Giáo án Vật lý 11 - Bài 17: Thuyết electron cổ điển định luật bảo toàn điện tích

Tiết : _ _ _ _ _ Bài 17 : THUYẾT ELECTRON CỔ ĐIỂN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH I. Mục tiêu : Nắm được những nội dung chính của thuyết electron cổ điển. Từ đó hiểu được ý nghĩa của các khái niệm hạt mang điện và vật nhiễm điện. Giải thích được tính dẫn điện , tính các điện của một chất, ba cách nhiễm điện của các vật. Hiểu được nội dung của định luật bảo toàn điện tích. II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm . III. Thiết bị , đồ dùng dạy học . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ IV. Tiến Trình Giảng dạy Ê Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức , điều khiển Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) Nghiên cứu bài mới 1) THUYẾT ÊLECTRON CỔ ĐIỂN a) Một số nội dung chính của thuyết êlectron cổ điển Thuyết êlectron cổ điển bao gồm một số nội dung chính như sau : - Các chất được cấu tạo từ các phân tử. Các phân tử lại do các nguyên tử tạo thành. Mỗi nguyên tử gồm có một hại nhân mang điện tích dương và một số êlectron khối lượng rất nhỏ so với hạt nhân, mang điện tích âm và luôn luôn chuyển động xung quanh hạt nhân. - Bình thường thì tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không. Ta nói nguyên tử trung hòa về điện - Nếu vì một lí do nào đó, nguyên tử bị mất đi một số êlectron thì tổng đại số các điện tích trong nguyên tử là một số dương. Ta nói nó là một gion dương. Ngược lại, nếu nguyên tử nhận thêm một số ectron thì nó là ion âm b) Sự nhiễm điện của vật - Mỗi vật bao gồm rất nhiều hạt mang điện (hạt nhân, êlectron, ion). Bình thường thì tổng đại số các điện tích của tất cả các hạt đó bằng không, nghĩa là vật trung hòa về điện. - Vật nhiễm điện âm là vật thừa êkectron, vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron. 2. GIẢI THÍCH TÍNH DẪN ĐIỆN HAY CÁCH ĐIỆN CỦA MÔI TRƯỜNG a) Chất dẫn điện. Chất cách điện - Những vật mà điện tích có thể truyền qua gọi là vật dẫn điện (nói gọn là vật dẫn). - Những vật mà điện tích không thể truyền qua gọi là vật cách điện (cũng nói là điện môi). - Những chất làm thành vật dẫn điện hay vật cách điện gọi là chất dẫn điện hay chất cách điện. Kim loại, các dung dịch muối, axít, bờ là các chất dẫn điện. Thủy tinh, sứ, êbônít, nước nguyên chất, là các chất cách điện. - Sự phân chia các chất thành hai loại như trên chỉ có tính tương đối. b) Giải thích tính dẫn điện hay tính cách điện của môi trường. Hạt mang điện trong môi trường thành hai loại : + Các điện tích liên kết là những hat chỉ có thể di chuyển trong một khoảng rất nhỏ vào cỡ kích thước phân tử. + Các điện tích tự do là những hạt có thể đi được những quãng đường lớn hơn kích thước phân tử rất nhiều. Kim loại có nhiều êlectron tự do. Các dung dịch muối, axít, bazơ có nhiều ion tự do. Như ta đã biết chúng là những chất dẫn điện. Những chất có nhiều điện tích tự do là những chất dẫn điện. Thủy tinh, nước nguyên chất, không khí khô có ít điện tích tự do. Chúng là những điện môi. Những chất có ít điện tích tự do là những điện môi. 3. GIẢI THÍCH BA HIỆN TƯỢNG NHIỄM ĐIỆN a) Giải thích sự nhiễm điện do cọ sát. Nếu có những điểm tiếp xúc giữa thủy tinh và lụa thì ở những điểm đó có một số electron từ thủy tinh di chuyển sang lụa. Khi thanh thủy tinh cọ xát với lụa thì số điểm tiếp xúc tăng lên rất lớn do đó số êlectron di chuyển từ êlectron sang lụa cũng tăng lên vì vậy thanh thủy tinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm. b) Giải thích sự nhiễm điện do tiếp xúc. Khi thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện âm, chìm một phần trong số êlectron thừa ở quả cầu truyền sang thanh kim loại. Vì thế thanh kim loại cũng thừa êlectron. Do đó thanh kim loại nhiễm điện âm Ngược lại nếu thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương, thì một số êkectron tự do từ thanh kim loại sẽ truyền sang quả cầu. Vì thế thanh