Giáo án dạy thêm môn Vật lí lớp 11 - Bài tập điện trường và cường độ điện trường

Ngày soạn: Tuần 4 BÀI TẬP ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG. I. MỤC TIÊU. - Tính được cường độ điện trường của m ột điện tích điểm tại một điểm bất kì. - Xác định được các đặc điểm về phương, chiều, độ lớn của vectơ cường độ điện trường và vẽ được vectơ cường độ đi ện trường. - Vận dụng được nguyên lí chồng chất của điện trường để giải một số bài tập đơn giản về điện trường tĩnh điện.( Xác định đươc vectơ cường độ điện trường do 2 điện tích cùng gây ra tại một điểm) II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn học sinh sao cho giải nhanh, chính xác - Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện 2. Học sinh: - Xem lại các kiến thức đã học về thuyết electron - Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Ổn định tổ chức và kiểm diện. Kiểm tra Làm bài tập HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH - Bài 1 : Cường độ điện trường do 1 điện tích điểm +4.10-8 (C) gây ra tại một điểm A cách nó một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi 2 bằng 72.103 (V/m).Xác đ ịnh r? Vẽ A ? -Yêu cầu các nhóm cử đại diện lên trình bày bài giải. Bài 2( 13/21 sgk) -Yêu cầu HS đọc và tóm tắt bài 13/21 sgk. - Cho HS thảo luận nêu hướng làm (GV có thể gợi ý) - Cho đại diện các nhóm lên trình bày. Bài 3( 12/21 sgk) -Yêu cầu HS đọc và tóm tắt bài 12/21 sgk. - Cho HS thảo luận nêu hướng làm (GV có thể gợi ý : từ điều kiện phương ,chiều , độ lớn của 1 ,2 suy luận vị trí điểm C ) Cho đại diện các nhóm lên trình bày. Bài 4 - Cho HS chép đề : Cho hai điện tích điểm giống nhau, đặt cách nhau một khoảng 2cm trong chân không tương tác nhau một lực 1,8.10-4N. a/ Tìm độ lớn mổi điện tích. b/Tính khoảng cách giữa hai điện tích nếu lực tương tác giưã chúng 4.10-3N. -Yêu cầu các nhóm cử đại diện lên nêu hướng giải và trình bày bài giải. Bài 5: - Tại hai điểm A,B cách nhau 3cm trong không khí có hai điện tích điểm q1 =-q2 =8.10-8 (C); xác định cường độ điện trường tổng hợp gây ra tại M cách A , B :3cm. - Cho HS thảo luận nêu hướng làm (GV có thể gợi ý) - Cho đại diện các nhóm lên trình bày. Bài 1 q EA A E = r = = 5.10-2 m ⊕ Q Bài 2( 13/21 sgk) *1 : -phương : trùng với AC Chiều: hướng ra xa q1 - Độ lớn: E1=k= 9.105(V/m) *2 : -phương : trùng với BC Chiều: hướng về phía q2 -Độ lớn: E2=k= 9.105(V/m) 1vuông gốc2( ABC vuông tại C) Nên C là đường chéo của hình vuông có 2 cạnh 1 ,2 C có phương song song với AB,có độ lớn: EC = E1 = 12,7. 105(V/m) Bài 3( 12/21 sgk) Gọi C là vị trí mà tại đó C do q1 , q2 g ây ra b ằng 0. *q1 , q2 g ây ra t ại C : 1 ,2 ta có : C = 1 + 2 = 0 1 ,2 phải cùng phương , ngược chiều ,cùng độ lớn C thuộc đường thẳng nối q1 ,q2 cách q1 một khoảng x (cm)và cách q2 một khoảng x +10 (cm) Ta c ó : E1 = k = k= E2 64,6(cm) Bài 4 a/Độ lớn của mỗi điện tích: ADCT: = k == = =2.10-9 ( C ) b/ Khoảng cách giưã hai điện tích khi lực tương tác F’ = 4.10-3N : r’ = == 3.10-3 m Bài 5: *1 : -phương : trùng với AM Chiều: hướng ra xa q1 - Độ lớn: E1=k= 8.105(V/m) *2 : - Phương : trùng với BM - Chiều: hướng về phía q2 - Độ lớn: E2=E2= 8.105(V/m) 1hợp với2 một góc 1200 (ABM đều) Nên C là đường chéo của hình thoi có 2 cạnh 1 ,2 C có phương song song với AB,có chiều hướng từ AB,có độ lớn: EM = E1 = E2 = 8. 