SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "TUYỂN CHỌN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ" 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Việc bồi dưỡng lực TDST cho HS cần tiến hành suốt thời gian em ngồi ghế nhà trường thông qua việc thực trình sư phạm, việc dạy môn, có môn Vật lý Cũng việc học tập môn Vật lí nói chung, việc giải BTVL nhà trường nói riêng giúp HS hiểu sâu HTVL xảy giới tự nhiên xung quanh ta, từ hiểu biết sâu sắc mà thúc đẩy HS học giải vấn đề khác đời sống công nghệ sau Các BT giáo khoa khác xa với toán mà HS gặp sống Nếu HS không hiểu thấu đáo VL học không quen với việc giải BTVL cách thông minh sáng tạo HS khó lòng giải tốt toán đời sống khoa học kỹ thuật Nội dung DH kiến thức khoa học, sở để tạo nên nhân cách, khắc phục khó khăn đường chiếm lĩnh tri thức nên nhà giáo đồng thời phải nhà khoa học Người giáo viên phải lựa chọn PP để giảng dạy giáo dục cho đối tượng HS đòi hỏi người thầy lòng nhiệt tình óc sáng tạo cao Nghị 51/2001/QH10 ngày 25 tháng 12 năm 2001 Quốc Hội khóa X, kì họp thứ 10 rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc trưng lớp học, môn học; bồi dưỡng PP tự học; khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Được quan tâm Đảng Nhà nước, hệ thống trường chuyên lớp chọn hình thành phát triển nhằm đào tạo nguồn nhân lực cho đất nước Trong năm qua trường chuyên gặt hái nhiều thành công kỳ thi Quốc tế khu vực châu Á Đối tượng HS chuyên HS có NLTD tốt, phát tuyển chọn qua nhiều kỳ thi Thế chương trình giảng dạy trường chuyên nói chung môn VL nói riêng chưa có thống nhất, ổn định Đa phần chương trình giảng dạy xây dựng theo kinh nghiệm cá nhân giáo viên giảng dạy lâu năm sở thống nhóm chuyên môn trường Trình độ HS năm khác, năm sau tốt năm trước Yêu cầu đề thi Quốc Gia, Quốc tế ngày cao, nhiều vấn đề mang tính thời cập nhật vào đề thi Với đặc điểm đổi liên tục giáo viên thực tế Hơn HS phải hoàn tất chương trình PTTH chuyên đề nâng cao để đến học kì I năm lớp 11 (tức sau năm vào THPT) để tham dự kì thi HSG Quốc Gia, Quốc tế ! Vậy làm để giải khó khăn ? Để làm việc cần phải dạy cho HS PP tư khoa học với PP giảng dạy phù hợp Bản thân nhận thấy dạy BT phương án thích hợp Với lí nêu trên, chọn đề tài: “Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập chọn lọc nhằm bồi dưỡng lực tư cho học sinh chuyên lí” GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Vai trò BTVL việc bồi dưỡng lực tư học sinh -BTVL có vài trò vô quan trọng, chúng sử dụng DHVL với mục đích khác -BTVL sử dụng phương tiện nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc vững BT điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức bậc THPT Với trình độ toán học phát triển, nhiều BT sử dụng khéo léo dẫn HS đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm để giải thích tượng BT đưa -Bài tập VL phương tiện rèn luyện cho HS kỹ kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tiễn, đời sống Có thể xây dựng nhiều BT có nội dung thực tiễn, yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích tượng xảy thực tiễn điều kiện cho trước -BTVL phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng PP nghiên cứu khoa