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"
trờng Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVII, số 4a-2008 47
Bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo cho học sinh lớp 11
thông qua xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm
chơng Dòng điện không đổi

Nguyễn Quang Lạc
(a)
,

Bùi Danh Hào
(a)


của bài tập phải phù hợp với các kiến thức cơ bản của chơng trình SGK và phải
thiết thực gần gũi với cuộc sống hàng ngày của HS. Các thiết bị TN phải đơn giản,
dễ tìm, dễ chế tạo hoặc có sẵn ở phòng thí nghiệm. Các thao tác TN không quá khó.
2.2. Các dạng BTTN trong chơng dòng điện không đổi
Dựa vào nội dung cơ bản của chơng Dòng điện không đổi" ta có thể đa ra
một số dạng BTTN áp dụng cho chơng này nh sau:

Nhận bài ngày 25/8/2008. Sửa chữa xong 18/12/2008.

N. Q. Lạc, B. D. Hào Bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo , TR. 47-55 48
Dạng 1: Các BTTN về nguồn điện, định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần.
Dạng bài tập này sẽ giúp ta nghiên cứu cấu tạo và hoạt động của nguồn điện
một chiều (pin và acquy), nghiên cứu về các đại lợng đặc trng cho dòng điện không
đổi: cờng độ dòng điện, hiệu điện thế (HĐT), điện trở của đoạn mạch chỉ có điện trở
thuần. Khi giải các bài tập dạng này, yêu cầu HS phải nắm đợc nguyên tắc cấu tạo,
hoạt động của pin và acquy, vận dụng đợc định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện
trở thuần. HS biết làm một số thao tác cơ bản: Lắp ráp mạch điện, quan sát hiện
tợng, đo đạc một số đại lợng: I, U, Rbằng các dụng cụ thông thờng.
Dạng 2: Các BTTN về điện năng, công suất điện. Định luật Jun-Len-xơ.
Dạng bài tập này chủ yếu nghiên cứu về điện năng tiêu thụ, công suất của
các dụng cụ tiêu thụ điện năng. Khi giải bài tập dạng này yêu cầu HS phải biết vận
dụng các công thức về công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch,
công và công suất của nguồn điện, công và công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện.

trờng Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVII, số 4a-2008 49
3.2. Xác lập mối liên hệ của các dữ kiện xuất phát với cái phải tìm.
- Đối chiếu với dữ kiện xuất phát và cái phải tìm, xem xét bản chất vật lí của
tình huống để nhận ra các định luật, công thức lí thuyết có liên quan.
- Xác lập mối liên hệ cụ thể của cái phải tìm với các dữ kiện xuất phát.
3.3. Lập phơng án thí nghiệm, lựa chọn thiết bị, có thể phải cải tiến, chế tạo
một số thiết bị và lắp ráp TN nh phơng án đã đợc xác lập.
3.4. Tiến hành TN, quan sát hiện tợng, đo đạc số liệu, lập biểu bảng số liệu, và
xử lí kết quả.
3.5. Rút ra kết luận và trả lời các câu hỏi của bài toán.
BTTN có hai bớc đặc biệt khác với loại bài tập khác là bớc 3, 4.
Nói chung các bớc giải một BTTN có liên quan với các giai đoạn của phơng
pháp thực nghiệm.
4. Các ví dụ minh hoạ
Chúng tôi đã tiến hành xây dựng đợc 16 BTTN cho chơng Dòng điện không
đổi. Trong đó dạng 1 gồm 5 bài, dạng 2 gồm 5 bài, và dạng 3 gồm 6 bài.
Ví dụ 1 (dạng 1). Một acquy bị mất ký hiệu các cực dơng và cực âm. Chỉ bằng
hai dây dẫn và một cốc nớc (nớc uống thông thờng) làm cách nào có thể xác định
lại các cực của acquy. Hãy nêu phơng án thực hiện.
1. Phân tích bài tập
- Với các thiết bị đã cho làm thế nào để có đợc một mạch điện kín?
- Khi nhúng hai dây dẫn vào cốc nớc thì
có hiện tợng gì xảy ra?
- Hiện tợng xảy ra giải thích thế nào; từ


