Giáo án Vật lí lớp 11 Học kì I Năm học 20162017 Ngô Quý Cẩn10282

Kiến thức: - Trình bày được khái niệm điện tích điểm, đặc điểm tương tác giữa các loại điện tích, nội dung định luật Cu-lông, ý nghĩa của hằng số điện môi.. - Học sinh nắm được khái niệm

Trang 1

Ngô Quý C ẩn T ổ vật lý - công nghệ

CH ƯƠNG I - ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG

Ch ủ đề 1: Điện tích

Ngày soạn: 8/8/2016

I Mục tiêu của chủ đề 1:

1 Kiến thức:

- Trình bày được khái niệm điện tích điểm, đặc điểm tương tác giữa các loại điện tích, nội dung định luật Cu-lông, ý nghĩa của hằng số điện môi

- Lấy được ví dụ về tương tác giữa các vật được coi là chất điểm

- Trình bày được về cấu tạo và hoạt động của cân xoắn

- Trình bày được nội dung thuyết êlectron, nội dung định luật bảo toàn điện tích

- Lấy được ví dụ về các cách nhiễm điện

- Thực hành làm nhiễm điện các vật

2.Kĩ năng:

-Áp dụng định luật Cu – lông vào việc giải các bài toán đơn giản về cân bằng của hệ điện tích điểm

-Giải thích được các hiện tượng nhiễm điện trong thực tế

-Vận dụng thuyết electron để giải thích sơ lược các hiện tượng nhiễm điện

-Rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết vào thực tế bài học

- Giải các bài toán về lực Cu-lông và tổng hợp các vectơ lực

3 Phát triển năng lực:

Năng lực tự học, sáng tạo, phát hiện và giải quyết vấn đề

Năng lực tính toán

Năng lực giao tiếp và hợp tác

II Phương pháp:

+ Phương pháp dạy học nhóm

+ Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề

+ Phương pháp thực nghiệm

+ Phương pháp trực quan

III Chuẩn bị :

1 Tài liệu giảng dạy: SGK, SGV, SBT Xem SGK Vật lý 7, 9 để biết HS đã học gì ở THCS

2 Dụng cụ thí nghiệm: Chuẩn bị một Bộ thí nghiệm tĩnh điện (máy phát wiltson)

3 Dụng cụ hỗ trợ khác: phần mềm flash về hiện tượng nhiễm điện

Tiết 1: Điện tích, định luật Cu lông

Ngày dạy: Lớp 11B9

I Tiến trình lên lớp

Hoạt động của thầy và trò Thời gian Kiến thức cần đạt

Hoạt động 1: Tìm hiểu các loại điện

tích, tương tác điện

- GV: Nêu hai loại điện tích mà các em

đã được học tại cấp 2

- HS: Trả lời điện tích âm và điện tích

dương

- GV: Tương tác giữa chúng diễn ra

như thế nào?

- HS: Cùng dấu hút nhau; khác dấu đẩy

5 phút I Hai loại điện tích.Sự nhiễm điện của

các vật

a Hai loại điện tích: Điện tích dương và điện tích âm

- Cùng dấu: đẩy nhau Trái dấu :hút nhau

- Đơn vị điện tích: Culông (C)

- Điện tích của electron:

e-= - 1,6.10-19C

Trang 2

- GV: Thực tế tồn tại một điện tích âm

rất nhỏ có giá trị là 1,6.10-19C Được

gọi là điện tích nguyên tố e, điện tích

của các vật luôn bằng n.e với n là số

nguyên

- HS: Trao đổi về đơn vị C

- GV: Hãy nêu các cách làm cho một

vật nhiễm điện

- HS: trả lời

- Trong tự nhiên electron là hạt mang điện nhỏ nhất gọi là điện tích nguyên tố

Ta luôn có :

q = n

b Sự nhiễm điện của các vật

- Nhiễm điện do cọ xát

- Nhiễm điện do tiếp xúc

- Nhiễm điện do hưởng ứng

Hoạt động 2: Xây dựng, phát biểu định

luật Culông

- GV: Như vậy các điện tích tương tác

với nhau bằng lực điện, vậy độ lớn các

lực ấy bằng bao nhiêu? Đo như thế

nào? Tính ra làm sao?

