Giáo án phụ đạo Vật lý 11

TUẦN: 1, 2 Ngày soạn: Ngày dạy: BÀI TẬP VỀ LỰC COULOMB VÀ ĐIỆN TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Luyện tập cho HS biết cách vận dụng: - Công thức xác định lực Coulomb, công thức xác định điện trường của một điện tích điểm. - Nguyên lí chồng chất điện trường. 2. Về kĩ năng - Giải các bài toán về lực Coulomb, điện trường của một điện tích điểm. - Tổng hợp các vectơ lực, các vectơ cường độ điện trường. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Phiếu học tập: Câu 1. Cho hai điện tích dương q1 = 2nC và q2 = 0,18mC đặt cố định và cách nhau a = 10cm. Đặt thêm một điện tích thứ ba q0 tại một điểm trên đường thẳng nối hai điện tích q1 và q2 sao cho q0 nằm cân bằng. Hãy tìm: a. Vị trí đặt q0. b. Dấu và độ lớn của q0. Câu 2. Hai điện tích điểm q1, q2 đặt cách nhau một khoảng d = 30cm trong không khí, lực tác dụng giữa chúng là F. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần. Để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F thì cần dịch chuyển chúng lại một khoảng: A. x = 0,1cm B. x = 1cm C. 10cm D. x = 24cm Câu 3. Có hai điện tích q1 = 0,5nC và q2 = - 0,5nC đặt cách nhau a = 6cm trong không khí. Hãy xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M cách đều hai điện tích q1, q2 và cách đường nối q1, q2 một đoạn l = 4cm. Câu 4. Cho điện tích điểm Q = 1,6.10-19C đặt tại điểm O trong chân không. Xét điểm M cách O một khoảng r = 3cm. 4.1 Cường độ điện trường tại M là: A. E = 1,6.10-9V/m B. E = 4,8.10-9V/m C. E = 1,6.10-8V/m D. E = 4,8.10-8V/m 4.2 Nếu đặt điện tích q = -1,6.10-19C tại M thì nó chịu lực tác dụng có độ lớn bằng: A. F = 2,56.10-24N B. F = 2,56.10-25N C. F = 2,56.10-26N D. F = 2,56.10-27N 2. Học sinh Ôn lại các kiến thức về lực Coulomb và điện trường. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp – kiểm tra sĩ số 2. Giải một số bài tập cơ bản HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV NỘI DUNG à Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề. GV nêu câu hỏi nêu kiến thức cũ: 1. Định luật Coulomb: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng - Cá nhân suy nghĩ trả lời. à Hoạt động 2: Làm bài tập để rèn luyện công thức xác định lực Coulomb. - Phát biểu định luật Coulomb? - Biểu thức xác định lực tương tác giữa các điện tích đặt trong điện môi đồng chất? - Nêu khái niệm cường độ điện trường? - Nêu các đặc điểm của vectơ cường độ điện trường? - Nêu công thức xác định cường độ điện trường của một điện tích điểm? - Nêu nguyên lí chồng chất điện trường? - GV yêu cầu HS làm bài tập 1 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + q0 chịu mấy lực tác dụng? + Để điện tích q0 nằm cân bằng thì hai lực tác dụng vào q0 phải thỏa mãn điều kiện gì? với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. F = k 2. Lực tương tác giữa các điện tích đặt trong điện môi đồng chất: F = k với e là hằng số điện môi (e ³ 1) 3. Cường độ điện trường: E = 4. Vectơ cường độ điện trường: Vectơ cường độ điện trường: = - Điểm đặt: tại điểm khảo sát. - Phương và chiều: trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương. - Môđun: biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó. 5. Cường độ điện trường của một điện tích điểm: E = = k 6. Nguyên lí chồng chất điện trường: = + + … + Câu 1. a. Gọi và là các lực do q1 và q2 tác dụng lên điện tích q0. Điều kiện để điện tích q0 nằm cân bằng là + = 0, nghĩa là và phải là hai lực cân bằng: - và cùng phương Þ q0 đặt trên đường thẳng nối q1 và q2. - và ngược chiều Þ q0 đặt - HS suy nghĩ cá nhân sau đó trao đổi nhóm, và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. - Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Không tìm được vị trí khác để đặt q0 vì khi đó hai lực và không thể cùng phương, dẫn đến chúng không cân bằng được. à Hoạt động 2: Làm bài tập để rèn luyện công thức xác định lực Coulomb trong chân không và trong điện môi đồng chất. - GV suy nghĩ cá nhân sau đó trao đổi nhóm, và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. + Để hai lực F1 và F2 tác dụng vào q0 cân bằng thì điện tích q0 phải đặt trong khoảng nào? + Gọi khoảng cách giữa q0 và q1 là x hãy viết biểu thức lực Coulomb tác dụng vào q0? + Muốn q0 nằm cân bằng thì độ lớn F1, F2 phải thỏa mãn điều kiện gì? Þ Kết quả tìm được