50
- Một nguồn điện một chiều 12 V
- Một vôn kế (hoặc một ampe kế) một chiều.
- Một điện trở R
2
đã biết và các dây nối (điện trở không đáng kể).
1. Phân tích bài toán. Hớng dẫn để HS tìm hai phơng án:
a) Nếu hai điện trở R
1
, R
2
mắc nối tiếp thì tỉ số
?
U
U
2
1
=

- Đo HĐT U
1
,U
2
nh thế nào?
b) Nếu hai điện trở R
1
, R
2
mắc song song


- Vận dụng định luật Ôm:
2
1
2
1
R
R
U
U
=
. Suy
ra R
1
=
2
2
1
R
U
U
.
Phơng án b. Mắc mạch điện gồm R
1
và R
2
song song
vào nguồn điện (H. 2b).
- Dùng ampe kế lần lợt đo cờng độ dòng điện qua R
1

Thông qua bài tập này giúp học sinh củng
cố định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có R, bồi
dỡng cho HS khả năng vận dụng kiến thức
để đề xuất các phơng án thí nghiệm một
cách sáng tạo.
Ví dụ 3 (dạng 2). Cho các dụng cụ sau:
- Một đèn Đ1: 220V- 15W
- Một đèn Đ
2
: 220V- 100W
- Một khoá K (đóng ngắt điện đơn)
- Một nguồn điện 220V (xoay chiều)
- Các dây nối (điện trở không đáng
kể).
V
R
1

R
2

+
-
H.2a

A
R
1

R

- Khi K đóng đèn Đ
1
(15W) sẽ tắt
(do bị nối tắt), còn đèn Đ
2
(100 W) sáng
bình thờng.
- Khi K mở thì đèn Đ
1
sẽ sáng, còn
đèn Đ
2
gần nh không sáng.
Giải thích. Điện trở của mỗi bóng
== 3226
P
U
R
1
2
1
1
;
== 484
P
U
R
2
2
2

2

=30V rất nhỏ hơn HĐT định mức nên đèn Đ
2

gần nh không sáng. Ngoài ra còn có nguyên
nhân điện trở tăng theo nhiệt độ làm cho hiện
tợng càng rõ rệt.
3. Nhận xét:
Qua việc giải bài tập này giúp HS hiểu rõ
hơn về khái niệm HĐT định mức, công suất định mức. Khi giải bài tập này HS phải
trải qua t duy lí thuyết, suy luận, lập luận rồi mới tiến hành làm thí nghiệm. Do
vậy rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức vào giải quyết một tình huống
mới.
Ví dụ 4 (dạng 2).Trong một hộp đen để lộ ra 3 bóng đèn: Đ
1
: 220V- 40W,
Đ
2
: 220V- 100 W, Đ
3
: 220V- 150W cha biết cách mắc các bóng đèn.
- Nếu tháo 1 trong 3 bóng đèn sẽ thấy nh sau:
+ Khi tháo đèn Đ
1
(40W), đèn Đ
2
(100W) sáng hơn đèn Đ
3
(150W).


52
1. Phân tích bài toán
- Hãy so sánh điện trở của 3 bóng đèn? (R= U
2
đ
/P
đ
công suất càng lớn điện trở
càng bé).
- Hai đèn có cùng HĐT định mức nhng có công suất khác nhau khi mắc vào
cùng một HĐT thì đèn nào sáng hơn? vì sao? (
2d
1d
1
2
2
1
P
P
R
R
P
P
==
, đèn có công suất lớn thì
sáng hơn).
- Khi mắc hai đèn có cùng HĐT định mức nối tiếp nhau vào một HĐT bằng
HĐT định mức thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? (
1d

nên khi tháo đèn Đ
1
, đèn Đ
2
mắc nối
tiếp với đèn Đ
3
: Ta có H.4a hoặc H.4b, hoặc H.4c. Khi tháo đèn Đ
3
, đèn Đ
1
sáng hơn
đèn Đ
2
do đó khi tháo đèn Đ
3
thì Đ
1
mắc nối tiếp với Đ
2
. Ta có cách mắc nh hình
H.4c.
- Khi tháo đèn Đ
2
thì đèn Đ
1
và Đ
3
tắt.
- Nếu nối tắt đèn Đ

