Giáo án vật lý nâng cao chương (1)

Hs trả lời câu hỏi: - Lực tĩnh điện thay đổi như thế nào trong môi trường đồng tính?. Từ thực nghiệm lực tĩnh điện trong môi trường đồngtính được xác định bởi công thức:... Vật chất dẫn

I MỤC TIÊU:

1 Kiến thức:

 Nêu được các cách làm nhiễm điện một vật

 Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm

2 Kỹ năng:

 Viết được công thức định luật Cu-lông

 Vận dụng được định luật Cu-lông để xác định được lực điện tác dụng giữa hai điện tích điểm

 Biểu diễn được lực tương tác giữa các điện tích bằng các vectơ

 Biết cách tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng phép cộng các vectơ lực

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên:

 Dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện do cọ xác, do tiếp xúc và do hưởng ứng

 SGK, SBT và các tài liệu tham khảo

 Nội dung ghi bảng:

TIẾT 1: CHƯỢNG I: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG

ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG

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

a Hai loại điện tích: + Điện tích dương

- Nhiễm điện do tiếp xúc

- Nhiễm điện do hưởng ứng

F 

Trong đó: + k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ

+ r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm

+ q1, q2 : độ lớn của hai điện tích điểm





 : hằng số điện môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất điện môi

2 Học sinh:

 Ôn lại kiến thức về điện tích

 SGK, SBT

III.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:

1 Giảng bài mới:

Hoạt động 1: Tìm hiểu sự nhiễm điện của vật.

Hs trả lời câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ của Gv:

- Có mấy loại điện tích?

- Tương tác giữa các điện tích diễn ra như thế

nào?

Hs quan sát Gv làm thí nghiệm và rút ra nhận xét:

- Sau khi cọ xát thanh thuỷ tinh có thể hút các

mẫu giấy vụn

- Thanh thuỷ tinh nhiễm điện

Hs nghe giảng và dự đoán kết quả của các hiện

Gv làm thí nghiệm hiện tượng nhiễm điện do cọ xát

Gv nêu hiện tượng:

- Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vàoquả cầu đã nhiễm điện

- Đưa thanh kim loại không nhiễm điện lại gần quảcầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào

Hiện tượng gì sẽ xảy ra?

Gv nhận xét và nói rõ ở bài sau chúng ta sẽ giải thíchnguyên nhân gây ra các hiện tượng trên

Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật Cu-lông.

Hs lắng nghe

Hs lắng nghe và ghi chép

Hs trả lời câu hỏi: Đặc điểm của vectơ lực là gi?

Đặc điểm của vectơ lực : gồm

Gv trình bày nội dung và biểu thức của định luật lông

Cu-Lực Cu-lông (lực tĩnh điện) là một vectơ Gv yêu cầu

Hs nêu đặc điểm vectơ lực

Biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn:

12 2

r

m m G

F hd  G: hằng số hấp dẫn

- Giống:

+ Lực HD tỉ lệ thuận tích khối lượng hai vật

+ Lực Cu-lông tỉ lệ thuận tích độ lớn hai điện tích.+ Lực HD tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cách giữa hai vật

So sánh sự giống và khác nhau giữa định luật

Cu-lông và định luật vạn vật hấp dẫn + Lực Cu-lông tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cáchgiữa hai điện tích

- Khác:

+ Lực HD bao giờ cũng là lực hút

+ Lực Cu-lông có thể là lực hút hay lực đẩy

Hoạt động 3: Tìm hiểu lực tĩnh điện trong điện môi.

Hs trả lời câu hỏi:

- Lực tĩnh điện thay đổi như thế nào trong môi

trường đồng tính?

 Lực tĩnh điện trong môi trường đồng tính giảm

đi ε lần so với trong môi trường chân không

- Hằng số điện môi phụ thuộc vào những yếu tố

nào? Không phụ thuộc vào yếu tố nào?

 Hằng số điện môi phụ thuộc vào tính chất của

điện môi Không phụ thuộc vào độ lớn các

điện tích và khoảng cách giữa điện tích

Gv nêu vấn đề: Định luật Cu-lông chỉ đề cập đến lựctĩnh điện trong chân không Vậy trong môi trường đồngtính lực tĩnh điện có thay đổi không? Nếu có thì thayđổi như thế nào?

