Bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 11 thông qua xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm chương Dòng điện không đổi

Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 11 thông qua xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm chương Dòng điện không đổi" tr−êng §¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVII, sè 4a-2008 47 Båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o cho häc sinh líp 11 th«ng qua x©y dùng vµ sö dông bµi tËp thÝ nghiÖm ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi” NguyÔn Quang L¹c (a), Bïi Danh Hµo (a) Tãm t¾t. Bµi tËp thÝ nghiÖm cã t¸c dông rÊt tèt ®èi víi viÖc båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o cho häc sinh trong d¹y häc VËt lÝ. Tuy nhiªn lo¹i bµi tËp nµy cßn rÊt Ýt ®−îc sö dông trong thùc tiÔn d¹y häc cña bé m«n. Bµi b¸o nµy tr×nh bµy kÕt qu¶ x©y dùng vµ sö dông hÖ thèng bµi tËp thÝ nghiÖm (qua 6 vÝ dô minh ho¹) cho ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi" ë VËt lÝ líp 11. 1. §Æt vÊn ®Ò Dùa trªn thùc tiÔn d¹y häc VËt lÝ ë c¸c n−íc tiªn tiÕn, c¸c chuyªn gia gi¸o dôc ®· kh¼ng ®Þnh r»ng, bµi tËp thÝ nghiÖm (BTTN) cã vai trß vµ t¸c dông rÊt tèt ®èi víi viÖc båi d−ìng t− duy s¸ng t¹o cho häc sinh (HS) nh−: - Båi d−ìng n¨ng lùc nhËn thÊy vÊn ®Ò míi trong ®iÒu kiÖn quen biÕt (tù ®Æt c©u hái cho m×nh vµ mäi ng−êi vÒ b¶n chÊt cña c¸c hiÖn t−îng vËt lÝ). - Båi d−ìng cho HS kh¶ n¨ng huy ®éng nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµo gi¶i quyÕt t×nh huèng míi trong thùc tiÔn. - Båi d−ìng n¨ng lùc biÕt ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p kh¸c nhau khi ph¶i xö lÝ mét t×nh huèng míi... Do ®ã sö dông BTTN lµ mét trong nh÷ng h−íng ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ®æi míi ph−¬ng ph¸p d¹y häc VËt lÝ hiÖn nay. ThÕ nh−ng qua ®iÒu tra chóng t«i thÊy r»ng BTTN hÇu nh− kh«ng ®−îc nh¾c ®Õn trong d¹y häc VËt lÝ ë c¸c tr−êng THPT. Trong khi ®ã ®iÒu kiÖn ®Ó sö dông BTTN th× kh«ng qu¸ ngÆt nghÌo, nhÊt lµ ®èi víi nh÷ng BTTN chØ ®ßi hái thiÕt bÞ ®¬n gi¶n, thêi gian thùc hiÖn ë ngoµi giê lªn líp... Tõ thùc tr¹ng ®ã, chóng t«i ®· tËp trung nghiªn cøu tiÕn tr×nh x©y dùng vµ sö dông BTTN cho ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi” ë VËt lÝ líp 11 n©ng cao THPT. Trong t−¬ng lai sÏ më réng cho nh÷ng ch−¬ng kh¸c trong ch−¬ng tr×nh cña bé m«n. 2. X©y dùng hÖ thèng BTTN ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi” ë VËt lÝ líp 11 2.1. Yªu cÇu chung HÖ thèng BTTN cho ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi” ®−îc ph©n ra tõng d¹ng theo cÊu tróc néi dung cña SGK ®Ó tiÖn lîi cho viÖc häc tËp vµ gi¶ng d¹y. C¸c bµi tËp ph¶i s¾p xÕp tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p phï hîp cho mäi ®èi t−îng häc sinh. Néi dung cña bµi tËp ph¶i phï hîp víi c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n cña ch−¬ng tr×nh SGK vµ ph¶i thiÕt thùc gÇn gòi víi cuéc sèng hµng ngµy cña HS. C¸c thiÕt bÞ TN ph¶i ®¬n gi¶n, dÔ t×m, dÔ chÕ t¹o hoÆc cã s½n ë phßng thÝ nghiÖm. C¸c thao t¸c TN kh«ng qu¸ khã. 2.2. C¸c d¹ng BTTN trong ch−¬ng dßng ®iÖn kh«ng ®æi Dùa vµo néi dung c¬ b¶n cña ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi" ta cã thÓ ®−a ra mét sè d¹ng BTTN ¸p dông cho ch−¬ng nµy nh− sau: NhËn bµi ngµy 25/8/2008. Söa ch÷a xong 18/12/2008. N. Q. L¹c, B. D. Hµo Båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o..., TR. 47-55 48 D¹ng 1: C¸c BTTN vÒ nguån ®iÖn, ®Þnh luËt ¤m ®èi víi ®o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn. D¹ng bµi tËp nµy sÏ gióp ta nghiªn cøu cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña nguån ®iÖn mét chiÒu (pin vµ acquy), nghiªn cøu vÒ c¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho dßng ®iÖn kh«ng ®æi: c−êng ®é dßng ®iÖn, hiÖu ®iÖn thÕ (H§T), ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn. Khi gi¶i c¸c bµi tËp d¹ng nµy, yªu cÇu HS ph¶i n¾m ®−îc nguyªn t¾c cÊu t¹o, ho¹t ®éng cña pin vµ acquy, vËn dông ®−îc ®Þnh luËt ¤m cho ®o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn. HS biÕt lµm mét sè thao t¸c c¬ b¶n: L¾p r¸p m¹ch ®iÖn, quan s¸t hiÖn t−îng, ®o ®¹c mét sè ®¹i l−îng: I, U, R…b»ng c¸c dông cô th«ng th−êng. D¹ng 2: C¸c BTTN vÒ ®iÖn n¨ng, c«ng suÊt ®iÖn. §Þnh luËt Jun-Len-x¬. D¹ng bµi tËp nµy chñ yÕu nghiªn cøu vÒ ®iÖn n¨ng tiªu thô, c«ng suÊt cña c¸c dông cô tiªu thô ®iÖn n¨ng. Khi gi¶i bµi tËp d¹ng nµy yªu cÇu HS ph¶i biÕt vËn dông c¸c c«ng thøc vÒ c«ng vµ c«ng suÊt cña dßng ®iÖn ch¹y qua mét ®o¹n m¹ch, c«ng vµ c«ng suÊt cña nguån ®iÖn, c«ng vµ c«ng suÊt cña c¸c dông cô tiªu thô ®iÖn. BiÕt tiÕn hµnh mét sè thao t¸c c¬ b¶n nh−: l¾p r¸p m¹ch ®iÖn, sö dông ampe kÕ, v«n kÕ ®Ó ®o c−êng ®é dßng ®iÖn, H§T, ®o c«ng suÊt… D¹ng 3: C¸c BTTN vÒ ®Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch, ®Þnh luËt ¤m ®èi víi c¸c lo¹i ®o¹n m¹ch ®iÖn. M¾c c¸c nguån ®iÖn thµnh bé. D¹ng bµi tËp nµy chñ yÕu nghiªn cøu c¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho dßng ®iÖn kh«ng ®æi trong m¹ch ®iÖn cã chøa c¸c nguån ®iÖn vµ m¸y thu ®iÖn. Khi gi¶i d¹ng bµi tËp nµy yªu cÇu HS ph¶i n¾m v÷ng ®Þnh luËt ¤m cho toµn m¹ch, ®Þnh luËt ¤m cho c¸c lo¹i ®o¹n m¹ch, c¸ch m¾c c¸c nguån ®iÖn thµnh bé. §Ò xuÊt ®−îc c¸c ph−¬ng ¸n, l¾p r¸p, ®o ®¹c ®−îc mét sè ®¹i l−îng nh»m ®¸p øng yªu cÇu cña bµi to¸n thùc tiÔn. 2.3. Ph−¬ng ph¸p x©y dùng BTTN VËt lÝ HiÖn nay trong s¸ch bµi tËp VËt lÝ 11 cña ch−¬ng tr×nh n©ng cao ®· cã mét sè BTTN (cã 4 BTTN trong tæng sè 71 bµi tËp cña ch−¬ng), cßn ch−¬ng tr×nh c¬ b¶n th× hÇu nh− kh«ng cã, do ®ã chóng ta cÇn ph¶i x©y dùng, tuyÓn chän thªm c¸c BTTN theo c¸c h−íng sau: - Dùa vµo bµi tËp th«ng th−êng trong SGK, s¸ch bµi tËp VËt lÝ, b»ng c¸ch thay ®æi c¸c d÷ kiÖn trong ®ã ®Ó ®−îc mét BTTN. - S−u tÇm c¸c tµi liÖu kÜ thuËt cã liªn quan ®Õn VËt lÝ häc. Tõ ®ã t×m t− liÖu s¸t thùc ®Ó x©y dùng c¸c BTTN. - XuÊt ph¸t tõ nh÷ng sù kiÖn, nh÷ng yªu cÇu do cuéc sèng ®ßi hái, kÕt hîp víi yªu cÇu cña ch−¬ng tr×nh m«n häc ®Ó s¸ng t¹o thªm nh÷ng BTTN. 3. H−íng dÉn HS gi¶i BTTN VËt lÝ Trong qu¸ tr×nh d¹y häc cÇn h−íng dÉn HS gi¶i mét BTTN VËt lÝ theo c¸c b−íc sau ®©y: 3.1. T×m hiÓu ®Ò bµi: §äc kÜ ®Ò bµi ®Ó thÊy ®−îc: + Yªu cÇu cña néi dung bµi to¸n? + Bµi to¸n nµy thuéc d¹ng nµo? + Bµi to¸n ®· cho nh÷ng ®¹i l−îng, thiÕt bÞ nµo? + §¹i l−îng nµo cÇn ph¶i t×m? tr−êng §¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVII, sè 4a-2008 49 3.2. X¸c lËp mèi liªn hÖ cña c¸c d÷ kiÖn xuÊt ph¸t víi c¸i ph¶i t×m. - §èi chiÕu víi d÷ kiÖn xuÊt ph¸t vµ c¸i ph¶i t×m, xem xÐt b¶n chÊt vËt lÝ cña t×nh huèng ®Ó nhËn ra c¸c ®Þnh luËt, c«ng thøc lÝ thuyÕt cã liªn quan. - X¸c lËp mèi liªn hÖ cô thÓ cña c¸i ph¶i t×m víi c¸c d÷ kiÖn xuÊt ph¸t. 3.3. LËp ph−¬ng ¸n thÝ nghiÖm, lùa chän thiÕt bÞ, cã thÓ ph¶i c¶i tiÕn, chÕ t¹o mét sè thiÕt bÞ vµ l¾p r¸p TN nh− ph−¬ng ¸n ®· ®−îc x¸c lËp. 3.4. TiÕn hµnh TN, quan s¸t hiÖn t−îng, ®o ®¹c sè liÖu, lËp biÓu b¶ng sè liÖu, vµ xö lÝ kÕt qu¶. 