Chuyên đề ngoại khóa vật lý

Chuyên đề:
Lựa chọn kiến thức cơ bản
Bài học vật lí

I. Mở đầu:
- Kiến thức cơ bản là những kiến thức vạch rađược bản chất của sự vật,hiện tượng. Trong vật lí phổ thông: Đó là những khái niệm, định luật vật lí, các thuyết vật lí.
- Các căn cứ để chọn kiến thức cơ bản:
Các kiến thức cơ bản của vật lí THPT đã được qui định rõ trong chương trình ( và chuẩn kiến thức) môn vật lí THPT
Và được thể hiện cụ thể ở SGK vật lí.
Để lựa chọn kiến thức cơ bản của bài học vật lí phổ thông, có thể sử dụng một phương pháp theo qui trình các bước sau đây:

Xác định mục tiêu của bài học và của từng phần trong bài.
Xác định các nội dung chủ yếu của bài, của từng phần trong bài. tức là khoanh vùng kiến thức cơ bản.
Chọn lọc trong các nội dung chủ yếu những khái niệm, định luật, thuyết. các sự vật , hiện tượng vật lí tiêu biểu.
Trong kiến thức cơ bản của bài , có những nội dung then chốt, trọng tâm. Phần trọng tâm có thể nằm gọn trong một , hai mục của bài,nhưng cũng có thể nằm xen kẽ ở tất cả các mục.
Khi lựa chọn kiến thức cơ bản, cần tham khảo phần tóm tắt kiến thức cơ bản của từng chương, từng bài và hệ thống câu hỏi, bài tập cuối mỗi bài.

II. Ví dụ: Cường độ điện trường.
A . Đặt vấn đề:
Cường độ điện trường là một phần khó đối với HS. Vì ngoài sự đa dạng của các bài tập và sự trìu tượng trong phần lí thuyết, thì việc áp dụng véc tơ là một vấn đề khó. Ngoài bài toán trọng tâm là tổng hợp cường độ điện trường do hai hay ba điện tích gây ra tại một điểm, còn có nhiều bài toán khác : trong đó bài toán tập hợp các điểm của cường độ điện là một dạng toán tương đối khó .
B. Nội dung:
Cường độ điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một điểm.
Cường độ điện trường do một điện tích gây ra tại một điểm cách nó là r trong môi trường đồng chất có hằng số điện môi là
+ Điểm đặt: tại điểm đang xét.
+ Phương: có phương trùng với đường thẳng nối điện tích với điểm đó.
+ Chiều : q dương, có chiều hướng ra xa điện tích.
q âm, có chiều hướng lại gần điện tích .
+ Độ lớn E= K
C. Các dạng bài tập:
Dạng 1: Cường độ điện trường tổng hợp do 2 điện tích gây ra tại một điểm bằng 0
Bài toán tổng quát:
Hai điện tích q1,q2 đặt tại hai điểm A vàB trong môi trường đồng chất có hằng số điện môi và cách nhau một khoảng AB= r. Hãy tìm điểm mà cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra bằng 0
+ Chú ý: Đây là bài toán tổng quát , khi giải bài này cần làm tổng quát sau đó đưa ra các bài toán chứng minh để áp dụng cụ thể.
Vậy C thuộc đường thẳng AB. Từ 1 ta có :
Hai véc tơ là 2 véc tơ trực đối. Từ ? => cùng phương
Các bước giải bài toán:
Gọi điểm cần tìm là C mà tại đó điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra bằng 0. Theo bài ra ta có:
+ Xét trường hợp 1: q1và q2 cùng dấu ( q1. q2 dương) Vậy C nằm trong đoạn thẳng AB .
Ta có AC+ CB = AB (a).
+ Xét trường hợp 2: q1, q2 trái dấu ( q1.q2 âm) .
Điểm C nằm ngoài đoạn AB. Từ 2 ta có các trường hợp cụ thể sau:
- Xét trường hợp 2.1: nằm lệch về phía trái cúa đoạn AB . Nên CA+ AB = CB (b)
- Xét trường hợp 2.2: nằm lệch về phía phải của đoạn AB
AB+ BC= AC (c)
Từ ? cho thấy : C sẽ nằm xa điện tích có độ lớn lớn hơn. Từ 1 cùng phương
D. Chú ý: Vì trong mọi trường hợp đều có:

Nên khi ra đề , giáo viên cần chú ý tỉ số của q1và q2 sao cho là một số tự nhiên thì bài toán trở nên tròn số và đơn giản.
- Lúc dạy giáo viên nên đi từ từ các bước kèm theo lí luận bằng hình vẽ sao cho HS dẽ hiểu nhất. Đây là bài toán thuộc loại tương đối khó với HS vì dài và liên quan tới kiến thức véc tơ.
+ Đối với trường hợp q1=- q2 thì sẽ không tìm được vị trí mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra bằng 0.

