giáo án vật lí 11 nâng cao

CHƯƠNG IĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Mục tiêu - Vận dụng được định luật Cu-lông - Vận dụng được công thức xác định điện trường của một điện tích điểm, công thức xác định công qua hiệu điện thế

Trang 1

CHƯƠNG I

ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG

Mục tiêu

- Vận dụng được định luật Cu-lông

- Vận dụng được công thức xác định điện trường của một điện tích điểm, công thức xác định công qua hiệu điện thế, xác định cường độ điện trường qua hiệu điện thế

- Vận dụng được các công thức về tụ điện, năng lượng điện trường

- Trình bày được thuyết êlectron

- Giải thích được tính dẫn điện, tính cách điện và ba hiện tượng nhiễm đện

BÀI 1: ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG

I - Mục tiêu

- Nhắc lại một số khái niệm đã học ở lớp dưới và bổ sung thêm một số khái niệm mới: hai loại điện tích (+ ; -) và lực tương tác giữa hai điện tíchđiểm cùng dấu, giữa hai điện tích điểm khác dấu

- Trình bày được khái niệm điện tích điểm và cấu tạo của diện nghiệm

- Trình bày dược phương chiều và độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích diểm (lực Cu-lông) trong chân không Vận dụng được công thức xác định lực Cu-lông

- Biết cách biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích bằng vectơ

- Biết cách tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng phép cộng cácvectơ lực

1 Hai loại điện tích Sự nhiễm điện của các vật:

a) Hai loại điện tích

- Điện tích dương và diện tích âm

- Điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau

- Đơn vị điện tích là Cu-lông, kí hiệu C

- e = 1,6.10-19C

- Điện nghiệm

b) Sự nhiễm điện của các vật

- Sự nhiễm điện do cọ xát

Trang 2

- Nhiẽm điện do tiếp xúc

- Nhiễm điện do hưởng ứng

Trong hệ SI: k = 9.109

2

C

m N

Học sinh: ôn lại kiến thứcvề điện ở lớp 7

III - Tổ chức các hoạt động học tập

Hoạt động 1: Tìm hiểu hai loại điện tích Sự nhiễm điện của các vật

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên

Học sinh đọc SGK trả lời câu hỏi của

GV

HS tìm hiểu điện nghiệm như mô tả

HS tiếp tục đọc SGK trả lời các câu

hỏi của GV:

- Nhiễm điện do cọ xát

- Nhiễm điện do tiếp xúc

- Nhiễm điện do hưởng ứng

Cá nhân trả lời câu C1

GV cho HS dọc SGK và trả lời câu hỏi:

- Có mấy loại điện tích?

- Các điện tích cùng dấu và trái dấu tương tác với nhau như thế

Cho HS đọc tiếp mục 1-b và nêu câu hỏi: Có những cách nào làm cho vật nhiễm điện ?

( Nếu thời tiết khô GV có thể làm TN

về sự nhiễm điện )

Hoàn thành câu hỏi C1

Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật Cu-lông

Trang 3

HS đọc SGK tìm hiểu thí nghiêm đã

nêu

HS đựa vào SGK phát biểu định luật

Cu-lông và nêu biểu thức của định

luật

F = k 2

2 1

r

q q

; k = 9.109 2

2

C

m N

Cá nhân hoặc nhóm trả lời câu hỏi C2

HS về nhà tham khảo thêm ở SGK

GV cho HS tìm hiểu thí nghiệm lông được mô tả ở SGKvà xem hình minh hoạ 1.5, hiểu dược khái niệm điện tích điểm

GV thông báo nội dung định luật lông và nói thêm về cân xoắn Chú ý giải thích các đại lượng có trong công thức của định luật

Hoàn thành câu hỏi C2

GV gợi ý cho HS về nhà đọc mục 3 SGK

Trả lời được các câu hỏi :Điện môi là gì ?

Lực tương tác giữa hai điện tích nếu đặt trong môi trường điện môi so với chân không giảm đi bao nhiêu lần ?Hằng số điện môi là gì ?

Hoạt động 3: Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ

Trang 4

Bài 2: THUYẾT ÊLECTON

Trang 5

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

- Nội dung ghi bảng:

Bài 2: THUYẾT ÊLECTRON – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

1 Thuyết êlectron: ( SGK )

2 Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện

- Vật dẫn là vật có nhiều điện tích tự do, ví dụ : kim loại, dung dịch muối …

- Điện môi là vật chứa ít điện tích tư do, ví dụ : thuỷ tinh , sứ …

3 Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện

a) Nhiễm điện do cọ xát

b) Nhiễm điện do tiếp xúc

c) Nhiễm điện do hưởng ứng

4 Định luật bảo toàn điện tích: (SGK)

III - Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ

HS trả lời các yêu cầu của GV GV nêu câu hỏi:

- Có mấy loại điện tích ?

- Các loại điện tích tương tác với nhau như thế nào ?

Trang 6

HS đọc SGK mục 1 và nghe thuyết

giảng của GV

HS trả lời các câu hỏi

HS trả lời câu hỏi C1, C2

HS đọc mục 2 SGK nắm nội dung và

cho các ví dụ

GV có thể trình bày sơ lược cho HS hiểu thế nào là một học thuyết Trong vật lý ta gặp một số thuyết như : Thuyết điện từ, Thuyết cấu tạo chất, Thuyết êlectron…

Cho HS đọc SGK mục 1 hiểu được nội dung của thuyết êlectron

Thuyết êlectron dựa vào sự có mặt và chuyển dộng của êlectron để giải thíchmột số hiện tượng điện từ…(SGK)Trả lời được các câu hỏi :

Thế nào là nguyên tử trung hoà về điện ? Ion dương , ion âm ? Khi nào vật nhiễm điện dương, nhiễm điện âm?