3.5. Rót ra kÕt luËn vµ tr¶ lêi c¸c c©u hái cña bµi to¸n. BTTN cã hai b−íc ®Æc biÖt kh¸c víi lo¹i bµi tËp kh¸c lµ b−íc 3, 4. Nãi chung c¸c b−íc gi¶i mét BTTN cã liªn quan víi c¸c giai ®o¹n cña ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm. 4. C¸c vÝ dô minh ho¹ Chóng t«i ®· tiÕn hµnh x©y dùng ®−îc 16 BTTN cho ch−¬ng “Dßng ®iÖn kh«ng ®æi”. Trong ®ã d¹ng 1 gåm 5 bµi, d¹ng 2 gåm 5 bµi, vµ d¹ng 3 gåm 6 bµi. VÝ dô 1 (d¹ng 1). Mét acquy bÞ mÊt ký hiÖu c¸c cùc d−¬ng vµ cùc ©m. ChØ b»ng hai d©y dÉn vµ mét cèc n−íc (n−íc uèng th«ng th−êng) lµm c¸ch nµo cã thÓ x¸c ®Þnh l¹i c¸c cùc cña acquy. H·y nªu ph−¬ng ¸n thùc hiÖn. 1. Ph©n tÝch bµi tËp - Víi c¸c thiÕt bÞ ®· cho lµm thÕ nµo ®Ó cã ®−îc mét m¹ch ®iÖn kÝn? - Khi nhóng hai d©y dÉn vµo cèc n−íc th× cã hiÖn t−îng g× x¶y ra? - HiÖn t−îng x¶y ra gi¶i thÝch thÕ nµo; tõ ®ã suy ra c¸c cùc cña acquy. 2. TiÕn hµnh gi¶i - Gi¶i thÝch hiÖn t−îng ®iÖn ph©n n−íc: Mét ph©n tö n−íc ®−îc t¹o bëi 2 nguyªn tö hi®r« vµ 1 nguyªn tö «xi. Trong qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n, sè nguyªn tö hi®r« ®−îc gi¶i phãng nhiÒu gÊp ®«i so víi «xi, do ®ã ®iÖn cùc cã nhiÒu bät khÝ lµ ®iÖn cùc mµ t¹i ®ã hi®r« ®−îc gi¶i phãng. Nh−ng c¸c Ion hi®r« tÝch ®iÖn d−¬ng nªn khÝ nµy ph¶i ®−îc gi¶i phãng ë cùc ©m. - Nèi hai d©y dÉn vµo hai cùc cña acquy råi nhóng hai ®Çu tù do vµo cèc n−íc (H.1). - Quan s¸t hiÖn t−îng: ë phÝa ®Çu d©y nµo cã nhiÒu bät khÝ h¬n lµ cùc ©m, cùc cßn l¹i lµ cùc d−¬ng. 3. NhËn xÐt. §©y lµ mét bµi tËp ®Þnh tÝnh mang tÝnh thùc tiÔn, viÖc gi¶i bµi tËp nµy båi d−ìng cho häc sinh kh¶ n¨ng ph©n tÝch mét hiÖn t−îng vËt lÝ, liªn hÖ hiÖn t−îng quan s¸t ®−îc víi kiÕn thøc ®· häc. Khi gi¶i ®−îc bµi tËp nµy HS ®· biÕt vËn dông c¸c kiÕn thøc mét c¸ch s¸ng t¹o vµo t×nh huèng thùc tiÔn. VÝ dô 2 (d¹ng 1). Mét ®iÖn trë R1 ch−a biÕt gi¸ trÞ. H·y lËp c¸c ph−¬ng ¸n ®Ó ®o gi¸ trÞ ®iÖn trë ®ã nÕu cho thiÕt bÞ: H.1 N. Q. L¹c, B. D. Hµo Båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o..., TR. 47-55 50 - Mét nguån ®iÖn mét chiÒu 12 V - Mét v«n kÕ (hoÆc mét ampe kÕ) mét chiÒu. - Mét ®iÖn trë R2 ®· biÕt vµ c¸c d©y nèi (®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ). 1. Ph©n tÝch bµi to¸n. H−íng dÉn ®Ó HS t×m hai ph−¬ng ¸n: a) NÕu hai ®iÖn trë R1, R2 m¾c nèi tiÕp th× tØ sè ?U U 2 1 = - §o H§T U1,U2 nh− thÕ nµo? b) NÕu hai ®iÖn trë R1, R2 m¾c song song th× tØ sè ? I I 2 1 = - §o c−êng ®é dßng ®iÖn I1, I2 nh− thÕ nµo? 2. TiÕn hµnh gi¶i Ph−¬ng ¸n a. M¾c m¹ch ®iÖn gåm R1, R2 nèi tiÕp vµo nguån ®iÖn (H.2a). - Dïng v«n kÕ lÇn l−ît ®o H§T gi÷a hai ®Çu ®iÖn trë R1 vµ R2 ®−îc U1 vµ U2 - VËn dông ®Þnh luËt ¤m: 2 1 2 1 R R U U = . Suy ra R1= 2 2 1 R U U . Ph−¬ng ¸n b. M¾c m¹ch ®iÖn gåm R1 vµ R2 song song vµo nguån ®iÖn (H. 2b). - Dïng ampe kÕ lÇn l−ît ®o c−êng ®é dßng ®iÖn qua R1 vµ R2 ®−îc I1 vµ I2. - ¸p dông ®Þnh luËt ¤m: 1 2 2 1 R R I I = . VËy R1= 2 1 2 R I I . 