Giáo án Vật lý 11 - Chương I: Điện tích. Điện trường - Giáo viên Phạm Sơn Tuấn

Tiết 1: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu – lông. I. Mục tiêu. - Nhắc lại một số khái niệm đã học ở THCS và bổ sung thêm các khái niệm mới: Hai loại điện tích(dương, âm) và lực tương tác giữa hai điện tích điểm cùng dấu và trái dấu. - Trình bày được các cách làm một vật bị nhiễm điện và cách phát hiện một vật bị nhiễm điện. - Trình bày được khái niệm điện tích và điện tích điểm. - Trình bày được phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích điểm trong chân không. Vận dụng được công thức xác định lực Culông. - Trình bày được ý nghĩa của hằng số điện môi. II. Chuẩn bị. 1. Giáo viên: - Các dụng cụ thí nghiệm về hiện tượng nhiễm điện. Tranh vẽ về điện nghiệm hoặc thí nghiệm về cân xoắn Culông. 2. Học sinh: - Ôn tập lại các kiến thức về điện tích và tương tác điện tích đã học ở lớp 7. III. Tổ chức hoạt động dạy học - ổn định tổ chức lớp Hoạt động 1: Tìm hiểu về sự nhiễm điện của các vật. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Hãy trình bày một cách đơn giản đã được học để làm một vật bị nhiễm điện? - Có những cách nào để làm một vật bị nhiễm điện? - Làm thế nào để nhận biết một vật bị nhiễm điện? Yêu cầu học sinh làm các thí nghiệm kiểm chứng. Giáo viên thông báo với học sinh ngoài cách kiểm tra một vật bị nhiễm điện bằng cách trên, người ta có thể dùng điện nghiệm. Giới thiệu cấu tạo và hoạt động của điện nghiệm. - Cho các vật bằng thủy tinh hoặc nhựa cọ sát vào len dạ...vv. - Có 3 cách làm một vật bị nhiễm điện: Nhiễm điện do cọ sát, nhiễm điện do tiếp xúc, nhiễm điện do hưởng ứng. - Cho các thanh nhựa hoặc thủy tinh sau khi đã cọ sát lại gần các vật nhẹ như mẩu giấy, sợi bông I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện 1.Sự nhiễm điện của các vật - Các cách làm một vật bị nhiễm điện: Cọ sát, tiếp xúc, hưởng ứng. - Để nhận biết một vật bị nhiễm điện ta dùng điện nghiệm. Hoạt động 2: Tìm hiểu về khái niệm điện tích, điện tích điểm; Tương tác điện và hai loại điện tích. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính Yêu cầu học sinh đọc mục II. 1 SGK. Nêu câu hỏi: - Điện tích là gì?Số đo của lượng điện mà vật tích được được gọi là gì?Đơn vị? - Thế nào là một điện tích điểm? - Trong tự nhiên có những loại điện tích gì? Chúng tương tác như thế nào? - Học sinh đọc SGK và trả lời câu hỏi. 2. Điện tích. Điện tích điểm. - Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. - Điện tích còn được dùng để chỉ điện lượng ủa một vật tích điện. Đơn vị: C - Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách cần xét. 3.Tương tác điện. Hai loại điện tích. - Hai loại điện tích: Điện tích dương và điện tích âm. - Tương tác giữa hai điện tích: + Cùng dấu: Đẩy nhau. + Trái dấu: Hút nhau. Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật Culông Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Giáo viên thông báo phương pháp và kết quả nghiên cứu của Cu – Lông về tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không. - Giáo viên thông báo nội dung định luật Cu-lông. - Yêu cầu học sinh biểu diễn các véc tơ lực trong tương tác giữa hai điện tích điểm. - Yêu cầu hs đọc mục II. 2 SGK và trả lời các câu hỏi: - Điện môi là gì?Biểu thức của lực điện trong tương tác giữa hai điện tích đặt trong điện môi đồng tính? - Hằng số điện môi cho biết điều gì? - So sánh về lực tương tác giữa hai điện tích điểm và lực tương tác hấp dẫn. - Học sinh ghi nhận. - Học sinh biểu diễn các véc tơ lực trong tương tác giữa hai điện tích điểm cùng dấu và trái dấu. - Học sinh đưa ra đặc điểm giống và khác nhau giữa lực tĩnh điện và lực hấp dẫn. II. Định luật Cu-Lông. Hằng số điện môi. 1. Định luật Cu- Lông - Nội dung ĐL: SGK. - Công thức độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không: r là khảng cách giữa hai điện tích q1, q2. Trong hệ SI: k = 9.10 9N.m2/C2. 