Giáo án NLS Vật lí 11 kết nối Bài 21: Tụ điện

BÀI 21: TỤ ĐIỆN

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Định nghĩa được điện dung và đơn vị đo điện dung (fara).
• Vận dụng được (không yêu cầu thiết lập) công thức điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp, ghép song song.
• Thảo luận để xây dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện.
• Lựa chọn và sử dụng thông tin để xây dựng được báo cáo tìm hiểu một số ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện các nhiệm vụ được đặt ra cho các nhóm; tự điều chỉnh thái độ, hành vi của bản thân, bình tĩnh và có cách cư xử đúng khi giao tiếp trong quá trình làm việc nhóm.
• Năng lực giao tiếp hợp tác: Chủ động trong giao tiếp khi làm việc nhóm; biết sử dụng ngôn ngữ kết hợp với phương tiện phi ngôn ngữ đa dạng để trình bày thông tin, ý tưởng và thảo luận, lập luận để giải quyết các vấn đề được đặt ra trong bài học.
• Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến tụ điện, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

• Nêu được khái niệm tụ điện và điện môi.
• Nêu được định nghĩa điện dung của tụ điện.
• Xây dựng được công thức tính hiệu điện thế, điện tích tích được và điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp, ghép song song.
• Xây dựng được biểu thức tính năng lượng của tụ điện.
• Nêu được ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

Năng lực số

• 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin  thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
• 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi
• 6.2.NC1a: Tối ưu hóa việc sử dụng các công cụ AI để đạt hiệu quả cao hơn

3. Phẩm chất

• Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

• SGK, SGV, KHBD.
• Chuẩn bị tranh, ảnh, hình vẽ và một vài tụ điện sử dụng cho các thiết bị điện dân dụng phổ biến như quạt điện, xe điện,… để giới thiệu tụ điện, điện dung của tụ điện.
• Video ứng dụng của tụ điện: https://www.youtube.com/watch?v=FU4W5MG7JgI
• Sử dụng tranh, ảnh, hình vẽ, mạch điện liên quan tới ghép tụ điện thành bộ.
• Máy chiếu, máy tính (nếu có).
• Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học

2. Đối với học sinh:

• Hình vẽ và đồ thị liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
• Sưu tầm một số tụ điện, hình ảnh tụ điện gắn với thiết bị điện,…và tìm hiểu công dụng của tụ điện trong thiết bị đó.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Từ hình ảnh quạt điện có gắn tụ điện và tình huống về sự cố hỏng hóc thiết bị, GV nêu câu hỏi để dẫn dắt HS vào vấn đề cần tìm hiểu của bài học.

b. Nội dung: GV cho HS quan sát hình ảnh tụ điện trong chiếc quạt ở mục Khởi động và hướng dẫn để HS biết được vị trí, hình dáng của tụ điện trong hình ảnh được giới thiệu.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về nội dung liên quan đến tụ điện.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập:

- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó 

1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video 

- GV chiếu hình ảnh tụ điện trong một chiếc quạt điện dân dụng cho HS quan sát.

- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Nếu một chiếc quạt điện gặp trục trặc như: cánh quạt quay chậm hoặc không quay dù  vẫn cắm điện; động cơ nóng, rung và có âm thanh bất thường thì một trong những nguyên nhân mà chúng ta cần xem xét là hỏng tụ điện. Vậy tụ điện có cấu tạo như thế nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát chú ý lắng nghe và đưa ra câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trả lời câu hỏi.

Gợi ý trả lời:

Tụ điện có cấu tạo gồm: tụ điện, động cơ, trục quay.

- Các HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để tìm hiểu kĩ hơn về tụ điện chúng ra vào bài học ngày hôm nay: Bài 21: Tụ điện.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu tụ điện

a. Mục tiêu: Thông qua quan sát hình ảnh, GV hướng dẫn để HS thảo luận để đưa ra khái niệm tụ điện và điện môi.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận các nội dung trong SGK, định hướng HS tìm hiểu về một số loại tụ điện, khái niệm tụ điện và điện môi.

c. Sản phẩm học tập: HS rút ra được khái niệm tụ điện và điện môi.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 2. Tìm hiểu điện dung của tụ điện

a. Mục tiêu: Thông qua nội dung SGK, GV hướng dẫn để HS đưa ra định nghĩa điện dung của tụ điện.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS xây dựng khái niệm điện dung của tụ điện.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra định nghĩa và công thức tính điện dung của tụ điện.

d. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 3. Xây dựng công thức tính điện dung của bộ tụ điện

a. Mục tiêu: Thông qua quan sát hình ảnh, GV hướng dẫn để HS đưa ra công thức tính hiệu điện thế, điện tích tích được và điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp, ghép song song.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS nắm được hiệu điện thế và điện tích tích được của bộ tụ điện, từ đó giải thích được công thức tính điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp, song song.

c. Sản phẩm học tập: HS xây dựng được công thức tính điện dung của bộ tụ điện.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 4. Tìm hiểu năng lượng của tụ điện

a. Mục tiêu: Thông qua quan sát hình ảnh, GV hướng dẫn để HS xây dựng được biểu thức tính năng lượng của tụ điện. Từ đó vận dụng công thức để giải bài tập liên quan tới năng lượng của tụ điện.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát hình ảnh, tổ chức hoạt động nhóm cho HS thảo luận và xây dựng biểu thức xác định năng lượng của tụ điện.

c. Sản phẩm học tập: HS xác định năng lượng của tụ điện.

d. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 5. Tìm hiểu ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống

a. Mục tiêu: Thông qua quan sát hình ảnh và giới thiệu tụ điện trong SGK, GV hướng dẫn để HS tìm hiểu ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm, tìm hiểu, sưu tập các hình ảnh, tụ điện để tìm hiểu về ứng dụng của tụ điện.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành báo cáo tìm hiểu một số ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và tự luận.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học để giải một số bài tập vận dụng liên quan.

b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS vận dụng kiến thức về tụ điện để trả lời câu hỏi GV đưa ra.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu câu hỏi bài tập:

Câu 1: Tích điện cho tụ điện bằng nguồn điện một chiều có hiệu điện thế U = 100 V. Giả sử sai số 5% là chính xác.

a) Thực tế, điện tích mà tụ này tích được sẽ có giá trị trong khoảng nào?

b) Xác định sai số tương đối của điện tích mà tụ tích được.

Câu 2: Hãy tìm hiểu, sưu tầm thông tin, hình ảnh một số tụ điện rồi lựa chọn và sử dụng thông tin để hoàn thành báo cáo tìm hiểu một số ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học, tìm đáp án đúng.

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:

Câu 1: 

a) Điện tích mà tụ này tích được là:

Q = CU = 4,5.10^-6.100 = 450.10^-6 (C)

Do điện dung của tụ có sai số 5% nên ta có:

427,5.10^-6 ≤ Q ≤ 472,5.10^-6 C

b) Do C có sai số 5% nên Q = C.U cũng có sai số 5%. Ta có thể viết:

Q = 450.10^-6 ± 5% C

Câu 2: 

HS tự hoàn thành.

Bước 4: 

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập.

- GV nhận xét, đánh giá và kết thúc tiết học.

*HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Xem lại kiến thức đã học ở bài 21.

- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Vật lí 11.

- Xem trước nội dung Chương IV. Dòng điện – Mạch điện. Bài 22. Cường độ dòng điện.