Giáo án Vật lý lớp 8 - Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Ngày soạn: 15/9/2017	 - Ngày dạy: 21/9/2017 	 Tiết KHDH: 8 - Tuần: 4
§8 SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN DÂY DẪN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Suy luận được rằng các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một loại vật liệu thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây (trên cơ sở vận dụng hiểu biết về điện trở tương đương của đoạn mạch song song).
- Bố trí và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra mối quan hệ giữa điện trở và tiết diện của dây dẫn.
- Nêu được điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
- Trên cơ sở vận dụng hiểu biết về điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song, HS suy luận được các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm cùng một loại vật liệu thì điện trở của chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
- Nêu được kết luận: điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
- Trên cơ sở toán học về tỉ lệ, HS vận dụng các tính chất của tỉ lệ để giải quyết bài tập đơn giản. 
2.Kĩ năng:
- Suy luận và tiến hành được TN kiểm tra sự phụ thuộc của điện trở theo tiết diện dây dẫn.
- Vận dụng được tính chất của tỉ lệ thức để giải một số bài tập đơn giản
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình thí nghiệm.
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
5. Định hướng phát triển năng lực: 
- Năng lực chung: Biết áp dụng toán học làm nền tảng chung cho môn học nhằm giải quyết một số bài toán đơn giản. Vận dụng được kiến thức vào thực tiễn cuộc sống và lao động.
- Năng lực chuyên biệt: 
Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta. Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản. Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề: Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó. Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra.Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm. Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được- Giải được bài tập sáng tạo Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề một cách tối ưu- Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng vật lí- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới.
Nhóm năng lực
Năng lực thành phần
Mô tả mức độ thực hiện 
trong bài giảng
Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lý
K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lý vật lý cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lý.
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lý.
- Các dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc vào chiều dài dây như thế nào?
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp ) kiến thức vật lý vào các tình huống thực tiễn.
Các dây dẫn có thể làm từ cùng một vật liệu, chẳng hạn bằng đồng, nhưng với tiết diện khác nhau. Có dây tiết diện nhỏ, có dây tiết diện lớn. Nếu các dây này có cùng chiều dài thì điện trở của chúng phụ thuộc vào tiết diện như thế nào ?
Nhóm NLTP về phương pháp (tập trung vào năng lực thực nghiệm và năng lực mô hình hóa)
P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lý.
Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn:
P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng của hiện tượng vật lý.
Có các dây dẫn làm từ cùng một vật liệu (đồng), cùng chiều dài l và cùng tiết diện S nên có điện trở R như nhau
P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được.
Điện trở tương đương của hình a là R. Tính điện trở tương đương của hình b và hình c
P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét. 
- Nếu dây dẫn có tiết diện 2S và 3S có điện trở tương ứng là R2 và R3 như đã tính ở trên . Dự đoán khi tiết diện của dây dẫn thay đổi thì điện trở của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào?
Nêu phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra xác định sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn. Nêu cách tiến hành thí nghiệm.
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn của các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
Nhóm NLTP trao đổi thông tin
X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lý bằng ngôn ngữ vật lý và các cách diễn tả đặc thù của vật lý. 
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn
X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lý (chuyên ngành). 
Nếu tăng chiều dài dây dẫn lên N lần thì phải tăng hay giảm tiết diện bao nhiêu lần để điện trở giữ không đổi?
X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau.
-So sánh những nhận xét từ kết quả thí nghiệm của nhóm mình với nhóm khác và kết luận nêu ở SGK
.
X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm).
-HS ghi nhận lại được các kết quả từ hoạt động học tập vật lý của mình.
X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lý. 
-Thảo luận nhóm về kết quả thí nghiệm, rút ra nhận xét của nhóm.
X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý.
-HS tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý.
II. CHUẨN BỊ.
Giáo viên; 2 đoạn dây côngstan cùng số vòng, có tiết diện S1 , S2 khác nhau , nguồn điện, công tắc, ampe kế, vôn kế, dây nối, 1 ampe kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất thích hợp.
Đường dây tải điện 500kV nước ta bao gồm 4 dây mắc song song. Mỗi dây có tiết diện 373mm2, như vậy mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373x4 = 1492mm2. Điều này làm giảm điện trở của đường dây tải điện.
Học sinh: Đọc và soạn bài, kẻ sẵn bảng 1 sgk, xem lại tính chất tỉ lệ thức, công thức tính diện tích hình tròn.
III. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
 Máy chiếu, bộ thí nghiệm xác định R phụ thuộc S
IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH.
