Giáo án Vật lý 11 - Bài 22: Vật dẫn và điện môi trong điện trường

Tiết : _ _ _ _ _ Bài 22 : VẬT DẪN VÀ ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG I. Mục tiêu : 1) Bên trong vật điện trường bằng không, trên mặt vật vectơ cường độ điện trường vuông góc với mặt ngoài vật. 2) Toàn bộ vật là một khối đẳng thế. 3) Nếu vật tích điện thì điện tích phân bố ở mặt ngoài của vật. 4) Hiểu được hiện tượng phân cực trong điện môi được đặt trong điện trường ngoài và do có sự phân cực mà lực Cu Lông và điện trường trong điện môi giảm so với trường hợp chân không. II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm . III. Thiết bị , đồ dùng dạy học . 1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ IV. Tiến Trình Giảng dạy 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) VẬT DẪN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG Trạng thái cân bằng điện trong vật dẫn là trạng thái mà bên trong vật không có dòng điện đi qua. Ta Ta khảo sát vật dẫn trong trạng thái cân bằng điện a) Điện trường trong vật dẫn tích điện * Bên trong vật dẫn, điện trường bằng không Trong phần rỗng của vật dẫn, điện trường cũng bằng không. * Điện trường bên trong vật dẫn rỗng bằng không nên người ta dùng các vật dẫn rỗng làm các màn chắn điện. * Vectơ cường độ điện trường vuông góc với mặt vật dẫn b) Điện thế của vật dẫn tích điện * Điện thế trên mặt ngoài vật. + Điện thế tại mọi điểm trên mặt ngoài vật dẫn có giá trị bằng nhau. * Điện thế bên trong vật dẫn. Điện thế tại mọi điểm bên trong vật dẫn phải bằng nhau và bằng điện thế trên mặt ngoài của vật. ÄVậy : Toàn bộ vật dẫn là một đẳng thế. c) Sự phân bố của điện tích ở vật dẫn tích điện * Sự phân bố của điện tích ở mặt ngoài của vật dẫn. Ở một vật dẫn nhiễm điện, thì điện tích chỉ phân bố trên mặt ngoài củavật. Với vật dẫn đặt, điện tích cũng phân bố ở mặt ngoài của vật. * Sự phân bố điện tích trên vật trong trường hợp mà mặt ngoài có chỗ lồi, chỗ lõm. + Ở những chỗ lồi của mặt vật dẫn, điện tích tập trung nhiều hơn, ở chổ mũi nhọn điện tích tập trung nhiều nhất, ở chỗ lõm hầu như không có điện tích. + Điện tích phân bố trên mặt ngoài của vật dẫn không đều, nên cường độ điện trường ở gần mặt ngoài của vật cũng khác nhau. Nơi nào điện tích tập trung nhiều hơn, điện trường ở đó mạnh hơn. Đặc biệt ở gần các mũi nhọn điện trường tập trung rất mạnh. + Nếu mũi nhọn đặt trong không khí, thì một số hạt mang điện sẽ có sẵn trong không khí ở gần mũi nhọn được tăng tốc và làm cho không khí ở đó bị ion hóa. Các hại mang điện trái dấu với điện tích của mũi nhọn bị hút vào mũi nhọn làm cho điện tích của mũi nhọn giảm nhanh. Điều này được áp dụng trong cột chống sét. 2) ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG + Khi đặt một mẫu điện môi trong điện trường thì mọi hạt nhân và các eletron trong các nguyên tử của vật đó điều chịu tác dụng bởi điện trường. Kết quả là mỗi nguyên tử như được kéo dãn ra một chút và chia thành hai phía có điện tích trái dấu nhau. Người ta nói điện môi bị phân cực. + Các mặt nhiễm điện của điện môi làm xuất hiện từ trường phụ. Điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài làm cho điện trường bên trong điện môi giảm. Điện trường giảm kéo theo lực điện tác dụng lên điện tích trong điện môi cũng giảm. GV đưa ra khái niệm vật dẫn cân bằng điện à giới hạn phạm vi khảo sát, cụ thể là ta chỉ khảo sát trường hợp vật dẫn không có dòng điện. GV : Gợi ý để HS trả lời ngytên nhân các câu hỏi : Tại sao Bên trong vật dẫn, điện trường bằng không ? + Cần nhắc lại rằng chỉ đối với vật dẫn không có dòng điện thì điện trường bên trong vật dẫn mới bằng không. + Cần lưu ý rằng bên trong phần rỗng của vật dẫn không có điện tích thì điện trường mới bằng không. Tại sao vectơ cường độ điện trường vuông góc với mặt vật dẫn ? GV : tiến hành thí nghiệm như sơ đồ của thí nghiệm như trên hình 22.2 và yêu cầu HS rút ra nhận xét về điện thế tại mọi điểm trên bề mặt quả cầu ? GV lập luận. GV hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm như hình 22.3. rồi yêu cầu HS rút ra kết luận về vật dẫn nhiễm điện GV hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm như hình 22.4. rồi yêu cầu HS rút ra kết luận về GV diễn giảng GV diễn giảng Ở phần này chủ yếu GV gợi ý để HS giải thích được tại sao Khi đặt một mẫu điện môi trong điện trường thì điện môi bị phân cực. HS : Bởi vì trong vật dẫn đã có sẵn điện tích tự do nên nếu điện trường khác không thì nó sẽ tác dụng lực lên các điện tích tự do và gây ra dòng các điện tích chuyển động. HS : Vì nếu vectơ cường độ điện trường không vuông góc với mặt vật dẫn thì sẽ có một thành phần tiếp tuyến với mặt vật. Thành phần này cũng tác dụng lực lên các điện tích tự do và gây ra dòng các điện tích chuyển động trên mặt vật. HS : Thí nghiệm chứng tỏ điện thế tại mọi điểm trên mặt ngoài vật dẫn có giá trị bằng nhau. HS tiến hành thí ngfhiệm và rút ra kết luận về vật dẫn nhiễm điện HS tiến hành thí ngfhiệm và rút ra kết luận về vật dẫn nhiễm điện HS giải thích được nguyên nhân Khi đặt một mẫu điện môi trong điện trường thì điện môi bị phân cực. Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 117 SGK. HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 trang 117 SGK. {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{