không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q0 và tính cân bằng của q0 trong hai trường hợp là khác nhau. GV nêu câu hỏi gợi ý: + Kết quả tìm được có phụ thuộc vào dấu và độ lớn của điện tích q0 không? + Tính cân bằng của q0  trong hai trường hợp q0 > 0 và q0 < 0 có giống nhau không? - GV nêu câu hỏi đào sâu kiến thức: có thể tìm được vị trí đặt q0 không thuộc đường nối q1 và q2 để q0 nằm cân bằng được không? Tại sao? - GV yêu cầu HS làm bài tập 2 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Biểu thức của lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt chúng trong không khí? + Biểu thức của lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt chúng trong trên đoạn thẳng nối q1 và q2. - và có độ lớn bằng nhau: F1 = F2 Gọi khoảng cách giữa q0 và q1 là x Þ Kcách giữa q0 và q2 là (a – x), ta có: F1 = k , F2 = k Từ đó: = Thay số ta được: x = 2,5cm q q0 q x (a – x) b. Kết quả tìm được trên đây không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của điện tích q0. Vì vậy, dấu và độ lớn của q0 là tùy ý. Câu 2. - Trong không khí: F = k (1) - Trong dầu, để lực tương tác không đổi, cần dịch chuyển chúng lại gần một khoảng x, khi đó: F = k (2) Từ (1) và (2) Þ x = . Thay số ta được: x = 10cm Chọn C. à Hoạt động 3: Làm bài tập để rèn luyện cách xác định điện trường của một điện tích điểm và nguyên lí chồng chất điện trường. - HS suy nghĩ cá nhân sau đó trao đổi nhóm, và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. à Hoạt động 4: Làm bài tập để rèn luyện cách tính cường độ điện trường tại một điểm và độ lớn của lực tác dụng lên một điện tích điểm trong điện trường. - Cá nhân hoàn thành yêu cầu của GV. à Hoạt động 5: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tâp tiếp theo. dầu? - Hằng số điện môi của dầu? - GV yêu cầu HS làm bài tập 3 trong phiếu học tập. - GV dùng hình vẽ và nêu các câu hỏi định hướng: + Điểm M được đặt trong điện trường của những điện tích nào? + Viết các công thức xác định cường độ điện trường của các điện tích điểm q1, q2 tại M? + Nhận xét về độ lớn của cường độ điện trường của điện tích q1, q2 tại M? + Muốn xác định điện trường tổng hợp của q1, q2 tại M phải áp dụng nguyên lí nào? + Hãy xác định các yếu tố đặc trưng cho vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại M? - GV yêu cầu HS làm bài tập 4.1 và 4.2 trong phiếu học tập. Câu 3. M a l q1 a q2 - Gọi cường độ điện trường do điện tích q1, q2 gây ra tại M là , . Vì độ lớn của hai điện tích q1 , q2 bằng nhau và điểm M cách đều hai điện tích đó nên E1 = E2 = 9.109 = 9.109 - Theo nguyên lí chồng chất điện trường thì = + có: + Điểm đặt: tại M. + Phương: song song với đường thẳng nối q1, q2. + Chiều: hướng từ q1 đến q2. + Độ lớn: E = 2E1cosa, trong đó: cosa = Thay số, ta được: E = 2160V/m. Câu 4.1 Cường độ điện trường tại M: EM = = 9.109 = 1,6.10-8V/m. Chọn C Câu 4.2 Lực tác dụng lên điện tích q đặt tại M có độ lớn: F = |q|EM = 2,56.10-27N. Chọn D - Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. - Lưu ý: + Lực tương tác giữa các điện tích điểm và cường độ điện trường là những đại lượng vectơ. Do đó, nếu bài toán yêu cầu xác định chúng thì chúng ta phải xác định cả 4 yếu tố: điểm đặt, phương, chiều và độ lớn. + Các công thức: = + + …+ = + + …+ là các tổng vectơ. - Hướng dẫn HS học ở nhà: + Tiếp tục làm các bài tập về lực Coulomb và điện trường trong sách bài tập. + Ôn lại các kiến thức về điện trường và lực Coulomb. 3. Rút kinh nghiệm ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Ký duyệt TUẦN: 3 Ngày soạn: Ngày dạy: BÀI TẬP VỀ CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Luyện tập cho HS biết cách vận dụng công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường đều. 2. Về kĩ năng - Giải các bài toán về công của lực điện trường. - Vận dụng các kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều để giải các bài tập về công của lực điện trường. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Phiếu học tập: Câu 1. Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100V/m. Vận tốc ban đầu của electron bằng 300km/s. Cho khối lượng của electron là m = 9,1.10-31kg. Tính công của lực điện, thời gian và quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại. Câu 2. Một hạt bụi có khối lượng m = 10-8g nằm cân bằng trong điện trường đều có cường độ 1000V/m, hướng thẳng đứng xuống dưới. Xác định điện tích của hạt bụi. 2. Học sinh - Ôn lại các kiến thức về công của lực điện trường. - Ôn lại các kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều và cách phân tích lực đã học ở lớp 10. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp – kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ (thông qua) 3. Giải một số bài tập cơ bản HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV NỘI DUNG CƠ BẢN à Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. - Cá nhân suy nghĩ, trả lời. à Hoạt động 2: Vận dụng các kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều để giải các bài tập về công của lực điện trường. - HS hoạt động cá nhân sau GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: - Công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường đều? - Công thức vận tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều? - Công thức liện hệ v – a – s? - GV yêu cầu HS làm bài tập 1 trong phiếu học tập. à Hệ thống những công thức cần thiết để giải bài tập: 1. Công của lực điện trong điện trường đều: A = qEd. 2. Vận tốc của cđộng thẳng biến đổi đều: vt = v0 + at 3. Công thức liện hệ v – a – s: v = 2as Câu 1. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của electron. - Electron chuyển động chậm dần đều với gia tốc: đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 1. + Electron chuyển động chậm dần đều. + Tính a. + Sử dụng công thức liên hệ v - a –s để tính quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại. + Vận dụng công thức vận tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều để tính thời gian chuyển động của electron. + Electron chuyển động ngược chiều điện trường. + d = - s. + Tính công A của lực điện trường. à Hoạt động 3: Áp dụng điều kiện cân bằng của một vật để xác định điện tích của vật nằm cân bằng trong điện trường. - HS hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 2. + Hạt bụi chịu tác dụng của trọng lực và lực điện trường. + Hai lực này phải cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Electron chuyển động như thế nào với gia tốc bằng bao nhiêu? + Từ đó, xác định thời gian và quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại? + Electron chuyển động cùng chiều hay ngược chiều điện trường? + Xác định d? + Tính công của lực điện? - GV yêu cầu HS làm bài tập 2 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Hạt bụi chịu tác dụng của các lực nào? + Điều kiện cân bằng của hạt bụi? a = = = - 0,176.1015 (m/s2) - Quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại: v = 2as Þ s = = = 25,6.10-4m = 2,56mm. - Thời gian chuyển động của electron: vt = v0 + at Þ t = = 17,05.10-10 (s). - Công của lực điện: Vì Electron chuyển động ngược chiều điện trường nên d = - s = - 25,6.10-4m Do đó: A = qEd = -1,6.10-19.103.( - 25,6.10-4) = 40,96.10-20(J). Câu 2. - Hạt bụi chịu tác dụng của hai lực: + Trọng lực . + Lực điện trường . - Vì hạt bụi nằm cân bằng nên: F = P hay CqCE = mg CqC = = = 10-13 (C). + hướng lên. + Vì ngược chiều nên hạt bụi mang điện tích âm. à Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tâp tiếp theo. - Cá nhân suy nghĩ, trả lời. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. + Lực điện tác dụng lên hạt bụi có chiều như thế nào? + Hạt bụi mang điện tích dương hay âm? Vì sao? - GV nêu câu hỏi để củng cố: + Mối liên hệ giữa và ? + Công thức tính công của lực điện trường? cách xác định d trong công thức A = qEd? - Hướng dẫn HS học ở nhà: + Làm các bài tập còn lại về công của lực điện trường trong SBT. + Ôn các kiến thức về điện thế và hiệu điện thế , làm các bài tập về phần này để chuẩn bị cho tiết học sau. - Vì hạt bụi nằm cân bằng, hướng xuống dưới nên phải hướng lên trên. Do đó, ngược chiều , tức là hạt bụi phải mang điện tích âm. Vậy q = - 10-13 (C). 4. Rút kinh nghiệm ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Ký duyệt TUẦN: 4 Ngày soạn: Ngày dạy: BÀI TẬP VỀ ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Luyện tập cho HS biết cách vận dụng: - Công thức xác định điện thế và hiệu điện thế. - Công thức liên hệ giữa công của lực điện trường và hiệu điện thế và công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các công thức tính điện thế, hiệu điện thế, liên hệ E – U trong việc giải các bài tập có liên quan. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Phiếu học tập: A B C Câu 1. Ba bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song như hình vẽ. Cho d1 = 5cm, d2 = 8cm. Coi điện trường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ, có độ lớn E1 = 4.104V/m, E2 = 5.104V/m. Tính điện thế của các bản B, C nếu lấy gốc điện thế là điện thế của bản A. d1 d2 Câu 2. Khi bay vào giữa hai điểm M, N dọc đường sức của một điện trường đều có cường độ E, một electron chuyển động chậm dần đều và động năng giảm đi 120eV. a. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M, N. b. Cho đoạn MN = 5cm. Tính E. c. Tính quãng đường dài nhất mà electron đi được trong điện trường. Biết vận tốc ban đầu của electron là 2.106m/s. Khối lượng của electron là m = 9,1.10-31kg. 2. Học sinh - Ôn lại các kiến thức về công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế, mối liên hệ E – U. - Ôn lại các kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều và định lí động năng đã học ở lớp 10. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp – kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ (thông qua) 3. Giải một số bài tập cơ bản HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV NỘI DUNG CƠ BẢN à Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: - Định nghĩa điện thế ? à Hệ thống những công thức cần thiết để giải bài tập: 1. Công thức điện thế tại một điểm: VM = - Cá nhân suy nghĩ, trả lời. à Hoạt động 2: Làm bài tập để rèn luyện cách xác định điện thế tại một điểm trong điện trường. - HS hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 1. + VA > VB, VC > VB. + VA = 0. + VA - VB = UAB = E1d1 + Tính điện thế của bản B. + Tính điện thế của bản C. à Hoạt động 3: Làm bài tập để ghi nhớ các công thức liên hệ giữa công của lực điện trường và hiệu điện thế và công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. - HS hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 2. + Độ giảm động năng bằng công của lực điện trường. + Tính hiệu điện thế và cường độ điện trường. + Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường đều? + Liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường? - GV yêu cầu HS làm bài tập 1 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + So sánh điện thế của bản B với điện thế của bản A và C? + Điện thế bản A có giá trị như thế nào? + Điện thế của bản A và B có liên hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai bản và cường độ điện trường giữa hai bản đó? + Từ đó, tính điện thế của bản B? + Tương tự, hãy tính điện thế của bản C? - GV yêu cầu HS làm bài tập 2 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Độ giảm động năng có liên hệ như thế nào với công của lực điện trường? + Từ đó, áp dụng các công thức đã học để tính hiệu điện thế và cường độ điện trường? + Electron chuyển động như thế nào với 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường: + UMN = VM - VN + UMN = 3. Công thức liên hệ E – U: E = Câu 1. - Dựa vào chiều của các vectơ cường độ điện trường thì: VA > VB, VC > VB. - Ta có: VA - VB = E1d1 Vì chọn điện thế của bản A làm gốc nên VA = 0. Þ VB = - E1d1 = - 4.104.5.10-2 = - 2000V. - Tương tự: VC - VB = E2d2 Þ VC = VB + E2d2 = - 2000 + 5.104.8.10-2 = 2000V. Câu 2. a. Độ biến thiên động năng bằng công của lực điện trường: Wđ2 - Wđ1 = A = - 120eV = - 120.1,6.10-19J Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N: UMN = = = 120V. b. E = = 2400V/m c. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của electron. - Electron chuyển động chậm dần đều với gia tốc: + Electron chuyển động chậm dần với gia tốc a = . + Tính a. + Sử dụng công thức liên hệ v - a –s để tính quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại. à Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tâp tiếp theo. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. gia tốc bằng bao nhiêu? + Từ đó, xác định thời gian và quãng đường electron đi được cho đến khi dừng lại? - Hướng dẫn HS học ở nhà: + Làm các bài tập về phần này trong SBT. + Ôn lại các kiến thức về điện thế, hiệu điện thế. + Làm các bài tập về tụ điện để chuẩn bị cho tiết sau. a = = = - 4,2.1014 (m/s2). - Quãng đường dài nhất mà electron đi được trong điện trường đều: v = 2as Þ s = = = 4,8.10-3m = 4,8mm. 4. Rút kinh nghiệm ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Ký duyệt TUẦN: 5 Ngày soạn: Ngày dạy: BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Luyện tập cho HS biết cách vận dụng: - Công thức xác định điện dung của tụ điện, công thức xác định năng lượng điện trường. - Biết cách áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong việc giải các bài toán về năng lượng điện trường. 