2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi. - Trong điện môi: e là hằng số điện môi. Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh làm bài tập 5,6,8 trong SGK. - Giao nhiệm vụ về nhà : + Bài tập: + Ôn tập kiến thức về: Cấu tạo nguyên tử, chất dẫn điện và chất cách điện. - Học sinh làm bài tập trong SGK. - Ghi nhiệm vụ về nhà. Tiết 2: bài tập về định luật cu – lông I. Mục tiêu. - Vận dụng định luật Cu – Lông để giải một số bài tập đơn giản về tương tác giữa các điện tích. II. Chuẩn bị. 1. Giáo viên: - Hệ thống các bài tập để hệ thống hóa, củng cố kiến thức đã học về tương tác giữa các điện tích: Hệ hai điện tích; Hệ ba điện tích... 2. Học sinh: - Ôn tập lại nội dung ĐL Cu-Lông và công thức cộng véc tơ. III. Tổ chức hoạt động dạy học ổn định tổ chức lớp. Hoạt động 1: Khảo sát tương tác của hệ gồm 2 điện tích. Hoạt động của GV và HS Nội dung Bài 1: Bài 1.7 SBT Tr 4 Tóm tắt bài toán và vẽ hình minh họa - Khi hệ cân bằng mỗi điện tích chịu tác dụng của những lực nào?Biểu diễn trên hình vẽ? - Các lực này có mối quan hệ gì? Vì sao? - Biểu diễn mối quan hệ giữa độ lớn của F và độ lớn của P? - Nhân xét về độ lớn của Q1,Q2? - Hãy tính r thông qua l? - Thay số. Bài 1 ( Bài 1.7 SBT-Tr 4) l  O m = 5g = 5.10 – 3kg. l = 10cm = 10 – 1m.  = 600, e=1 g = 10 m/s2 Tính Q1, Q2 Q2 Q1 Bài giải - Các lực tác dụng vào mỗi quả cầu là: + Trọng lực . + Lực căng . + Lực điện . - Vì quả cầu cân bằng nên: ⇒ ⇒ ⇒ F = F/ = P.tan Mặt khác: ta suy ra: Vì hai quả cầu giống hệt nhau nên: Q1=Q2=Q ⇒ ⇒ Thay số ta có: Q = ∓ 3.58 .10 – 7C Hoạt động 2: Khảo sát tương tác của hệ gồm 3 điện tích. Hoạt động của GV và HS Nội dung - Hãy tóm tắt bài toán và biểu diễn bằng hình vẽ. -Xác định các lực tác dụng vào điện tích q1 và biểu diễn chúng trên hình vẽ? - Xác định độ lớn của các lực tác dụng lên q1? - Xác định hợp lực tác dụng lên điện tích q1? - Xác định góc tạo bởi ()? - Hãy rút ra biểu thức cuối cùng để tính F? - Thay số vào biẻu thức thu được để tìm độ lớn của F? Bài 2: Có hai điện tích điểm q và - q đặt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng AB= 2d. Một điện tích dương q1= q đặt trên đường trung trực của AB cách AB một khoảng x. 1) Xác định lực điện tác dụng lên q1. H -q q q1 A M B 2) áp dụng bằng số: q = 3.10 – 6C; d = 6cm; x =8 cm; e=1, Tóm tắt: q1=q AB = 2d MH = x q = 3.10 – 6C; d = 6 cm x=8cm; e=1. Xác định . Bài giải Các lực tác dụng lên điện tích q1 tại M là: Lực điện do q1, q2 tác dụng. Độ lớn của là: áp dụng định lý hàm số cosin ta có: Đặt Thay số ta có Hoạt động 3: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV và HS Nội dung - Giáo viên củng cố bài về phương pháp giải và các lưu ý khi áp dụng công thức. - Ghi bài tập về nhà: Ghi nhớ: - Công thức áp dụng cho cả trường hợp hai quả cầu nhỏ mang điện, khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm quả cầu. Và công thức trên chỉ áp dụng cho trường hợp điện môi là đồng chất và chiếm đầy khoảng không gian xung quanh điện tích. - Khi thay các giá trị bằng số trong công thức cần lưu ý: + Chỉ lấy giá trị tuyệt đối của điện tích. + Các dữ liệu trong đề bài phải chuyển đổi tính theo đơn vị hệ SI. + Nếu điện tích chịu tác dụng của nhiều lực điện từ các điện tích khác thì hợp lực tác dụng lên vật được xác định theo quy tắc tổng hợp lực. - Ngoài lực điện và trọng lực, vật mang điện còn có thể chịu tác dụng của những lực khác như: + Lực căng của dây treo. + Lực đẩy Acsimet FA = Vρg. - Một vật mang điện nằm cân bằng khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không. Tiết 3: Bài 2 thuyết electron. định luật bảo toàn điện tích I. Mục tiêu. - Trình bày được cấu tạo sơ lược của nguyên tử về phương diện điện. - Trình bày được khái niệm về điện tích nguyên tố. - Trình bày được những nội dung chính của thuyết electron. 