Từ thực nghiệm lực tĩnh điện trong môi trường đồngtính được xác định bởi công thức:

Tiết : 02 THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.

24/08/2008

I MỤC TIÊU:

1 Kiến thức:

 Trình bày được nội dung chính của thuyết electron

 Trình bày được khái niệm hạt mang điện và vật nhiễm điện

 Phát biểu được nội dung của định luật bảo toàn điện tích

2 Kỹ năng:

 Vận dụng được thuyết electron để giải thích được các hiện tượng nhiễm điện

 Giải thích được tính dẫn điện, tính cách điện của một chất

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên:

 Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện do cọ xát

 N i dung ghi b ng:ội dung ghi bảng: ảng:

THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.

1 Thuyết electron:

- Bình thường nguyên tử trung hoà về điện

- Nguyên tử bị mất electron trở thành ion dương, nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm

- Electron có thể di chuyển trong một vật hay từ vật này sang vật khác vì độ linh động lớn

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

- Vật dẫn điện là những vật có các điện tích tự do có thể di chuyển được bên trong vật

- Vật cách điện là những vật có rất ít các điện tích tự do có thể di chuyển bên trong vật

3 Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện:

a Nhiễm điện do cọ xát:

Khi thanh thuỷ tinh cọ xát với lụa thì có một số electron di chuyển từ thuỷ tinh sang lụa nên thanh thuỷtinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm

b Nhiễm điện do tiếp xúc:

Khi thanh kim loại trung hoà điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện thì có sự di chuyển điện tích từ quảcầu sang thanh kim loại nên thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với quả cầu

c Nhiễm điện do hưởng ứng:

Thanh kim loại trung hoà điện đặt gần quả cầu nhiễm điện thì các electron tự do trong thanh kim loạidịch chuyển Đầu thanh kim loại xa quả cầu nhiễm điện cùng dấu với quả cầu, đầu thanh kim loại gầnquả cầu nhiễm điện trái dấu với quả cầu

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 điệntích trong hệ là một hằng số

2 Học sinh:

Ôn lại hiện tượng nhiễm điện do cọ xát, chất dẫn điện, chất cách điện (đã học ở THCS)

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ.

Trả lời câu hỏi của Gv:

Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật

Cu-lông

Biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích cùng

dấu

Gv đặt câu hỏi kiểm tra

Nhận xét câu trả lời của Hs

Hoạt động 2: Tìm hiểu nội dung thuyết electron Vật dẫn điện và vật cách điện.

Hs nhớ lại cấu tạo của nguyên tử

- Nguyên tử gồm:

- Yêu cầu HS nhắc lại kiến thức: cấu tạo củanguyên tử, điện tích của các hạt trong nguyên tử

+ Hạt nhân: proton: mang điện dương.

nơtron: không mang điện

+ Electron: mang điện âm

- Thuyết electron dựa trên sự có mặt và sự

di chuyển của electron

- Hs dựa vào lưu ý của Gv để trả lời câu

C1

- Hs nêu tên một vài vật dẫn điện và vật

cách điện

- Thuyết electron dựa trên cơ sở nào?

- Gv trình bày nội dung thuyết electron Lưu ý

Hs là khối lượng của electron nhỏ hơn khối lượngcủa proton rất nhiều nên electron di chuyển dễhơn

- Yêu cầu Hs trả lời câu C1

- Gv nêu câu hỏi: Theo quan điểm của thuyếtelectron thì thế nào là một vật nhiễm điện?

- Yêu cầu Hs nêu ví dụ về vật dẫn điện và vậtcách điện Định nghĩa vật dẫn điện và vật cáchđiện

- Gv đưa ra định nghĩa trong SGK Vậy hai cáchđịnh nghĩa đó có khác nhau không?

Hoạt động 3: Tìm hiểu ba hiện tượng nhiễm điện.