2. Về kĩ năng Giải các bài toán về tụ điện và năng lượng điện trường II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Phiếu học tập: Câu 1. Một tụ điện không khí có điện dung C = 2000pF được mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế 5000V. a. Tính điện tích của tụ điện. b. Người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có e = 2. Tìm điện dung của tụ điện và hiệu điện thế của tụ điện khi đó. Câu 2. Một tụ điện không khí có điện dung C = 40pF và khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính điện tích tối đa có thể tích cho tụ, biết rằng khi cường độ điện trường trong không khí lên tới 3.106V/m thì không khí sẽ trở thành dẫn điện. Câu 3. Sau khi tăng tốc bởi một hiệu điện thế U0 = 100V một electron bay vào chính giữa hai bản của tụ điện phẳng theo phương song song với các bản. Biết chiều dài của bản tụ là l = 5cm, khoảng cách giữa hai bản tụ d = 1cm. Hiệu điện thế nhỏ nhất giữa hai bản tụ là bao nhiêu để electron không ra khỏi tụ? 2. Học sinh Ôn lại các kiến thức về tụ điện, năng lượng điện trường và chuyển động của vật bị ném ngang. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp – kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ (thông qua) 3. Nội dung bài mới HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV NỘI DUNG CƠ BẢN à Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. - Cá nhân suy nghĩ, trả lời. GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ của HS: Viết các công thức: liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường, công thức tính điện dung của tụ điện, công thức xác định năng lượng điện trường, độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích đặt trong điện trường đều? Trình bày ý nghĩa của các đại à Hệ thống những công thức cần thiết để giải bài tập: 1. Điện dung của tụ điện: C = 2. Năng lượng của điện trường trong tụ điện: W = à Hoạt động 2: Làm bài tập để rèn luyện công thức tính điện dung của tụ điện. - HS hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 1. + Khi nhúng tụ điện vào trong điện môi thì điện dung của tụ tăng e lần còn điện tích của nó không đổi. + Hiệu điện thế của tụ giảm e lần. + Đổi đơn vị của C ra F. à Hoạt động 3: Làm bài tập để rèn luyện công thức tính hiệu điện thế giới hạn và điện tích tối đa của tụ điện. - HS hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả bài 2. à Hoạt động 4: Làm bài tập về điện tích chuyển động trong điện trường. - Giải bài tập 3 trong phiếu học tập dưới sự hướng dẫn của GV. + Quỹ đạo chuyển động của electron là một nhánh parapol lượng trong các công thức đó? - GV yêu cầu HS làm bài tập 1 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Khi nhúng tụ điện vào trong điện môi thì điện dung và điện tích của tụ thay đổi như thế nào? + Nhắc lại định luật bảo toàn điện tích? + Khi đó, hiệu điện thế của tụ sẽ như thế nào? + Lưu ý đổi đơn vị. - GV yêu cầu HS làm bài tập 2 trong phiếu học tập. - GV nêu các câu hỏi định hướng: + Lưu ý HS đổi đơn vị. + Xác định hiệu điện thế giới hạn của tụ điện? + Từ đó, tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được? - Hướng dẫn HS làm bài tập 3 trong phiếu học tập: + Quỹ đạo chuyển động của electron? 3. Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường: E = 4. Độ lớn của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều: F = qE. Câu 1. a. Điện tích của tụ điện: Q = CU = 2000.10-12.5000 = 10-5 C. b. Điện dung của tụ điện khi nhúng vào điện môi: C’ = e.C = 2.2000 = 4000pF Hiệu điện thế của tụ điện khi đó: U’ = = = 2500V. Câu 2. - Hiệu điện thế lớn nhất mà tụ điện chịu được: Umax = Emax.d = 3.106.10-2 = 3.104 V. - Điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được: Qmax = C.Umax = 40.10-12.3.104 = 12. 10-7 C. Câu 3. Khi electron bay vào giữa hai bản tụ theo phương song song với các bản, lực điện trường ^ nên quỹ đạo của electron là một nhánh parapol. Phân tích chuyển động của electron theo 2 phương, ta có: + Electro