Giáo án Vật lí 11 nâng cao - Trường PHTH Trần Quý Cáp

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 tích điểm 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 các vectơ lực II - Chuẩn bị: Giáo viên Các dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện (do cọ xát, do tiếp xúc, do hưởng ứng) Nội dung ghi bảng: Bài 1: ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật: 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 Sự nhiễm điện của các vật Sự nhiễm điện do cọ xát Nhiẽm điện do tiếp xúc Nhiễm điện do hưởng ứng Định luật Cu-lông: (SGK) Công thức độ lớn của lực tương tác giữa hai diện tích điểm: F = k Trong hệ SI: k = 9.109 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 Đơn vị điện tích? Trong tự nhiên có hạt nào có điện tích nhỏ hơn e ( e = 1,6.10-19C ) GV giới thiệu điện nghiệm được mô tả như hình 1-1 và cho HS hiểu rằng dùng điện nghiệm để phát hiện ra vật nhiễm điện 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 ; k = 9.109 Cá nhân hoặc nhóm trả lời câu hỏi C2 HS về nhà tham khảo thêm ở SGK GV cho HS tìm hiểu thí nghiệm Cu-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 Cu-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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Cá nhân trả lời HS nhận nhiệm vụ Yêu cầu HS trình bày lại vắn tắt kiến thức dã học GV nhận xét đánh giá mức độ tiếp thu của HS Yêu cầu HS làm các bài tập SGK IV – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy : Bài 2: THUYẾT ÊLECTON ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH I - Mục tiêu: - Trình bày được những nội dung chính của thuyết êlectron. Từ đó trình bày được ý nghĩa của các khái niệm hạt mang điện và vật nhiễm điện - Giải thích được tính dẫn điện, tính cách điện của một chất, ba hiện tượng nhiễm điện của các vật II - Chuẩn bị: Giáo viên Những bộ đồ dùng trong thí nghiệm về nhiễm điện do cọ xát (thanh thuỷ tinh hay thước nhựa, mãnh lụa hay mảnh dạ, giấy vụn) các quả cầu bằng kim loại, máy phát tĩnh điện (để tích điện cho các quả cầu) 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 ? Đơn vị điện tích ? Những cách nào nhiễm điện cho vật ? Phát biểu và viết công thức của định luật Cu-lông ? Kiểm tra vở bài tập GV nhận xết đánh giá Hoạt động 2: Tìm hiểu thuyết êlectron, vật dẫn điện, vật cách điện Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 thích một 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 lực liên 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 HS có thể lấy ví dụ về những chất này Hoạt động 3: Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện và tìm hiểu định luật bảo toàn điện tích Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên HS đọc SGK hiểu được rằng nhờ 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 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 của định luật 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 êlectron trên thanh thuỷ tinh di chuyển như thế nào ? Thuỷ tinh sẽ thừa hay thiếu êlectron ? Nó sẽ nhiễm điện gì , còn lụa nhiễm điện gì ? Tiếp tục GV cho HS tìm hiểu sự nhiễm diện do tiếp xúc, sự nhiễm điện do hưởng ứng Đặc biệt GV chú ý cho HS phân biệt rõ trong trường hợp tiếp xúc thì êlectron di chuyển là êlectron thừa (do vật 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 cho đến 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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, khái niệm vật dẫn, điện môi...