3. NhËn xÐt §©y lµ mét bµi tËp ®Þnh l−îng. Th«ng qua bµi tËp nµy gióp häc sinh cñng cè ®Þnh luËt ¤m cho ®o¹n m¹ch chØ cã R, båi d−ìng cho HS kh¶ n¨ng vËn dông kiÕn thøc ®Ó ®Ò xuÊt c¸c ph−¬ng ¸n thÝ nghiÖm mét c¸ch s¸ng t¹o. VÝ dô 3 (d¹ng 2). Cho c¸c dông cô sau: - Mét ®Ìn §1: 220V- 15W - Mét ®Ìn §2: 220V- 100W - Mét kho¸ K (®ãng ng¾t ®iÖn ®¬n) - Mét nguån ®iÖn 220V (xoay chiÒu) - C¸c d©y nèi (®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ). V R1 R 2 + - H.2a A R1 R2 + - H.2b H.2c tr−êng §¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVII, sè 4a-2008 51 H·y m¾c mét m¹ch ®iÖn sao cho khi K ®ãng th× ®Ìn §2 s¸ng, ®Ìn §1 tèi vµ khi K ng¾t th× hai ®Ìn tèi s¸ng ng−îc l¹i. 1. Ph©n tÝch bµi to¸n - NÕu m¾c song song hai bãng ®Ìn th× cã tho¶ m·n th× cã tho¶ m·n yªu cÇu bµi to¸n kh«ng? - §iÖn trë cña mçi bãng ®Ìn lµ bao nhiªu? - NÕu m¾c nèi tiÕp hai bãng ®Ìn th× H§T ph©n bè ë hai ®Çu mçi bãng lµ bao nhiªu? ®Ìn nµo sÏ kh«ng s¸ng, ®Ìn nµo sÏ s¸ng? - T×m vÞ trÝ ®Ó kho¸ K? 2. TiÕn hµnh gi¶i - M¾c m¹ch ®iÖn nh− h×nh vÏ (H.3a) - Khi K ®ãng ®Ìn §1 (15W) sÏ t¾t (do bÞ nèi t¾t), cßn ®Ìn §2 (100 W) s¸ng b×nh th−êng. - Khi K më th× ®Ìn §1 sÏ s¸ng, cßn ®Ìn §2 gÇn nh− kh«ng s¸ng. Gi¶i thÝch. §iÖn trë cña mçi bãng Ω== 3226 P UR 1 2 1 1 ; Ω== 484P UR 2 2 2 2 Ta cã U1+ U2 = 220V, 484 3226 R R U U 2 1 2 1 == . VËy U1 =190V, U2= 30V. Nh− vËy U1=190V, H§T nµy nhá h¬n H§T ®Þnh møc mét chót nªn ®Ìn §1 s¸ng yÕu h¬n b×nh th−êng. Cßn H§T U2 =30V rÊt nhá h¬n H§T ®Þnh møc nªn ®Ìn §2 gÇn nh− kh«ng s¸ng. Ngoµi ra cßn cã nguyªn nh©n ®iÖn trë t¨ng theo nhiÖt ®é lµm cho hiÖn t−îng cµng râ rÖt. 3. NhËn xÐt: Qua viÖc gi¶i bµi tËp nµy gióp HS hiÓu râ h¬n vÒ kh¸i niÖm H§T ®Þnh møc, c«ng suÊt ®Þnh møc. Khi gi¶i bµi tËp nµy HS ph¶i tr¶i qua t− duy lÝ thuyÕt, suy luËn, lËp luËn råi míi tiÕn hµnh lµm thÝ nghiÖm. Do vËy rÌn luyÖn cho HS kh¶ n¨ng vËn dông kiÕn thøc vµo gi¶i quyÕt mét t×nh huèng míi. VÝ dô 4 (d¹ng 2).Trong mét hép ®en ®Ó lé ra 3 bãng ®Ìn: §1: 220V- 40W, §2: 220V- 100 W, §3: 220V- 150W ch−a biÕt c¸ch m¾c c¸c bãng ®Ìn. - NÕu th¸o 1 trong 3 bãng ®Ìn sÏ thÊy nh− sau: + Khi th¸o ®Ìn §1 (40W), ®Ìn §2(100W) s¸ng h¬n ®Ìn §3 (150W). + Khi th¸o ®Ìn §3 (150W), ®Ìn §1 (40W) s¸ng h¬n ®Ìn §2 (100W). + Khi th¸o ®Ìn §2 (100W) th× hai dÌn kia ®Òu t¾t. + NÕu nèi t¾t ®Ìn §2 (100W) th× hai ®Ìn kia s¸ng b×nh th−êng. X¸c ®Þnh c¸ch m¾c c¸c bãng ®Ìn trªn. K §1 §2 H.3a H.3b N. Q. L¹c, B. D. Hµo Båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o..., TR. 47-55 52 1. Ph©n tÝch bµi to¸n - H·y so s¸nh ®iÖn trë cña 3 bãng ®Ìn? (R= U2®/P® c«ng suÊt cµng lín ®iÖn trë cµng bÐ). - Hai ®Ìn cã cïng H§T ®Þnh møc nh−ng cã c«ng suÊt kh¸c nhau khi m¾c vµo cïng mét H§T th× ®Ìn nµo s¸ng h¬n? v× sao? ( 2d 1d 1 2 2 1 P P R R P P == , ®Ìn cã c«ng suÊt lín th× s¸ng h¬n). - Khi m¾c hai ®Ìn cã cïng H§T ®Þnh møc nèi tiÕp nhau vµo mét H§T b»ng H§T ®Þnh møc th× ®Ìn nµo s¸ng h¬n? V× sao? ( 1d 2d 2 1 2 1 P P R R P P == , ®Ìn nµo cã c«ng suÊt ®Þnh møc nhá th× s¸ng h¬n). 2. TiÕn hµnh gi¶i - Theo bµi ra: Khi th¸o ®Ìn §1 (40W), ®Ìn §2(100W) s¸ng h¬n ®Ìn §3 (150W). Suy ra c¸c bãng kh«ng thÓ m¾c nèi tiÕp hoÆc song song. Do ®ã c¸c bãng ph¶i ®−îc m¾c hçn hîp. - Khi th¸o ®Ìn §1, ®Ìn §2 s¸ng h¬n ®Ìn §3 nªn khi th¸o ®Ìn §1, ®Ìn §2 m¾c nèi tiÕp víi ®Ìn §3: Ta cã H.4a hoÆc H.4b, hoÆc H.4c. Khi th¸o ®Ìn §3, ®Ìn §1 s¸ng h¬n ®Ìn §2 do ®ã khi th¸o ®Ìn §3 th× §1 m¾c nèi tiÕp víi §2. Ta cã c¸ch m¾c nh− h×nh H.4c. - Khi th¸o ®Ìn §2 th× ®Ìn §1 vµ §3 t¾t. - NÕu nèi t¾t ®Ìn §2 th× hai ®Ìn s¸ng b×nh th−êng. Nh− vËy c¸c bãng ®Ìn ®−îc m¾c nh− h×nh H. 3c. - TiÕn hµnh kiÓm tra kÕt qu¶: Dïng c¸c bãng ®Ìn m¾c nh− h×nh H.4c vµo b¶ng ®iÖn, thùc hiÖn c¸c thao t¸c ®Ó kiÓm tra. Chó ý. Khi dïng ë H§T cao cÇn ®¶m b¶o an toµn, l¾p r¸p xong míi ®ãng c«ng t¾c. 3. NhËn xÐt Víi bµi tËp hép ®en nªu trªn, ®Ó gi¶i ®−îc nã HS ph¶i sö dông kiÕn thøc tæng hîp, ph©n tÝch mçi quan hÖ gi÷a nh÷ng dù kiÖn ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña th«ng tin lÊy tõ hép mµ t×m H.4d §2 §3 §1 H.4a §1 §3 §2 H.4b §1 §2 §3 H.4c tr−êng §¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVII, sè 4a-2008 53 thÊy cÊu tróc bªn trong cña hép, qua ®ã rÌn luyÖn n¨ng lùc nhËn thÊy vÊn ®Ò míi, n¨ng lùc vËn dông vËn dông kiÕn thøc vµo hoµn c¶nh míi, n¨ng lùc dù ®o¸n c¸c kh¶ n¨ng cã thÓ xÈy ra cña vÊn ®Ò... VÝ dô 5 (d¹ng 3). Ng−êi ta cã mét chiÕc pin nh−ng l¹i kh«ng biÕt suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña nã. Víi c¸c dông cô: Mét v«n kÕ, mét ampe kÕ, mét biÕn trë vµ c¸c d©y nèi, lµm thÕ nµo ®Ó x¸c ®Þnh ®−îc suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña pin. 1. Ph©n tÝch bµi to¸n - H·y viÕt biÓu