Hoàn thành câu C1, C2(ở đây GV có thể cho HS biết rằng lựcliên kết của các nuclon trong hạt nhân

là bền vững, từ đó HS có cơ sở trả lời các câu hỏi )

GV cho HS đọc mục 2 – SGK hiểu khái niệm điện tích tự do, chất dẫn điện, chất cách điện

điểm tiếp xúc chặt chẽ do cọ xát nên

số êlectron di chuyển từ thuỷ tinh

sang lụa tăng lên, thuỷ tinh tích điện

dương còn êlectron tích điện âm

GV cho HS đọc SGK và dựa vào thuyết êlectron để giải thích được sự nhiễm điện do cọ xát, có thể nêu một

số câu hỏi : Khi cọ xát thì các êlectrontrên thanh thuỷ tinh di chuyển như thế nào ?

Thuỷ tinh sẽ thừa hay thiếu êlectron ?

Trang 7

Tương tự HS đọc SGK giải thích

được các sự nhiễm điện khác…

Cá nhân trả lời câu hỏi C3

HS ghi nhận và hiểu được nội dung

Đặc biệt GV chú ý cho HS phân biệt

rõ trong trường hợp tiếp xúc thì êlectron di chuyển là êlectron thừa (dovật nhiễm điện) chạy sang vật tiếp xúc, điều này khác với êlectron bứt ra khỏi nguyên tử tromg trường hợp cọ xát Đối với sự nhiễm điện do hưởng ứng thì phải dựa vào êlectron bị hút hay bị đẩy khi đưa thanh kim loại trung hoà lại gần vật mang điện Hoàn thành câu C3

GV thông báo cho HS nội dung của định luật bảo toàn điện tích

GV có thể nói thêm rằng : Định luật bảo toàn điện tích là một dịnh luật chođến nay chưa bị vi phạm nghĩa là có tính tuyệt đối cao (định luật bảo toàn khối lượng bị vi phạm đối với hệ chuyển động với vận tốc lớn gần với vận tốc ánh sáng hoặc các định luật Niutơn đúng trong hệ quy chiếu quán tính

Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ

HS thực hiện yêu cầu của GV

Cá nhân trả lời câu hỏi của GV

Yêu cầu HS nhắc lại những nội dung chính đã học như thuyết êlectron, kháiniệm vật dẫn, điện môi (nêu tóm tắt)

HS trả lời các câu hỏi SGK

Trang 8

GV nhận xét giờ học

Đề nghị về nhà HS ôn lại khái niệm từtrường, từ phổ, đường sức, trường hấpdẫn

IV - Rút kinh nghiệm sau tiết dạy :

Bài 3 : ĐIỆN TRƯỜNG

Trang 9

GV : Thiết bị thí nghiệm về điện phổ

Nội dung ghi bảng :

ĐIỆN TRƯỜNG

1 Điện trường :

a) Khái niệm điện trường : (SGK)

b) Tính chất cơ bản của điện trường : (SGK)

2 Cường độ điện trường :

4 Điện trường đều : (SGK)

5 Điện trường của một điện tích điểm :

E = 9.109

2

r Q

Q > 0 cường độ điện trường hướng ra xa điện tích Q

Q < 0 cường độ điện trường hướng về phía điện tích Q

6 Nguyên lý chồng chất điện trường :

Trang 10

E = E1 + E2 + + E n

HS : Ôn lại các kiến thức như từ trường, từ phổ, đường sức, trường hấp dẫn III - Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động 1 Xây dựng khái niệm điện trường

HS nghe thuyết trình và đọc SGK để

tìm hiểu khái niệm điện trường

Thảo luận chung và cá nhân trình bày

khái niệm mới

HS trả lời câu hỏi của GV và ghi nhận

kiến thức mới

GV gợi ý cho HS nhắc lại trường hấp dẫn

HS hiểu được rằng có một dạng vật chất không màu không mùi không sờ

mó nhìn thấy được nhưng có thật tồn tại xung quanh trái đất và khi dặt một vật có khối lượng vào không gian này thì sẽ chịu lực tương tác (lực hấp dẫn)

đó chính là trường hấp dẫn hoặc trọng trường (có thể dẫn dắt HS từ khái niệm từ trường)

Tương tự HS đọc SGK dễ dàng hiểu được khái niệm điện trường (trước hết

đó là môi trường truyền tương tác theo thuyết tương tác gần)

GV có thể nêu câu hỏi dẫn dắt : Hai điện tích đặt trong chân không không tiếp xúc nhau nhưng vẫn hút hoặc đẩy nhau chúng tác dụng lên nhau bằng cách nào ?

Nêú xung quanh điện tích có điện trường thì tính chất cơ bản của điện trường là gì?