học cho HS giải BTVL hình thức làm việc HS Trong trình giải BTVL học sinh phải phân tích điều kiện đề bài, tự xây dựng lập luận, thực việc tính toán cần thiết phải tiến hành thí nghiệm, xác định phụ thuộc hàm số đại lượng để kiểm tra kết luận Trong việc làm cụ thể tư lôgic, TDST HS nâng cao Có nhiều BTVL không dừng lại phạm vi vận dụng kiến thức học mà giúp HS bồi dưỡng TDST Đặc biệt BT giải thích tượng, BT thí nghiệm -BTVL phương tiện ôn tập củng cố kiến thức học cách sinh động có hiệu -Thông qua việc giải BTVL rèn luyện đức tính tốt như: tính độc lập, tính cẩn thận, kiên trì, vượt khó Giải BT hình thức làm việc tự lực HS Trong trình làm tập, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra phê phán kết luận mà HS rút nên tư HS phát triển, lực làm việc họ nâng cao, tính kiên trì phát triển -BTVL phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ HS cách xác -Từ việc giải BT học sinh buộc phải tự tìm hiểu bổ sung phần lí thuyết thiếu hụt mà thời gian không cho phép giáo viên truyền thụ chi tiết đầy đủ 2.2 Bài tập việc bồi dưỡng phát triển tư cho HS chuyên lí Thực tế kinh nghiệm thân cho thấy: Học sinh chuyên có điểm mạnh làm việc áp lực cao, có nhiều cảm thông với người khác, có rõ ràng, có nhận thức cá nhân cao Phần lớn HS biết kìm chế thái độ cảm xúc Quá trình hình thành biến đổi xúc cảm, tình cảm diễn ôn hòa có kỹ làm chủ cảm xúc tốt HS biết làm chủ tức giận, xử lý thất vọng, đau buồn lo âu biết đối phó với mát, lạm dụng, chấn thương Tính cách mạnh mẽ, ý thức cao thân làm HS trường chuyên có tính đoán, sẵn sàng tranh luận với người khác vấn đề tận chân lí HS trường chuyên ý thức tốt thân, biết mặt mạnh, mặt yếu, thể ước muốn thân điều mà em không thích, tự nhận stress hay tình trạng bị áp lực để ứng phó kịp thời Bên cạnh đó, kỹ xã hội em đánh giá cao Các em đồng cảm, biết lắng nghe hiểu nhu cầu, hoàn cảnh người khác biểu lộ hiểu biết thông qua hành động cụ thể Tình cảm đạo đức phát triển mạnh HS trường chuyên Nó động thúc đẩy hành vi xã hội hoạt động, điều chỉnh hành vi em Tuy nhiên, HS lại hay gặp khó khăn việc chấp nhận ý kiến người khác, thường đặt vị trí, vai trò cao tập thể Mặc dù, khả “đặt chân vào đôi giày người khác” để thấu hiểu họ trải qua lại đánh giá cao Đó quan tâm đến cảm xúc người khác sẵn sàng hỗ trợ họ mặt tình cảm HS chuyên thông cảm với người không mình, khó chấp nhận có người tư làm cản trở nỗ lực nhằm phát huy hết tiềm em, làm cho kỹ hợp tác làm việc theo nhóm giải vấn đề HS không phát triển mức Học sinh chuyên không sợ BT khó, phức tạp Bản thân em ham muốn thử sức vấn đề Đặc biệt BT mà sau đọc xong đề HS rơi vào trạng thái tâm lí vừa căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua khó khăn nhằm giải mâu thuẫn Được trang bị nhiều kiến thức toán học nên HS chuyên không ngại BT tính toán phức tạp, nhiên dẫn đến việc lạm dụng kiến thức toán mà không ý đến chất VL toán Khi nên điều chỉnh hạn chế BT có tính bất ngờ cao Với HS bình thường để đưa em đến mâu thuẫn bên nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức phải giải bên trình độ kiến thức có không đủ để giải nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp … giáo viên thường phải