Ta nghiên cứu định luật Coulomb

- GV: Định luật Coulomb là một định

luật thực nghiệm được tiến hành như

sau:

Ông dùng một cân xoắn được bố trí

như hình vẽ trên bảng Đưa quả cầu

nhiễm điện C vào gần quả cầu nhiễm

điện A Thanh A và B được đẩy làm

dây treo xoắn lại Lực đẩy tĩnh điện tỉ

lệ với góc xoắn của dây treo Đo góc

quay của thanh AB và khoảng cách AC

khi thanh cân bằng ta có thể kết luận về

độ lớn của lực điện

- GV: Hãy nêu đặc điểm của lực điện

(Cu-lông)

- HS: Trả lời

20 phút II.Định luật Culông

r: khoảng cách giữa hai điện tích( m )

k = 9.109Nm2/C2 Đặc điểm của lực Cu-lông:

- Điểm đặt : tại q bị tác dụng lực

- Phương : trùng với đường thẳng nối hai điện tích

- Chiều :

Hoạt động 3: Sự tương tác tĩnh điện

trong điện môi

- GV: Trong trường hợp cả hệ được đặt

trong một điện môi Hãy tìm công thức

tính lực tương tác điện tích

- HS: Trả lời

15 phút III.Lực tương tác của các điện tích trong

điện môi

Chú ý:

: Là hằng số điện môi

II Củng cố

Cho ba điện tích điểm đặt tại 3 đỉnh của một tam giác đều cạnh a=5cm, biết các điện tích có giá trị sau: q1=q2=-q3=4,8.10-13 C

a) Tính lực điện F12; F13

b) Tính lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích

III Rút kinh nghiệm

e

1 2 2

q q

r



1 2 2

q q

r







1

KK

 ;

A

B C

Trang 3

Tiết 2: Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích

Hoạt động 1: Thuyết Electron

-GV: Ở chương trình lớp 9 ta chưa xét

tới nguyên nhân dẫn đến các vật có tính

chất điện Thuyết electron giúp chúng

ta có thể giải thích tính chất điện của

các vật Hãy phát biểu thuyết electron

- HS Trả lời

15 phút 1.Thuyết electron:

- Bình thương tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không

- Electron có thể rời khỏi nguyên tử chuyển động đi nơi khác Nếu nguyên tử mất e thì thành iôn dương Nếu nguyên

tử nhận e thì thành iôn âm

- Bình thường vật trung hoà về điện Vật thừa electron: nhiễm điện âm Vật thiếu electron: nhiễm điện dương

Hoạt động 2: Giải thích sự tồn tại vật

dẫn điện, vật cách điện

- GV: Sau khi có thuyết electron hãy

giải thích tính dẫn điện, cách điện của

vật

- HS: Giải thích

- GV: Từ tính dẫn điện của các chất ta

phân các chất thành các loại chất gì?

- HS: Suy nghĩ trả lời

- GV: Tổng kết

5 phút 2.Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách

điện

- Vật dẫn điện : Là những vật có nhiều hạt mang điện có thể di chuyển được trong những khoảng lớn hơn nhiều lần kích thước phân tử của vật( điện tích tự do)

- Vật cách điện (điện môi): Là những vật có chứa rất ít điện tích tự do

Hoạt động 3: Giải thích các hiện tượng

nhiễm điện cho 1 vật

- GV: Hãy sử dụng thuyết Electron để

giải thích ba cách nhiễm điện của các

vật

15 phút 3 Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện:

1.Nhiễm điện do cọ sát:

SGK 2.Nhiễm điện do tiếp xúc:

SGK 3.Nhiễm điện do hưởng ứng:

SGK Hoạt động 4: Định luật bảo toàn điện

tích

- GV: Như vậy các vật có thể trao đổi

điện tích với nhau Trong hệ kín sự trao

đổi tuân theo định luật bảo toàn điện

tích

8 phút 4 Định luật bảo toàn điện tích:

Ở một hệ vật cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số

II Củng cố

Trang 4

Hai quả cầu kim loại có kích thước bằng nhau tích điện q1=4,8.10-6C và q2=-3,2.10-6 C, được cho tiếp xúc với nhau cho tới khi có điện tích ổn định rồi đặt ra cách nhau một khoảng 4cm Tìm lực điện tương tác giữa chúng

Chủ đề 2: Điện trường

1 Kiến thức:

- Trình bày được khái niệm điện trường

- Phát biểu được định nghĩa của cường độ điện trường và nêu được đặc điểm của vectơ cường độ điện trường

- Biết cách tổng hợp các vectơ cường độ điện trường thành phần tại mỗi điểm

- Nêu được khái niệm đường sức điện và các đặc điểm của đường sức điện

- Học sinh nắm được khái niệm về điện trường đều

-Trình bày được công thức tính công của lực điện trường trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường đều và của điện tích điểm

-Nêu được đặc điểm công của lực điện

-Chứng minh hệ thức liên hệ giữa thế năng tĩnh điện và công lực điện

-Nêu được định nghĩa và viết được biểu thức tính điện thế theo thế năng và các biểu thức tính điện thế tại một điểm trong điện trường đều và trong điện trường bất kì

-Nêu được định nghĩa và viết được các hệ thức liên hệ hiệu điện thế và công của lực điện với cường độ điện trường

Luyện tập cho HS biết cách vận dụng:

- Công thức xác định điện trường của một điện tích điểm

- Nguyên lí chồng chất điện trường

2 Kĩ năng:

- Xác định phương chiều của vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm do điện tích điểm gây ra

- Vận dụng quy tắc hình bình hành xác định hướng của vectơ cường độ điện trường tổng hợp -Vẽ được đường sức điện trường của điện tích điểm và đường sức của điện trường đều

-Vận dụng nguyên lí chồng chất điện trường để phân tích, đánh giá, tính toán được cường độ điện trường của một điện tích điểm hoặc nhiều điện tích điểm

-Đưa ra được đặc điểm công của lực điện trường

-Lựa chọn, vận dụng các công thức để tính toán được công lực điện, thế năng tĩnh điện trong trường hợp đơn giản

-Giải một số bài tập đơn giản về điện thế và hiệu điện thế

- Giải các bài toán về điện trường của một điện tích điểm.,các vectơ cường độ điện trường

3 Phát triển năng lực:

-Năng lực tự học, sáng tạo, phát hiện và giải quyết vấn đề

-Quan sát, tư duy, vận dụng

- Phát triển năng lực tự giải quyết vấn đề, năng lực tính toán, năng lực hợp tác làm việc nhóm

II Phương pháp:

+ Phương pháp dạy học nhóm, thuyết trình

+ Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Trang 5

Tiết 3: Khái niệm, định nghĩa điện trường

Hoạt động 1: Khái niệm điện trường

- GV: Làm một số thí nghiệm về

tương tác lực vào các vật Đặt câu

hỏi, muốn tác dụng vào vật cần phải

làm gì?

- HS: Thông qua sự và chạm, tương

tác với một vật khác

- GV: Trong tương tác điện, thì “vật

khác” nhắc đến ở đây là gì?

- HS: Điện trường

- GV: Hãy nêu tính chất của điện

trường?

- HS: Trả lời

15 phút 1.Điện trường:

a) Khái niệm điện trường:

- Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích

b) Tính chất cơ bản của điện trường:

Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó

Hoạt động 2: Khái niệm cường độ

điện trường

- GV: Bài trước ta đã nghiên cứu

tương tác giữa hai điện tích, giả sử là

Q, và qi Giữ nguyên Q và xét sự

tương tác của Q lên các qi lần lượt

được đặt tại một điểm M trong điện

trường của Q Nhận xét gì về thương

số: , về phương chiều, độ lớn?