Hoạt động 2 : Xây dựng khái niệm vectơ cường độ điện trường

Hoạt động của học sinh Hoạt dộng của giáo viên

HS nghe và ghi nhận kiến thức

GV yêu cầu HS đọc mục 2 SGK sau

đó mô tả lại thí nghiệm :

Để nghiên cứu điện trường tại một điểm xác định người ta dùng các điện

Trang 11

HS trả lời được rằng nếu nếu q > o thì

F cùng chiều với E, q < 0 thì F

ngược chiều với E (HS xem thêm

hình 3 - 1

tích thử q1 , q2 , …., qn đặt tại điẻm cần nghiên cứu, sau đó xác định lực tác dụng lên các điện tích thử F1 , F2

F

= F q = hằng

số Đối với điểm khác thì hằng số nàylại có giá trị khác nhưng vẫn không phụ thuộc vào các điện tích thử đưa vào, vì vậy mà có thể lấy thương số này đặc trưng cho trường về phương diện tác dụng lực gọi cường độ điện trường Dạng vectơ cũng không đổi :

Hoạt động 3 : Xây dựng khái niệm đường sức điện

HS đọc SGK trả lời các câu hỏi

GV tiếp tục cho HS đọc SGK tìm hiểu

Trang 12

tìm hiểu tính chất của đường sức diện

GV làm thí nghiệm để HS quan sát điện phổ (nếu có thiết bị ) , HS có thể xem điện phổ qua các hình 3 – 5; 3 - 6

Hoạt động 4 : Tìm hiểu điện trường đều, điện trường của một điện tích điểm vànguyên lý chồng chất điện trường

Hoạt dộng của học sinh Hoạt động của giáo viên

HS có thể nhắc lại định nghĩa từ SGK

HS : là những đường thẳng song song

cách đều

HS : Dựa vào công thức lực tác dụng

giữa hai điện tích Q và điện tích q đặt

tại M cách Q khoảng r

F = 9.109

2

r qQ

 E = 9.109

2

r Q

HS dựa vào SGK trả lời câu hỏi của

Điện trường đều thường được tạo ra giữa hai tấm kim loại đặt song song với nhau tích điện trái dấu nhưng cùng

độ lớn

GV : Cho HS đọc SGK mục 5 và nêucâu hỏi:

Điện trường của một điện tích điểm Qgây ra trong chân không tại điểm M cách Q khoảng r được xác lập dựa vàocông thức nào ?

Hướng của cường độ điện trường nhưthế nào trong trường hợp Q > 0, Q < 0

Về nguyên lý chồng chất điện trường

GV có thể thông báo nội dung như SGK, HS đọc và nắm được kiến thức

GV nêu biểu thức nguyên lý chồng chất điện trường

E = E1 + E2 + … + E n

Trang 13

Hoạt động 5 Củng cố vận dụng và giao nhiệm vụ

Cá nhân tiếp thu và trả lời câu hỏi

HS nhận nhiệm vụ học tập

GV tóm lược các kiến thức đã học và yêu cầu học sinh trả lời một số vấn đềnhư

So sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa đường sức điện và đường sức từ ?

Trả lời các câu hỏi SGK

GV yêu cầu HS làm các bài tập SGK

IV – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy :

Bài 4 : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ

Trang 14

I - Mục tiêu

- Nêu được đặc tính công của lực điện Biết cách vận dụng biểu thức công củalực điện

- Trình bày được khái niệm hiệu điện thế

- Trình bày được mối liên hệ giữa công của lực điện và hiệu điện thế

- Biết cách vận dụng công thức liên hệ giữa công của lực điện và hiệu điện thế

- Nêu được mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế và biết cách vận dụng công thức liên hệ giữa cường độ điên trường và hiệu điện thế

II - Chuẩn bị

Giáo viên :

- Tĩnh điện kế và các dụng cụ có liên quan

- Nội dung ghi bảng

CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ

1 Công của lực điện

AMN = qE M'N' (hình vẽ SGK)

2 Khái niệm hiệu điện thế

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

Đơn vị hiệu điện thế, điện thế là vôn, kí hiệu V

Đo hiệu điện thế bằng tĩnh điện kế

3 Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

E = ' '

N M

Hoạt động 1: Kiểm tra và nhắc lại kiến thức cũ

Trang 15

HS nêu được: A = Fscos

AP= mg(h1 – h2)

Công của trọng lực không phụ thuộc

hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc

vị trí điểm đầu và điểm cuối

Yêu cầu HS nhắc lại công thức tính công cơ học? công của trọng lực? Công của trọng lực phụ thuộc yếu tố nào?

(GV điều chỉnh câu trả lời của HS chođúng)

GV: Bài học trước ta đã nghiên cứu vềlực điện bài này ta tìm hiểu xem công của lực điện phụ thuộc những yếu tố nào và nó được biễu diễn qua đại lượng nào?

Hoạt động 2: Thành lập công thức công của lực điện

HS đọc SGK và xem hình 4.1

HS có thể trả lời được:

APQ = qE.PQ.cos = qE.P'Q'

Trong đó P'Q' là hình chiếu của PQ

lên trục Ox, quy ước vẽ trục Ox có

chiều trùng với với chiều của đường

N trong điện trường đều, giả sử q >0

và đường đi như hình vẽ 4.1

GV có thể gợi ý:

Chia đoạn MN thành những đoạn nhỏ

và những đoạn chia đó coi như thẳng, công của lực điện trên những đoạn nhỏ đó xác định theo công thức nào ?

q > 0 lực điện trường có chiều như thế nào nếu biết chiều của điện trường như hình vẽ ?

Công trên toàn đoạn MN ?

Từ biểu thức tính công của lực điện trường, hãy rút ra nhận xét về sự phụ thuộc của công của lực điện vào dạng đường đi?

Hãy nêu sự giống nhau giữa điện trường tĩnh và trường hấp dẫn?

Hiểu thế nào là trường thế?

