Giáo án Vật lý 11 - Bài 25: Dòng điện không đổi – Nguồn điện

Tiết : _ _ _ _ _ Bài 25 : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – NGUỒN ĐIỆN I. MỤC TIÊU : Nắm chắc các định nghĩa : Dòng điện, quy ước chiều dòng điện , cường độ dòng điện Hiểu vectơ mật độ dòng điện, nắm vững công thức tính mật độ dòng điện. Hiểu định nghĩa nguồn điện, khái niệm lực lạ II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm . III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC . _ -------------------------------------------------------------------------------------------_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ --------------------------------------------------------------------------------------------- IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY PHÂN PHỐI THỜI GIAN PHẦN LÀM VIỆC CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG 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) DÒNG ĐIỆN. CÁC TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN a) Dòng điện Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Chẳng hạn, dòng điện xuất hiện khi có sự dịch chuyển có hướng của các electron tự do trong kim loại, hoặc sự dịch chuyển có hướng của ion dương và gion âm trong dung dịch điện phân. Eâlectron tự do, các ion dương và ion âm được gọi là các hạt tải điện. b) Chiều dòng điện Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương. Như vậy, trong dây dẫn kim loại, chiều dòng điện ngược với chiều dịch chuyển của các êlectron tự do. c) Các tác dụng của của dòng điện Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ. Tùy theo môi trường mà dòng điện còn có thể có tác dụng nhiệt là tác dụng hóa học. Các tác dụng này dẫn đến tác dụng sinh lí và các tác dụng khác. 2) CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN. a) Định nghĩa Để đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện một cách định lượng người ta đưa vào đại lượng gọi là cường độ dòng điện. Được đo bằng thương số của điện lượng Dq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian nhỏ Dt và khoản thời gian đó (25.1) Dòng điện chóa chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian gọi là dòng điện không đổi. Đối với dòng điện không đổi, công thức trên trở thành (25.2) Trong đó + q là điện lượng chuyển dịch qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t. b) Đơn vị cường độ dòng điện Trong hê SI đơn vị cường độ dòng điện có tên gọi là ampe, kí hiệu A. Người ta cũng hay dùng các ước của ampe, kí hiệu A. Người ta cũng hay dùng các ước của ampe 1 miliampe (mA) = 10-3 ampe. 1 micrôampe (mA) = 10-6 ampe. c) Đo cường độ dòng điện Để đo cường độ dòng điện chạy qua một vật dẫn, người ta mắc nối tiếp am kế với vật dẫn. d) Chú ý Khi khảo sát dòng điện trong các môi trường, người ta còn dùng đại lượng gọi là vectơ mật độ dòng điện . Đó là một vectơ có chiều là chiều dòng điện và có độ lớn được xác định bằng cường độ dòng điện chạy qua một đơn vị điện tích đặt vuông góc với dòng điện : (25.3) với DI là cường dộ dòng điện chạy qua tiết diện thẳng có điện tích DS. mật độ dòng điện j được tính theo công thức : j = n0qu (25.4) với n0 là mật độ hat tải điện (là số hạt tải điện trong một đơn vị điện tích) ; q, u tương ứng là độ lớn của điện tích và vận tốc trung bình của chuyển động có hướng của hạt tải điện. Ta có thể viết (25.4) dưới dạng vectơ : (25.5) trong đó q là giá trị đại số của điện tích hạt tải điện. 3) NGUỒN ĐIỆN Nguồn điện là thiết bị để tạo ra hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Khi ta nối hai