Giáo án Bài 23. Tác dụng của dòng điện

Huy động hiểu biết đã có của HS về các hiện tượng do dòng điện gây ra; dẫn dắt vào ba tác dụng của dòng điện và tình huống mở đầu của bài.

HS kể các thiết bị điện trong nhà và hiện tượng xảy ra khi có dòng điện chạy qua. HS trả lời câu hỏi: “Đèn LED sáng nhưng không nóng rõ bằng dây nung. Vậy LED có tác dụng nhiệt nào không?”

• Danh sách các thiết bị và hiện tượng HS nêu được, ví dụ: bàn là, bếp điện làm nóng; quạt, mô tơ quay; chạm vào ổ điện bị giật.
• Câu hỏi nhận thức ban đầu về tình huống LED, được ghi lên bảng để kiểm tra cuối tiết.

Nêu được dòng điện có thể làm vật dẫn nóng lên; quan sát mô phỏng để thấy mối liên hệ giữa dòng điện và nhiệt độ của dây dẫn.

HS làm việc nhóm với Phiếu học tập số 1 (phần A) và mô phỏng 3D “Dây nung nicrom trên hai cọc sứ” cùng “Nhiệt kế đặt cạnh dây nung” trong trang bài học NeoEdu.
Nhiệm vụ: Tăng dòng điện từ 0 đến 2 A, quan sát dây nicrom và nhiệt kế; ghi nhận hiện tượng. So sánh đèn LED (sáng, ấm khoảng $28\,^\circ\mathrm{C}$) với đèn sợi đốt (nóng tới khoảng $145\,^\circ\mathrm{C}$).
Câu hỏi GV đặt ra: “Khi tăng dòng điện, dây nicrom và nhiệt kế thay đổi thế nào? Điều đó nói lên điều gì?”

• Dây nicrom nóng đỏ khi dòng điện tăng; nhiệt kế cạnh dây tăng lên (khoảng $57\,^\circ\mathrm{C}$ trong mô phỏng).
• Kết luận HS rút ra: Dòng điện có thể làm vật dẫn nóng lên, đó là tác dụng nhiệt.
• Nhận xét: Đèn LED vẫn tỏa ra một lượng nhiệt nhỏ (ấm khoảng $28\,^\circ\mathrm{C}$) nên LED vẫn có tác dụng nhiệt, chỉ là không phải tác dụng chính. Các thiết bị như bàn là, bếp điện, dây nung đều dựa trên tác dụng nhiệt.

Nêu được dòng điện tạo từ trường có thể làm lệch kim nam châm; nhận biết mối liên hệ giữa cường độ dòng điện, chiều dòng điện và góc lệch của kim.

HS làm việc nhóm với Phiếu học tập số 1 (phần B) và mô phỏng “La bàn dưới dây đồng căng theo hướng Bắc – Nam” trong trang bài học NeoEdu.
Nhiệm vụ: Cho dòng điện 1 A, rồi 2 A; ghi góc lệch của kim la bàn. Đổi chiều dòng điện và quan sát chiều lệch của kim.
Câu hỏi GV đặt ra: “Vì sao kim la bàn bị lệch khi có dòng điện chạy qua dây? Góc lệch phụ thuộc vào yếu tố nào?”

• Kim la bàn lệch khoảng $27^\circ$ ở $1\,\mathrm{A}$ và khoảng $45^\circ$ ở $2\,\mathrm{A}$; đổi chiều dòng điện thì kim lệch theo chiều ngược lại.
• Kết luận HS rút ra: Dòng điện tạo ra từ trường, có thể làm lệch kim nam châm; đó là tác dụng từ. Cường độ dòng điện càng lớn thì kim lệch càng nhiều.

Nêu được dòng qua cơ thể có thể gây nguy hiểm; phân biệt tác dụng sinh lí với tác dụng nhiệt và tác dụng từ; nhận biết dòng điện nguy hiểm dù không có tia lửa.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 2, đọc phần kiến thức về tác dụng sinh lí và trả lời câu hỏi.
Nhiệm vụ: (1) Nêu điểm giống và khác nhau giữa tác dụng sinh lí với hai tác dụng đã học. (2) Giải thích vì sao không nên dùng dấu hiệu “không thấy tia lửa” để kết luận là an toàn.
Câu hỏi GV đặt ra: “Khi chạm vào nguồn điện, cơ thể có bị tác dụng gì không? Vì sao không được dựa vào mắt nhìn để đảm bảo an toàn?”

• Kết luận HS rút ra: Dòng qua cơ thể có thể gây nguy hiểm, đó là tác dụng sinh lí. Tác dụng này nguy hiểm dù không có tia lửa.
• So sánh: Tác dụng nhiệt làm vật dẫn nóng lên; tác dụng từ làm lệch kim nam châm; tác dụng sinh lí tác động lên cơ thể người.
• Nguyên tắc: Không dùng dấu hiệu nhìn thấy làm bảo đảm an toàn; không thử dòng điện trên người.

Củng cố khái niệm ba tác dụng của dòng điện; nhận diện đúng đặc điểm và phát hiện quan niệm sai về tia lửa.