thøc H§T m¹ch ngoµi? (U = E –Ir) - Muèn ®o E vµ r ta cÇn ph¶i ®o nh÷ng ®¹i l−îng nµo? cÇn mÊy ph−¬ng tr×nh? - H·y thiÕt kÕ s¬ ®å m¹ch ®iÖn? (M¹ch ®iÖn ®−îc bè trÝ nh− h×nh H.5a) 2. TiÕn hµnh gi¶i - M¾c m¹ch ®iÖn theo s¬ ®å (H.5a) - §iÒu chØnh biÕn trë tíi hai vÞ trÝ bÊt kú, t¹i hai vÞ trÝ nµy ®äc ®−îc hai cÆp gi¸ trÞ cña v«n kÕ vµ ampe kÕ lµ: U1,I1 vµ U2, I2. - Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh: U1 =E –I1r, U2 = E – I2r. Ta t×m ®−îc E vµ r 3. NhËn xÐt Qua viÖc gi¶i bµi tËp trªn ®· gióp HS n¾m v÷ng c«ng thøc ®Þnh luËt ¤m cho toµn m¹ch. Båi d−ìng cho HS kh¶ n¨ng vËn dông s¸ng t¹o kiÕn thøc ®· häc vµo t×nh huèng míi, kh¶ n¨ng ®Ò xuÊt ph−¬ng ¸n ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò míi. VÝ dô 6 (d¹ng 3). Cã mét bãng ®Ìn 6V – 6W, víi chØ mét lo¹i pin e=1,5V, r0= 1Ω vµ c¸c d©y nèi ®iÖn trë nhá kh«ng ®¸ng kÓ. Hái cÇn ph¶i cã bao nhiªu pin m¾c thµnh bé ®èi xøng ®Ó th¾p s¸ng ®Ìn b×nh th−êng, chän ph−¬ng ¸n cã hiÖu suÊt cao nhÊt. 1. Ph©n tÝch bµi to¸n - §iÒu kiÖn ®Ó ®Ìn 6V – 6W s¸ng b×nh th−êng lµ g×? - Gi¶ sö cã N pin m¾c thµnh m d·y song song, mçi d·y cã n pin m¾c nèi tiÕp, h·y x¸c ®Þnh m vµ n ®Ó ®Ìn s¸ng b×nh th−êng? 2. TiÕn hµnh gi¶i - §iÒu kiÖn ®Ó ®Ìn s¸ng b×nh th−êng lµ H§T V A K R E, r H.5a H.5b H.6a N. Q. L¹c, B. D. Hµo Båi d−ìng n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o..., TR. 47-55 54 m¹ch ®iÖn ngoµi U= 6V, khi ®ã C§D§ qua ®Ìn lµ: I= )A(1 U P = - Gi¶ sö cã N pin m¾c thµnh m d·y, mçi d·y cã n pin m¾c nèi tiÕp (H. 6b). Ta cã E= ne = 1,5n, r = m n r m n 0 = . ¸p dông ®Þnh luËt ¤m: E = U +Ir. Suy ra 1,5n = 6 + m n , ta ®i ®Õn ph−¬ng tr×nh: n = 2m3 84 − + , víi m, n lµ nguyªn d−¬ng, do ®ã 3m - 2 = 1, 2, 4, 8. Ta chän m = 1, 2. Ta tÝnh ®−îc n = 12, 6 - Bµi to¸n cã hai nghiÖm: Dïng 12 pin ghÐp thµnh 1 d·y nèi tiÕp hoÆc hai d·y song song mçi d·y 6 pin nèi tiÕp. HiÖu suÊt cña bé nguån lµ: H = nguånbécña suÊt c«ng ngoµim¹chsuÊt c«ng = E U (%). C¶ hai ph−¬ng ¸n ®Òu cã c«ng suÊt m¹ch ®iÖn ngoµi 6W tøc H§T m¹ch ®iÖn ngoµi U= 6V, vËy ph−¬ng ¸n nµo cã c«ng suÊt bé nguån bÐ tøc suÊt ®iÖn ®éng bÐ th× cã hiÖu suÊt lín. E1 = 12e = 18V, E2 =6e = 9V. Ph−¬ng ¸n hai cã hiÖu suÊt gÊp hai ph−¬ng ¸n 1. - TiÕn hµnh m¾c m¹ch ®iÖn ®iÖn ®Ó kiÓm tra kÕt qu¶. 