Bài 1: Cho 2 điện tích q1= 5.10-8c và q2= 20.10-8c, đặt tại 2 điểm A và B trong chân không, cách nhau một khoảng AB= 30cm. Tìm những điểm mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra bằng không.
Chú ý: Đây là bài toán cụ thể trong trường hợp 1 của bài toán trên.
Các bài toán cụ thể:

Từ ? ta có: hai véc tơ ngược chiều nhau.và q1q2 cùng dấu ( q1q2> 0). Do đó C nằm trong đoạn thẳng AB. => AC+ CB = AB ?
Từ ? => E1c= E2c.
Bài giải:
Gọi điểm cần tìm là C mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra bằng không.
Theo bài ra ta có:
( Hai véc tơ là hai véc tơ trực đối.)
Từ 1 ta có: cùng phương => C thuộc đường thẳng AB

Vậy: BC= 2AC ?
Từ ? và ? giải ra ta có kết quả :
AC = 10cm, BC = 20cm . Như hình vẽ:
Kết luận: Vậy điểm C cần tìm nằm trong đoạn thẳng AB và cách A 10cm , cách B 20cm như hình vẽ.
Hay:
Bài 2 : Hai điện tích q1= -2.10-8 C , q2= 18.10-8C. Đặt tai hai điểm A và B trong chân không cách nhau một khoảng AB= 20cm . Tìm những điểm mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do q1và q2 gây ra bằng không.
Chú ý: Đây là bài toán cụ thể trong trường hợp 2.1 của bài toán tổng quát nêu trên.
Bài giải: Gọi điểm cần tìm là C mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2gây ra bằng 0. Theo đề bài ra ta có:
?

Do đó C thuộc đường thẳng AB. Từ ? ngược chiều vì q1, q2 trái dấu( q1.q2< 0) .
Và nhỏ hơn . Nên C nằm lệch về phía trái của đoạn AB. CA + AB = CB ?
( Hai véc tơ là hai véc tơ trực đối.
Từ ? cùng phương
Từ ? => E1c= E2c

Do đó:
Hay: K
Hay: BC = 3AC ?


Từ ? và ? giải ra ta có kết quả : AC= 10cm , BC=30cm.


Kết luận: Vậy điểm C cần tìm nằm trên đường thẳng AB và nằm lệch về phía trái của đường thẳng AB và cách A 10cm, cách B 30cm như hình vẽ.


Dạng 2 :
Cường độ điện trường của hai điện tích điểm liên hệ với nhau theo biểu thức : E1 = n E2.
Bài giải: Vì đây là bài toán tổng quát, khi giải bài này cần làm tổng quát, sau đó đưa ra bài toán con để áp dụng cụ thể:

Bài toán tổng quát: Tìm những điểm mà cường độ điện trường tại đó do điện tích q1gây ra liên hệ với cường độ điện trường do điện tích q2 gây ra theo biểu thức E1 = n E2
Gọi điểm cần tìm là C mà tại đó mà tại đó cường độ điện trường do q1, q2 gây ra lần lượt là :

Theo bài ra ta có: ?

từ ? ta có : cùng phương C thuộc đường thẳng AB.
Xét trường hợp 1: n < 0
Từ ? ta có ngược chiều



+ Xét trường hợp 1. 1: q1,q2 cùng dấu ( q1.q2 > 0 )
Vậy C nằm trong đoạn thẳng AB AC+CB =AB
+ Xét trường hợp 1. 2: q1,q2 trái dấu ( q1.q2 < 0)
nên C nằm ngoài đoạn thẳng AB.


- Xét trường hợp 2 : n> 0
Từ ? ta có cùng chiều
+ Xét trường hợp 2. 1: q1,q2 trái dấu ( q1.q2< 0). Nên C nằm trong đoạn AB. Ta có: AC+ CB = AB .
+ Xét trường hợp 2. 2: q1,q2cùng dấu (q1.q2> 0)

Dựa vào giá trị của n và của q1, q2 mà ta có thể xét C nằm lệch về phía trái hay phía phải của đoạn thẳng AB.

Do đó C nằm ngoài đoạn AB. ( dựa vào giá trị của n và của q1,q2 mà ta có thể xét C nàm lệch về phái trái hay phía phải của AB.
Do đó
+ Chú ý: Vì trong mọi trường hợp đều có


Nên khi ra đề cần chú ý tỉ số của q1 và q2 sao cho
là một số tự nhiên thì bài toán trở nên tròn số.