kim loại trở thành thiếu êlectron. Do đó thanh kim loại nhiễm điện dương. c) Giải thích sự nhiễm điện do hưởng ứng Thanh kim loại đạt gần qủa cầu nhiễm điện âm, thì các êlectron tư do trong thanh kim loại bị đẩy ra xa quả cầu. Do đó đầu thanh kim loại xa quả cầu hơn thừa electron, đầu đó nhiễm điện âm. Đầu thanh kim loại gần quả cầu hơn, đầu đó nhiễm điện âm. Đầu thanh kim loại gần quả cầu hơn thiếu electron, đầu đó nhiễm điện dương. Thanh kim loại đặt gần quả cầu nhiễm điện dương thì electron tự do trong thanh kim loại bị hút lại gần quảcầu. Do đó đầu thanh gần quả cầu nhiễm điện âm, đầu kia nhiễm điện dương. 4. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH “Tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số”. GV thông báo về một số nội dung của thuyết electron cổ điển, về cấu tạo nguyên tử. ( Đối với những lớp có học sinh tương đối khá), GV có thể cho biết thêm hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi hai hạt là prôtôn (điện tích dương )và nơtron (không mang điện) GV : Nếu vì một lí do nào đó, nguyên tử bị mất đi một số êlectron thì trở thành ion mang điện tích gì và ngược lại. Cần làm cho HS phân biệt được sự khác nhau giữa “hạt mang điện” và “vật mang điện” GV : Ở lớp học đã qua các em cho biết thế nào là vật dẫn điện ? thế nào là vật cách điện ? ® GV cần cho HS biết định nghĩa mà HS đã nêu và định nghĩa trong SGK là như nhau. GV gợi ý cho HS từ lớp học đã qua : Theo các em trong kim loại có sẳn hạt mang điện là những hạt electron hay ion ? ® Có sự liên hệ giửa electron tự do và vật dẫn đó. à các hạt điện tích liên kết và các hạt điện tích tự do à cách giải thích dựa trên thuyết electron cổ điển. GV : Nhắc lại và hỏi HS về sự nhiễm điện do cọ sát giữa thanh thủy tinh và lụa à Yêu câu HS giải thích hiện tượng GV nhắc lại hiện tượng bằng hình vẽ và yêu cầu HS giải thích hiện tượng. GV : Nếu ngược lại nếu thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương thì hiện tượng nhiễm điện xảy ra như thế nào ? GV nhắc lại hiện tượng bằng hình vẽ và yêu cầu HS giải thích hiện tượng. Gv thông báo định luật này đến Hs, cần nhấn mạnh rằng , cho đến nay chưa gặp trường hợp nào chứng tỏ định luật bảo toàn điện tích bị vi phạm. HS : Nếu vì một lí do nào đó, nguyên tử bị mất đi một số êlectron được gọi là ion dương. Ngược lại, nếu nguyên tử nhận thêm một số ectron thì nó là ion âm. HS : vật dẫn điện là vật cho dòng điện đi qua, vật cách điện là vật không cho dòng điện đi qua. HS : Trong kim loại có sẳn các hạt mang điện gọi là electron tự do. HS : Kết luận về sự nhiễm điện do cọ sát giữa thanh thủy tinh (dương)và lụa (âm). HS : Khi thanh thủy tinh cọ xát với lụa thì số điểm tiếp xúc tăng lên rất lớn do đó số êlectron di chuyển từ êlectron sang lụa cũng tăng lên vì vậy thanh thủy tinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm. HS : Khi thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện âm, chìm một phần trong số êlectron thừa ở quả cầu truyền sang thanh kim loại. Vì thế thanh kim loại cũng thừa êlectron. Do đó thanh kim loại nhiễm điện âm HS : Ngược lại nếu thanh kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương, thì một số êkectron tự do từ thanh kim loại sẽ truyền sang quả cầu. Vì thế thanh kim loại trở thành thiếu êlectron. Do đó thanh kim loại nhiễm điện dương. HS : Thanh kim loại đạt gần qủa cầu nhiễm điện âm, thì các êlectron tư do trong thanh kim loại bị đẩy ra xa quả cầu. Do đó đầu thanh kim loại xa quả cầu hơn thừa electron, đầu đó nhiễm điện âm. Đầu thanh kim loại gần quả cầu hơn, đầu đó nhiễm điện âm. Đầu thanh kim loại gần quả cầu hơn thiếu electron, đầu đó nhiễm điện dương. Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) GV đặt những câu hỏi 1 – 5 sách giáo khoa trang 98 cho từng HS cụ thể. (mức độ HS trung bình) Đối với các em HS giỏi , GV có thể hỏi HS những câu hỏi H1 à H4 Các em học sinh lần lượt đứng lên trả lời nhưng câu hỏi trên.