mô tả tượng, đưa câu hỏi định tính BT đơn giản … Đối với HS chuyên thay BT khó, BT mở… mà để giải buộc HS phải tự nghiên cứu lý thuyết, tự trang bị kiến thức toán Điều giúp HS tăng cường khả tự học, qua trưởng thành nhanh Học sinh chuyên không sợ BT khó, lại thường lười nhác gặp loại BT giải theo khuôn mẫu, yếu tố bất ngờ … Đây điều bất lợi muốn rèn luyện kỹ cho HS Thông qua BT ta giúp HS chuyên: -Thói quen quan sát, nhận biết dấu hiệu đặc trưng vật, tượng -Khả phân tích tượng phức tạp thành tượng đơn giản -Xác định rõ giai đoạn diễn biến tượng -Tìm thấy dấu hiệu giống vật, tượng -Tìm tính chất chung nhiều vật, tượng (khái quát hóa) -Tìm mối quan hệ nhân tượng vật lý Tìm mối quan hệ hàm số đại lượng vật lý, biểu diễn công cụ toán học -Dự đoán diễn biến tượng điều kiện thực tế xác định -Giải thích tượng thực tế -Hình thành phương pháp chung để giải loại vấn đề 2.3 Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn phân loại tập theo logic nhận thức hệ thống tập chọn lọc Việc lựa chọn, phân loại hệ thống BT theo chủ đề việc khó Những BT khó đòi hỏi vận dụng nhiều vùng kiến thức (như quang, điện…) Vậy cần phải có tìm tòi PP nhằm xác định mối liên hệ quan trọng nhất, điển hình biểu chúng tập, từ xác định loại BT xuất phát, số lượng chúng trình tự giải Kết rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo giải BT phụ thuộc nhiều vào việc chọn lựa trình tự xếp tập, nên để HS sau BT phát hay nảy sinh vấn đề cần giải tiếp BTVL nói chung có tác dụng lớn mặt: giáo dục, giáo dưỡng phát triển tư giáo dục kỹ thuật tổng hợp Tác dụng tích cực QTDH có lựa chọn thật cẩn thận hệ thống tập: chặt chẽ nội dung, thích hợp PP bám sát mục đích, nhiệm vụ DH trường phổ thông 2.4.Các tiêu chí dùng để xây dựng hệ thống tập Đặc điểm HS chuyên thể rõ qua lực hoạt động tư em, cụ thể như: -Ưa tìm tòi, khám phá tri thức -Hứng thú với dạng BT mới, với PP giải -Thích luyện tập, củng cố kiến thức -Thích sáng tạo, tìm độc đáo cách giải -Ưa vận dụng tư toán học -Nhàm chán với BT đơn giản, quen thuộc Từ nguyên tắc chung nêu đặc điểm HS chuyên, xây dựng hệ thống BTCL nhằm bồi dưỡng NLTD cho học sinh chuyên phù hợp với thực tế hệ thống BT riêng Nhưng cần lưu ý Với chủ đề, BT cần xếp theo trình tự: +Xuất phát BT điển hình +Bài tập phát triển dựa BT xuất phát +Lời giải, hướng dẫn giải đáp số Như giảng dạy hiệu tiện lợi hơn, không gây khó đột ngột cho HS dễ dẫn đến trạng thái căng thẳng thiếu tự tin HS Ngược lại gặp HS giỏi hơn, ta bỏ qua trung gian, yêu cầu HS tự giải BT nhà Hệ thống BT lựa chọn cần thỏa mãn tiêu chí sau: -Tiêu chí 1: Các BT phải từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp mối quan hệ đại lượng khái niệm đặc trưng cho trình tượng, cho bước HS hiểu kiến thức cách vững có kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức -Tiêu chí 2: Mỗi BT chọn phải mắt xích hệ thống kiến thức vật lý, đóng góp phần vào việc hoàn chỉnh kiến thức học sinh, giúp họ hiểu mối liên hệ đại lượng, cụ thể hoá khái niệm… -Tiêu chí 3: Hệ thống BT phải giúp cho HS có kỹ vận dụng toán học tốt để sau dễ tiếp thu kiến thức phần có thời gian nhiều dành cho phần chất VL BT phải giải -Tiêu chí 4: Hệ thống BT phải đảm bảo