Trang 16

Hoạt dộng 3: Xây dựng khái niệm hiệu điện thế

HS suy nghĩ và tìm câu trả lời

Cá nhân ghi nhận kiến thức

Từ những điểm tương đồng giữa trường trọng lực và trường tĩnh điện (đều là trường thế) Ta biết công của trọng lực được tính theo độ giảm thế năng:

A = Wt1 - Wt2

Ở đây ta cũng coi điện tích q ở trong điện trường thì có thế năng và công của lực điện khi điện tích q di chuyển

từ M đến N cũng được biêủ diễn qua hiệu các thế năng của điện tích q tại hai điểm đó và có thể biểu diễn như thế nào?

GV thông báo :Hiệu thế năng của vật trong trọng trường tỉ lệ với khối lượng m của vật

Ở đây ta cũng coi hiệu thế năng của điện tích q trong điện trường tỉ lệ với điện tích q, có thể biểu diễn dưới dạngsau:

đó VB là điện thế được chọn làm mốc nghĩa là VB = 0

Trang 17

HS đọc SGK để tìm hiểu thêm về tĩnh

điện kế(cấu tạo và cách đo)

Hệ SI đơn vị của điện thế, hiệu điện thế là vôn, kí hiệu V(cho HS đọc định nghĩa vôn ở SGK)

Dùng tĩnh điện kế để đo hiệu điện thế

Hoạt động 4 : Xây dựng biểu thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

Đọc SGK và rút ra được công thức

E = ' '

N M

HS đọc SGK và rút ra mối liên hệ đó)Nếu không đẻ ý đến dấu ta có thể viết ?

Hoạt động 5 : Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ

Học sinh nhận nhiệm vụ học tập Nhắc lại các kiến thức mới HS đã học

một cách khái quátYêu cầu HS làm bài tập ở SGK

Ôn lại các kiến thức về lực Cu-lông vàđiện trường

BÀI 5 : BÀI TẬP VỀ LỰC CU-LÔNG VÀ ĐIỆN TRƯỜNG

I - Mục tiêu

Vận dụng được :

Trang 18

- Công thức lực Cu-lông, công thữc xác định điện trường của một điện tíchđiểm

- Nguyên lý chồng chất điện trường

- Công thức liên hệ giữa công của lực điện trường và hiệu diện thế và côngthức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

II - Chuẩn bị

GV đọc trước bài dạy

HS ôn lại các kiến thức đã học

III - Tổ chức các hoạt động học tập

Hoạt động 1 : Hướng dẫn HS làm bài tập 1- SGK

Cá nhân lên bảng trình bày cách giải

theo định hướng của giáo viên

,

F2 = k 2 0 2

) (a x

đưa q0 trở về vị trí này, còn q0 < 0 cân

bằng không bền vì khi q0 lệch khỏi vị

trí cân bằng thì các lực có xu hướng

đưa q0 càngđi khỏi vị trí này

Cho HS đọc bài một SGK và ghi tóm tắt đề ở bảng, chú ý đổi đơn vị

q1 = 2nC = 2.10-9C ; q2 = 0,018 C =0,018.10-6C ; r = 10cm = 10 10-2m Nêu các câu hỏi định hướng

- q0 chịu tác dụng bởi các lực nào ? từ đâu ? để q0 cân bằng thì q0 nằm ở đâu ?

- gọi khoảng cách giữa q0 và q1 là x, giữa q1 và q2 là a Độ lớn các lực Cu-lông là F1 và F2, biểu thức của chúng

là ?

- Muốn q0 nằm cân bằng thì độ lớn F1

và F2 phải thoả mãn điều kiện gì ?

- Yêu cầu HS giải phương trình này

- Kết quả tìm được có phụ thuộc vào dấu và độ lớn của điện tích q0 ?

Tuy nhiên ta thấy tính cân bằng của q0

trong hai trường hợp q0 > 0 và q < 0 là khác nhau, giải thích ?

Trang 19

Hoạt động 2 : Hướng dẫn HS làm bài tập 2 – SGK

Cá nhân lên bảng làm việc dưới sự hỗ

trợ của GV

Vẽ hình, ghi các kí hiệu

M nằm trong điện trường của q1 và q2

và điện trường tại M là tổng hợp của

hai điện trường do q1 và q2 gây ra tại

R2 = l2 + ( a2)2

Hình vẽ ta có E = 2E1cos trong đó

cos = 2 ) 2

2 (

( l a

a q



Thay số : E= 2160 V m

Cho HS đọc và tóm tắt đề bài, hướng dẫn HS vẽ hình ở bảng, nêu các câu hỏi định hướng

- Điểm M đặt trong điện trường của các điện tích nào ? và điện trường của

nó được tính ra sao ?

- Công thức của cường độ điện trườngcủa các điện tích q1 và q2 gây ra tại

M ?

yêu cầu HS tính ra kết quả

Hoạt dộng 3 : Hướng dẫn học sinh làm bài tập 3 SGK

Hoạt dộng của học sinh Hoạt động của giáo viên

Trang 20

HS làm theo yêu cầu của GV

Các câu hỏi định hướng

- Hạt bụi chịu tác dụng của những lực nào ?

- Trọng lượng của hạt bụi ?

- Lực điện ?

- Lực tổng hợp tác dụng lên hạt bụi ?

- Dự đoán quỹ đạo của hạt bụi ? (giống như chuyển động của vật ném ngang trong trường hấp dẫn của trái đất)

- Gia tốc của hạt ?

Hướng dẫn HS giải bài toán bằng phương pháp toạ độ (như đã làm ở lớp10)

Nêu công thức tính công của lực điện khi hạt bụi dịch chuyển từ O đến

M ?

