Sáng kiến kinh nghiệm Giúp học sinh vận dụng tốt các quy tắc vật lý – Phần từ trường

I . Lí do chọn đề tài : Trong quá trình dạy học phần từ trường ( SGK Vật lý 11 ), để giúp học sinh hiểu và vận dụng quy tắc cái đinh ốc và quy tắc bàn tay trái vào các bài toán cụ thể còn gặp nhiều khó khăn . Làm thế nào để học sinh nắm bắt được nội dung và vận dụng có hiệu quả ? Để gúp học sinh tháo gỡ được những vướng mắc này , tôi mạnh dạn đưa ra một vài phương pháp giúp học sinh dễ nắm bắt nội dung và vận dụng các quy tắc được tốt hơn . Đây là lí do tôi chọn đề tài: “Giúp học sinh vận dụng tốt các quy tắc vật lý – Phần từ trường” II . Phương pháp nghiên cứu : Trong quá trình giảng dạy , tôi thấy việc vận dụng các quy tắc vật lí ( SGK Vật lý 11 – phần từ trường), đối với học sinh còn rất nhiều vướng mắc khi giải quyết một số bài toán vận dụng . Vì vậy, tôi quyết định chọn đề tài này và sử dụng một số phương pháp để nghiên cứu như sau : Nghiên cứu tài liệu , liên hệ thực tiễn từ bài dạy , đánh giá kết quả bài dạy qua việc thu thông tin ngược từ học sinh Từ đó vận dung một số kiến thức ở SGK và một số tài liệu tham khảo khác để đưa vào trình bày thêm cho học sinh, giúp học sinh nắm bắt bài được tốt hơn trong quá trình vận dụng . III . Nội dung : 1 . Nội dung sách giáo khoa : a) Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trai duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều của dòng điện . Khi đó ngón tay trái choãi ra 90º sẽ chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. b) Quy tắc cái đinh ốc 1 : Đặt cái đinh ốc dọc theo dây dẫn và quay cái đinh ốc sao cho nó tiến theo chiều dòng điện, khi đó chiều quay của cái đinh ốc là chiều của các đường cảm ứng từ . c) Quy tắc cái đinh ốc 2 : Đặt cái đinh ốc dọc theo trục vuông góc với mặt phẳng khung dây và quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện trong khung, khi đó chiều tiến của cái đinh ốc là chiều của các đường cảm ứng từ xuyên qua mặt phẳng giới hạn bởi khung dây . 2 . Những khó khăn khi học sinh vận dụng : Các quy tắc trên được phát biểu logic , chặt chẽ nhưng để học sinh vận dụng vào các bài toán cụ thể còn có nhiều điều khó khăn , chưa thực tế .Sau đây là một số khó khăn khi cho học sinh vận dụng : a) Quy tắc bàn tay trái: Trong quá trình dạy , giáo viên vận dụng quy tắc bàn tay trái để giảng cho học sinh và học sinh có thể vận dụng ngay bàn tay trái của mình . Nhưng trong một số trường hợp học sinh lại lúng túng khi vận dụng , giả sử như trường hợp sau : Ví dụ : Xác định chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn đặt trong từ trường các trường hợp sau : b) Đối với quy tắc cái đinh ốc 1 và cái đinh ốc 2 : Trong quá trình dạy học , giáo viên có thể sử dụng cái đinh ốc để cho học sinh dễ quan sát . Nhưng việc vận dung của học sinh thì lại khó khăn , bởi lẽ học sinh đi học lại phải mang theo cái đinh ốc? Mà không có cái đinh ốc thì sao lại vận dụng quy tắc cái đinh ốc ? Một số học sinh lúng túng khi vận dụng các quy tắc này . Ngoài ra học sinh còn chưa hiểu rõ chiều tiến của cái đinh ốc Như vậy , làm thế nào để học sinh có thể vận dụng các quy tắc này một cách nhuần nhuyễn và nắm được nội dung vững vàng hơn ? Đa số chúng ta cho rằng cần phải học thuộc lòng các quy tắc đó rồi mới có thể vận dụng được. Nhưng cũng chưa hẳn như vậy là học sinh có thể vận dụng tốt. Có rất nhiều học sinh học thuộc lòng không thiếu một chữ nhưng kết quả thì ngược lại, các em không thể