(nêu tóm tắt) HS trả lời các câu hỏi SGK GV nhận xét giờ học Đề nghị về nhà HS ôn lại khái niệm từ trường, từ phổ, đường sức, trường hấp dẫn IV - Rút kinh nghiệm sau tiết dạy : Bài 3 : ĐIỆN TRƯỜNG I - Mục tiêu : - Trả lời được câu hỏi điện trường là gì và tính chất cơ bản của diện trường là tính chất gì - Phát biểu được tính chất cơ bản của điện trường. Vận dụng được biểu thức xác định cường độ diện trường của điện tích điểm - Trình bày đợưc khái niệm đường sức điện và ý nghĩa của đường sức diện, các tính chất của đường sức điện - Trả lời được câu hỏi điện trườnh đều là gì và nêu được một ví dụ về điện trường đều - Phát biểu được nội dung của nguyên lý chồng chất điện trường II - Chuẩn bị : 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 : = = q q > 0 thì q < 0 thì Trong hệ SI : Đơn vị cường độ điện trường là : 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) 5 . Điện trường của một điện tích điểm : E = 9.109 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 : = + + ......... + 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 HS trả lời được rằng nếu nếu q > o thì cùng chiều với , q < 0 thì ngược chiều với (HS xem thêm hình 3 - 1 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 tích thử q1 , q2 , ., qn đặt tại điẻm cần nghiên cứu, sau đó xác định lực tác dụng lên các điện tích thử , . Người ta thấy rằng thương số = = = = = = hằng số . Đối với điểm khác thì hằng số này lại 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 : = GV : Từ công thức trên có nhận xét gì về chiều của và ? Nêu đơn vị cường độ điện trường : Hoàn thành câu C1 Hoạt động 3 : Xây dựng khái niệm đường sức điện Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên HS đọc SGK trả lời các câu hỏi HS xem hình 3 - 2 ; 3 - 3 ; 3 - 4 SGK HS đọc SGK ghi nhận kiến thức cần tìm hiểu Cho HS đọc mục 3 . SGK trả lời câu hỏi Có thể mô tả điện trường một các trực quan nhờ vẽ các dường gì ? Đường sức điện trường được định nghĩa như thế nào ? có thể vẽ hình để minh hoạ GV tiếp tục cho HS đọc SGK 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 và nguyên 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 E = 9.10 HS dựa vào SGK trả lời câu hỏi của GV HS đọc SGK và ghi nhận kiến thức GV thông báo định nghĩa thế nào là điện trường đều Theo tính chất của đường sức thì đường sức của điện trường đều là đường được vẽ như thế nào ? 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 nêu câu hỏi: Điện trường của một điện tích điểm Q gây ra trong chân không tại điểm M cách Q khoảng r được xác lập dựa vào công thức nào ? Hướng của cường độ điện trường như thế 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 = + + .. + Hoạt động 5 Củng cố vận dụng và giao nhiệm vụ Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 đề như 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 I - Mục tiêu - Nêu được đặc tính công của lực điện. Biết cách vận dụng biểu thức công của lực 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 Công của lực điện AMN = qE. (hình vẽ SGK) Khái niệm hiệu điện thế Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích AMN = WM - WN Hiệu diện thế, điện thế AMN = q(VM – VN) (Vm – VN) được gọi là hiêụ diện thế giữa hai điểm M, N và kí hiệu là: UMN = VM – VN = (định nghĩa SGK) Đơn vị hiệu điện thế, điện thế là vôn, kí hiệu V Đo hiệu điện thế bằng tĩnh điện kế Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế E = E = (d là khoảng cách giữa hai điểm M’, N’) III - Tổ chức các hoạt động dạy học Hoạt động 1: Kiểm tra và nhắc lại kiến thức cũ Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên HS nêu được: A = Fscos A= 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 cho đúng) GV: Bài học trước ta đã nghiên cứu về lực 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên HS đọc SGK và xem hình 4.1 HS có thể trả lời được: APQ = qE.PQ.cos = qE. Trong đó là hình chiếu của PQ lên trục Ox, quy ước vẽ trục Ox có chiều trùng với với chiều của đường sức q > 0 thì AMN = = qE. trong đó M’, N’ là hình chiếu của hai điểm M, N lên trục Ox HS rút ra nhận xét và trả lời các câu hỏi của GV(có thể tham khảo SGK và trả lời) Cho HS đọc SGK để biết cách tính công của lực điện trong trường hợp một điện tích q chuyển động từ M đến 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? Hoạt dộng 3: Xây dựng khái niệm hiệu điện thế Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên HS suy nghĩ và tìm câu trả lời Cá nhân trả lời: A = WM – WN Cá nhân trả lời câu hỏi: UMN = VM – VN = (đọc SGK) Cá nhân ghi nhận kiến thức HS đọc SGK để tìm hiểu thêm về tĩnh