cực của nguồn bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín, thì trong mạch có dòng điện. Các hạt tải điện dương từ cực dương của nguồn điện (có điện thế cao) chạy qua vật dẫn đến cực âm (có điện thế thấp) bên trong nguồn điện, các hạt tải điện dương lại chuyển động từ nơi có điện thế thấp (ở cực âm) đến nơi có điện thế cao (ở cực dương). Chuyển động này ngược với chiều của lực điện trường giữa hai cực (hướng từ cực dương đến cực âm). Do đó, bên trong nguồn điện phải có một lực tác dụng lên các điện tích dương, buộc chúng phải chuyển động theo chiều đã nói (hình 25.2). lực này không phải là lực tĩnh điện, gọi là lực lạ. 4) SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN Suất điện động của dòng điện là đại lượng đo bằng thương số của công A của lực lạ làm dịch chuyển điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và điện tích q đó : (25.6) Đơn vị của suất điện động là vôn, kí hiệu V. Mỗi nguồn điện có một suất điện động nhất định, không đổi. Ngoài suất điện động x, nguồn điện còn có một điện trở, gọi là điện trở trong của nguồn điện. GV : Theo các em dòng điện là gì ? GV cần chú ý đến khái niệm “hạt tải điện” GV gơi ý để HS phân biệt “hạt mang điện” và “hạt tải điện” GV : Theo các em chiều dòng điện được quy ước như thế nào ? GV : Tại sao chiều dịch chuyển của electron tự do trong dây dẫn lại ngược với chiều dòng điện GV cần nhấn mạnh : “Dòng các hạt tải điện âm tương đương với dòng điện tích dương dịch chuyển theo chiều ngược lại” GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi H1 GV yêu cầu HS trình bày các hiểu biết của mình về cường độ dòng điện : Định nghĩa, đơn vị, cách đo à kết luận như SGK GV gợi ý để HS phân biết “dòng điện không đổi” và dòng điện một chiều” à yêu câu HS trả lời H2 GV : Trong thực tế, có khi người ta gọi dòng điện không đổi là dòng điện một chiều. Nhưng cần lưu ý rằng, có những dòng điện không đổi chiều nhưng lại có cường độ thay đổi, như dòng điện một chiều. GV : gợi ý hướng dẫn HS trả lời câu hỏi H3 GV : Trong các loại nguồn điện khác nhau, lực lạ có bản chất khác nhau. chẳng hạn, trong pin, quy thì lực là là lực hóa học ; trong các máy phát điện, lực lạ là lực từ tác dụng lên các êlectron chuyển động trong từ trường (xem trg 60). GV : Để đặc trưng cho khả năng sinh công của dòng điện người ta đưa vào đại lượng gọi là suất điện động của nguồn điện, kí hiệu là x. GV cần nhấn mạnh các ý sau : + Khả năng sinh công của lực lạ là khả năng sinh công của nguồn. + Nguồn điện không đổi HS có thể đưa ra một vài định nghĩa dòng điện khác nhau mà các em đã học ở lớp dưới. HS phân biệt “hạt mang điện” và “hạt tải điện” HS trả lời quy ước về chiều dòng điện. HS : suy nghĩ trả lời cầu hỏi này. HS trả lời câu hỏi H1 : Có thể nêu cả tác dụng phát quang, nhưng phân tích cho thấy tác dụng đặc trưng là tác dụng từ HS trình bày các hiểu biết của mình về cường độ dòng điện : Định nghĩa, đơn vị, cách đo HS trả lời H2 : Quy tắc dùng ambe kế : Cần lưu ý : + Giới hạn đo phù hợp với giá trị muốn đo. + Mắc ampe kế nối tiếp vật dẫn + Mắc ambe kế sao cho dòng điện vào (+) ra (-) HS trả lời câu hỏi H3 : Trong trường hợp electron tự do trong kim loại thì q < 0 nhưng u ngược hướng với chiều dòng điện, nên j cùng hướng với chiều dòng điện. HS chú ý nếu vật dẫn làm bằng kim loại, thì có sự dịch chuyển của các êlectron tự do từ cực âm, qua vật dẫn đến cực dương (hình 25.2b). Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2 và 3 trang 135 SGK. HS trả lời các câu hỏi 1, 2, và 3 trang 135 SGK. {{{{{{{{{{]{{{{{{{{{{