- HS: Nhận xét

- GV: Kết luận, nêu khái niệm cường

độ điện trường, véc tơ cường độ điện

trường

25 phút 2 Cường độ điện trường:

Thương số đặc trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng lực gọi là cường độ điện trường và ký hiệu là

Hay

* Nếu q > 0 thì

* Nếu q < 0 thì

* Độ lớn Cường độ điện trường E có đơn vị là: N/C hoặc V/m

II Củng cố (5 phút)

- Nhắc lại khái niệm điện trường

Tiết 4: Đường sức điện Điện trường đều

i

q

F

q

F฀

E฀

q

F E

฀



E q



E

F฀ ฀



E

F฀ ฀



q F

E

Trang 6

Hoạt động 3: Đường sức điện

- GV: Như vậy tại mỗi điểm thì

cường độ điện trường có chiều xác

định, người ta lấy chiều đó làm chiều

của điện trường tại điểm đó Cũng

giống như từ trường, người ta vẽ các

đường cong mà ở tại mỗi điểm nó thể

hiện chiều, độ mạnh yếu của điện

trường, và gọi đó là các đường sức

điện; hình ảnh biểu diễn các đường

sức điện cũng gọi là điện phổ Hãy

nêu định nghĩa đường sức điện, và

nêu tính chất của đường sức điện?

- HS: Trả lời

- GV: Chốt lại

+ Khái niệm cường độ điện trường

+ Các tính chất của đường sức điện

40 phút 3 Đường sức điện:

a Định nghĩa:

Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véctơ cường độ điện trường tại điểm đó

b Các tính chất của đường sức điện:

- Tại mỗi điểm trong điện trường có thể

vẽ được một và chỉ một đường sức điện

- Đường sức điện là những đường không kín Xuất phát từ điện tích dương,

và kết thúc âm

- Ở những chỗ CĐĐT mạnh đường sức dầy Ở những chỗ CĐĐT yếu đường sức thưa

- Các đường sức không bao giờ cắt nhau

c Điện phổ: (sgk)

- Đặc điểm các đường sức điện

- Nguyên lý chồng chất trường

Tiết 5: Bài tập + Kiểm tra 15 phút

-GV: Yêu cầu học sinh lên bảng giải

nhanh các bài tập trong SGK

- HS: Giải các bài tập SGK trên bảng

- GV: Chữa bài, nhận xét

3 phút 1 BT 1-SGK

Đáp số:

5 ) 2, 25.10

5 3

) 7, 7.10

Trang 7

2 BT 2-SGK Đáp số:

  Bài 1: Hai điện tích điểm cách nhau

một khoảng r =3cm trong chân không

hút nhau bằng một lực F = 6.10-9N

Điện tích tổng cộng của hai điện tích

điểm là Q=10-9C Tính điện đích của

mỗi điện tích điểm

7 phút - Hai điện tích hút nhau nên chúng tích

điện trái dấu Áp dụng định luật Cu-lông; suy ra tích q1.q2 bằng một giá trị âm

- Tìm hai điện tích khi đã biết tích và tổng

Bài 2: Hai quả cầu giống nhau mang

điện, cùng đặt trong chân không, và

cách nhau khoảng r=1m thì chúng hút

nhau một lực F1=7,2N Sau đó cho hai

quả cầu đó tiếp xúc với nhau và đưa trở

lại vị trí cũ thì chúng đẩy nhau một lực

F2=0,9N tính điện tích mỗi quả cầu

trước và sau khi tiếp xúc

8 phút - Từ dữ kiện ban đầu tính tích số của hai

điện tích q1.q2 là một số âm

- Từ dữ kiễn hai quả cầu giống hệt nhau nên sau tiếp xúc chúng có điện tích bằn nhau, và dữ kiện thứ hai ta tính được tổng của hai điện tích