Hs nghiên cứu SGK, lắng nghe và trả lời câu hỏi

của Gv

Hs lắng nghe và ghi chép

Chú ý:

- Electron tự do có vai trò rất quan trọng

trong quá trình nhiễm điên

- Điện tích có tính bảo toàn

Gv yêu cầu Hs dựa vào thuyết electron để trả lời cáccâu hỏi sau:

- Bình thường thanh thuỷ tinh và mảnh lụa trunghoà về điện Tại sao sau khi cọ xát chúng lại nhiễmđiện? điện tích đó từ đâu đến?

- Thanh kim loại trung hoà điện khi tiếp xúc vớiquả cầu nhiễm điện thì thanh KL nhiễm điện Dựavào nội dung nào của thuyết electron để giải thíchhiện tượng trên?

- Tương tự yêu cầu Hs giải thích hiện tượngnhiếm điện do hưởng ứng

- Yêu cầu Hs so sánh ba hiện tượng nhiễm điệntrên

Gv nhận xét câu trả lời của Hs, tổng kết và rút ra kếtluận

Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật bảo toàn điện tích.

Tiết : 03 ĐIỆN TRƯỜNG

31/08/2008

I MỤC TIÊU:

1 Kiến thức:

 Nêu được điện trường tồn tại ở đâu? Có tính chất gì?

 Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường

 Trình bày được khái niệm đường sức điện, ý nghĩa và tính chất của đường sức điện

 Nếu được khái niệm điện trường đều Phát biểu được nguyên lí chồng chất điện trường

 Dụng cụ thí nghiệm điện phổ hoặc tranh ảnh minh hoạ điện phổ của các vật nhiễm điện

 Nội dung ghi bảng:

TIẾT 3: ĐIỆN TRƯỜNG

1 Điện trường:

a Khái niệm điện trường: Xuất hiện xung quanh các điện tích.

b Tính chất cơ bản của điện trường: Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó.

2 Cường độ điện trường:

- q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E

- q < 0 : F cùng phương, ngược chiều vớiE

3 Đường sức điện:

a Định nghĩa: (sgk).

b Các tính chất của đường sức điện: (sgk)

c Điện phổ: (sgk)

4 Điện trường đều : (sgk)

- Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song và cách đều nhau

5 Điện trường của một điện tích điểm: 9 10 9 2

- Q < 0 : E hướng lại gần điện tích

6 Nguyên lí chồng chất điện trường: (sgk)

2

1 E E

E  

2 2 2 1 2

1

2 1 2

1

2 1 2

1

.

E

E E E E E

E E E E E

E E E E

2 Học sinh:

 Ôn lại đường sức từ, từ phổ đã học ở THCS

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ.

Trả lời câu hỏi kiểm tra của Gv Gv đặt câu hỏi kiểm tra:- Nêu nội dung chính của thuyết electron

- Dựa vào nội dung chính của thuyết electron giải thíchhiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng

Gv nhận xét

Hoạt động 2: Tìm hiểu điện trường và cường độ điện trường.

Hs theo dõi bài giảng

Hs nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi

- Điện tích thử là vật có kích thước nhỏ và

điện lượng nhỏ

- Điện tích thử dung đê phát hiện ra lực điện

Nhận biết một nơi nào đó có điện trường

hay không

Gv đặt vấn đê: một vật tác dụng lực hấp dẫn lên vậtkhác vì xung quanh vật có trường hấp dẫn Vậy môitrưòng xung quanh điện tích có gì đặc biệt không?

Người ta thấy rằng khi đặt một điện tích lại gần mộtđiện tích khác thì chúng tương tác với nhau Vậy chúngtác dụng lực lên nhau bằng cách nào?

Gv đặt câu hỏi:

- Thế nào là điện tích thử?

- Điện trường của điện tích xuất hiện ở đâu?

- Tính chất cơ bản của điện trường là gì?

Để đặt trưng cho điện trường xung quanh điện tíchngười ta đưa ra khái niệm cường độ điện trường

Chú ý: Tại một điểm bất kì trong điện trường cường độ

điện trường là không đổi, không phụ thuộc vào độ lớn

và dấu của điện tích q.

Hoạt động 3: Tìm hiểu đường sức điện và tính chất của đường sức điện.