HS làm nhanh bài tập trắc nghiệm và ghép nối, sử dụng bảng trên bảng lớp sau phần kết luận.
Câu 1: Trong bài này, tác dụng nhiệt có đặc điểm nào? A. chỉ có ở điện lưới; B. không thể gây cháy; C. dòng điện có thể làm vật dẫn nóng lên.
Câu 2: Trong bài này, tác dụng từ có đặc điểm nào? A. dòng điện tạo từ trường có thể làm lệch kim nam châm; B. chỉ có ở pin không nối mạch; C. không liên quan mô tơ.
Câu 3: Ghép khái niệm với đặc điểm tương ứng: tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng sinh lí với các đặc điểm tương ứng.
Câu 4: “Dòng điện không gây nguy hiểm nếu mắt không nhìn thấy tia lửa.” Nhận định này đúng hay sai?
Câu 5: Chọn thuật ngữ phù hợp cho “dòng qua cơ thể có thể gây nguy hiểm”.

• Đáp án câu 1: C (Tác dụng nhiệt: dòng điện có thể làm vật dẫn nóng lên).
• Đáp án câu 2: A (Tác dụng từ: dòng điện tạo từ trường có thể làm lệch kim nam châm).
• Đáp án câu 3: Tác dụng nhiệt – dòng điện có thể làm vật dẫn nóng lên; tác dụng từ – dòng điện tạo từ trường có thể làm lệch kim nam châm; tác dụng sinh lí – dòng qua cơ thể có thể gây nguy hiểm.
• Đáp án câu 4: Sai. Dòng qua người có thể nguy hiểm dù không có tia lửa; không dùng dấu hiệu nhìn thấy làm bảo đảm an toàn.
• Đáp án câu 5: Tác dụng sinh lí.

Vận dụng kiến thức để giải thích tình huống đèn LED có tác dụng nhiệt; giải thích vì sao không thử dòng điện trên người; bác bỏ nhận định sai bằng lập luận khoa học.

HS làm việc nhóm 4 người với Phiếu học tập số 2 (phần Tình huống), trả lời ba câu hỏi:
Câu 6: Đèn LED sáng nhưng không nóng rõ bằng dây nung. Có nghĩa LED không có tác dụng nhiệt nào không?
Câu 7: Vì sao không thử dòng điện bằng cách cho qua người dù chỉ là một phần thí nghiệm?
Câu 8: Một bạn khẳng định: “Dòng điện không gây nguy hiểm nếu mắt không nhìn thấy tia lửa.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng.

• Câu 6: Không; LED vẫn tỏa nhiệt, dù mục tiêu chính là phát sáng. Không dùng cảm giác tay làm phép đo an toàn. (Chấm: 40% xác định đúng dữ kiện và quan hệ khoa học; 40% suy luận; 20% kết luận.)
• Câu 7: Tác dụng sinh lí nguy hiểm, phụ thuộc dòng và đường đi; chỉ dùng thiết bị đo, hiển thị phù hợp, không dùng người làm tải. (Chấm: 40% nêu đúng cơ chế/tiêu chí; 40% áp dụng vào tình huống; 20% nêu điều kiện hạn chế.)
• Câu 8: Lí do: Dòng qua người có thể nguy hiểm dù không có tia lửa. Hệ quả: Em có thể chạm vào nguồn nguy hiểm chỉ vì không thấy tia lửa. Phát biểu sửa đúng: Dòng qua người có thể nguy hiểm dù không có tia lửa; không dùng dấu hiệu nhìn thấy làm bảo đảm an toàn. (Chấm: 40% lí do đúng; 30% hệ quả phù hợp; 30% phát biểu sửa đúng, không khẳng định quá mức.)

Vận dụng ba tác dụng của dòng điện để nhận diện tình huống nguy hiểm trong đời sống và đề xuất thông điệp an toàn phù hợp.

GV giao nhiệm vụ cho nhóm: Quan sát các thiết bị điện trong nhà (bàn là, bếp điện, quạt, đèn LED, ổ cắm). Mỗi nhóm chọn một thiết bị, xác định tác dụng chính và tác dụng phụ (nếu có) của dòng điện trong thiết bị đó; viết một thông điệp ngắn về an toàn điện cho người thân.
Câu hỏi GV đặt ra: “Thiết bị em chọn đang dùng tác dụng nào của dòng điện? Có điều gì cần lưu ý để bảo đảm an toàn?”
Nhiệm vụ về nhà: Mỗi HS vẽ hoặc viết một thông điệp an toàn điện và chia sẻ với người thân.

• Bảng tóm tắt của nhóm: tên thiết bị – tác dụng chính – tác dụng phụ (nếu có) – lưu ý an toàn. Ví dụ: bàn là – tác dụng nhiệt là chính; lưu ý không chạm vào dây điện khi tay ướt.
• Thông điệp an toàn: “Dòng điện nguy hiểm dù không thấy tia lửa; không thử dòng điện trên người; chỉ dùng thiết bị đo phù hợp.”