- Bài toán qui về bài toán 1

Bài 3: Cho hai điện tích q1= ,

q2=9 đặt tại hai điểm A và B trong

chân không AB=1m Xác định vị trí

của điểm M để đặt tại M một điện tích

q0, lực điện tổng hợp tác dụng lên q0

bằng 0, chứng tỏ rằng vị trí của M

không phụ thuộc giá trị của q0

8 phút - Vì lực tác dụng lên q0 bằng 0 nên q0

phải đặt trên đường thẳng AB đồng thời hai lực do q1 và q2 tác dụng ngược chiều, nên M phải nằm giữa A,B suy ra r1+r2=AB

- Từ hệ thức bằng nhau về độ lớn của hai lực suy ra mối liên hệ về r12 và r22, suy

ra tỉ lệ r1:r2, bài toán tìm hai số khi biết tổng và tỉ

Bài 4: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt

trong chân không, cách nhau khoảng

r=4cm Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là

F=-10-5N

a Tính độ lớn mỗi điện tích

b Tìm khoảng cách r1 giữa

chúng để lực đẩy tĩnh điện là F1 =

2,5.10-6N

4 phút - Bài đơn giản, học sinh tự giải không

cần hướng dẫn

II Kiểm tra 15 phút (15 phút)

Đề kiểm tra 15 phút

Câu 1: Phát biểu thuyết electron

Câu 2: Cho điện tích Q=3.10-3C đặt ở A

a) Tìm cường độ điện trường của Q gây ra tại B cách A đoạn 10 cm

b) Tìm lực điện tác dụng vào q=3.10-6C đặt ở B

3 13 23

F F F

uur uur uuur

3 13 23

3

F

4 C C



Trang 8

Tiết 6: Công của lực điện

- GV: Như vậy điện trường sinh ra lực

tương tác lên các điện tích đặt trong

nó, nên điện trường có thể sinh công

Xét sự sinh công của điện trường đều

nên một điện tích điểm có thể chuyển

động trong nó

- GV: Nhận xét gì về lực điện tác

dụng vào điện tich điểm?

- HS: Trả lời

- GV: Như vậy khi chuyển động trong

điện trường đều thì lực điện không

đổi, giống như trọng lực của một vật

gần mặt đất Dự đoán về công của lực

điện?

- HS: Trả lời

- GV: Bây giờ ta đi tính công đó xem

dự đoán có đúng không?

- HS: Suy nghĩ, xây dựng công thức

tính công của lực điện trong trường

hợp này

- GV: Cùng xây dựng

- HS: Kết luận

- GV: Kết luận

40 phút 1 Công của lực điện

- Xét điện tích dương q dưới tác dụng của điện trường dịch chuyển từ M đến N

- Chia MN thành nhiều đoạn nhỏ, mỗi đoạn là một đoạn thẳng

Ta có AMN =  A MN = q.E

M’, N’là hình chiếu của hai điểm M, N lên trục Ox

Kết luận: Công của lực điện không phụ thuộc vào dạng của quĩ đạo Công đó gọi

là công thế, lực điện là lực thế, điện trường là trường thế

- Nhắc lại đặc điểm công của điện trường

- Trường thế

Tiết 7: Điện thế, hiệu điện thế

- GV: Như vậy điện trường là trường

thế, lực điện là lực thế, vậy một vật đặt

trong điện trường phải có thế năng

Hãy cho phương pháp để xác định thế

20 phút 2 Khái niệm hiệu điện thế

a)Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích

- Xét điện tích q chuyển động từ M đến

M

N N’

A





' '

M N

Trang 9

năng của điện tích trong điện trường?