vận dụng được lí thuyết đã học . Đối với quy tắc cái đinh ốc có thể đưa ra nhiều quy tắc khác để áp dụng khắc phục . Lúc đầu quy tắc cái đinh ốc có tên gọi là quy tắc cái vặn nút chai . Ampe lại đưa ra quy tắc người Ampe để xác định chiều của các đường cảm ứng từ . Người ta còn đưa ra quy tắc nắm tay phải cũng để xác định chiều của các đường cảm ứng từ . Các quy tắc này đều vận dụng để xác định chiều của các đường cảm ứng từ sinh ra bởi dây dẫn mang dòng điện , nhằm mục đích vận dụng vào thực tiễn dễ dàng nhất SGK Vật Lí 10 đưa ra quy tắc cái đinh ốc , nhưng học sinh có thể vận dụng các quy tắc người Ampe hoặc nắm tay phải . Sao cho việc vận dụng vào thực tiễn hiệu quả nhất . 3. Hướng khắc phục những khó khăn trên : a) Quy tắc bàn tay trái : Đối với quy tắc này , học sinh cần phải hiểu và nắm vững nội dung của nó để khi vận dụng không có sai sót . Tuy nhiên trong thục tế khi vận dụng quy tắc này đa số học sinh còn nhiều sai sót trong một số trường hợp khi các đường cảm ứng từ không vuông góc với dây dẫn . Vì học sinh vận dụng quy tắc mà không chú ý đến việc xác định phương của lực từ đã được nêu ở phần trước đó . Từ đó khi dạy cho học sinh giáo viên cần chú ý cụm từ “ Để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay “. Nghĩa là các đường cảm ứng từ không nhất thiết phải vuông góc với lòng bàn tay, mà chỉ càn xuyên vào lòng bàn tay . Giáo viên cần lấy một số ví dụ cụ thể để học sinh xác định và chú ý với học sinh là phương của lực từ đã được xác định ở mục trước. Khi giải các bài tập nên gắn việc xác định chiều của lực từ với một bài toán định lượng để học sinh có được thói quen khi xác định một đại lượng Véctơ phải đầy đủ các thành phần của nó là : điểm đặt , phương , chiều và độ lớn . Đối với bài toán về lực Lorenxơ cần chú ý đến hạt mang điện tích âm hay mang điện tích dương . Quy tắc bàn tay trái đối với lực Lorenxơ cũng tương tự như lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện . Vì trong dây dẫn, bản chất của dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do . b) Quy tắc cái đinh ốc : Với hai quy tắc này khó khăn ở đây là học sinh thường không có cái đinh ốc khi xác định bài toán và đa số học sinh không biết chiều tiến của cái đinh ốc là như thế nào . Vì vậy chúng ta nên đưa ra quy tắc nắm tay phải vào để học sinh dễ dàng vận dụng hơn ( SGK Vật Lí 9 _ chương trình cải cách ) . Từ thực tiễn bài dạy, khi đưa quy tắc này vào thì học sinh vận dụng rất dễ dàng . Quy tắc nắm tay phải phát biểu như sau : Nắm tay phải sao cho ngón tay cái choãi ra 90º chỉ chiều của dòng điện trong dây , khi đó chiều nắm của các ngón tay còn lại chỉ chiều của các đường cảm ứng từ . Đối với quy tắc cái đinh ốc 2 để thay thế quy tắc nắm bàn tay phải ta vận dụng như sau : Nắm bàn tay phải sao cho chiều của các ngón tay chỉ chiều dòng điện, còn ngón tay cái choãi ra 90º chỉ chiều của các đường cảm ứng từ xuyên qua mặt phẳng giới hạn bởi vòng dây tròn đó . Iv . Kết luận : Trên đây là một số kinh nghiệm bản thân tôi tự rút ra được trong quá trình giảng dạy, khi cho học sinh vận dụng các quy tắc nêu trên vào việc giải các bài toán .Đó chỉ là ý kiến riêng của tôi tự rút ra được trong quá trình giảng dạy và từ việc nghiên cứu các tài liệu . Trên đây tôi đã mạnh dạn đưa ra các phương pháp này . Tôi rát mong nhận được sự tham khảo và góp ý thẳng thắn của các đồng nghiệp để bài dạy được tốt hơn . Tôi xin chân thành cảm ơn ! Người thực hiện : Nguyễn Văn Cường