Hs đưa ra nhận xét:

- Là các đường thẳng

- Xuất phát từ quả cầu rồi đi ra xa

Hs lắng nghe, nghiên cứu sgk và trả lời câu

- Gv mở rộng vấn đề: khảo sát một hệ gồm hai điện tích+Q; -Q đặt cách nhau khoảng nhỏ

- Gv đưa ra khái niệm đường sức điện

Yêu cầu Hs trả lời: đường sức điện có những tính chấtnào?

Hoạt động 4: Tìm hiểu điện trường đều và điện trường của một điện tích điểm.

- Điện phổ của điện trường đều:

+ Là những đường thẳng

+ Các đường thẳng song song với nhau

- Hs trả lời: Điện trường đều xuất hiện ở đâu?

- Chú ý: Hướng của cường độ điện trường

phụ thuộc vào dấu của điện tích

- Gv đưa ra khái niệm điện trường đều

- Yêu cầu Hs dựa vào hình 3.7/16 sgk nhận xét điện phổcủa điện trường đều

- Gv yêu cầu Hs viết lại biểu thức định luật Cu-lông Từ

đó thiết lập công thức tính điện trường của một điệntích điểm

- Yêu cầu Hs trả lời câu C3

Hoạt động 5: Tìm hiểu nguyên lí chồng chất điện trường.

Hs nhắc lại cách tổng hợp hai vectơ theo quy

tắc hình bình hành Gv nêu vấn đề: Điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một điểm được đặt trưng bởi vectơ cường độ

điện trường Vậy vectơ cường độ điện trường tại

- Hs chú ý những trường hợp đặc biệt của

Tiết : 04 CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ

7/09/2008

I MỤC TIÊU:

1 Kiến thức:

 Nêu được đặc tính của công của lực điện

 Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường Nêu được đơn vị đo hiệuđiện thế

 Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điệntrường đó

2 Kỹ năng:

 Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều

 Vận dụng được công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên:

 Tĩnh điện kế và những dụng cụ liên quan (nếu có)

 Nội dung ghi bảng:

2 Học sinh: Ôn lại các vấn đề sau:

 Tính chất thế của trường hấp dẫn

 Biểu thức thế năng của một vật trong trường hấp dẫn

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:

TIẾT 4:

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ.

Hs nghe câu hỏi và trả lời

Gv đặt câu hỏi kiểm tra:

- Điện trường xuất hiên ở đâu? Tính chất cơ bảncủa điện trường là gì?

- Nêu các tính chất của đường sức điện

Gv nhận xét câu trả lời

Hoạt động 2: Tìm hiểu công của lực điện.

- Khi đặt điện tích trong điện trường thì dưới tác

TIẾT 4 – 5: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ

1 Công của lực điện:

- Điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, công của lực điện trường:

A MN q.E.M'N' M'N': hình chiếu của MN lên phương của điện truờng

- Công của lực điện tác dụng lên điện tích q không phụ thuộc dạng đường đi của điện tích mà

chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi

- => Vậy điện trường tĩnh là một trường thế

2 Khái niệm hiệu điện thế.

a Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích: AMN = WM – WN

b Hiệu điện thế, điện thế:

q

A V V

N M

MN   

- Khái niệm hiệu điện thế: (sgk)

- Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế Điện thế ở mặt đất và ở một

điểm xa vô cùng bằng không

N M

U

E Mn 

' '

d là khoảng cách giữa hai điểm M’, N’

Hs theo dõi Gv đặt vấn đề.

Trả lời câu hỏi:

- Công thức tính công: A  F s cos

- cường độ điện trường: E  F q

- Công của lực điện: A = q.E.s.cosα

- Gv hướng dẫn Hs thành lập công thức tính côngcủa lực điện trường bằng cách trả lời các câuhỏi:

+ Yêu cầu Hs viết công thức tính công của lực

+ Từ công thức định nghĩa cường độ điện trườnghãy thiết lập công thức 4.1 /19 sgk

- Chú ý: AMN là đại lượng đại số

- Dựa vào công thức tính công yêu cầu Hs nhậnxét

- Gv tổng kết: Lực có tính chất trên gọi là lực thế.Trường tĩnh điện là trường thế

Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm hiệu điện thế.