- HS: Suy nghĩ

- GV: Xây dựng công thức tính công,

và thế năng tĩnh điện

- GV: Nhận thấy thế năng cuả điện tích

điểm đặt tại một điểm xác đinh trong

điện trường tỉ lệ với điện tích q, hệ số tỉ

lệ ấy là điện thế tại điểm ta xét vậy:

WM = qVM, WN = qVN

AMN = WM –WN = q(VM – VN)

- Với VM,VN là điện thế của điện

trường tại M, N

VM–VN = UMN : Hiệu điện thế giữa hai

điểm M,N

Vậy :

- HS: Ghi nhận

- GV: Nêu kết luận

N trong điện trường đều

- Ta có: AMN = WM – WN

- Với WM, WN gọi là thế năng của điện tích q ở điểm M,N

b) Hiệu điện thế, điện thế

- Tương tự thế năng của vật m, ta có thế năng của điện tích q:

WM = qVM, WN = qVN

AMN = WM –WN = q(VM – VN)

- Với VM,VN là điện thế của điện trường tại M, N

VM–VN = UMN : Hiệu điện thế giữa hai điểm M,N

Vậy : Kết luận : (SGK) Chú ý:

- Điện thế không có giá trị xác định

- Điện thế tại một điểm phụ thuộc vào cách chọn gốc điện thế.( Thường chọn gốc điện thế tại đất vì Vđ = 0 )

- Đơn vị:Vôn(V) =1J/1C

ĐN Vôn: (SGK )

- Đo hiệu điện thế giữa hai vật dùng tĩnh điện kế

- GV: Hãy sử dụng công thức tính công

của lực điện, xây dựng mối liên hệ giữa

E và U?

- HS: Biến đổi toán học, xây dựng công

thức

10 phút 3 Liên hệ giữa cường độ điện trường và

hiệu điện thế:

với d là khoảng cách hình học giữa M’, N’

- Định nghĩa điện thế, công thức tính điện thế

- Công thức tính hiệu điện thế, mối quan hệ giữa U và E

Tiết 8: Bài tập về hiệu điện thế

MN M N

U V – V A MN

q

E

ur

MN M N

U V – V A MN

q

' '

N M

U

E  MN

d E

U 

Trang 10

Bài 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C và

D trong điện trường là UCD= 200V

Tính:

a Công của điện trường di chuyển

proton từ C đến D

b Công của lực điện trường di chuyển

electron từ C đến D

10 phút HS: Sử dụng công thức A=q.U

Trong đó lưu ý giá trị của qp=- qe

Bài 2: Ba điểm A, B, C là ba đỉnh của

một tam giác vuông trong điện trường

đều, cường độ E=5000V/m Đường sức

điện trường song song với AC Biết AC

= 4cm, CB = 3cm Góc ACB=900

a Tính hiệu điện thế giữa các điểm A

và B, B và C, C và A

b Tích công di chuyển một electro từ

A đến B

10 phút HS: Sử dụng công thức U=E.d

Với d lần lượt bằng 1 trong ba cạnh của tam giác vuông

Sử dụng công thức A=q.U

Bài 3: Một electron bay với vận tốc v =

1,12.107m/s từ một điểm có điện thế

V1 = 600V, theo hướng của các đường

sức Hãy xác định điện thế V2 ở điểm

mà ở đó electron dừng lại

10 phút HS: Công thức tính công A=q.U

Công này bằng với động năng ban đầu của electron

II Củng cố

- Các em ghi nhớ công thức, mấu chốt của giải bài tập

Chủ đề 3: Tụ điện

1.Kiến thức:

- Phát biểu được định nghĩa tụ điện, nêu được cấu tạo của tụ điện phẳng

- Trình bày được cách tích điện cho tụ điện

- Nêu rõ ý nghĩa, biểu thức, đơn vị của điện dung

- Nêu được dạng năng lượng trong tụ điện được tích điện là năng lượng điện trường

- Viết được biểu thức tính năng lượng điện trường và nêu được ý nghĩa của các đại lượng có mặt trong công thức

-Vận dụng được công thức định nghĩa điện dung cuả tụ điện để tính một trong các đại lượng trong công thức

- Nắm được công thức điện dung của tụ điện phẳng , công thức ghép tụ và vận dụng được các công thức này để giải các bài tập đơn giản

2 Kĩ năng:

Quan sát, tiếp nhận, nhận biết, xử lí, vận dụng, phân tích, phát hiện và giải quyết vấn đề đặt ra là cấu tạo và tác dụng của tụ điện

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	257,8 KB