Hoạt động 1 -10’ KIỂM TRA
1. Kiến thức: - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
 - Các dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc vào chiều dài dây như thế nào?
2.Kĩ năng: - Suy luận và biết tái hiện kiến thức để vận dụng vào bài mới.
3.Thái độ: - Rèn luyện khả năng tái hiện kiến thức.
4. Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
5. Chuẩn bị. Câu hỏi:
6. Phương tiện. Slide 1
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung 
: - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Các dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu phụ thuộc vào chiều dài dây như thế nào?
* Nhận xét câu trả lời và lời giải của hai HS trên.
 - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây dẫn. 
- Dây càng dài điện trở càng lớn.
K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí. 
- Tại sao trong chế tạo dây dẫn người ta lại sản xuất những dây dẫn có tiết diện mặt cắt ngang khác nhau? Làm vậy mang lại hiệu quả gì trong sử dụng?
Hoạt động 2: Nêu dự đoán về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện. 10’
1. Kiến thức: Dự đoán về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện của chúng.
2.Kĩ năng: - Biết vận dụng kiến thức logic của bài 5 và 7 để suy luận và dự đoán kiến thức mới.
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong xây dựng kiến thức mới.
4. Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
5. Chuẩn bị. Các câu hỏi SGK, phiếu học tập.
6. Phương tiện. Các Slide tiếp theo.
* Đề nghị HS nhớ lại kiến thức đã có ở bài 7:
- Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Tương tự như đã làm ở bài 7, để xét sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện thì cần phải sử dụng các dây dẫn loại nào?
* Đề nghị HS tìm hiểu các mạch điện trong hình 8.1 SGK và thực hiện C1.
* Giới thiệu các điện trở R1, R2 và R3 trong các mạch điện hình 8.2 SGK và đề nghị HS thực hiện C2.
* Đề nghị từng nhóm HS nêu dự đoán theo yêu cầu của C2 và ghi lên bảng các dự đoán đó.
a. Các nhóm HS thảo luận xem cần phải sử dụng các dây dẫn loại nào để tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện của chúng.
b. Các nhóm HS thảo luận để nêu ra dự đoán về sự phụ thuộc của dây dẫn vào tiết diện của chúng.
- Tìm hiểu xem các điện trở hình 8.1 SGK có đặc điểm gì và được mắc với nhau như thế nào. Sau đó thực hiện yêu cầu của C1.
- Thực hiện yêu cầu của C2.
I. Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn.
Hình 8.1 b,c
C1: ; 
C2: 
Tiết diện tăng gấp 2 lần thì điện trở của dây giảm 2 lần. 
Tiết diện tăng gấp 3 thì điện trở của dây giảm 3 lần 
Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng 1 loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí.
P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí.
P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được.
X5: ghi chép lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm ).
Trong thực nghiệm thì điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng 1 loại vật liệu thì có tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán đã nêu theo yêu cầu của C1,C2.
1. Kiến thức: Rút ra được điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây. 
2.Kĩ năng: Biết lắp ráp TN để rút ra kiến thức mới, QS TN ảo để khẳng định tính chất tỉ lệ nghịch là đúng đắn.
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình thí nghiệm.
4. Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
5. Chuẩn bị. Đồ dùng TN2 đoạn dây côngstan cùng số vòng, có tiết diện S1 , S2 khác nhau , nguồn điện, công tắc, ampe kế, vôn kế, dây nối, 1 ampe kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất thích hợp.
6. Phương tiện: Bộ TN và các Slide liên quan.
* Theo dõi, kiểm tra và giúp đỡ các em tiến hành thí nghiệm, kiểm tra việc mắc mạch điện, đọc và ghi kết quả đo vào bảng 1 SGK trong từng lần thí nghiệm.
* Sau khi tất cả hoặc đa số các nhóm HS hoàn thành bảng 1 SGK, yêu cầu mỗi nhóm đối chiếu kết quả thu được với dự đoán mà mỗi nhóm đã nêu.
Đề nghị một vài HS nêu kết luận về phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài dây.
a. Từng nhóm HS mắc mạch điện có sơ đồ như hình 8.3 SGK, tiến hành thí nghiệm và ghi các giá trị đo được vào bảng 1 SGK.
b. Làm tương tự với dây dẫn có tiết diện S2.
c. Tính tỉ số và so sánh với tỉ số từ kết quả của bảng 1 SGK. Đối chiếu với dự đoán của nhóm đã nêu và rút ra kết luận.
II. Thí nghiệm kiểm tra:
1.thí nghiệm:
2. Nhận xét: SGK
3.kết luận: SGK:
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí.
