Mục tiêu : 1 Hiểu được thế nào là ghép tụ song song và nối tiếp, nắm công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ trong hai trường hợp trên.. 2 Hiểu – vận dụng công thức năng lượng đi
Trang 1Tiết : _ _ _ _ _
Bài 24 :
GHÉP TỤ ĐIỆN NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG
I Mục tiêu :
1) Hiểu được thế nào là ghép tụ song song và nối tiếp, nắm công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ trong hai trường hợp trên
2) Hiểu – vận dụng công thức năng lượng điện trường
3) Hiểu điện trường có năng lượng, năng lượng tụ là năng lượng trong tụ điện đó Mật độ năng lượng điện trường được xác định qua bình phương của cường độ điện trường
II Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm
III Thiết bị , đồ dùng dạy học
1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
IV Tiến Trình Giảng dạy
Phân phối
thời gian
1 Kiểm tra
bài cũ và
kiến thức cũ
liên quan
với bài mới
(3’)
Trang 22 Nghiên
cứu bài mới
1) HAI CÁCH GHÉP TỤ ĐIỆN CƠ BẢN
Ta chỉ nói về hai cách ghép cơ bản, ghép song song và ghép nối tiếp
a) Ghép song song
Hai tụ điện được ghép với nhau như hình 24.1 gọi là ghép song song
Khi nạp điện, cả hai tụ điện của bộ f9iều có cùng hiệu điện thế U gọi điện dung của hai tụ điện đó là C1, C2 thì điện tích của các tụ điện là :
Q1 = C1U, Q2 = C2U
Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thì
Q = Q1 + Q2 = (C1 + C2)U Thương số
U
Q là điện dung tương đương của bộ tụ điện
Kí hiệu điện dung tương đương là C thì :
C = C1 + C2 Từ đó suy ra điện dung tương đương của bộ gồm n tụ điện ghép song song với nhau là :
C = C1 + C2 + C3 + … + Cn (24.1)
b) Ghép nối tiếp
Hai tụ điện ghép với nhau như hình 24.2 gọi là ghép nối
Mục đích : Tạo những bộ tụ điện có điện dung và hiệu điện thế giới hạn Khi ghép song song các tụ thì được bộ tụ có điện dung lớn ; ghép nối tiếp các tụ thì được bộ tụ có hiệu điện thế giới hạn cao.
* Ghép song song
GV thuyết giảng phần ghép song song
GV vẽ hình và yêu cầu học sinh trình bày mắc song song song và sau đó GV gợi ý để HS
cm công thức
* Ghép nối tiếp
GV yêu cầu HS vẽ hình và gợi ý hướng dẫn
HS cm các công thức
( Gv lập bảng tóm tắt cho HS)
HS : Q1 = C1U, Q2 = C2U Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thì
Q = Q1 + Q2 = (C1 + C2)U
Kí hiệu điện dung tương đương là C thì :
C = C1 + C2 Từ đó suy ra điện dung tương đương của bộ gồm
n tụ điện ghép song song với nhau là :
C = C1 + C2 + C3 + … + Cn
(24.1)
HS thiết lập công thức :
U = U1 + U2
1 2
C
Q C
Q C
Q
+
=
Trang 3Khi tích điện, ta nối A và B với hai cực của nguồn điện
Gọi U là hiệu điện thế của bộ tụ điện đó thì
U = U1 + U2
Gọi điện dung của bộ điện là C thì từ đẳng thức vừa viết
ta suy ra :
2
2 1
1
C
Q C
Q C
Q
+
=
Với cách ghép nối tiếp thì điện tích của các tụ điện của
nộ bằng nhau và đó cũng là điện tích của cả bộ tụ điện
Q = Q1 = Q2
Từ đó ta rút ra :
2
1 C
1 C
1 C
Đối với trường hợp ghép số tụ điện nhiều hơn ta có thể
viết :
n 2
1
C
1 C
1 C
1
+ + +
2) NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG
a) Nhận xét
Tụ điện tích điện thì có năng lượng Ta gọi đó là năng
lượng của tụ điện
GV : Trong bộ đèn của máy ảnh có một tụ điện Tụ điện này được tích điện nhờ bộ pin nhỏ và bộ đổi điện Khi bấm máy ta thấy đèn loé sáng Năng lượng làm cho đèn lóe sáng là do tụ điện cung cấp Điều đó chứng tỏ tụ điện tích điện thì có năng lượng Ta gọi đó là năng lượng của tụ điện
GV diễn giảng như trong SGK
Q = Q 1 = Q 2
HS lập bảng tóm tắt Xem bảng của bài !
Trang 4b) Năng lượng của tụ điện
Điện tích của tụ điện bằng Q, hiệu điện thế của tụ điện
bằng U, giá trị trung bình của hiệu điện thế của tụ điện
trong quá trình tích điện là
2
U Do đó công mà nguồn điện đã thực hiện là :
2
U Q
Vậy năng lượng của tụ điện là :
2
QU
Sử dụng công thức 23.1 thì Q có thể viết dưới dạng sau :
C 2
Q 2
CU W
2 2
c) Năng lượng điện trường
Công thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện
phẳng
V 8 10 9
E
2
π
ε
Mật độ năng lượng của điện trường :
GV lập luận như trong SGK
Công thức (24.6) có ý nghĩa tổng quát, nó đúng cả trong trường hợp điện trường không đều và điện trường phụ thuộc vào thời gian
Trang 5ε
=
8 10 9
E
2
(24.6)
Củng cố bài
giảng Dặn
dò của học
sinh
(5’)
Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3,4 và 5 trang 126 SGK HS trả lời các câu hỏi 1,2, 3, 4 và 5 trang 126
SGK
BẢNG TÓM TẮT
Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục
Điện tích :
Q B = Q 1 = Q 2 = … = Q n
Hiệu điện thế :
U B = U 1 + U 2 + … + U n
Điện Dung Tụ Điện :
n 2
1
1
C
1 C
1 C
C B < C 1 , C 2 … C n
Hiệu điện thế tỉ lệ nghịch với C
Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 … Điện tích
Q B = Q 1 + Q 2 + … + Q n
Hiệu điện thế :
U B = U 1 = U 2 = … = U n
Điện Dung Tụ Điện :
C B = C 1 + C 2 + … + C n
C B > C 1 , C 2 , C 3
Q 1 , Q 2 tỉ lệ ới điện dung
* Mạch chỉ có hai tụ C 1 và C 2 nối tiếp thì C b = C 1 /n
* Mạch có n tụ C 0 giống nhau mắc nối tiếp thì C b = n.C 1