Vì diện trường là đều E = const nên :

Trang 21

Hoạt động 4 : Củng cố và giao nhiệm vụ học tập

HS lắng nghe và trình bày những khó

khăn trong khi làm bài gặp phải

Nhận nhiệm vụ mới

Nhắc lại những vấn đề mà HS thấy khó hiểu

Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập tương tự

BÀI 6 : VẬT DẪN VÀ ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

I - Mục tiêu :

Trang 22

Đói với vật dẫn cân bằng diện , trình bày được các nội dung sau : điện trường bên trong vật, cường độ điện trường trên mặt ngoài vật ; sự phân bố điện tích ở vật.

Trình bày được hiện tượng phân cực trong điện môi khi diện môi được đặt trong điện trường ngoài

II - Chuẩn bị :

GV : Tĩnh điện kế , quả cầu thử, một số vật dẫn có dạng khác nhau

Ở những trường hợp không có sẵn dụng cụ thí nghiệm như trên thì GV có thể tựtạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản

BÀI 6 : VẬT DẪN VÀ ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

I- Vật dẫn trong điện trường

a)Trạng thái cân bằng điện :

Khi trong vật dẫn không có dòng điện

b)Điện trường trong vật dẫn tích điện :

Bên trong vật dẫn điện trường bằng không

Cường độ điện trường tại một điểm trên mặt ngoài vật dẫn vuông góc với mặt vật

c)Điện thế của vật dẫn tích điện

Điện thế tại mọi điểm bên ngoài vật dẫn có giá trị bằng nhau (bằng cả điện thế tại mọi điểm bên trong vật dẫn)

Vật dẫn là vật đẳng thế

c)Sự phân bố điện tích ở vật dẫn tích điện

Ở một vật dẫn rỗng nhiễm điện thì điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật Vật dẫn đặc điện tích cũng chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật

Ở những chổ lồi của vật dẫn , điện tích tập trung nhiều hơn; ở những chổ mũi nhọn điện tích tập trung nhiều nhất; ở chỗ lõm hầu như không có điện tích

2 - Điện môi trong điện trường

Điện môi bị phân cực

Họat động 1 : Tìm hiểu trạng thái cân bằng tĩnh điện

Trang 23

Đọc SGK và rút ra được khái niệm

vật dẫn ở trạng thái cân bằng điện

Cho HS đọc SGK tìm hiêủ trạng thái cân bằng tĩnh điện

HS hiểu được rằng khi trong vật dẫn không còn dòng điện nữa ta nói vật dẫn cân bằng điện

Ở bài học này chúng ta chỉ khảo sát những vật đẫn cân bằng điện

Hoạt động 2 : Tìm hiểu điện trường trong vật dẫn tích điện; điện thế của vật dẫn tích điện; sự phân bố điện tích ở vật dẫn tích điện

Đọc sách SGK trả lời câu hỏi của giáo

viên

Nếu bên trong lòng vật dẫn điện

trường khác không thì các điện tích tự

do trong lòng vật dẫn sẽ chịu một lực

điện tác dụng làm cho các điện tích

này chuyển động Điều này trái với

giả thuyết là vật dẫn ở trạng thái cân

bằng điện

Ghi nhận kiến thức đã thông báo

Cường độ điện trường tại một điểm

trên mặt vật dẫn vuông góc với mặt

vật

Đọc SGK và quan sát thí nghiệm hiểu

Cho HS đọc SGK, nêu câu hỏi về vấn

đề cần nghiên cứuĐiện trường bên trong vật dẫn ở trạng thái cân bằng điện có giá trị bằng bao nhiêu? Tại sao?

Có thể nêu câu hỏi gợi ý:

Hiện tượng gì xảy ra đối với các điện tích tự do bên trong lòng vật dẫn nếu điện trường bên trong lòng vật dẫn khác không?

Đối với vật dẫn có phần bên trong rỗng thì điện trường bên trong đó cũngbằng không nếu phần rỗng này không

có điện tíchYêu cầu HS đọc SGK để biết ứng dụng nội dung trên trong việc tạo ra màn chắn tĩnh điện

Nêu câu hỏi để HS tiếp tục nghiên cứu:

Véctơ cường độ điện trường trên mặt vật dẫn có phương như thế nào?

Nêu câu hỏi về vấn đề nghiên cứu tiếp

Trang 24

rằng : Điện thế tại mỗi điểm trên mặt

ngoài vật dẫn có giá trị như nhau

Đọc SGK và công nhận kiến thức :

Điện thế bên trong vật dẫn tại mọi

điểm bằng nhau và bằng và bằng điện

thế trên mặt ngoài vật dẫn (có thể tìm

hiểu cách chứng minh như SGK)

Thảo luận nhóm và trả lời

Do điện trường bên trong vật dẫn

bằng không nên điện tích chỉ phân bố

phía ngoài, điều này cũng đúng trong

Điện thế tại mọi điểm bên trong vật dẫn?

Sự phân bố điện tích trên vật trong trường hợp mà mặt ngoài có chỗ lồi chỗ lõm?

Thông báo kết luận như SGKNêu những ứng dụng như SGK

Hoạt động 3 : Tìm hiểu điện môi trong điện trường , sự phân cực điện môi

Đọc SGK và thảo luận để trả lời các

câu hỏi

Hạt nhân và êlectron trong cac

nguyen tử của vật đó chịu tác dụng

lực của điện trường

Êlectron xê dịch ngược chiều điện

trường còn hạt nhân không bị xê dịch

Cá nhân ghi nhận các kiến thức đã

thông báo và tìm hiểu thêm ở SGK

Cho HS đọc SGK và có thể nêu câu hỏi :

Hiện tượng gì xảy ra khi ta đặt một vậtđiện môi trong điện trường?

