Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Vật lí lớp 11 THPT

PHẦN THỨ HAI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THPT MỘT SỐ ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG 1. Phần “Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng” của tài liệu này được trình bày theo từng lớp và theo các chương. Mỗi chương đều gồm hai phần là : a) Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình : Phần này nêu lại nguyên văn các chuẩn kiến thức, kĩ năng đã được quy định trong chương trình hiện hành tương ứng đối với mỗi chương. b) Hướng dẫn thực hiện : Phần này chi tiết hoá các chuẩn kiến thức, kĩ năng đã nêu ở phần trên dưới dạng một bảng gồm có 4 cột và được sắp xếp theo các chủ đề của môn học. Các cột của bảng này gồm : - Cột thứ nhất (STT) ghi thứ tự các đơn vị kiến thức, kĩ năng trong mỗi chủ đề. - Cột thứ hai (Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình) nêu lại các chuẩn kiến thức, kĩ năng tương ứng với mỗi chủ đề đã được quy định trong chương trình hiện hành. - Cột thứ ba (Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN) trình bày nội dung chi tiết tương ứng với các chuẩn kiến thức, kĩ năng nêu trong cột thứ hai. Đây là phần trọng tâm, trình bày những kiến thức, kĩ năng tối thiểu mà HS cần phải đạt được trong quá trình học tập. Các kiến thức, kĩ năng được trình bày trong cột này ở các cấp độ khác nhau, và được để trong dấu ngoặc vuông [ ]. Các chuẩn kiến thức, kĩ năng được chi tiết hóa trong cột này là những căn cứ cơ bản nhất để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh trong quá trình học tập cấp THPT. - Cột thứ tư (Ghi chú) trình bày những nội dung liên quan đến những chuẩn kiến thức, kĩ năng được nêu ở cột thứ ba. Đó là những kiến thức, kĩ năng cần tham khảo vì chúng được sử dụng trong SGK hiện hành khi tiếp cận những chuẩn kiến thức, kĩ năng quy định trong chương trình, hoặc đó là những ví dụ minh hoạ, những điểm cần chú ý khi thực hiện. 2. Đối với các vùng sâu, vùng xa và những vùng nông thôn còn có những khó khăn, GV cần bám sát vào chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình chuẩn, không yêu cầu HS biết những nội dung về chuẩn kiến thức, kĩ năng khác liên quan có trong các tài liệu tham khảo. Ngược lại, đối với các vùng phát triển như thị xã, thành phố, những vùng có điều kiện về kinh tế, văn hoá xã hội, GV cần linh hoạt đưa vào những kiến thức, kĩ năng liên quan để tạo điều kiện cho HS phát triển năng lực. Trong quá trình vận dụng, GV cần phân hoá trình độ HS để có những giải pháp tốt nhất trong việc tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS. Trên đây là những điểm cần lưu ý khi thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng. Sở Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo các trường THPT tổ chức cho tổ chuyên môn rà soát chương trình, khung phân phối chương trình của Bộ, xây dựng một khung giáo án chung cho tổ chuyên môn để từ đó các GV có cơ sở soạn bài và nâng cao chất lượng dạy học. A. ch­¬ng tr×nh chuÈn Ch­¬ng I. §iÖn tÝch. §iÖn tr­êng 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) §iÖn tÝch. §Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. Lùc t¸c dông gi÷a c¸c ®iÖn tÝch. ThuyÕt ªlectron. b) §iÖn tr­êng. C­êng ®é ®iÖn tr­êng. §­êng søc ®iÖn. c) §iÖn thÕ vµ hiÖu ®iÖn