- Yêu cầu Hs nhớ lại công thức tính công của lựchấp dẫn biểu diễn qua hiệu thế năng

- Lưc hấp dẫn và lực điện có mối tương quan kì

lạ Từ đó đưa ra công thức tính công của lựcđiện biểu diễn qua hiệu thế năng

- Thế năng của vật trong trường hấp dẫn tỉ lệ vớikhối lượng Thế năng của điện tích q trong điệntrường tỉ lệ với điện tích q

TIẾT 5:

Hoạt động 4: Tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.

Hs trả lời câu hỏi:

- Viết công thức tính công của lực điện

- Từ công thức định nghĩa hiệu điện thế Tìm mối

liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện

Hs thực hiện theo sự hướng dẫn của Gv:

- Yêu cầu Hs đọc đề bài và tóm tắt đề

- Viết công thức tính công của lực điện

- Xác định cường độ điện trường

Hs đọc đề bài 5/23 sgk và trả lời các câu hỏi sau:

- Chuyển động của electron là chuyển động gì?

- Electron chuyển động dưới tác dụng của lực

nào?

- Từ ĐL II Niutơn suy ra công thức gia tốc

- Dựa vào dữ kiện đề bài, viết công thức phù hợp

để tính quảng đường của chuyển động

- Gv hướng dẫn Hs vận dụng công thức tính côngcủa lực điện giải bài tập 4/23 sgk để củng cố bàihọc

- Bài 5/23 sgk sử dụng kiến thức ở lớp10, Gv cho

Hs nhắc lại để giải bài tập

- Gv theo dõi, nhận xét và hoàn chỉnh

Tiết : 06 BÀI TẬP VỀ LỰC COULOMB VÀ ĐIỆN TRƯỜNG.

7/09/2008

I MỤC TIÊU:

Vận dụng được:

 Công thức xác định lực Cu-lông

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

 Nguyên lí chồng chất điện trường

 Công thức tính công của lực điện

 Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên:

 Chuẩn bị bài tập về lực Cu-lông và điện trường

 Nội dung ghi bảng:

2 Học sinh:

 Ôn lại những bài đã học

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:

Hoạt động 1: Tìm hiểu lực tương tác giữa các điện tích (Bài 1)

Hs đọc đề bài và trả lời các câu hỏi:

- Điện tích q0 chịu mấy lực tác dụng?

- Gv yêu cầu Hs đọc đề và tóm tắt đê

- Gv hướng dẫn Hs vận dụng định luật Cu-lông

để giải bài toán

- Gv nhận xét các câu trả lời và hoàn chỉnh bàigiải

- Yêu cầu Hs về nhà giải bài toán với trườnghợp q1 > 0 và q2 < 0

Hoạt động 2: Tìm hiểu cường độ điện trường tại một điểm (Bài 2)

Hs đọc đề và trả lời câu hỏi:

- Tại điểm M có mấy cường độ điện trường?

- Viết công thức tính cường độ điện trường do

điện tích Q gây ra tại một điểm

- Xác định các cường độ điện trường tại điểm

M (phương, chiều, độ lớn)

- Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường

- Nêu quy tắc hình bình hành và các trường hợp

đặc biệt

- Gv yêu cầu Hs đọc và tóm tắt đề

- Hướng dẫn Hs áp dụng công thức tính cường

độ điện trường tại một điểm và nguyên líchồng chất điện trường

- Nhận xét câu trả lời và hoàn chỉnh bài giải

- Yêu cầu Hs giải bài toán với trường hợp q1 >

0 và q2 > 0

- Chú ý: SGK giải bài toán bằng phương pháp

hình học nhưng có thế giải bài toán bằng quytắc hình bình hành tổng quát hơn

Hoạt động 3: Tìm hiểu chuyển động của điện tích trong điện trường (Bài 3)

Hs trả lời câu hỏi:

- Điện trường giữa hai tấm kim loại là điện trường

- Giúp Hs nhớ lại kiến thức về điện trường đều

- Nêu các câu hỏi gợi mở giúp Hs giải quyết vấn

đề của bài toán

- Gv nhận xét và hoàn chỉnh bài toán