Các êlectron xê dịch theo chiều nào, còn hạt nhân có xê dịch không ?Kết quả nguyên tử bị kéo giản, xem hình 6-5 SGK Thông báo điện môi bị phân cực

Có thể nói thêm về sự hình thành điện trường phụ giữa hai mặt ngoài của điện môi làm điện trường tổng hợp bên trong điện môi giảm dẫn đến lực điện tác dụng lên các điện tích trong điện môi cũng giảm

Trang 25

Hoạt động 4 : Củng cố vận dụng và giao nhiệm vụ học tập

Cá nhân làm bài tập

Nhận nhiệm vụ học tập

Yêu cầu HS hoàn thành bài tập 1, 2 tạilớp

Ôn lại các kiến thức về đường sức

BÀI 7 : TỤ ĐIỆN

I - Mục tiêu :

Trang 26

Mô tả được cấu tạo của tụ điện, chủ yếu là cấu tạo của tụ điện phẳng

Phát biểu được định nghĩa điện dung của tụ điện Vận dụng được công thức tínhđiện dung của tụ điện phẳng

Trình bày được thế nào là ghép song song, thế nào là ghép nối tiếpcác tụ điện.Vận dụng được các công thức tính điện dung của bộ tụ điện ghép song song,điện dung của bộ tụ ghép nối tiếp

Hoạt động 1 : Tìm hiểu định nghĩa tụ điện, tụ điện phẳng

Trang 27

Đọc SGK tiếp thu kiến thức mới

Cá nhân thu thập thông tin

Cho HS đọc SGK hiểu được địnhnghĩa tụ điện, kí hiệu của tụ điện trong

sơ đồ mạch điện (vẽ hình minh hoạ)Nói rõ cách nạp điện và phóng điệncủa tụ điện, hiểu được rằng tụ điệnđược sử dụng nhiều trong lĩnh vựcđiện và điện tử

Hiểu định nghĩa tụ điện phẳng, có thểcho HS quan sát mô hình

Hiểu được điện tích của tụ điện phẳng

là độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụđiện, độ lớn của điện tích ở hai bảncủa tụ điện phẳng là bằng nhau

Hoạt động 2 : Tìm hiểu định nghĩa điện dung của tụ điện và công thức tính điệndung của tụ điện phẳng

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ kiến thức

Nắm được đơn vị của điện dung, các

ước số của nó

Cá nhân trả lời các câu hỏi

Mô tả thí nghiệm như SGKNối hai bản của tụ điện với nguồnđiện có hiệu điện thế U thì tụ điện sẽ

có điện tích QThay đổi U thì Q cũng thay đổi Thựcnghiệm cho biết với một tụ điện xácđịnh, thương số U Q là hằng số .Thương số U Q đặc trưng cho khả năngtích điện của tụ điện và được gọi làđiện dung của tụ điện, kí hiệu C

C =

U Q

Thông báo đơn vị của điện dung

Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi C1, C2

Cho HS đọc SGK nắm được côngthức tính điện dung của tụ điện phẳng

C =

d

S

4 10

9 9





Trang 28

Dựa vào công thức đã nêu và đọc

SGK để trả lời các câu hỏi của GV

Hiểu rõ các đại lượng nêu trong côngthức và đơn vị của nó

Có thể đưa câu hỏi : Điện dung C của

tụ điện có thể thay đổi được nếu tathay đổi các yếu tố nào ?

Có thể giảm d mãi được không ?Thế nào gọi là tụ điện bị đánh thủng ?Hiểu khái niệm hiệu điện thế giới hạn

là gì ? Hoạt động 3 : Tìm hiểu cách ghép tụ điện

Hiệu điện thế ở hai đầu các tụ là

Cho HS tham khảo SGK , xem hình

vẽ minh hoạVới cách ghép song song :Hiệu điện thế ở các tụ điện có giống nhau không ?

Điện tích ở mỗi tụ điện xác định như thế nào ?

Điện tích của bộ tụ là Q , liên hệ giữa

Q, Q1, Q2 như thé nào ?

Với cách ghép nối tiếp, có thể gợi ý để

HS dẫn được đến kết quả như SGK

Hoạt động 4 : Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ học tập

Ghi nhận kiến thức Nêu lại những kiến thức trọng tâm của

Trang 29

Trả lời các câu hỏi

bài

Cho HS trả lời các câu hỏi SGK :Muốn có bộ tụ có điện dung lớn hơn các điện dung thành phần người ta phải ghép như thế nào ? Tại sao ?Yêu cầu về nhà làm các bài tập ở SGK

BÀI 8 : NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG

I - Mục tiêu

- Vậndụng được các công thức xác định năng lượng của tụ điện

Trang 30

- Thành lập được công thức xác định năng lượng điện trường trong tụ điện, và phát biểu được công thức xác định mật độ năng lượng điện trường

II - Chuẩn bị :

BÀI 8 : NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG

1 Năng lượng của tụ điện :

2 Năng lượng điện trường :

- Năng lượng của tụ điện chính là năng lượng của điện trường trong tụ điện

W = E V





8 10

9 9 2

- Mật độ năng lượng điện trường :

W =





8 10

III - Tổ chức các hoạt động dạy học :

Hoạt động 1 : Kiểm tra kiến thức cũ

Cá nhân trả lời các câu hỏi của giáo

viên

Có thể nêu các câu hỏi :Định nghĩa tụ điện, cấu tạo của tụ điệnphẳng ?

Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng ? Hiệu diện thế giới hạn của tụ điện là gì ?

Công thức tính điện dung của bộ tụ điện ghép song song và ghép nối tiếp

Nhận xét đánh giá câu trả lời của HSHoạt động 2 : Xây dựng công thức tính năng lượng của tụ điện

Trang 31

Từ thí nghiệm trên ta đã biết rằng tụ điện được nạp điện mang năng lượng, năng lượng của tụ điện xác định như thế nào ?

Khi tích điện cho tụ điện, thì nguồn điện thực hiện công để đưa điện tích đến các bản tụ điện Theo định luật bảo toàn năng lượng công này và nănglượng của tụ điện tương quan như thế nào ?

Vậy có thể tính năng lượng của tụ điện thông qua việc tính giá trị đại lượng nào ?

Cho HS đọc SGK để hiểu cách lý luậndẫn đến công thức

A = QU2  W = QU2Hoặc W =

Yêu cầu HS đọc SGK tính năng lượngđiện trường trong tụ điện phẳng ?

Hiểu và tính được năng lượng điện trường trong một đơn vị thể tích gọi làmật độ năng lượng điện trường :

W =





8 10

9 9 2

E

Trang 32

Lưu ý : Công thức này có ý nghĩa tổngquát, nó đúng cho cả trường hợp điện trường không đều và điện trường phụ thuộc vào thời gian.

IV - Hoạt động 4 : Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ học tập

Ghi nhận kiến thức

Cá nhân làm bài tập theo yêu cầu

Nêu tóm tắc các kiến thức chính Yêu cầu HS làm các bài tập SGK

Về nhà ôn các công thức về tụ điện ,năng lượng điện trường, làm bài tập

về tụ điện

V – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy :

BÀI 9 : BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN

I - Mục tiêu

- Vận dụng được công thức xác định điện dung của tụ điện phẳng, các cong thức xác định năng lượng của tụ điện

Trang 33

- Nhận biết được hai cách ghép , sử dụng đúng các công thức xác định điện dung tương đương và điện tích của bộ tụ điện trong mỗi cách ghép

II - Chuẩn bị

GV :

- Đọc các bài tập SGK

- Nội dung ghi bảng : Ghi các bài giải như SGK

Đọc SGK và trả lời các câu hỏi

hệ giữa E, U trong tụ điện phẳng? Từ

đó rút ra được sự tương quan nào ?

Từ diện tích hình tròn S dễ dàng rút rađược cách tính bán kính từ đẳng thức trên như thế nào ?

Cho HS thay số và tính ra kết quả

Trang 34

Đọc SGK và trả lời các câu hỏi

Cá nhân trả lời :

Hai tụ điện được ghéo song song và

điện dung của bộ tụ là C = C1 + C2

q = q1 + q2 = C1U1 + C2U2

 U =

2 1

2 2 1 1

C C

U C U C



= 260 V

Trước khi nối : Bằng tổng năng lượng

của hai tụ điện thành phần :

Có thể nêu các câu hỏi:

Hai tụ điện ghép như vậy là ghép nối tiếp hay ghép song song ? Điện dung của bộ tụ điện được tính theo công thức nào ?

Nếu gọi q là điện tích của bộ tụ thì hiệu điện thế của bộ tụ dược tính theo công thức ?

Vì nối hai bản cùng tên nên điện tích qcủa bộ được xác định như thế nào ?

Trước khi nối các bản tụ điện , và sau khi nối hai bản tụ điện đó với nhau năng lượng tổng cộng của hai tụ điện

đó được tính như thế nào ?

Từ đó có thể tính nhiệt lượng tỏ ra ?Hoạt động 3 : Hướng dẫn HS làm bài tập 3 – SGK

Đọc SGK và trả lời các câu hỏi của

Yêu cầu tiếp tục làm bài tập số 3 –SGK

Cho HS đọc SGKNêu câu hỏi định hướng:

Muốn xác định được độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện ta phải xác định những đại lượng nào ?

Điện dung và năng lượng của bộ tụ điện trước và sau khi bị đánh thủng ?

Trang 35

b = 1



n C

W = W1 – W2 = 2 ( 21)



n n

Sự gia tăng điện tích :

q = q2 – q1 = n( CU n 1)

Ta có : A = qU = ( 21)



n n CU

Wth = A - W = 2 ( 21)



n n

CU

= 0,001 J

Độ biến thiên năng lượng của tụ điện?

Chú ý : Năng lượng của bộ tụ diện tăng lên mặc dù có sự tiêu hao năng lượng do một tụ điện bị đánh thủng

Trước và sau khi bộ tụ điện đánh thủng, điện tích của bộ tụ điện ?

Sau khi tụ điện bị đánh thủng điện tíchcủa bộ tụ điện tăng lên một lượng được tính như thế nào ?

Điện tích của tụ điện tăng lên là do nguồn điện thực hiện công để đưa thêm điện tích đến tụ điện Tính công

đó ?Gọi năng lượng tiêu hao do sự đánh thủng là Wth = thì từ định luật bảo toànnăng lượng ta có thể viết :

A = W + Wth

Hãy rút ra kết quả Wth ?

