Luận Văn Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý chương dòng điện xoay chiều lớp 12

TÊN ĐỀ TÀI: Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý chương dòng điện xoay chiều lớp 12 chương trình nâng cao​
Information
LỜI NÓI ĐẦU

Luận văn “Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý (Chương “Dòng điện xoay chiều” – Lớp 12 Chương trình nâng cao)” được viết trên tinh thần nhằm giúp học sinh có những hiểu biết đầy đủ về phương pháp giải các dạng bài tập vật lý “Dòng điện xoay chiều” lớp 12, trên cơ sở đó rèn luyện được kĩ năng giải các dạng bài tập này.
Nội dung luận văn này được viết theo chủ đề, dạng toán cụ thể, bám sát nội dung của sách giáo khoa vật lý lớp 12 nâng cao, gồm các mục chính sau:
Mục “Tóm tắt lý thuyết” tóm tắt các kiến thức cần thiết để giải các bài tập dòng điện xoay chiều.
Mục “Các dạng bài tập và phương pháp giải” gồm hai phần:
- Bài tập định tính: giới thiệu một số bài tập định tính, đưa ra các câu hỏi gợi ý hướng dẫn học sinh giải các bài đó.
- Bài tập định lượng: giới thiệu các dạng bài tập định lượng thường gặp, phương pháp giải các dạng bài tập này, kèm theo một số bài tập từ căn bản đến nâng cao và hướng dẫn học sinh giải đối với từng bài.
Mục “Một số bài tập trắc nghiệm rèn luyện” giới thiệu một số bài tập trắc nghiệm bao quát nội dung các kiến thức trong từng chủ đề, từng dạng để giúp học sinh rèn luyện thêm, đồng thời có đáp án và hướng dẫn lời giải ngắn gọn để học sinh có thể tham khảo.
Các bài tập được trình bày trong luận văn đều có phương pháp giải và hướng dẫn giải cụ thể từ đó có thể giúp học sinh giải được các bài tập tương tự, rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực tự làm việc của học sinh.
Để được làm khóa luận này, em xin chân thành cám ơn toàn thể quý thầy cô Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ em trong suốt 5 năm học vừa qua. Và để hoàn thành luận văn này, em kính gởi lời cám ơn chân thành, sâu sắc đến thầy Lê Ngọc Vân, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, sửa chữa những sai sót mà em mắc phải trong quá trình làm luận văn này. Đồng thời, em xin cám ơn các bạn trong lớp Lý Bình Thuận niên khóa 2005 – 2010, đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ em về tài liệu để em có thể hoàn thành đề tài này đúng thời hạn.
Mặc dù đã đầu tư công sức, cố gắng và cẩn thận, nhưng do điều kiện về thời gian, hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy thực tế chưa nhiều nên chắc chắn luận văn này vẫn còn nhiều thiếu sót. Em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp chân tình của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn!