thÕ. d) Tô ®iÖn. e) N¨ng l­îng cña ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn. KiÕn thøc - Nªu ®­îc c¸c c¸ch làm nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - Nªu ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. - Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. NhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn. NhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng vµ nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. KÜ n¨ng - VËn dông ®­îc thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. - VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ kh¸i niÖm ®iÖn tr­êng ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®èi víi hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña mét ®iÖn tÝch däc theo ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. §IÖN TÝCH. §ÞNH LUËT CU-L¤NG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc c¸c c¸ch nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). [Th«ng hiÓu] Cã ba c¸ch làm nhiÔm ®iÖn cho vËt : NhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Cä x¸t hai vËt, kÕt qu¶ lµ hai vËt bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Cho mét vËt nhiÔm ®iÖn tiÕp xóc víi vËt dÉn kh¸c kh«ng nhiÔm ®iÖn, kÕt qu¶ lµ vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : §­a mét vËt nhiÔm ®iÖn l¹i gÇn nh­ng kh«ng ch¹m vµo vËt dÉn kh¸c trung hoµ vÒ ®iÖn. KÕt qu¶ lµ hai ®Çu cña vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. §Çu cña vËt dÉn ë gÇn vËt nhiÔm ®iÖn mang ®iÖn tÝch tr¸i dÊu víi vËt nhiÔm ®iÖn. ¤n tËp kiÕn thøc ë ch­¬ng tr×nh vËt lÝ cÊp THCS. Cä x¸t thuû tinh vµo lôa, kÕt qu¶ lµ thuû tinh vµ lôa bÞ nhiÔm ®iÖn. VËt dÉn A kh«ng nhiÔm ®iÖn. Khi cho A tiÕp xóc víi vËt nhiÔm ®iÖn B th× A nhiÔm ®iÖn cïng dÊu víi B. Cho ®Çu A cña thanh kim lo¹i AB l¹i gÇn vËt nhiÔm ®iÖn C, kÕt qu¶ ®Çu A tÝch ®iÖn tr¸i dÊu víi C vµ ®Çu B tÝch ®iÖn cïng dÊu víi C. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®èi víi hai ®iÖn tÝch ®iÓm. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt Cu-l«ng : Lùc hót hay lùc ®Èy gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®Æt trong ch©n kh«ng cã ph­¬ng trïng víi ®­êng th¼ng nèi hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®ã, cã ®é lín tØ lÖ thuËn víi tÝch ®é lín cña hai ®iÖn tÝch vµ tØ lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch gi÷a chóng : F = trong ®ã, F lµ lùc t¸c dông ®o b»ng ®¬n vÞ niut¬n (N), r lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn tÝch, ®o b»ng mÐt (m), q1, q2 lµ c¸c ®iÖn tÝch, ®o b»ng cul«ng (C), k lµ hÖ sè tØ lÖ, phô thuéc vµo hÖ ®¬n vÞ ®o. Trong hÖ SI, k = 9.109 . Hai ®iÖn tÝch cïng dÊu th× ®Èy nhau, hai ®iÖn tÝch tr¸i dÊu th× hót nhau. Khi hai ®iÖn tÝch ®­îc ®Æt trong ®iÖn m«i ®ång chÊt, chiÕm ®Çy kh«ng gian, cã h»ng sè ®iÖn m«i e, th× : F = H»ng sè ®iÖn m«i cña kh«ng khÝ gÇn b»ng h»ng sè ®iÖn m«i cña ch©n kh«ng (e = 1). [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®é lín cña lùc theo c«ng thøc ®Þnh luËt Cu-l«ng. · BiÕt c¸ch vÏ h×nh biÓu diÔn lùc t¸c dông lªn c¸c ®iÖn tÝch. §iÖn tÝch ®iÓm lµ mét vËt tÝch ®iÖn cã kÝch th­íc rÊt nhá so víi kho¶ng c¸ch tíi ®iÓm mµ ta xÐt. §iÖn m«i lµ m«i tr­êng c¸ch ®iÖn. Khi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm ®­îc ®Æt trong ®iÖn m«i ®ång tÝnh chiÕm ®Çy kh«ng gian xung quanh c¸c ®iÖn tÝch, th× lùc t­¬ng t¸c gi÷a chóng yÕu ®i e lÇn so víi khi ®Æt chóng trong ch©n kh«ng. e gäi lµ h»ng sè ®iÖn m«i cña m«i tr­êng (e ³ 1). Hai lùc t¸c dông vµo hai ®iÖn tÝch lµ hai lùc trùc ®èi: cïng ph­¬ng, ng­îc chiÒu, ®é lín b»ng nhau vµ ®Æt vµo hai ®iÖn tÝch. 2. THUYÕT £LECTRON. §ÞNH LUËT B¶O TOµN §IÖN TÝCH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. [Th«ng hiÓu] · ThuyÕt dùa trªn sù c­ tró vµ di chuyÓn cña c¸c ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng ®iÖn vµ c¸c tÝnh chÊt ®iÖn cña c¸c vËt gäi lµ thuyÕt ªlectron. · ThuyÕt ªlectron gåm c¸c néi dung chÝnh sau ®©y : - £lectron cã thÓ rêi khái nguyªn tö ®Ó di chuyÓn tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c. Nguyªn tö bÞ mÊt ªlectron sÏ trë thµnh mét h¹t mang ®iÖn d­¬ng gäi lµ ion d­¬ng. - Mét nguyªn tö ë tr¹ng th¸i trung hßa cã thÓ nhËn thªm ªlectron ®Ó trë thµnh mét h¹t mang ®iÖn ©m gäi lµ ion ©m. - Mét vËt nhiÔm ®iÖn ©m khi sè ªlectron mµ nã chøa lín h¬n sè ®iÖn tÝch nguyªn tè d­¬ng (pr«t«n). NÕu sè ªlectron Ýt h¬n sè pr«t«n th× vËt nhiÔm ®iÖn d­¬ng. ¤n tËp mét phÇn kiÕn thøc cña bµi trong ch­¬ng tr×nh VËt lÝ cÊp THCS vµ ë m«n Hãa häc. Theo thuyÕt ªlectron, vËt (hay chÊt) dÉn ®iÖn lµ vËt (hay chÊt) cã chøa ®iÖn tÝch tù do, lµ ®iÖn tÝch cã thÓ dÞch chuyÓn tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm kh¸c bªn trong vËt (hay chÊt) dÉn ®iÖn. Kim lo¹i, dung dÞch axit, baz¬, muèi... lµ c¸c chÊt dÉn ®iÖn. Cßn vËt (hay chÊt) c¸ch ®iÖn lµ vËt (hay chÊt) kh«ng chøa ®iÖn tÝch tù do, nh­ kh«ng khÝ kh«, thuû tinh, sø, cao su... 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. [Th«ng hiÓu] §Þnh luËt : Trong mét hÖ c« lËp vÒ ®iÖn, tæng ®¹i sè cña c¸c ®iÖn tÝch lµ kh«ng ®æi. HÖ c« lËp vÒ ®iÖn lµ hÖ vËt kh«ng cã trao ®æi ®iÖn tÝch víi c¸c vËt kh¸c ngoµi hÖ. 3 VËn dông ®­îc thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. [VËn dông] Gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn : Sù nhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Khi hai vËt cä x¸t, ªlectron dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c, dÉn tíi mét vËt thõa ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn ©m, cßn mét vËt thiÕu ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn d­¬ng. Sù nhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Khi vËt kh«ng mang ®iÖn tiÕp xóc víi vËt mang ®iÖn, th× ªlectron cã thÓ dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c lµm cho vËt kh«ng mang ®iÖn khi tr­íc còng bÞ nhiÔm ®iÖn theo. Sù nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : Khi mét vËt b»ng kim lo¹i ®­îc ®Æt gÇn mét vËt ®· nhiÔm ®iÖn, c¸c ®iÖn tÝch ë vËt nhiÔm ®iÖn sÏ hót hoÆc ®Èy ªlectron tù do trong vËt b»ng kim lo¹i lµm cho mét ®Çu vËt nµy thõa ªlectron, mét ®Çu thiÕu ªlectron. Do vËy, hai ®Çu cña vËt bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. 3. §IÖN TR¦êNG Vµ C¦êNG §é §IÖN TR¦êNG. §¦êNG SøC §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. [Th«ng hiÓu] §iÖn tr­êng lµ mét d¹ng vËt chÊt bao quanh ®iÖn tÝch vµ tån t¹i cïng víi ®iÖn tÝch (tr­êng hîp ®iÖn tr­êng tÜnh, g¾n víi ®iÖn tÝch ®øng yªn). TÝnh chÊt c¬ b¶n cña ®iÖn tr­êng lµ t¸c dông lùc ®iÖn lªn c¸c ®iÖn tÝch ®Æt trong nã. N¬i nµo cã ®iÖn tÝch th× ë xung quanh ®iÖn tÝch ®ã cã ®iÖn tr­êng. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. [Th«ng hiÓu] C­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mét ®iÓm lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho t¸c dông lùc cña ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ®ã. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña ®é lín lùc ®iÖn F t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch thö q (d­¬ng) ®Æt t¹i ®iÓm ®ã vµ ®é lín cña q. trong ®ã E lµ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ta xÐt. C­êng ®é ®iÖn tr­êng lµ mét ®¹i l­îng vect¬ : . Vect¬ cã ®iÓm ®Æt t¹i ®iÓm ®ang xÐt, cã ph­¬ng chiÒu trïng víi ph­¬ng chiÒu cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch thö q d­¬ng ®Æt t¹i ®iÓm ®ang xÐt vµ cã ®é dµi (m« ®un) biÓu diÔn ®é lín cña c­êng ®é ®iÖn tr­êng theo mét tØ xÝch nµo ®ã. Trong hÖ SI, ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng lµ v«n trªn mÐt (V/m). Mét vËt cã kÝch th­íc nhá, mang mét ®iÖn tÝch nhá, ®­îc dïng ®Ó ph¸t hiÖn lùc ®iÖn t¸c dông lªn nã gäi lµ ®iÖn tÝch thö. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng lÇn l­ît ®Æt c¸c ®iÖn tÝch thö q1, q2, ... kh¸c nhau t¹i mét ®iÓm th×: C­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mét ®iÓm M c¸ch ®iÖn tÝch ®iÓm Q mét kho¶ng r trong ch©n kh«ng ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Nguyªn lÝ chång chÊt ®iÖn tr­êng: Khi mét ®iÖn tÝch chÞu t¸c dông ®ång thêi cña ®iÖn tr­êng , th× nã chÞu t¸c dông cña ®iÖn tr­êng tæng hîp ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : Chó ý : Ng­êi ta cßn biÓu diÔn ®iÖn tr­êng b»ng nh÷ng ®­êng søc ®iÖn. §­êng søc ®iÖn lµ ®­êng ®­îc vÏ trong ®iÖn tr­êng sao cho tiÕp tuyÕn t¹i bÊt k× ®iÓm nµo trªn ®­êng còng trïng víi ph­¬ng cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ®ã và cã chiÒu thuËn theo chiÒu cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng. Mét ®iÖn tr­êng mµ vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mäi ®iÓm ®Òu nh­ nhau gäi lµ ®iÖn tr­êng ®Òu. §­êng søc cña nã lµ c¸c ®­êng th¼ng song song c¸ch ®Òu. 4. C¤NG CñA LùC §IÖN. HIÖU §IÖN THÕ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. [Th«ng hiÓu] - C«ng cña lùc ®iÖn tr­êng khi ®iÖn tÝch ®iÓm q di chuyÓn trong ®iÖn tr­êng ®Òu E tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N lµ AMN = qEd, kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng ®­êng ®i mµ chØ phô thuéc vµo vÞ trÝ ®iÓm ®Çu M vµ ®iÓm cuèi N cña ®­êng ®i, víi d lµ h×nh chiÕu cña qu·ng ®­êng ®i MN theo ph­¬ng vect¬ (ph­¬ng ®­êng søc). - C«ng cña lùc ®iÖn tr­êng trong mét tr­êng tÜnh ®iÖn bÊt k× kh«ng phô thuéc h×nh d¹ng ®­êng ®i, chØ phô thuéc vÞ trÝ ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®­êng ®i. §iÖn tr­êng tÜnh lµ mét tr­êng thÕ. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. [Th«ng hiÓu] · HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M, N trong ®iÖn tr­êng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng sinh c«ng cña ®iÖn tr­êng trong sù di chuyÓn cña mét ®iÖn tÝch tõ ®iÓm M ®Õn N. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña c«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch q trong sù dÞch chuyÓn tõ M ®Õn N vµ ®é lín cña q. · Trong hÖ SI, ®¬n vÞ hiÖu ®iÖn thÕ lµ v«n (V). NÕu UMN = 1V, q = 1C th× AMN = 1J. V«n lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M, N trong ®iÖn tr­êng mµ khi mét ®iÖn tÝch d­¬ng 1C di chuyÓn tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N th× lùc ®iÖn sÏ thùc hiÖn mét c«ng d­¬ng lµ 1J. §iÖn thÕ t¹i mét ®iÓm trong ®iÖn tr­êng lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho ®iÖn tr­êng vÒ mÆt n¨ng l­îng. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña c«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch d­¬ng q khi ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn tõ ®iÓm ®ã ra v« cùc vµ ®é lín cña ®iÖn tÝch q. §¬n vÞ cña ®iÖn thÕ lµ v«n (kÝ hiÖu lµ V). §iÖn thÕ lµ mét ®¹i l­îng v« h­íng. Ng­êi ta th­êng quy ­íc chän mèc tÝnh ®iÖn thÕ (®iÖn thÕ b»ng 0) lµ ®iÖn thÕ cña mÆt ®Êt hoÆc ®iÖn thÕ cña mét ®iÓm ë v« cùc. Ng­êi ta ®o hiÖu ®iÖn thÕ tÜnh ®iÖn b»ng tÜnh ®iÖn kÕ. Trong kÜ thuËt, hiÖu ®iÖn thÕ gäi lµ ®iÖn ¸p. 3 Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. NhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. [Th«ng hiÓu] · Mèi liªn hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu E vµ hiÖu ®iÖn thÕ U gi÷a hai ®iÓm M vµ N c¸ch nhau mét kho¶ng d däc theo ®­êng søc ®iÖn cña ®iÖn tr­êng ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: · Trong hÖ SI, hiÖu ®iÖn thÕ U tÝnh b»ng v«n (V), d tÝnh b»ng mÐt (m) nªn c­êng ®é ®iÖn tr­êng cã ®¬n vÞ lµ v«n trªn mÐt (V/m). 4 Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña mét ®iÖn tÝch däc theo ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu. [VËn dông] · BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh ®­îc lùc t¸c dông lªn ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng. · VËn dông ®­îc biÓu thøc ®Þnh luËt II Niu-t¬n cho ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng vµ c¸c c«ng thøc ®éng lùc häc cho ®iÖn tÝch. Lùc ®iÖn F t¸c dông lªn ®iÖn tÝch g©y ra cho ®iÖn tÝch gia tèc a, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc : (XÐt ®iÖn tr­êng ®Òu) 5. Tô §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn. NhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng. [Th«ng hiÓu] · Tô ®iÖn lµ mét hÖ hai vËt dÉn ®Æt gÇn nhau vµ ng¨n c¸ch nhau b»ng mét líp c¸ch ®iÖn. Hai vËt dÉn ®ã gäi lµ hai b¶n cña tô ®iÖn. Tô ®iÖn dïng phæ biÕn lµ tô ®iÖn ph¼ng, gåm hai b¶n cùc kim lo¹i ph¼ng ®Æt song song víi nhau vµ ng¨n c¸ch nhau b»ng chÊt ®iÖn m«i. Khi ta tÝch ®iÖn cho tô ®iÖn, do cã sù nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng, ®iÖn tÝch cña hai b¶n bao giê còng cã ®é lín b»ng nhau, nh­ng tr¸i dÊu. Ta gäi ®iÖn tÝch cña b¶n d­¬ng lµ ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn. · C¸c lo¹i tô ®iÖn th«ng dông lµ tô ®iÖn kh«ng khÝ, tô ®iÖn giÊy, tô ®iÖn mica, tô ®iÖn sø, tô ®iÖn gèm,... Tô ®iÖn xoay cã ®iÖn dung thay ®æi ®­îc. 2 Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. Nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. [Th«ng hiÓu] · §iÖn dung cña tô ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng tÝch ®iÖn cña tô ®iÖn ë mét hiÖu ®iÖn thÕ nhÊt ®Þnh. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n cña tô ®iÖn : . Trong ®ã, C lµ ®iÖn dung cña tô ®iÖn, Q lµ ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn, U lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n tô ®iÖn. · §¬n vÞ cña ®iÖn dung lµ fara (F). NÕu Q = 1C, U = 1V th× C = 1F. Fara lµ ®iÖn dung cña mét tô ®iÖn mµ khi hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n lµ 1V th× ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn lµ 1C. Ta th­êng dïng c¸c ­íc sè cña fara : 1 mF = 1.10-6 F ; 1 nF = 1.10-9 F ; 1 pF = 1.10-12 F · Trªn vá mçi tô ®iÖn th­êng cã ghi cÆp sè liÖu, ch¼ng h¹n nh­ 10 mF - 250 V. Sè liÖu thø nhÊt cho biÕt gi¸ trÞ ®iÖn dung cña tô ®iÖn. Sè liÖu thø hai chØ gi¸ trÞ giíi h¹n cña hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai b¶n cùc cña tô ®iÖn ; v­ît qu¸ giíi h¹n ®ã tô ®iÖn cã thÓ bÞ háng. §èi víi mét tô ®iÖn ®· cho th× tØ sè = h»ng sè (víi hiÖu ®iÖn thÕ U kh¸c nhau). §iÖn dung cña tô ®iÖn chØ phô thuéc vµo ®Æc tÝnh cña tô ®iÖn mµ kh«ng phô thuéc vµo hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo tô ®iÖn. 3 Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. [Th«ng hiÓu] · Khi mét hiÖu ®iÖn thÕ U ®­îc ®Æt vµo hai b¶n cña tô ®iÖn, th× tô ®iÖn ®­îc tÝch ®iÖn, khi ®ã tô ®iÖn tÝch luü n¨ng l­îng d­íi d¹ng n¨ng l­îng ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn. · §iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng kh¸c ®Òu mang n¨ng l­îng. §¬n vÞ cña n¨ng l­îng ®· ®­îc häc tõ cÊp THCS. C«ng thøc tÝnh n¨ng l­îng ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn lµ : §¬n vÞ cña n¨ng l­îng lµ jun (J). Ch­¬ng II. DßNG §IÖN KH¤NG §æI 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) Dßng ®iÖn kh«ng ®æi. b) Nguån ®iÖn. SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn. Pin, acquy. c) C«ng suÊt cña nguån ®iÖn. d) §Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. e) GhÐp c¸c nguån ®iÖn thµnh bé. KiÕn thøc - Nªu ®­îc dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ g×. - Nªu ®­îc suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn lµ g×. - Nªu ®­îc cÊu t¹o chung cña c¸c nguån ®iÖn ho¸ häc (pin, acquy). - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn : Png = EI - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña bé nguån m¾c nèi tiÕp, m¾c song song. KÜ n¨ng - VËn dông ®­îc hÖ thøc hoÆc U = E – Ir ®Ó gi¶i c¸c bµi tËp ®èi víi toµn m¹ch, trong ®ã m¹ch ngoµi gåm nhiÒu nhÊt lµ ba ®iÖn trë. - VËn dông ®­îc c«ng thøc Ang = EIt và Png = EI. - TÝnh ®­îc hiÖu suÊt cña nguån ®iÖn. - NhËn biÕt ®­îc, trªn s¬ ®å vµ trong thùc tÕ, bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. - TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña c¸c lo¹i bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. - TiÕn hµnh ®­îc thÝ nghiÖm ®o suÊt ®iÖn ®éng vµ x¸c ®Þnh ®iÖn trë trong cña mét pin. ChØ xÐt ®Þnh luËt ¤m ®èi víi m¹ch ®iÖn kh«ng chøa m¸y thu ®iÖn. ChØ xÐt c¸c bé nguån m¾c song song gåm tèi ®a bèn nguån gièng nhau ®­îc m¾c thµnh c¸c d·y nh­ nhau. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. DßNG §IÖN KH¤NG §æI. NGUåN §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ g×. [Th«ng hiÓu] Dßng ®iÖn lµ dßng c¸c ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn cã h­íng. C­êng ®é dßng ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho t¸c dông m¹nh hay yÕu cña dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ dßng ®iÖn cã chiÒu vµ c­êng ®é kh«ng ®æi theo thêi gian. C­êng ®é dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc : trong ®ã, q lµ ®iÖn l­îng chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña vËt dÉn trong kho¶ng thêi gian t. Trong hÖ SI, ®¬n vÞ cña c­êng ®é dßng ®iÖn lµ ampe (A) vµ ®­îc x¸c ®Þnh lµ : C¸c ­íc sè cña ampe lµ 1 mA = 1.10-3A, 1mA = 1.10-6 A. ¤n tËp kiÕn thøc vÒ dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®· häc ë ch­¬ng tr×nh vËt lÝ cÊp THCS. §¬n vÞ cña ®iÖn l­îng lµ cul«ng (C) ®­îc ®Þnh nghÜa theo ®¬n vÞ ampe: 1 C = 1 A s Cul«ng lµ ®iÖn l­îng dÞch chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña d©y dÉn trong thêi gian 1 gi©y khi cã dßng ®iÖn kh«ng ®æi c­êng ®é 1 ampe ch¹y qua d©y dÉn nµy. 2 Nªu ®­îc suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn lµ g×. [Th«ng hiÓu] SuÊt ®iÖn ®éng E cña nguån ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng thùc hiÖn c«ng cña nguån ®iÖn, cã gi¸ trÞ b»ng th­¬ng sè gi÷a c«ng A cña c¸c lùc l¹ vµ ®é lín cña c¸c ®iÖn tÝch q dÞch chuyÓn trong nguån : E Trong hÖ SI, suÊt ®iÖn ®éng cã ®¬n vÞ lµ v«n (V). Nguån ®iÖn lµ thiÕt bÞ duy tr× hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai cùc cña nguån ®iÖn. Khi nguån ®iÖn ®­îc m¾c vµo m¹ch ®iÖn kÝn, th× trong m¹ch ®iÖn cã dßng ®iÖn. Bªn trong nguån ®iÖn cã c¸c lùc l¹ cã b¶n chÊt kh¸c víi lùc ®iÖn (lùc cña ®iÖn tr­êng tÜnh nh­ ®· nªu ë phÇn tr­íc). C¸c lùc l¹ thùc hiÖn c«ng ®Ó lµm dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch d­¬ng ng­îc chiÒu ®iÖn tr­êng hoÆc lµm c¸c ®iÖn tÝch ©m dÞch chuyÓn cïng chiÒu víi ®iÖn tr­êng. C«ng cña c¸c lùc l¹ thùc hiÖn lµm dÞch chuyÓn c¸c ®iÖn tÝch trong nguån ®iÖn ®­îc gäi lµ c«ng cña nguån ®iÖn. Sè v«n ghi trªn mçi nguån ®iÖn cho biÕt trÞ sè cña suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn ®ã. SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn cã gi¸ trÞ b»ng hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai cùc cña nã khi m¹ch ngoµi hë. Mçi nguån ®iÖn ®­îc ®Æc tr­ng bëi suÊt ®iÖn ®éng E vµ ®iÖn trë trong r cña nã. 3 Nªu ®­îc cÊu t¹o chung cña c¸c nguån ®iÖn ho¸ häc (pin, acquy). [Th«ng hiÓu] Pin ®iÖn hãa gåm hai cùc cã b¶n chÊt kh¸c nhau ®­îc ng©m trong chÊt ®iÖn ph©n (dung dÞch axit, baz¬, muèi). Do t¸c dông ho¸ häc, c¸c cùc cña pin ®iÖn ho¸ ®­îc tÝch ®iÖn kh¸c nhau vµ gi÷a chóng cã mét hiÖu ®iÖn thÕ b»ng gi¸ trÞ suÊt ®iÖn ®éng cña pin. Khi ®ã n¨ng l­îng ho¸ häc chuyÓn thµnh ®iÖn n¨ng dù tr÷ trong nguån ®iÖn. Acquy lµ nguån ®iÖn ho¸ häc ho¹t ®éng dùa trªn ph¶n øng ho¸ häc thuËn nghÞch, nã tÝch tr÷ n¨ng l­îng lóc n¹p ®iÖn vµ gi¶i phãng n¨ng l­îng khi ph¸t ®iÖn. Nguån ®iÖn ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c trªn cßn gäi lµ nguån ®iÖn ho¸ häc hay pin ®iÖn ho¸ (pin vµ acquy). ë ®©y lùc ho¸ häc ®ãng vai trß lùc l¹. Pin vµ acquy ho¹t ®éng dùa trªn t¸c dông hãa häc cña c¸c dung dÞch ®iÖn ph©n lªn c¸c kim lo¹i. Thanh kim lo¹i ®­îc nhóng vµo dung dÞch ®iÖn ph©n, do t¸c dông ho¸ häc, trªn mÆt thanh kim lo¹i vµ ë dung dÞch ®iÖn ph©n xuÊt hiÖn hai lo¹i ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. Khi ®ã, gi÷a thanh kim lo¹i vµ dung dÞch ®iÖn ph©n cã mét hiÖu ®iÖn thÕ x¸c ®Þnh gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ ®iÖn ho¸. Pin V«n-ta lµ nguån ®iÖn ho¸ häc gåm mét cùc b»ng kÏm (Zn) vµ mét cùc b»ng ®ång (Cu) ®­îc ng©m trong dung dÞch axit sufuric (H2SO4) lo·ng. Acquy ch× gåm b¶n cùc d­¬ng lµ ch× ®i«xit (PbO2) vµ b¶n cùc ©m b»ng ch× (Pb), chÊt ®iÖn ph©n lµ dung dÞch axit sunfuric (H2SO4) lo·ng. 2. C«ng vµ C¤NG SUÊT §IÖN cña nguån ®iÖn Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt VËn dông ®­îc c«ng thøc Ang = EIt trong c¸c bµi tËp. [Th«ng hiÓu] Trong mét m¹ch ®iÖn kÝn, nguån ®iÖn thùc hiÖn c«ng, lµm di chuyÓn c¸c ®iÖn tÝch tù do cã trong m¹ch, t¹o thµnh dßng ®iÖn. §iÖn n¨ng tiªu thô trong toµn m¹ch b»ng c«ng cña c¸c lùc l¹ bªn trong nguån ®iÖn, tøc lµ b»ng c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt trong ®ã, E lµ suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn (V), q lµ ®iÖn l­îng chuyÓn qua nguån ®iÖn ®o b»ng cul«ng (C), I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua nguån ®iÖn ®o b»ng ampe (A) vµ t lµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua nguån ®iÖn ®o b»ng gi©y (s). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc. ¤n tËp kiÕn thøc ë ch­¬ng tr×nh VËt lÝ THCS. §iÖn n¨ng mµ mét ®o¹n m¹ch tiªu thô khi cã dßng ®iÖn kh«ng ®æi ch¹y qua ®Ó chuyÓn ho¸ thµnh c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c ®­îc ®o b»ng c«ng cña lùc ®iÖn thùc hiÖn khi dÞch chuyÓn cã h­íng c¸c ®iÖn tÝch : A = Uq = UIt trong ®ã, U lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch, I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua m¹ch vµ t lµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua. 2 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn : Png = EI VËn dông ®­îc c«ng thøc Png = EI trong c¸c bµi tËp. [Th«ng hiÓu] · C«ng suÊt cña nguån ®iÖn cã trÞ sè b»ng c«ng cña nguån ®iÖn thùc hiÖn trong mét ®¬n vÞ thêi gian: Png = EI C«ng suÊt cña nguån ®iÖn cã trÞ sè b»ng c«ng suÊt cña dßng ®iÖn ch¹y trong toµn m¹ch. §ã còng chÝnh lµ c«ng suÊt ®iÖn s¶n ra trong toµn m¹ch. · §¬n vÞ cña c«ng suÊt lµ o¸t (W). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc. C«ng suÊt ®iÖn cña mét ®o¹n m¹ch lµ c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn n¨ng cña ®o¹n m¹ch ®ã vµ cã trÞ sè b»ng ®iÖn n¨ng mµ ®o¹n m¹ch tiªu thô trong mét ®¬n vÞ thêi gian, ®­îc tÝnh b»ng tÝch cña hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch vµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua ®o¹n m¹ch ®ã : P = = UI 3. §ÞNH LUËT ¤M §èI VíI TOµN M¹CH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. VËn dông ®­îc hÖ thøc hoÆc U = E – Ir ®Ó gi¶i c¸c bµi tËp ®èi víi toµn m¹ch, trong ®ã m¹ch ngoµi gåm nhiÒu nhÊt lµ ba ®iÖn trë. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch : C­êng ®é dßng ®iÖn I ch¹y trong m¹ch ®iÖn kÝn tØ lÖ thuËn víi suÊt ®iÖn ®éng E cña nguån ®iÖn vµ tØ lÖ nghÞch víi ®iÖn trë toµn phÇn cña m¹ch. trong ®ã, RN lµ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch ngoµi vµ r lµ ®iÖn trë trong cña nguån ®iÖn. · C­êng ®é dßng ®iÖn ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt khi ®iÖn trë m¹ch ngoµi kh«ng ®¸ng kÓ (RN » 0) vµ b»ng. Khi ®ã ta nãi r»ng nguån ®iÖn bÞ ®o¶n m¹ch. [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch ngoµi trong tr­êng hîp m¹ch ngoµi m¾c nhiÒu nhÊt ba ®iÖn trë nèi tiÕp, song song hoÆc hçn hîp. · BiÕt tÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn hoÆc hiÖu ®iÖn thÕ vµ c¸c ®¹i l­îng trong c¸c c«ng thøc. TÝch cña c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua mét vËt dÉn vµ ®iÖn trë cña vËt dÉn ®ã ®­îc gäi lµ ®é gi¶