BẢN THUYẾT MINH TÓM TẮT THIẾT BỊ DẠY HỌC TỰ LÀM DỰ THINĂM HỌC 2016 - 2017_____________________

1. Tên thiết bị dạy học: BỘ THÍ NGHIỆM TỤ ĐIỆN

2. Môn: Vật lý Khối: 11 , Phục vụ tiết dạy, chương: Tiết 10, chương 1.

3. Họ và tên tác giả: Võ Thị Yến Nhi

4. Đơn vị công tác: THPT Chu Văn An

5. Tính mới và sáng tạo: TBDH tự làm được dùng để phục vụ cho các bài học, bài thực hành, thí nghiệm của môn, lớp,…

- Đáp ứng được yêu cầu dạy học của bộ môn, trong quản lý, ứng dụng: Bộ TN được áp dụng để thí nghiệm biểu diễn trong tiết học bài 6 “Tụ Điện”, chương 1, Vật lý 11 - chương trình chuẩn.- Độc lập về ý tưởng thiết kế, giúp học sinh tiếp thu tốt kiến thức: Bộ thí nghiệm tụ điện chưa từng có trước đây ở trường THPT. Bộ thí nghiệm mô tả trực quan, hiện tượng dễ dàng để học sinh quan sát và kiểm chứng.- Có sáng tạo trong thiết kế, lắp đặt: + Sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 để khảo sát đặt tính nguyên lý của mạch giúp tiết kiệm vật liệu và hạn chế hư hỏng khi làm.

+ Vận dụng đặt tính dẫn điện một chiều của đèn led (điốt phát quang) để hiển thị chiều dòng điện trong mạch. Điều này giúp chứng minh được các cực dương, âm khi tụ được tích điện. Chứng minh kiến thức cách tích điện cho tụ.

+ Mắc nối tiếp trước các dãy đèn các dãy điện trở nhằm hạ áp qua các dãy đèn và kéo dài thời gian nạp – phóng điện của tụ, giúp các dãy đèn sáng lâu hơn đủ để học sinh quan sát được quá trình đang nạp và đang phóng điện.

+ Tự thiết kế biến trở núm xoay: ghép song song các tụ có giá trị khác nhau nhằm tạo ra các giá trị điện dung khác nhau. Điều này giúp học sinh nhận thấy rằng tụ điện có giá trị điện dung khác nhau thì thời gian nạp đầy tụ hay phóng hết điện là khác nhau: Q tỉ lệ C (tụ thay đổi C) chứng minh kiến thức: Q = C.U6.Tính khả thi: - Bộ TN được nghiên cứu lắp đặt từ năm 2013, cải tiến bởi tác giả năm 2014.

- Bộ TN được đưa vào sử dụng từ năm học 2014-2015 đến nay vẫn hoạt động tốt.

- Bộ thí nghiệm này đơn giản, ít tốn kém, dễ sử dụng nên có tính khả thi cao.- Bộ thí nghiệm này nhiều chức năng nên tuỳ vào mục đích sử dụng, nội dung giảng dạy, thời gian cho phép hay loại hình tiết học mà lựa chọn khảo sát một phần hay toàn bộ tính năng của bộ thí nghiệm.- Bộ thí nghiệm sử dụng các linh kiện đơn giản nên có thể thay đổi và nâng cấp dễ dàng.7. Tính hiệu quả: Nguyên vật liệu để làm thiết bị dạy học, giá thành của thiết bị dạy học tự làm, hiệu quả ghi rõ việc đổi mới phương pháp giảng dạy ra sao? nêu rõ số liệu (nếu có).

- Nguyên vật liệu làm bộ thí nghiệm, giá thành:

- Bộ nguồn DC 3-15V: có sẵng ở phòng TN Vật lý

- Bảng mạch điện meca khung nhôm: giá đặt thợ gia công 50.000 đồng

- Thành phần trên mạch điện:

+ Tụ hóa 4700 - 24V: 5 cái x 3.000 = 15.000 đồng

+ Tụ hóa: 1000 - 16V và 25V: 3 x 1.500 = 4.500 đồng

+ Công tắc 3 cực, 2 cực: 10.000 đồng

+ Dãy đèn led phát ánh sáng đỏ: 3.000 đồng

+ Điện trở sứ 100 : 2 x 1.500 = 3.000 đồng

+ Núm xoay biến trở: 5.000. đồng

+ Các dây nối,chốt : 10.000 đồng

Tổng chi phí gần đúng: 120.500 đồng

- Quy trình thực hiện

Bước 1: Nghiên cứu lý thuyết và thiết kế mạch điện thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605

Dùng phần mềm Crocodile Physics 605 thiết kế mạch điện thí nghiệm như hình 1. Tiến hành tính toán và chọn cách lắp đặt phù hợp. Cho mạch hoạt động vào khảo sát hiện tượng.

- Hiệu điện thế giữa hai đầu bản tụ khi nạp theo quy luật:

Khi thì xem như tụ tích điện đầy ứng t = . Lúc này các đèn led (1) sáng, báo hiệu có dòng chạy trong mạch kín và tích điện cho tụ. Khi dãy đèn led (1) tắt thì quá trình tích điện cho tụ kết thúc (tụ tích đầy điện). Bằng cách quan sát sự phát sáng và thời gian phát sáng của đèn led mà ta xác định được chiều dòng điện và thời gian tích điện cho tụ C.

Chuyển khóa K2 sang vị trí (2). Mạch thứ 2 kín và đang chế độ phóng điện của tụ điện. Tương tự vậy, bằng cách quan sát đèn led (2) sáng và thời gian sáng ta kiểm tra lại công thức xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ giảm theo quy luật:

K1

K2(1) (2)

C

Hình 1. Sơ đồ mạch điện thí nghiệm sự tích – phóng điện tích của tụ điện

Thực hiện thí nghiệm với các giá trị tụ điện khác nhau bằng cách thay đổi điện dung C (điều chỉnh biến dung). Ta sẽ có được khi C tăng thì thời gian để tụ tích đầy điện và phóng hết điện dài hơn hay điện tích mà tụ tích được tỉ lệ thuận với điện dung của tụ.

Bước 2. Tiến hành mua thiết bị và gia công bảng điện.

Bước 3. Cho vận hành thử và đánh giá hoạt động của mạch

- Lắp sơ đồ thí nghiệm như hình

-

Hình 2: Sơ đồ lắp mạch điện thí nghiệm sự tích – phóng điện tích của tụ điện

(1)(2)

(1) (2)

Hình 3. Khảo sát hiện tượng dãy đèn 1 và 2 khi K1 đóng và K2 vị trí (1).

- Thực hiện lại thí nghiệm với các mức điện dung lớn hơn để cho thấy thời gian phóng – nạp điện cho tụ sẽ lâu hơn.

- Rút ra kết luận

Chú ý: Công tắc ba cực muốn ở trạng thái (1) phải đưa đầu chốt về bên phải, và ngược lại.

- Tính sáng tạo trong phương pháp giảng dạy:+ Do bộ TN này chưa có trước đây nên đây là giải pháp giúp chuyển từ dạy thuyết trình theo phương pháp truyền thống sang thí nghiệm biểu diễn.+ Ngoài ra, GV có thể tổ chức lớp học theo nhóm, tiến hành thí nghiệm và đặt vấn

đề cho các nhóm học sinh bàn luận và giải

Hình 4. Khảo sát hiện tượng dãy đèn 1 và 2 khi K1 đóng và K2 vị trí (2)