tính tích cực, chủ động, sáng tạo HS học tập -Tiêu chí 5: Hệ thống BT chọn lọc phải giúp cho HS nắm PP giải loại, dạng cụ thể -Tiêu chí 6: Hệ thống BT phải giúp HS tự tìm vấn đề mới, nảy sinh từ BT làm, để từ tự tìm tòi nghiên cứu nhằm đạt đến mức cao nhận thức -Tiêu chí 7: Nội dung BT phải phù hợp yêu cầu ngày cao kì thi HS giỏi, phải đảm bảo phù hợp với thời gian học tập HS lớp nhà 2.5 Ví dụ minh họa Với suy nghĩ trình bày phần trên, thực tế với tất phần chương trình, xây dựng tiếp tục hoàn thiện hệ thống BT riêng cho thân Với hệ thống BT vận dụng giảng dạy thân đạt số kết định tự cảm thấy phù hợp với HS yêu cầu giảng dạy thực tế Trong khuôn khổ đề tài tài xin minh họa chủ đề tập khó, phần điện từ chương trình chuyên mà sử dụng giảng dạy Một khối nặng gắn vào trần nhà lò xo có Một dẫn điện gắn vào khối Khối lượng độ cứng k khối k r B C L m Thanh trượt không ma sát dọc theo hai đường ray thẳng đứng song song, cách L Tụ điện có điện dung C gắn với đường ray dây dẫn Hệ thống đặt từ trường B Bỏ qua điện trở Tìm chu kì dao động Giải Tại độ dời y, khối có vận tốc v Do từ thông biến đổi ⇒ có s.đ.đ cảm ứng e = BLv, tích điện cho tụ q = CBLv ⇒ I = CBL dv dt dv Lực từ tác dụng lên thanh:F = BIL = CB2L2 dt dv d2 y mg - ky - CB2L2 dt = m dt Đặt u = y - mg k ⇒ d2u k + u=0 dt m + CB2 L2 ⇒ Dao động điều hòa: ω= k m + CB2 L2 ⇒ T = 2π m + CB2 L2 k Hai giống hệt nằm hai ray nằm ngang song song Các vuông góc với đường ray Khoảng cách L Tại thời điểm đó, từ trường thẳng đứng hướng lên bật Từ trường nhanh chóng đạt đến cường độ tối đa sau giữ không đổi Bỏ qua ma sát, tìm khoảng cách Giả sử điện trở lớn nhiều so với điện trở đường ray r B L Giải Sự xuất đột ngột từ trường sinh dòng cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ ⇒ có lực từ tác dụng lên chúng chuyển động lại gần Do đối xứng mà gia tốc - & x& Theo định luật II Niutơn cho đoạn dây:  ω2 B  & F 2  2ωB   e   ωB  d & & &)ω x = −2  ÷ = −  ÷( IωB) = −  ÷ ÷= −  ÷ ( xωB ) = −  ÷( xB + xB m m m 2R mR dt mR            khoảng cách hai ray; R điện trở Vì từ trường xuất đột ngột nhanh chóng đạt giá trị cực đại ⇒ giả thiết đạt cực đại x nhỏ, giai đoạn độ số hạng thứ hai phương trình nhỏ x ≈ L ω2 B & ω2 L d & x&= − ( LB) = − 2mR dt ( B ) mR ω2 LB2 Cuối giai đoạn độ, vận tốc là: x&= V = − 2mR Sau đó: x&= − ω2 B ω2 B2 & & & & xB = − x&⇒ B =0⇒ x=− mR mR ω2 B2 x +C mR ω2 LB2 ω2 B2 ω2 B2 =− x&= V = − L +C ⇒ C= L 2mR mR 2mR Vậy: ω2 B2 ω2 B2 x&= − x + L mR 2mR Khi x& = ⇒ x = L/2 Một khung hình vuông cạnh b làm dây siêu dẫn đặt bàn nằm ngang không ma sát Khối lượng khung m Một từ trường thẳng đứng có độ lớn B = B 0(1 + kx), B0 k số Khung cấp tức thời vận tốc ban đầu v dọc theo trục x hình vẽ Khung dừng lại sau khoảng thời gian τ Tìm độ tự cảm khung b v x Giả sử từ trường hướng phía trước tờ giấy Khi khung dịch chuyển sang phải, từ thông biến thiên qua mạch: Φ = Bb2 biến thiên tăng làm xuất suất điện động cảm ứng: ecư = - dΦ sinh dòng điện cảm ứng có chiều dt kim đồng hồ dB dx dx = B0 k số (vì vận tốc giảm từ v đến 0) dt dt dt Chú ý ⇒ I ≠ const mà biến thiên giảm ⇒ có dòng điện tự cảm chiều kim đồng hồ với suất điện động tự cảm etc = -L dI dΦ =dt dt dB dI =L dt ⇒ b2B = LI + C Khung siêu dẫn ⇒b2 dt Ban đầu B = → I = ⇒ C = Vậy: b2 b B0( + kx) = LI ⇒ I = B0 ( + kx ) L Lực từ tác dụng lên cạnh // x độ lớn ngược hướng ⇒ tổng Hợp lực từ tác dụng lên hai cạnh lại ngược hướng x b4 B02 k F = -bI{B0(1 + kx) - B0[1 + k(x - b)]} = -B0kIb = ( + kx ) L b4 B02 k F=L     x −  − k ÷ = -K(x - x0)    10 ⇒ Khung dao động điều hòa quanh VTCB x0 = - k Giả sử ban đầu khung VTCB vận tốc sau: T π m π mL = τ= = 2 K b B0 k τ2 b4 B02 k ⇒ L= mπ2 Thay đổi giả thiết kết luận ta có toán (cũng thay đổi quy luật B) Một khung siêu dẫn hình vuông cạnh b đặt bàn nằm ngang không ma sát Khối lượng khung m, độ tự cảm L Một từ trường thẳng đứng có độ lớn B = B0 kx , B0 k số Khung cấp tức thời vận tốc ban đầu v dọc theo trục x hình vẽ Khung dừng lại sau khoảng thời gian ? r g r B b v Đáp số: τ = x π mL 2bB0 k Một khung dây dẫn hình vuông cạnh b, khối lượng m, điện trở không đáng kể quay tự quanh trục nằm ngang qua cạnh Hệ thống đặt từ trường B hình Độ tự cảm khung dây L Đưa khung dây đến vị trí nằm ngang thả nhẹ Khung dao động tắt dần sức cản không khí Tìm góc hợp mặt phẳng khung dây phương thẳng đứng vị trí cuối Giải 11 dΦ = RI = ⇒ Φ = const dt r r r n, B θ góc hợp mpkd B (phụ với α) Φ = Bb sinθ + LI với α = Trong khung có suất điện động cảm ứng: E = - ( ) Tại vị trí ban đầu khung, I = ⇒ Φ = Bb2 Ở vị trí cuối theo điều kiện cân momen IBb2cosθc = mg b.sinθc (1) Bb2 ( − sin θ0 ) Φ = Bb = Bb sinθ0 + LI (2) ⇒ I = , thay vào (1) rút gọn, biến đổi L 2 B2 b3 ( − sin θ0 ) mg cosθ0 = sin θ0 L 2B2 b3 ( − sin θ0 ) = A(1 - sinθ0) ⇒ tanθ0 = mgL 2B2 b3 A θ0 = A(1 - θ0) ⇒ θ0 = ≈A= mgL 1+ A Hai tụ C1, C2 nối với dây dẫn lí tưởng vuông cạnh d Một dây dẫn lí tưởng khác nối trung cạnh hình vuông hình vẽ Mạch đặt từ hướng vào trong, độ lớn B = kt, với k số thời gian dây nối cắt từ trường đổi Tìm điện tích tụ sau trạng thái thiết lập d r+ B C C thành hình điểm hai trường dương Sau giữ không cân Giải dΦ  d  kd = Bd e =  ÷' = dt  2 Q1 = C1e Q2 = C2e Sau cắt dây: Q Q Q = e(C1 - C2) ⇒ U = C = C + C ⇒ C1 ( C1 − C2 ) kd Q1’ = C1U = ( C1 + C2 ) 12 C2 ( C1 − C2 ) kd Q2’ = C2U = ( C1 + C2 ) Một khối kim loại mỏng hình vuông cạnh treo nằm ngang lò xo nhẹ thẳng cứng k từ trường B nằm ngang với mặt Tìm chu kì dao động nhỏ phương thẳng đứng y r B b, dày d đứng có độ song song khối theo Giải Khi khối dao động, nhìn từ trái sang ta có dài d chuyển động cắt đường sức từ ⇒ E = Bvd Khi xuống, dòng điện có chiều từ ⇒ mặt trước mang điện dương, mặt sau mang điện âm, ta có tụ điện Năng lượng tụ Lực điện F = - ε0S ε0 b = C= d d 1 ε0 b 2 × ( Bvd ) = ε0 b2 B2 v 2d W = CE = 2 d dW dv dy dv = −ε0 b2 B2 v d = −ε0 b2 B2d = −ε0 b2 B2 d.a dy dy dt dy 2 Theo định luật II Niutơn: ma = -ky −ε0 b2 B2 d.a ⇒ ( m + ε0 b B d ) a = − ky = Ma M m + ε0 b2 B2d ⇒ T = 2π = 2π k k Mạch điện gồm pin có suất điện động e, điện hai cuộn cảm L1; L2 điện trở R mắc Ban đầu đóng k1, sau thời gian đóng k2 dịch chuyển qua R sau đóng k2 ? Giải k1 R r k2 L L trở r, hình Điện tích Hiệu điện cực dương âm nguồn sau đóng k2 dI U = RI + L1 dt (1) U = e - r(I + i) (2) 13 di U = L2 dt (3) dI di Từ (1) (3) có: RI + L1 dt = L2 dt (4) Giả sử U = U0e-kt I = I0e-kt dI = − kI 0e − kt dt i = i0(1 - e-kt) di = ki0e − kt dt Thay vào (4) R I0e-kt - L1kI0e-kt = L2ki0e-kt ⇒ R e e e - L1k = L2k R+r R+r r ⇒ R k= L1 + L2 ( R + r ) r Điện tích dịch chuyển qua điện trở R ∞ ∞ I Q = ∫ Idt = I ∫ e dt = = k 0 − kt e × R+r L1 + L2 ( R + r ) r R   Q = e + ÷ R+r r  L L Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài L = 10 m lớn nhiều so với chiều rộng b = 100 mm (được đo trục đối diện khung) làm dây dẫn có bán kính a = mm Tính độ tự cảm L khung Độ từ thẩm môi trường Bỏ qua trường bên dây dẫn Đáp số: L = µ0 L b − a ln π a Hai ray kim loại cố định mặt phẳng song cách đoạn d Hai đầu trở R, kim loại MN khối lượng m đặt với hai ray trượt hai ray M R L d r B ngang, song nối với điện vuông góc Thiết lập N 14 r từ trường B0 hướng thẳng đứng lên thời gian ngắn Ban đầu cách điện trở khoảng L Tính khoảng cách cực tiểu R hai trường hợp: a Bỏ qua ma sát và hai ray b Hệ số ma sát ray R Giải M *Giai đoạn độ R Khi thiết lập từ trường, cảm ứng từ tăng từ → Khi cảm ứng từ có độ lớn B, chiều dòng điện vẽ x v0 L I r B N B0 hình O Trong mặt phẳng xuất điện trường xoáy Suất điện động xuất mạch E= − dΦ dB = Ld dt dt Dòng cảm ứng: (vận tốc chưa kịp thay đổi) I= E Ld dB = R R dt Theo chiều chuyển động (về phía R), áp dụng định luật II Niutơn Ftừ - Fms = m dv dt Thời gian thiết lập từ trường ngắn nên Fms r0 Tính lực từ tác dụng lên đơn vị dài dây dẫn Giải Chia khối plasma thành ống trụ đồng trục dài L, dày dr, có điện trở L L = dR = λ dS λ  − r  2πrdr 0 ÷  a   U r  πrdr = U λ − Cường độ dòng qua ống trên:dI = 0 ÷ dR  a  L Dòng qua khối plasma: r r Uλ π   Uλ π  2 r04  I=  2rdr − ∫ r dr  =  r0 − a × ÷ L  ∫0 a L    Uλ πr02 2a − r02 ) I= ( 2La Xét đường tròn nằm mặt phẳng ⊥ hình trụ, bán kính x > r0 có tâm nằm trục khối plasma r r Bd ∫ l = µ0 ∑ i = µ0 I ⇒ Theo định lí Ampe: Ñ ( C) µ Uλ πr02 2a − r02 ) B.2πx = ( 2La µ Uλ r02 2a − r02 ) ⇒ B= ( 4La x Từ trường có độ lớn B điểm dây I ⇒ lực tác dụng lên dây I2 F = BI2l ⇒ Lực tác dụng lên đơn vị dài I2 là: f = BI2 = µ Uλ r02 2a − r02 ) I ( 4La x O r B 18 12 Trong cuộn cảm đặt chân điện tích dương đặt hình vẽ Ban đầu chưa có dòng điện qua cuộn cảm, hạt nằm yên Cho dòng điện chạy qua cuộn dây cho từ trường cuộn cảm thời gian nhỏ ∆t tăng đến B0 sau không đổi Mô tả quỹ đạo chuyển động điện tích vị trí chúng sau thời gian t kể từ đóng mạch Bỏ qua tương tác hạt tác dụng trọng lực Giải Trong thời gian ∆t, từ trường tăng từ đến B0 làm xuất điện trường xoáy đường tròn đồng tâm với vòng dây, điện trường làm tăng tốc cho điện tích Khi B = B0 điện trường triệt tiêu (khi điện tích đạt tốc độ ban đầu v) Lúc điện tích chịu tác dụng lực Lorenxo chuyển động tròn mặt phẳng vòng dây Xét đường sức có bán kính x (coi vòng dây kín) có suất điện động cảm ứng e= r r Edl = E2πx ∫ Ñ ∆B ∆Φ xB0 πx B0 ∆t e = - ∆t = -πx = - ∆t ⇒ E = - 2∆t Trong thời gian ∆t điện tích q cách tâm x nhận xung lực: r r mv = F∆t m∆v = F∆t ⇒ mv = q xB0 qxB0 ∆t ⇒ v = 2∆t 2m Sau ∆t điện tích chuyển động tròn mặt phẳng vòng dây với: +Bán kính quỹ đạo: r = mv = mv = mv = f +Tốc độ góc ω = qB0 v qB0 qxB0 2m = x qB0 m v qB = x /2 m Vậy điện tích chuyển động với tốc độ góc đường tròn qua O Bán kính quỹ đạo hạt quét góc