điện kế(cấu tạo và cách đo) 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 = Wt - Wt 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 dạng sau: AMN = q(VM – VN) VM – VN được coi là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N và kí hiệu là UMN Yêu cầu HS rút ra công thức UMN theo AMN Công thức này cho phép ta xác định hiệu điện thế nhưng không xác định mốc tính điện thế. Điện thế của một điểm phụ thuộc vào mốc tính điện thế. Thông thường ta chọn mốc tính điện thế ở mặt đất làm mốc (nghĩa là điện thế ở mặt đất bằng không) cũng có khi chọn điện thế ở xa vô cực bằng không Nói điện thế ở điểm A nào đó thực chất là nói hệu điện thế VA – VB trong đó VB là điện thế được chọn làm mốc nghĩa là VB = 0 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Đọc SGK và rút ra được công thức E = Cá nhân trả lời E = với d là khoảng cách giữa M’ , N’ Cường độ điện trường đặc trưng cho trường về phương diện tác dụng lực, còn diện thế đặc trưng cho trường về mặt năng lượng (công của lực điện) chúng có mối liên hệ gì không ? (cho 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Học sinh nhận nhiệm vụ học tập Nhắc lại các kiến thức mới HS đã học một cách khái quát Yêu cầu HS làm bài tập ở SGK Ôn lại các kiến thức về lực Cu-lông và điện trường IV – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy : BÀI 5 : BÀI TẬP VỀ LỰC CU-LÔNG VÀ ĐIỆN TRƯỜNG I - Mục tiêu Vận dụng được : Công thức lực Cu-lông, công thữc xác định điện trường của một điện tích điểm Nguyên lý chồng chất điện trường Công thức liên hệ giữa công của lực điện trường và hiệu diện thế và công thức 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Cá nhân lên bảng trình bày cách giải theo định hướng của giáo viên Vẽ hình q chịu tác dụng các lực từ q1, q2 là , q nằm trong q1 và q2 Nếu q0 < 0 , F1 = k , F2 = k Nếu q0 >0 , F1 = k , F = k -Thì F1 = F2, cả hai trường hợp ta có : = - Giải phương trình ta được nghiệm x = 2,5cm - Không phụ thuộc vào dấu và độ lớn q0 q0 > 0 cân bằng bền vì khi q0 lệch khỏi vị trí cân bằng thì các lực có xu hướng 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 càng đi khỏi vị trí này Cho HS đọc bài một SGK và ghi tóm tắt đề ở bảng, chú ý đổi đơn vị q = 2nC = 2.10-9C ; q2 = 0,018C = 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 ? Hoạt động 2 : Hướng dẫn HS làm bài tập 2 – SGK Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 M là và (theo nguyên lý chồng chất điện trường), = + Vì độ lớn của q1 và q2 bằng nhau và diểm M cách đều hai điện tích đó nên : E1 = E2 E 1 = E2 = 9.109 R2 = l2 + ()2 Hình vẽ ta có E = 2Ecos trong đó cos = Do đó E = 8.9.109 Thay số : E= 2160 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 trường của 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 HS làm theo yêu cầu của GV - Trọng lực và lực điện - P = mg - F= - F = F- P = - mg Theo định luật II Niu tơn A = = - g Quỹ đạo hạt bụi là một đoạn Parabol y = ()2 Suy ra a = Vậy - g = U = Thay số ta có : U = 50 V AOM = qUOM HS tính được UOM = - 32 V và từ công thức trên tính được AOM = 1,92.10J Yêu cầu học sinh lầm việc tương tự như các bài trên, chú ý đổi : d = 10cm = 10.10-2m m = 2.10-9g = 2.10-9.10-3kg = 2.10-12kg q = - 0,06pC = - 0,06.10-12C = - 6.10-14C v = 25= 25.10-2 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 : = - (dấu trừ vì đi từ O đến M ngược chiều với điện trường) Hoạt động 4 : Củng cố và giao nhiệm vụ học tập Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 IV – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy : BÀI 6 : VẬT DẪN VÀ ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG I - Mục tiêu : 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 tự tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản Nội dung ghi bảng : 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 III - Tổ chức các hoạt động dạy học Họat động 1 : Tìm hiểu trạng thái cân bằng tĩnh điện Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên 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 tr