MỤC LỤC
Lời nói đầu
Phần mở đầu
I. Lý do chọn đề tài 6
II. Mục đích nghiên cứu 6
III. Nhiệm vụ nghiên cứu 6
IV. Phương pháp nghiên cứu 6
V. Điều kiện thực hiện đề tài 7
Phần lý luận chung
I. Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông 8
1. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập vật lý trong dạy học vật lý 8
2. Tác dụng của bài tập trong dạy học vật lý 9
II. Phân loại bài tập vật lý 10
1. Phân loại theo phương thức giải 10
2. Phân loại theo nội dung 11
3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy học, có thể phân biệt các bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo 11
4. Phân loại theo cách thể hiện bài tập 12
5. Phân loại theo hình thức làm bài 12
III. Phương pháp giải bài tập vật lý 12
1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện 13
2. Phân tích hiện tượng 13
3. Xây dựng lập luận 13
4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp 14
5. Kiểm tra, xác nhận kết quả, và biện luận 14
IV. Xây dựng lập luận trong giải bài tập 14
1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính 14
2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập tính toán 15
V. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 16
1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) 17
2. Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic) 17
3. Định hướng khái quát chương trình hóa 17
VI. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý 18
1. Lựa chọn bài tập 18
2. Sử dụng hệ thống bài tập 19
Phần vận dụng 21
Lựa chọn hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 – Chương trình nâng cao
A. Tóm tắt lý thuyết 21
B. Hệ thống bài tập và phương pháp giải 28
I. Bài tập định tính 28
1. Đề bài 28
2. Hướng dẫn giải và giải 28
II. Bài tập định lượng 33
Chủ đề 1: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều không phân nhánh
(Mạch R, L, C mắc nối tiếp) 33
1. Dạng 1: Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 33
1.1. Phương pháp giải chung 33
1.2. Bài tập về cách tạo ra dòng điện xoay chiều 33
1.3. Hướng dẫn giải và giải 34
2. Dạng 2: Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp 41
2.1 . Phương pháp giải chung 41
2.2. Bài tập về viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp 42
2.3. Hướng dẫn giải và giải 43
3. Dạng 3: Cộng hưởng điện 53
3.1. Phương pháp giải chung 53
3.2. Bài tập về cộng hưởng điện 53
3.3. Hướng dẫn giải và giải 54
4. Dạng 4 : Hai đoạn mạch có điện áp cùng pha, vuông pha 62
4.1. Phương pháp giải chung 62
4.2. Bài tập về hai đoạn mạch có điện áp cùng pha, vuông pha 62
4.3. Hướng dẫn giải và giải 63
5. Dạng 5 : Công suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp 69
5.1. Phương pháp giải chung 69
5.2. Bài tập về công suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp 70
5.3. Hướng dẫn giải và giải 71
6. Dạng 6 : Xác định giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng khi thay đổi L,
hoặc thay đổi C, hoặc thay đổi f 83
6.1. Phương pháp giải chung 83
6.2. Bài tập về cách xác định giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng khi thay đổi L, hoặc thay đổi C, hoặc thay đổi f 86
6.3. Hướng dẫn giải và giải 86
7. Dạng 7 : Xác định các phần tử điện chứa trong hộp đen 106
7.1. Phương pháp giải chung 106
7.2. Bài tập về xác định các phần tử điện chứa trong hộp đen 107
7.3. Hướng dẫn giải và giải 107
8. Dạng 8: Giải toán nhờ giản đồ vec-tơ 116
8.1. Phương pháp giải chung 116
8.2. Bài tập về giải toán nhờ giản đồ vec-tơ 116
8.3. Hướng dẫn giải và giải 117
Chủ đề 2: Sản xuất – Truyền tải điện năng 125
1. Dạng 1: Máy phát điện và động cơ điện 125
1.1 Phương pháp giải chung 125
1.2. Bài tập về máy phát điện và động cơ điện 125
1.3. Hướng dẫn giải và giải 126
2. Dạng 2: Máy biến áp và truyền tải điện năng 131
2.1. Phương pháp giải chung 131
2.2. Bài tập về máy biến áp và truyền tải điện năng 131
2.3 Hướng dẫn giải và giải 132
C. Một số bài tập trắc nghiệm rèn luyện 138
1. Đề bài 138
2. Đáp án 147
3. Hướng dẫn giải 147

PHẦN MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài:

Dòng điện xoay chiều là một dao động điện từ cưỡng bức, đổi chiều liên tục hằng trăm lần trong một giây, làm từ trường do nó sinh ra cũng thay đổi theo. Chính điều đó đã làm cho dòng điện xoay chiều có một số tác dụng to lớn mà dòng điện một chiều không có. Do đó mà dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trong thực tế cuộc sống.
Chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương quan trong của chương trình vật lý 12. Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài tập định lượng của chương này đối với học sinh thật không dễ dàng. Chính vì vậy, đề tài “Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý (chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 chương trình nâng cao) sẽ giúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải cụ thể của từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết từng bài, từ đó giúp học sinh có thể hiểu rõ hơn về chương dòng điện xoay chiều. Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học sinh có thể được rèn luyện về kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy sáng tạo và năng lực tự làm việc của bản thân.

II. Mục đích nghiên cứu:

Xây dựng hệ thống bài tập, hướng dẫn phương pháp giải các dạng bài tập của chương “Dòng điện xoay chiều”. Từ đó vạch ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh) nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về chương này, trên cơ sở đó học sinh có thể tự lực vận dụng kiến thức để giải các bài tập cùng dạng theo phương pháp đã đưa ra.

III. Nhiệm vụ nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập vật lý để vận dụng vào hoạt động dạy học.
2. Nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” chương trình sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao nhằm xác định nội dung kiến thức cơ bản học sinh cần nắm vững và các kĩ năng giải bài tập cơ bản học sinh cần rèn luyện.
3. Soạn thảo hệ thống bài tập của chương này, đưa ra phương pháp giải theo từng dạng, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệ thống bài tập này.

IV. Phương pháp nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận về dạy học bài tập vật lý.
2. Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông: bao gồm sách giáo khoa vật lý 12, sách bài tập, một số sách tham khảo vật lý 12 về phần dòng điện xoay chiều.
3. Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chương.

V. Giới hạn nghiên cứu:

1. Do hạn chế về thời gian, kiến thức và phương pháp giảng dạy thực tế nên hệ thống bài tập được lựa chọn còn mang tính chủ quan và chưa thật sự phong phú, nhất là phần bài tập định tính.
2. Do chưa có kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy nên tiến trình hướng dẫn học sinh giải có thể vẫn chưa hay.
3. Vật lý học là khoa học thực nghiệm, tuy nhiên trong đề tài vẫn chưa thể đưa ra các bài tập thực nghiệm, cũng như chưa thực hiện được phần thực nghiệm sư phạm.