H.4b

Đ
1
Đ
2
Đ
3
H.4c

trờng Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVII, số 4a-2008 53
thấy cấu trúc bên trong của hộp, qua đó rèn luyện năng lực nhận thấy vấn đề mới,
năng lực vận dụng vận dụng kiến thức vào hoàn cảnh mới, năng lực dự đoán các khả
năng có thể xẩy ra của vấn đề
Ví dụ 5 (dạng 3). Ngời ta có một chiếc pin nhng lại không biết suất điện động và
điện trở trong của nó. Với các dụng cụ:
Một vôn kế, một ampe kế, một biến trở và các dây nối, làm thế nào để xác định đợc
suất điện động và điện trở trong của pin.
1. Phân tích bài toán
- Hãy viết biểu thức HĐT mạch ngoài? (U = E Ir)
- Muốn đo E và r ta cần phải đo những đại lợng nào? cần mấy phơng trình?
- Hãy thiết kế sơ đồ mạch điện? (Mạch điện đợc bố trí nh hình H.5a)
2. Tiến hành giải
- Mắc mạch điện

vững công thức định luật Ôm cho toàn mạch. Bồi
dỡng cho HS khả năng vận dụng sáng tạo kiến thức
đã học vào tình huống mới, khả năng đề xuất phơng
án để giải quyết vấn đề mới.
Ví dụ 6 (dạng 3). Có một bóng đèn 6V 6W, với
chỉ một loại pin e=1,5V, r
0
= 1 và các dây nối điện
trở nhỏ không đáng kể. Hỏi cần phải có bao nhiêu
pin mắc thành bộ đối xứng để thắp sáng đèn bình
thờng, chọn phơng án có hiệu suất cao nhất.
1. Phân tích bài toán
- Điều kiện để đèn 6V 6W sáng bình thờng
là gì?
- Giả sử có N pin mắc thành m dãy song song,
mỗi dãy có n pin mắc nối tiếp, hãy xác định m và n
để đèn sáng bình thờng?
2. Tiến hành giải
- Điều kiện để đèn sáng bình thờng là HĐT
V

A

K

R

E, r

H.5a

áp dụng định luật Ôm: E = U +Ir. Suy ra
1,5n = 6 +
m
n
, ta đi đến phơng trình:
n =
2
m
3
8
4

+
,
với m, n là nguyên dơng, do đó 3m - 2 = 1, 2,
4, 8. Ta chọn m = 1, 2. Ta tính đợc n = 12, 6
- Bài toán có hai nghiệm: Dùng 12 pin
ghép thành 1 dãy nối tiếp hoặc hai dãy song song mỗi dãy 6 pin nối tiếp.
Hiệu suất của bộ nguồn là:
H =
nguồnbộcủa suất công
ngoàimạchsuất công
=
E
U
(%).
Cả hai phơng án đều có công suất mạch điện ngoài 6W tức HĐT mạch điện ngoài
U= 6V, vậy phơng án nào có công suất bộ nguồn bé tức suất điện động bé thì có
hiệu suất lớn. E
1trờng Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVII, số 4a-2008 55
+ HS có đợc trình độ nắm vững kiến thức, năng lực vận dụng kiến thức vào
thực tiễn và năng lực thực hành cao hơn hẳn HS của các lớp khác.
Sắp tới chúng tôi dự kiến sẽ tiếp tục mở rộng sang cho các phần khác của
chơng trình Vật lí phổ thông.

Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Thế Khôi - Nguyễn Phúc Thuần (đồng chủ biên), Vật lí 11 và bài tập Vật
lí 11, NXB Giáo dục, 2007.
[2] Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Phơng pháp dạy học Vật lí ở trờng phổ thông,
NXB ĐHSP, 2002.
[3] Phạm Đình Cơng, Thí nghiệm Vật lí ở trờng trung học phổ thông, NXB Giáo
dục, 2003.
[4] Nguyễn Quang Lạc - Lê Tùng Lâm, Xây dựng bài tập thí nghiệm Vật lí phần dao
động điện- dòng điện xoay chiều (Vật lí 12), Tạp chí Giáo dục số 185, (3/2008).

Summary

Improving the ability of the creative thought for students
in11
th
form through buiding and using the experimental
exercises of Chapter Direct Current