Hoạt động 4 : Vận dụng , củng cố và giao nhiệm vụ

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập Nhắc lại những kiến thức ,công thức

đã sử dụng ở các bài tậpYêu cầu HS về nhà làm các bài tập ở SGK

Ôn lại các kiến thức vè dòng điện đã học ở lớp dưới

Trang 36

CHƯƠNG II : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

BÀI 10 : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỎI

NGUỒN ĐIỆN

I - Mục tiêu :

Trang 37

- Trình bày quy ước về chiều dòng điện, tác dụng của dòng điện, ý nghĩa của cường độ dòng điện.

- Viết được công thức cường độ dòng điện

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa R

- Nêu được vai trò của nguồn điện và suất điện động của nguồn điện là gì

- Nôi dung ghi bảng :

BÀI 10 : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

NGUỒN ĐIỆN

1- Dòng điện Các tác dụng của dòng điện

- Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyểncó hướng

- Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ

2- Cường độ dòng điện Định luật Ôm

- Đơn vị của cường độ dòng điện : A (Ampe); mA; A

b) Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R

Trang 38

Hoạt động 1 : Tìm hiểu dòng điện, các tác dụng của dòng điện Cường độ dòng điện Định luật Ôm

Đọc SGK tìm hiểu và trả lời các câu

theo yêu cầu

Nắm được đơn vị cường độ dòng điện

là A, mA,  A

Cho HS đọc mục một SGKNêu câu hỏi định hướng :Dòng điện là gì ?

Chiều dòng điện được xác định như thế nào ?

Dòng điện có tác dụng gì ?Yêu cầu trả lời câu hỏi C1

Yêu cầu HS tiếp tục đọc mục 2 SGK.Nắm dược định nghĩa cường độ dòng điện, công thức : I = Q t



Nắm được định nghĩa dòng điện không đổi, công thức I = q t

HS tìm hiểu đơn vị của cường độ dòngđiện

Trang 39

Ghi nhận nội dung định luật Ôm đối

Đó là đường biểu diễn sự phụ thuộc

của I theo U (tương quan bậc nhất của

I theo U qua hệ số k = R1 ); đồ thị là

đường thẳng đi qua gốc toạ độ

Trả lời các câu hỏi C4, C5

Tìm hiểu định luật Ôm đối với đối vớiđoạn mạch chỉ chứa điện trở R, các công thức

Lưu ý : R = U R nhưng R không phụ thuộc vào U, I

Yêu cầu HS trả lời câu C2, C3.Yêu cầu HS tìm hiểu đường đặc tuyếnvôn ampe

Cho HS vẽ một đồ thị đơn giản

Hướng dẫn HS làm các câu C4, C5

Hoạt động 2 : Tìm hiểu nguồn điện ; cấu tạo, suất điện động của nguồn điện

Đọc SGK và ghi nhận kiến thức

Không là lực tĩnh điện, vì lực tĩnh

điện giữa êlectron và ion dương là lực

hút Người ta gọi đó là lực lạ

Cá nhân nắm kiến thức sau :

Nêu định nghĩa nguồn điện như SGK

Có thể mang giới thiệu cho HS xem một số nguồn điện như pin, ăcquy.Cho HS đọc SGK biết cấu tạo nguồn điện như đã mô tả (HS xem hình vẽ)

HS hiểu được rằng giữa hai cực của nguồn điện có duy trì một hiệu điện thế Để tạo ra các điện cực như vậy, trong nguồn điện phải có lực thực hiệncông để tách các êlectron nguyên tử trung hoà rồi chuyển các êlectron hoặcion dương tạo thành như thế ra khỏi mỗi cực Khi đó một cực sẽ thừa electron được gọi là cực âm, cực còn lại thiếu êlectron hoặc thừa ít êlectron hơn cực kia gọi là cực dương của nguồn điện

Lực tách êlectron và ion dương là lực nào ? Có thể là lực tĩnh điện được không ? Người ta gọi đó là lực gì ?Cho HS tìm hiểu : khi nối hai cực của

Trang 40

Trong mạch có dòng điện Các hạt tải

điện dương từ cực dương của nguồn

điện (có điện thế cao) chạy về cực âm

(có điện thế thấp) Nếu vật dẫn làm

bằng kim loại thì có sự dịch chuyển

của các êlectron tự do từ cực âm qua

vật dẫn, đến cực dương

Bên trong nguồn điện , dưới tác dụng

của lực lạ, các hạt tải điện dương lại

dịch chuyển ngược chiều điện trường

từ cực âm đến cực dương Khi đó lực

lạ thực hiện một công thắng công của

trường tĩnh điện bên trong nguồn điện

Đọc SGK và hiểu được rằng : Suất

điện động là đại lượng đặc trưng cho

khả năng thực hiện công của nguồn

điện

Ghi nhận định nghĩa ở SGK

Nắm công thức : ξ = q A

Đơn vị suất điện động là vôn, kí hiệu

Điện trở trong của nguồn điện

nguồn điện bằng một vật dẫn tạo thành một mạch kín thì có hiện tượng

gì xảy ra ở mạch ngoài và bên trong nguồn điện ?

Yêu cầu HS tiếp tục tìm hiểu về suất điện động của nguồn điện (HS đọc mục 4.SGK)

Hoạt động 4 : Củng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ

Ghi nhận các nội dung đã nêu

Cá nhân làm bài tập

Nhận nhiệm vụ mới

Nhắc lại các nội dung chính đã học.Yêu cầu HS làm bài tập 1, 2 –SGK Nhận xét đánh giá kết quả của HS

Về nhà làm các bài tập còn lại ở SGK

BÀI 10 : PIN VÀ ACQUY

Tiêu đề	Giáo Án Vật Lí 11 Nâng Cao
Trường học	Trường Trung Học Phổ Thông
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Giáo án

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	1,5 MB