nên nhìn từ O hạt đường thẳng qua O 19 13 Trên mặt phẳng ngang có hai ray kim loại đặt song song cách khoảng q không đổi Trên hai ray có đặt hai kim loại MN PQ giống nhau, có khối lượng m, điện trở r nối với lò xo nhẹ có độ cứng k Tất đặt từ trường có độ lớn B thẳng đứng hướng từ lên Ban đầu giữ MN đứng yên, kéo PQ dọc theo hai ray cho lò xo dãn x đồng thời thả nhẹ MN PQ Bỏ qua ma sát, 2k B4 a lực cản không khí, điện trở hai ray cho > m m2 R Xác định quy luật chuyển động MN, PQ r B N Q k M P Giải I N r F1 Q r B r F2 k x O2 P O1 M Ở thời điểm t, tọa độ x1; x2 với gốc tọa độ vị trí ban đầu Suất điện động là: Theo định luật Ôm: i= e1 = Ba dx1 dx e2 = -Ba dt dt Ba ( x&1 − x&2 ) 2r Áp dụng định luật II Niutơn cho thanh: MN: & &1 = k ( x − x1 ) − Bia mx PQ: & &2 = − k ( x − x1 ) + Bia mx & x&2 − & x&1 = B2a ( x&2 − x&1 ) 2k ( x − x1 ) 2Bia 2k ( x − x1 ) =− − m m m mr 20 Đặt: & & x&2 − & x&1 = X x2 - x1 = X ⇒ x&2 − x&1 = X&; & Đặt: 2k B2a = ω02 = 2β m mr & &+ 2βX &+ ω2 X = X Chú ý theo giả thiết ω02 > β2 Tìm nghiệm dạng X = ent ⇒ X’ = nent X” = n2ent ⇒ n2 + 2βn + ω0 = n = -β ± β2 − ω02 Đặt ω = ω02 − β2 n = -β ± iω⇒ X = e( −β±iω) t = e −βt e ± iω −βt X = e-βt(C1sinω1t + C2cosω1t) = Ae sin ( ω1t + ϕ ) Hai chuyển động ngược chiều nhau, đoạn đường khoảng thời gian nên: x1 + x2 = x0 x2 - x1 = X ⇒ x1 = x0 X x X − x2 = + 2 2 Lúc t0 = → x1 = = x0 A - sin ϕ 2 ⇒ Asinϕ = x0 v1 = = A(-βsinϕ - cosϕ) ⇒ βAsinϕ = -Acosϕ = βx0 ⇒ A = x + β2 ; sinϕ = x0 = A 1+ β ; π < ϕ < π sinϕ > cosϕ < 14 Một mảnh không dẫn điện nằm ngang có hai vật nhỏ tích điện dương cố định cách khoảng d Một hạt cườm nhỏ mang điện dương chuyển động không ma sát dọc hai vật Tìm chu kì dao động bé hạt cườm Giải Tại VTCB, hạt cườm cách q1 khoảng a, xác định theo: q1 q2 = 2 a ( d − a) Chọn Ox ≡ phương dao động, O ≡ VTCB, chiều dương từ q1 → q2 Tại li độ x dao động E= kq q kq q mv + + = const a+x b−x b=d-a 21 mx’x” - kq1q ( a + x) x’ + kq 2q ( b − x) x’ = −2 −2 kq q  x  kq q  x  mx” - 21  + ÷ + 22  − ÷ = a  a b  b Do dao động bé nên lấy gần đúng: mx” - kq1q  2x  kq 2q  2x  1 − ÷ + 1 + ÷=0 a2  a  b  b  mx” - kq1q kq 2q  kq1q kq 2q  + +  + ÷x = ⇔ mx” + A + Bx = b  a2 b2  a A A   m  x + ÷" + B  x + ÷ = ⇒ B B   ω= q q2  2kq  31 + 3 a d − a ( )   m  kq q kq q   31 + 32 ÷ B b  =  a = m m 15 Một khung dây dẫn hình vuông chuyển động dọc theo trục x với vận tốc V vào vùng bán không gian vô hạn (x > 0) có từ trường hướng theo trục z BZ ( x ) = B0 ( + αx ) với α B0 số dương Biết hai cạnh khung song song với trục x mặt phẳng khung vuông góc với trục z Hỏi khung từ trường ? Khối lượng khung m, chiều dài cạnh khung vuông góc với x b Biết vào thời điểm đường sức từ xuyên qua toàn mặt phẳng khung khung tỏa nhiệt lượng nhiệt lượng tỏa sau dừng hẳn Tính điện trở khung, bỏ qua hệ số tự cảm khung coi αb [...]