Giáo án Vật lý 11 - Bài 23, 24: Công của lực điện trường. Điện thế. Hiệu điện thế

Bài 23-24 CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG. ĐIỆNßTHẾ. HIỆUĐIỆN THẾ. Mục đích yêu cầu : - Täĩh chất công của lEïc điện trường. Cách hìqh thành kh‚ùi niệm hiu điện thế, hiệu điän th€á/ định nghĩa điệÉ thế, hie| điện thế. Hiểu và vận dudng được công thứÏ U = ½/q. Hiểu được ĩnh điện kế. Kiểm tra bLøi cũ: Tính chất cơ bD¢n của đ`ện trường lŒø gì?(Cường độ điện t-ường là gì? Phương, chiều vàđộ lớn của điện trường gây ga bởi một điệnỵtích điểm tại một điểm cách nó, khoảng là r ? Phát biểu nguyên lí chồng chất điện trường. Định nghĩa đường sức điện trường? Nêu những tính chất của nó. Bài mới¬ìHƯƠNG PHÁP -ĐVĐ: Một điện tích điểm dương q đặt trong điện trường dưới tác dụng của lực Fàq dịch chuyểnà đi¥än trường có khả năng sinh công vậy khả năng này nhi}àu ít ra sao có đạizượng nào đặc trưng? Để xét năng lượng của một vật sinh ra công thì xét đại lưiïng nào? - Công của lực điện có biểu thức ra so? Lực tác dụng lên điện tích qÏÿó biểu thức như thế nào? - Từ biểu thức (1),(2),(3) rút ra kết luận gì của công lực điện trường. NỘI DUNG 1. Cônp của lực điện trường : - Điện Ãường tác dụng lực lên các điện tích đặt trong nó và làm cho điện tích di chuyển trong điện trường. Ta nói lực điện đã thực hiện công và gọi là công của lực điện trườngà - Tính(công của lực điện trường làm cho điện tích điËåm dương q di chuyển từ điểm B đến điểm C trong điện trường đều tạo nên giữa 2bản kim loại phẳng tích điện bằng nhau và trái dấu, đặt song song với nhau. Vectơ F có phương vuông góc bản chiều từ dương sang âm. a. Xét điện tích di chuyển theo đường thẳng từ BàC. F = q.E ABC = F.BC.cosa ABC = F.BH = qE.d (1) b. Xét trường hợp điện tích di chuyển theo đường BDC. Ta có ABC= ABD+ADC =F.BD+F.DC.Cos1 =q.Ed1+qE.d2=qE(d1+d2) àABDC=qEd(2) c. Suy rộng cho trường hợp ,ổng quát. - Khi điện tích q di chuyển theo đường công åấ kỳ BMC. Ta có thể chia đương cong BMC thành những đoạn rất ngắn coi là đườn® thẳng÷và lí luận tượng tự như trên.Ta cũng có ABMC=F.BH=qEd(3). d là hình chiếu của đường đi trên một đường sức bất kì. * Kết luận: Công của lực điện làm di c¤uyển m’ät điện tích từ điểm này đến điểm khác trong điện trườn (tĩnh ¬tỉ lệëvới độ lớn điện tích di chuyển; không phụ thuộc vào hình da^ng của đường đi mà chỉ phụ thuÉäc vào vị trí điểm đầỊ và điểm cuối. 2. Điện thế và hiệu điện thế a. Điệnthế: - Một điện tích dương q có thể dịch chuyển trong điện trường từ điem này sang điểm khác. Giả sử nó dịch chuyển từ điểm B cho trước đến một điểm ở xa vô cực (ở vô cực cường độ điện trường bằng không). Công ABµ của lực điện trường vừa phụ thuộc và độ lớn của điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm B.Ta gọi thương số ABµ/" là điện thế của điện trường tại B. Kí hiệu là VB.. VB.= ABµ/q. - Điện tEế tại một điểm vô cực bằng 0. b. Hiệu điện thế: - Giả sử do tác dụng của E điện tích dương q đi từ B đến C rồi ra xa vô cực. ¥ Ta có: AB¥=ABC+AC¥ àABC= AB¥- AC¥ à ABC/q= AB¥/q- AC(/q VB-VC= ABC/q. - H ệu số VB-VC= ABC/q. Gọi là hiệu điện thế giữa hai điểm B và C. - Kí hiệu làÚ UBC vậy  EMBED Equation.3 
 BC là iểm bất kỳ trong điện trường nên tổng quát ta có: U=A/q (2-1). Định nghĩa hiệu điện thế: - Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường giữa 2 điểm đó và đo bằng thương số giữa công của điện trường làm dịch chuyển một điện tích dương từ điểm nọ đến điểm kia và độ lớn của điện tích di chuyển. - Hiệu điện thế giữa 2 điểm(Bvà C) bất kỳ trong điện trường là đþïi lượng có trị bằng thương số giữa công của lực điện trường làm dịch chuyển một điện tích dương từ điểm này đến điểm kia và độ lớn của điện tích đó. c. Chú ý: - Chỉ çó hiệu điện thế mới có giá trị xác định và có ý nghĩa vật lý, còn giá tr) hiệu điện thế tại mỗi điểm tùy thuộc vào cách chọn mốc điện thế.Hiệu điện thế giữa hai điểm không phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. - Trong thực tế và trong thực nghiệm người t thường lấy điện thế của đất và các vật dẫn nối đất làm mốc( điện thế bằng 0) cổng lí thuyết thì điện thế ở vô cực bằng 0. - Điện thế và hiệu điện thế là những đạilượng vô hướng. 3. Đơn vị hiệu điện thế và đP hiệu đibän theý. a. Đơn vị hiệi điện thế Từ biểu thức (2-1) nếu A=1jun, q=1culông thì V =1 đơn=vị . 1V= 1jun(J)/1culông(C). Định Vghĩa đơn vị Vôn :Vôn là hiệu điện theÄ giữa haˆ điểm ¨à khi dịch :huyển điện tích 1culôngtừ điểm nọ đến điểm ÷ia thì ông cu£a lưpc điện thực hiện là 1Jun. b. Đo hiệ0 điện thế: - Để do hiệu đện thế người ta dùng tĩnh điện kế4 Cấu tạo tĩnh điện kế giống như một điện nghiệm. - Khi cần đo hieu điện thế giữa hai điểm A và B của hai ật ta nối điểm A với thanh kim loại của điện kế và nối điểm B với kim loại. Trên tĩnh điện kế có vạch chia độ và có ghi sẵn giá trị củaçhiệu điện thế. - Kh¢ {ần ‰o hiệu điện thế tại một đểm của một v`ät ta nốiÉđiểm đsù vớithanh kim loại còn vỏ tĩnh điện kế nối với đất. Độ lệch của kim hiệu điện thế cho biết h¯ệu điệT thế gi=õa hai đi@åm đó và đất. Củng cố: bài tập 3,4,Ä trang 59.