trả lời phần câu hỏi định tính học sinh cần thu thập thơng tin cĩ liên quan đến nội dung, yêu cầu bài tốn từ đĩ vận dụng để trả lời: +Ở ví dụ 1: -Ý nghĩa con số ghi trên dụng cụ? - Đèn sáng bình thường thì Uđ và Uđm ; Iđ và Iđm như thế nào với nhau? +Nắm được mục đích cách sử dụng biến trở: - Khi con chạy dịch qua trái, qua phải thì cường độ dịng điện như thế nào ? c) Nếu gặp một số bài tốn cĩ mạch phức tạp, cần phải biết vẽ lại từng bước sơ đồ mạch điện, đưa dần về mạch điện đơn giản hơn để tiện việc tính tốn: Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở đều bằng nhau và bằng r. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?  + r r r r r r _  r  + r + r r r r r r r R1  - - _ S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
6. trang6  + r Rtđ R 2  _ + r _ r.R1 r.3r 3r -Với: R1 = r + r + r = 3r ; R2 = ; r R1 r 3r 4 3r 11r * Rtđ = r + R + r = r + r (  ) 4 4  Tĩm lại các bước chung để giải bài tốn cĩ mạch điện phức tạp này là: -Thu gọn mạch song song phức tạp thành mạch đơn cĩ điện trở tương đương. -Hợp nhất các mạch đơn nối tiếp nhau thành mạch chính cuối cùng. - Vẽ lại sơ đồ mạch điện qua từng bước cụ thể để tính tốn. - Ứng dụng các cơng thức, định luật Ơm tổng quát, định luật Ơm gồm các điện trở mắc nối tiếp và định luật Ơm gồm các điện trở mắc song song để tính tốn. 3. Nắm chắc các cơng thức: Định luật Ơm, định luật Ơm đối với đoạn mạch nối tiếp, định luật Ơm đối với đoạn mạch song song, cùng với nĩ cịn cĩ thêm các cơng thức tính điện trở, tính cơng , tính cơng suất và tính nhiệt lượng : * Định luật Ơm tổng quát: I = U ; R * Định luật Ơm đối với đoạn mạch cĩ các điện trở mắc nối tiếp: I = I1 = I2 = = In ; U = U1 + U2 + + Un ; R = R1 + R2 + + Rn ; * Định luật Ơm đối với đoạn mạch cĩ các điện trở mắc song song : 1 1 1 1 I = I1 + I2 + + In ; U = U1 = U2 = = Un ; R R1 R2 Rn l *Tính điện trở: R = . S * Tính cơng: A = p.t ; A = U.q ; A = U.I.t * Tính cơng suất: P = U.I ; P = A t S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
7. trang7 * Tính nhiệt lượng: Q = I2 .R.t ; - Phần này là phần cốt lõi để giải tốn và đi đến kết quả, nên đối với HS quá yếu khơng thuộc các cơng thức thì GV thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở, cĩ thể cho HS chép nhiều lần để khắc sâu hơn. - Một số HS do yếu mơn tốn nên mặc dù thuộc các cơng thức nhưng vẫn l khơng thể suy ra các đại lượng khác như: R = . S = ? ;  = ? ; = ? ; S hay Q = I2.R.t I = ? ; t = ? R = ? ; - Trường hợp trên GV phải nắm cụ thể từng HS. Sau đĩ giao nhiệm vụ cho một số em khá trong tổ, nhĩm giảng giải, giúp đỡ để cùng nhau tiến bộ. - Học sinh phải nắm chắc như thế nào là mạch điện mắc nối tiếp, mạch điện mắc song song từ đĩ vận dụng định luật Ơm để tính tốn. 4. Hướng dẫn HS phân tích đề tốn một cách lơgic, cĩ hệ thống: Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 R = 3  ; R = 6  ; R = 4  ; R3 1 2 3A B   Ampe kế chỉ 1A. + _ A Tính hiệu điện thế hai đầu AB ( UAB )? R2 *Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn, sau đĩ tổng hợp lại rồi giải: - Phân tích: Muốn tính UAB ta phải tính U3 và U12 : ( UAB = U3 + U12 ) Mà U12 = I2.R2 = 1.6 = 6 ( V ) Muốn tính U3 phải biết I3 ( U3 = I3.R3 ) U12 6 Muốn tính I3 phải biết I1 ( I3 = I1 + I2 ) ; Mà I1 = 2(A) Ta tính R1 3 được: - Tổng hợp: Hướng dẫn HS giải theo cách tổng hợp lại: Tìm U12 I1 I3 U3 UAB ; Giải: U12 = I2.R2 = 1.6 = 6 (V) S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung
8. trang8 U12 6 I1 = 2(A) R1 3 I3 = I1 + I2 = 2 + 1 = 3(A) U3 = I3 . R3 = 3.4 = 12 (V) UAB = U3 + U12 = 12 + 6 = 18 (V) Đáp số: 18 V V. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU: Sau hai tháng áp dụng các giải pháp đã nêu tơi thấy kết quả HS giải bài tốn " điện một chiều lớp 9 ’’ khả quan hơn. Các HS yếu đã biết vẽ sơ đồ, biết giải thích ý nghĩa con số ghi trên các dụng cụ cũng như giải thích một số hiện tượng xảy ra ở mạch điện. Các HS giỏi đã tự tin hơn khi gặp một vài bài tốn khĩ. Nhìn chung tất cả các em cảm thấy thích thú hơn khi giải một bài tốn điện một chiều lớp 9. Qua kết quả này, hy vọng lên cấp III khi học phân mơn điện các em sẽ cĩ một số kỹ năng cơ bản để giải loại tốn này. • Kết quả đợt khảo sát cuối tháng 11/2008: Điểm trên 5 Tổng Điểm trên 5 Điểm 9-10 Điểm 1-2 Lớp tăng số SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ 91 31 22 70.96% 5 16.12% 4 12.9% 6 19.35% 92 33 26 78.78% 4 12.12% 3 9.09% 8 24.24% 93 30 20 66.66% 6 20.0% 4 13.33% 5 16.66% 94 32 25 78.12% 4 12.5% 3 9.37% 9 28.12% 95 32 24 75.0% 6 18.75% 2 6.25% 6 18.75% Khối9 158 117 74.05% 25 15.82% 16 10.12% 34 21.51% Kết quả Khối 9: Điểm trên 5: Tăng 21.51% Điểm 1-2 :giảm 30.38% ; Điểm 9 - 10 tăng: 8.86% S¸ng kiÕn kinh nghiƯmNguyƠn QuècTHCS QuÕ Trung