P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét. 
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí. 
X5: ghi chép lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm ).
X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí. 
X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
Hoạt động 4: Củng số và vận dụng.
1. Kiến thức: Vận dụng kiến thức vừa học để hoàn thành câu hỏi về điện trở, chiều dại và tiết diện dây dẫn. 
2.Kĩ năng: Biết vận dụng kiến thức đã học.
3.Thái độ: -Rèn luyện tính hợp tác nhóm trong quá trình làm bài tập.
4. Xác định nội dung trọng tâm: Biết được sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
5. Chuẩn bị. Đường dây tải điện 500kV nước ta bao gồm 4 dây mắc song song. Mỗi dây có tiết diện 373mm2, như vậy mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373x4 = 1492mm2. Điều này làm giảm điện trở của đường dây tải điện.
6. Phương tiện: Các Slide liên quan.
* Có thể gợi ý cho HS trả lời C3 như sau:
- Tiết diện của dây thứ hai gấp mấy lần dây thứ nhất?
- Vận dụng kết luận trên đây, so sánh điện trở của hai dây.
* Có thể gợi ý cho HS trả lời C4 tương tự như trên.
* Nếu còn thời gian, đề nghị HS đọc phần Có thể em chưa biết.
* Đề nghị một số HS phát biểu điều cần ghi nhớ của bài học này.
* Lưu ý HS những điều cần thiết khi học bài này ở nhà. Giao bài tập C5 và C6 để HS làm ở nhà.
a. Từng HS trả lời C3.
b. Từng HS làm C4.
c. Từng HS tự đọc phần Có thể em chưa biết.
d. Ghi nhớ phần đóng khung ở cuối bài.
Ghi vào vở những điều GV dặn dò và các bài tập sẽ làm ở nhà.
III. Vận dụng:
C3:S1= 2mm2 S2= 6mm2
=
C4:
C5: Điện trở dây constantan dài 50m, tiết diện 0,1mm2
Điện trở dây constantan dài 50m, tiết diện 0,5mm2
C6:
Điện trở dây sắt dài 50m tiết diện 0,2mm2
Tiết diện dây sắt dài 50m và có điện trở 45.
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp  ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn X1: Sử dụng được các thuật ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù để trao đổi kiến thức vật lí
X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành). 
X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau.
CÂU HỎI/ BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HS
Nội dung
Nhận biết
MĐ1
Thông hiểu
MĐ2
Vận dụng 
MĐ3
Vận dụng cao
MĐ4
Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn, bốn học sinh có nhận xét như sau, hỏi nhận xét nào đúng?
A. Tiết diện dây dẫn càng lớn thì điện trở càng lớn.
B. Tiết diện dây dẫn càng lớn thì điện trở càng bé.
C. Tiết diện dây dẫn là đại lượng tỉ lệ thuận với điện trở của dây.
D. Tiết diện dây dẫn không có ảnh hưởng gì đến điện trở của dây.
Đáp án: B
Hai dây dẫn có cùng chiều dài làm bằng cùng một chất, dây thứ nhất có tiết diện S1 = 0,3mm2, dây thứ hai có tiết diện S2 = 1,5mm2. Tìm điện trở dây thứ hai, biết điện trở dây thứ nhất là R1 = 45W. Chọn kết quả đúng trong các kết quả
A. R2 = 50W. 
B. R2 = 40W.
C. R2 = 9W. 
D. R2 = 225W.
Đáp án: C
Hai dây dẫn bằng nhôm có chiều dài, tiết diện và điện trở tương ứng là l1, S1, R1 và l2, S2, R2. Biết l1 = 4l2 và S1 = 2S2. thì
A. R1 = 8R2. B. R1 = . C. R1 = 2 R2. D. R1 = .
Đáp án: C
Một dây đồng dài 0,5 km, tiết diện 0,34cm2 thì có điện trở 0,2W. Dây đồng thứ hai dài 250m, tiết diện 1,7mm2 thì có điện trở là
A. . B. . C. . D. .
Hướng dẫn học ở nhà:
-Hướng dẫn câu C5*:So sánh theo hai bước: bước 1 chọn dây dẫn trung gian cùng chất, cùng tiết diện, có chiều dài bằng một nửa. Bước hai so sánh hai dây có chiều dài bằng nhau, cùng chất nhưng có tiết diện lớn hơn 5 lần.
-Câu C6*: tương tự câu trên.
-Hướng dẫn bài 8.3: vì nên R2 = 10R1 = 85W.
Rút kinh nghiệm bài dạy:...
........................................................................................................................................................