... KẾT LUẬN Việc xây dựng hệ thống bài tập như trên giúp giáo viên, học sinh chủ động nghiên cứu, phát huy được khả năng tư duy sáng tạo của HS, qua đó hiểu sâu hơn, có hứng thú hơn đối với môn học Một số bài tập nếu không tìm thấy sự tư ng tự ở những bài đã làm trước hoặc từ tổ hợp những bài đơn giản hơn, học sinh có thể sa lầy khi vận dụng kiến thức toán khó, dễ dẫn đến sự chán nản Tuyển chọn BT theo... giáo viên chọn lọc những tinh hoa từ các nguồn tài liệu khác nhau, vận dụng linh hoạt phù hợp với kế hoạch giảng dạy và đối tư g HS của mình Khi vận dụng vào giản dạy ta có thể cung cấp bài tập cho học sinh theo thứ tự sao cho ở bài sau học sinh dễ tìm thấy hướng giải từ những bài trước Với cách làm này, mỗi giáo viên có thể tự xây dựng cho mình một hệ thống bài tập phù hợp nhất đối với học sinh của... nhiều vào tài liệu tham khảo Với hệ thống bài tập như vậy, khi giảng dạy, tùy theo trình độ học sinh, ta có thể lược bỏ các bài trung gian Với nghĩ như đã trình bày ở phần trên, thực tế giảng dạy với các phân môn, các chuyên đề khác nhau, bản thân tôi thấy rất phù hợp mà thầy và trò không cần phải tốn quá nhiều thời gian Kết quả đã đạt được sau khi vận dụng giảng dạy với HS chuyên Lí khóa 2010-2013, từ... dây, do đó lực điện tiếp tuyến với vòng làm cho vòng quay Xét một đường sức ≡ với vòng dây Tại thời điểm t, cường độ điện trường xoáy tại một điểm trên vòng dây là E x(t) → s.đ.đ cảm ứng ở thời điểm này là: e = i∫ r r E x dl = Ex.2πr dB dΦ r dB 2 dt Mặt khác e = - dt = -πr ⇒ Ex = - 2 dt Phần tử dl = rdϕ mang điện dq = dF = Exdq = =- qr dB 2 dt q dϕ chịu tác dụng của lực điện: 2π r dB q dϕ ⇒ lực điện... lớn B như nhau tại mọi điểm trên dây I 2 ⇒ lực tác dụng lên dây I2 là F = BI2l ⇒ Lực tác dụng lên mỗi đơn vị dài của I2 là: f = BI2 = µ 0 Uλ 0 r02 2a 2 − r02 ) I 2 ( 2 4La x O r B 18 12 Trong một cuộn cảm đặt trong chân không có các điện tích dương đặt như hình vẽ Ban đầu chưa có dòng điện qua cuộn cảm, các hạt nằm yên Cho dòng điện chạy qua cuộn dây sao cho từ trường trong cuộn cảm trong thời gian... t kể từ khi đóng mạch Bỏ qua tư ng tác giữa các hạt và tác dụng của trọng lực Giải Trong thời gian ∆t, từ trường tăng từ 0 đến B0 làm xuất hiện điện trường xoáy là những đường tròn đồng tâm với vòng dây, điện trường này làm tăng tốc cho các điện tích Khi B = B0 thì điện trường triệt tiêu (khi đó các điện tích đạt tốc độ ban đầu v) Lúc này các điện tích chịu tác dụng của lực Lorenxo và chuyển động tròn... nhẹ có độ cứng k Tất cả đặt trong từ trường đều có độ lớn B thẳng đứng hướng từ dưới lên Ban đầu giữ MN đứng yên, kéo PQ dọc theo hai ray sao cho lò xo dãn x 0 rồi đồng thời thả nhẹ MN và PQ Bỏ qua ma sát, 2k B4 a 4 lực cản không khí, điện trở hai thanh ray và cho > m m2 R 2 Xác định quy luật chuyển động của các thanh MN, PQ r B N Q k M P Giải I N r F1 Q r B r F2 k x O2 P O1 M Ở thời điểm t, tọa độ... x&2 ) 2r Áp dụng định luật II Niutơn cho mỗi thanh: MN: & &1 = k ( x 2 − x1 ) − Bia mx PQ: & &2 = − k ( x 2 − x1 ) + Bia mx & x&2 − & x&1 = B2a 2 ( x&2 − x&1 ) 2k ( x 2 − x1 ) 2Bia 2k ( x 2 − x1 ) =− − m m m mr 20 Đặt: & & x&2 − & x&1 = X x2 - x1 = X ⇒ x&2 − x&1 = X&; & Đặt: 2k B2a 2 = ω02 = 2β và m mr & &+ 2βX &+ ω2 X = 0 X 0 Chú ý theo giả thiết thì ω02 > β2 Tìm nghiệm dạng X = ent ⇒ X’ = nent và X”... vuông góc với x là b Biết rằng vào thời điểm khi các đường sức từ xuyên qua toàn bộ mặt phẳng của khung thì trong khung tỏa ra nhiệt lượng đúng bằng nhiệt lượng tỏa ra sau đó cho đến khi dừng hẳn Tính điện trở của khung, bỏ qua hệ số tự cảm của khung và coi αb