105(V/m) 4. Củng cố và Giao nhiệm vụ về nhà HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS - Làm bài tập sách bài tập còn lại - Chuẩn bị bài tập 3.1 đến 3.10 - Ghi bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG Giao Thuỷ, ngày.thángnăm. Ngày soạn: . Tuần 4 BÀI TẬP: CÔNG LỰC ĐIỆN TRƯỜNG. I. MỤC TIÊU. - Tính được công của lực điện trường làm điện tích di chuyển. - Tính được thế năng điện tích trong điện trường - Vận dụng công thức liên hệ giữa công với độ giảm thế năng và độ tăng động năng - Rèn luyện ký năng giải bài tập II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn học sinh sao cho giải nhanh, chính xác - Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện 2. Học sinh: - Xem lại các kiến thức đã học về thuyết electron - Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY 1. Ổn định tổ chức và kiểm diện. 2. Kiểm tra bài cũ: + Viết công thức và nêu đặc điểm công cuả lực điện trong sự di chuyển cuả một điện tích trong một điện trường đều? 3. Làm bài tập HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH - GV Yêu cầu học sinh làm các bài tập trong sách bài tập - Tính công AABC - Tính công AMNM - AMNM = AMN + ANM = 0. AMN , ANM phải thế nào? - Tính E? - T ính AND? - T ính ANP? -Cho HS đọc ,tóm tắt đề và đổi đơn vị. -Y/c học sinh thực hiện theo nhóm để đưa ra kết quả. -Cho HS đọc và tóm tắt đề. -Cho HS thảo luận để trả lời câu hỏi. *Cho một điện tích di chuyển trong một điện trường dọc theo một đường cong kín,xuất phát từ điểm A rồi trở lại điểm A.Công cuả lực điện bằng bao nhiêu?Nêu kết luận? GV: đọc đề: Một êlectron di chuyển tronh điện trường đều từ M sang N. Biết UMN=200V. Tính công của lực điện trường và công cần thiết để đưa một êlectron từ M đến N Bài 1: (Câu 4.7) AABC = AAB + ABC = q E d1 + qEd2 = -0.108.10-6J Với E = 100V/m d1 = Abcos300 = 0,173m d2 = BC cos1200 = -0,2 m Bài 2:(Câu 4.8 ) AMNM = AMN + ANM = 0 Þ AMN = - ANM Bài 3 (Câu 4.9) a. A = qEd Þ E = 104V/m AND = qE.ND = 6,4.10-18J b. ANP = ( 9,6+6,4).10-18 =16.10-18J Bài 4 ( 5/25) Ta có: A = qEd với d = -1 cm A= 1,6.10-18 J Chọn đáp án D Bài 5 ( 6/25) Gọi M,N là hai điểm bất kì trong điện trường . Khi di chuyển điện tích q từ M đến N thì lực điện sinh công AMN.Khi di chuyển điện tích từ N trở lại M thì lực điện sinh công ANM. Công tổng cộng mà lực điện sinh ra: A = AMN + ANM = 0 (Vì công A chỉ phụ thuộc vị trí cuả điểm M vàN) BT bổ sung: Công cuả lực điện bằng 0 vì lúc này hình chiếu cuả điểm đầu và điểm cuối đường đi trùng nhau tại một điểm d = 0 A = qEd = 0 K.Luận: Nếu điện tích di chuyển trên một đường cong kín thì lực điện trường không thực hiện công. Bài 6: Giải: Công của lực điện trường: AMN=q.UMN=-1,6.10-19.200=-3,2.10-17(J). Công của lực điện trường âm nên đây là công cản . Vậy công cần thiết để đưa êlectron từ M đến N là: A’=-A= 3,2.10-17(J). Hoạt động 3 (5 phút) Giao nhiệm vụ HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS - Làm bài tập sách bài tập còn lại - Chuẩn bị bài tập 3.1 đến 3.10 - Ghi bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG Giao Thuỷ, ngày.thángnăm. Ngày soạn: Tuần 6. ÔN TẬP CHƯƠNG I I. MỤC TIÊU: - Hệ thống toàn bộ kiến thức của chương - Vận dụng kiến thức làm các bài toán tổng hợp về điện trường và lực điện, điều kiện cân bằng của điện tích. - Làm các bài toán liên quan đến điện dung của tụ phẳng, ghép tụ điện. II. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Ổn định tổ chức và kiểm diện. Kiểm tra: làm bài tập: *. Hoạt động 1: Làm các bài tập về điện tích điện trường: Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên A B M HS: a. Véc tơ cường độ điện trường , do và gây ra tại M có phương và chiều như hình vẽ. ( vì và AM = BM ). Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường ta có: Ta có ( V/m) b. lực điện tác dụng lên điện tích p đặt tại M là : A B C D a q>0 q>0 ( N ) HS: GV yêu cầu học sinh làm bài tập 1 ôn tập về điện tích điện trường: Bài 1. Cho hai điện tích điểm đặt tại A và B trong không khí cách nhau 12 cm. Xác định véc tơ cường độ điện trường tại M trên trung trực của AB và cách AB một khoảng 8 cm. Xác định lực điện tác dụng lên điện tích đặt tại M. GV định hướng : Tại điểm M có những thành phần cường độ điện trường nào do điện tích nào gây ra ? Véc tơ cường độ điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một điểm có phương, chiều, độ lớn như thế nào? Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại M được xác định như thế nào, theo nguyên lí nào? GV yêu cầu học sinh làm bài tập 2: Bài 2. Đặt hai điện tích tại 2 đỉnh A, C của một hình vuông ABCD trong không khí. Xác định cường độ điện trường tại D. Tìm điện tích đặt tại B để cường độ điện trường tại D bằng 0. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Véc tơ cường độ điện trường và do điện tích và gây ra tại D có phương và chiều như hình vẽ. ( vì và AD = BD = a ) Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường ta có véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại D là: Vì và nên hình bình hành là hình vuông. Nên ta có : và có hướng . b. khi đặt điện tích tại B thì tại D có thêm một thành phần điện trường nữa là khi đó cường độ điện trường tổng hợp tại D là và Vì nằm tại B suy ra có chiều hướng ra về suy ra . Mặt khác ta có Hay GV gợi ý định hướng HS: Véc tơ cường độ điện trường do và gây ra tại D có phương chiều và độ lớn như thế nào? Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại D được xác định như thế nào? Để véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại D bằng 0 thì véc tơ cường độ điện trường do gây ra tại D phải có phương chiều và độ lớn như thế nào và từ đó suy ra phải có dấu và độ lớn như thế nào? *. Hoạt động 2: Làm các bài tập về tụ điện và ghép tụ điện: Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên HS: a. Áp dụng công thức điện dung của tụ phẳng ta có: thay , vào ta có: Điện tích của tụ là: b. Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi nhúng tụ vào dung dịch điện môi có ta có: điện tích của tụ không thay đổi . Điện dung của tụ tăng lên lần c. Khi tăng khoảng cách hai bản lên gấp đôi, vẫn để tụ trong môi trường nói trên thì điện dung của tụ giảm đi 2 lần : vì khi thay đổi vẫn nối tụ với nguồn nên hiệu điện thế của tụ không đổi và bằng hiệu điện thế của nguồn điện : điện tích của tụ khi đó là : Bài tập 3: Một tụ điện phẳng có hai bản là hình tròn bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa hai bản d = 2,5 mm. giữa hai bản là không khí. Mắc tụ điện trên vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 5000V. Xác định điện dung và điện tích của tụ. Ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi nhúng toàn bộ tụ trên vào dung dịch điện môi có hằng số điện môi . Xác định lại điện dung, điện tích và hiệu điện thế giữa hai bản. Tăng khoảng cách giữa hai bản lên gấp đôi, vẫn để tụ trong môi trường nói trên và vẫn nối tụ với nguồn. Xác định điện dung, điện tích và hiệu điện thế mới của tụ. 4. củng cố và ra nhiệm vụ vê nhà: Bài về nhà : Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ : Cho: U = 6V. a. Xác định điện dung của bộ tụ và điện tích của bộ tụ. b. Tính hiệu điện thế . B A U=6V Bài 2. Một tụ điện phẳng có điện dung C trong không khí. Người ta nhúng chìm một nửa vào dung dịch điện môi lỏng có hằng số điện môi . Tính điện dung của tụ nói trên trong khi nhúng nếu : Nhúng đứng tụ. Nhúng ngang tụ ( mặt bản song song với mặt thoáng của chất lỏng ). III. RÚT KINH NGHIỆM: Giao Thuỷ, ngày.thángnăm.