3. NhËn xÐt Qua BTTN nµy gióp HS n¾m v÷ng ®Þnh luËt ¤m, c¸ch tÝnh suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña bé nguån. RÌn luyÖn n¨ng lùc t− duy s¸ng t¹o, båi d−ìng n¨ng lùc vËn dông kiÕn thøc ®· häc vµo thùc tiÔn. 5. KÕt qu¶ sö dông. Trong thêi gian qua chóng t«i ®· sö dông hÖ thèng BTTN ®· x©y dùng ®−îc vµo gi¶ng d¹y ë c¸c líp 11A1, 11A2, Tr−êng THPT Nam §µn 1 n¨m häc 2007-2008 chóng t«i thÊy: + HS b−íc ®Çu ®· lµm quen ®−îc víi BTTN, biÕt BTTN lµ g×, b−íc ®Çu cã ®−îc nh÷ng kÜ n¨ng c¬ b¶n trong viÖc gi¶i c¸c d¹ng BTTN nh−: biÕt thiÕt kÕ s¬ ®å thÝ nghiÖm theo yªu cÇu cña bµi tËp; lùa chän thiÕt bÞ vµ l¾p r¸p thÝ nghiÖm theo s¬ ®å thiÕt kÕ; tiÕn hµnh thÝ nghiÖm theo mét tr×nh tù hîp lÝ;... + HS b−íc ®Çu ®· biÕt lËp kÕ ho¹ch ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò t−¬ng ®èi phøc t¹p cã néi dung g¾n víi thùc tiÔn cuéc sèng, ®ßi hái ph¶i vËn dông linh ho¹t kiÕn thøc ®· häc, ph¶i tu©n theo nh÷ng quy t¾c nhÊt ®Þnh khi sö dông mét sè thiÕt bÞ kü thuËt,... + Qua nh÷ng ho¹t ®éng gi¶i c¸c BTTN mµ n¨ng lùc ho¹t ®éng s¸ng t¹o cña HS ®−îc h×nh thµnh vµ dÇn dÇn ®−îc cñng cè. e, r0 H.6b tr−êng §¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVII, sè 4a-2008 55 + HS cã ®−îc tr×nh ®é n¾m v÷ng kiÕn thøc, n¨ng lùc vËn dông kiÕn thøc vµo thùc tiÔn vµ n¨ng lùc thùc hµnh cao h¬n h¼n HS cña c¸c líp kh¸c. S¾p tíi chóng t«i dù kiÕn sÏ tiÕp tôc më réng sang cho c¸c phÇn kh¸c cña ch−¬ng tr×nh VËt lÝ phæ th«ng. Tµi liÖu tham kh¶o [1] NguyÔn ThÕ Kh«i - NguyÔn Phóc ThuÇn (®ång chñ biªn), VËt lÝ 11 vµ bµi tËp VËt lÝ 11, NXB Gi¸o dôc, 2007. [2] NguyÔn §øc Th©m (chñ biªn), Ph−¬ng ph¸p d¹y häc VËt lÝ ë tr−êng phæ th«ng, NXB §HSP, 2002. [3] Ph¹m §×nh C−¬ng, ThÝ nghiÖm VËt lÝ ë tr−êng trung häc phæ th«ng, NXB Gi¸o dôc, 2003. [4] NguyÔn Quang L¹c - Lª Tïng L©m, X©y dùng bµi tËp thÝ nghiÖm VËt lÝ phÇn dao ®éng ®iÖn- dßng ®iÖn xoay chiÒu (VËt lÝ 12), T¹p chÝ Gi¸o dôc sè 185, (3/2008). Summary Improving the ability of the creative thought for students in11th form through buiding and using the experimental exercises of Chapter “Direct Current” The experimental exercises are useful to improving students’ ability of creative thought in teaching physics. However, type of there exercises is used a little in fact of teaching. This article expressed the results of the building and using a system of 16 experimental execises (through 6 illustracted examples) for chapter “Direct current" in 11th form physics. (a) Khoa VËt lý, Tr−êng §¹i häc Vinh (b) Cao häc 14 chuyªn ngµnh pP gi¶ng d¹y vËt lý, Tr−êng §¹i häc Vinh.