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; Giải thích được ba hiện tượng nhiễm điện. - Phát biểu được nội dung của định luật bảo toàn điện tích. II. Chuẩn bị. 1. Giáo viên: - Tìm hiểu kỹ về thuyết điện tử cổ điển. 2. Học sinh: - Ôn tập kiến thức về hiện tượng nhiễm điện do cọ sát, chất dẫn điện và chất cách điện; cấu tạo nguyên tử ( đã học ở THCS ) III. Tổ chức hoạt động dạy và học. - ổn định tổ chức lớp. Hoạt động 1: Tìm hiểu thuyết êlectron. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh đọc mục I.1 SGK. Nêu câu hỏi: - Nguyên tử có cấu tạo như thế nào? - Nêu những đặc điểm cơ bản của các hạt cơ bản cấu tạo nên nguyên tử/ -Nhận xét về sự liên kết giữa e và hạt nhân? - Giáo viên lưu ý học sinh: Điện tích là một thuộc tính của các hạt cơ bản, khi một hạt cơ bản mang điện tích nguyên tố thì không thể làm mất giá trị điện tích của hạt cơ bản được. - Giáo viên yêu cầu hs đọc mục I.2 SGK và trả lời các câu hỏi: - Thế nào là thuyết electron? - Nêu những nội dung chính của thuyết êlectron? - Tại saokhông giải thích tính chất điện của các vật dựa trên sự di chuyển và cư trú của các prôtôn? ( - Tại sao các ion dương không di chuyển trong một vật hoặc di chuyển từ vật này sang vật khác? ) - Học sinh đọc SGK và trả lời các câu hỏi. - Học sinh nêu được mô hình nguyên tử của Rutherfor. - Nêu được các đặc điểm về khối lượng và điện tích của electron, protôn và nơtron. - Liên kết yếu, điện tử càng xa hạt nhân càng dễ tách khỏi nguyên tử. - Học sinh ghi nhận. - Đọc SGK và trả lời các câu hỏi. I.Thuyết êlectron. 1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. - Cấu tạo của nguyên tử: Gồm hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện âm chuyển động xung quanh. - Electron mang điện tích âm, prôtôn mang điện tích dương. - Giá trị điện tích của electron và prôton là giá trị điện tích nhỏ nhất, được gọi là điện tích nguyên tố. 2. Thuyết êlectron. - Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết êlectron. - Nội dung của thuyết êlectron: ( SGK ) Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính dẫn điện và cách điện của các chất. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh đọc mục II.1 SGK. Nêu câu hỏi: - Thế nào là vật (chất) dẫn điện? Vật (chất)cách điện? - Yếu tố nào quyết định tính chất dẫn điện hoặc cách điện của một chất. - Điện tích tự do là gì?Có những yếu tố nào ảnh hưởng đến sự di huyển của các điện tích? - Nêu một vài VD về chất dẫn điện và chất cách điện. - Trả lời câu hỏi 3SGK. Giáo viên giới thiệu thêm về chất bán dẫn. - Học sinh đọc SGK và trả lời câu hỏi. II. Vận dụng 1. Vật(chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện. - Vật (chất) dẫn điện: Có chứa nhiều điện tích tự do. - Vật (chất) cách điện (điện môi): Không có hoặc có rất ít các điện tích tự do. - Chất bán dẫn. Hoạt động 3: Vận dung thuyết điện tử để giải thích các hiện tượng nhiễm điện Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh đọc mục II. 2,3 SGK. Nêu câu hỏi: - Vận dụng thuyết điện tử để giải thích các hiện tượng nhiễm điện?( Trả lời câu 4, 5 SGK) - Hãy chỉ ra hiện tượng cơ bản xảy ra trong ba hiện tượng nhiễm điện ở trên? - Lưu ý: Giải thích hiện tượng nhiễm điện ở trên là sự vận dụng thuyết điện tử cổ điển. - Học sinh đọc SGK và trả lời câu hỏi. 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc 3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng. Hoạt động 4: Tìm hiểu nội dung định luật Bảo toàn điện tích Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Giáo viên thông báo nội dung định luật bảo toàn điện tích. - Vậy trong các hiện tượng nhiễm điện ở trên, ĐLBT điện tích có được nghiệm đúng? - Lưu ý học sinh: Điện tích là một thuộc tính gắn liền với hạt cơ bản. Định luật BT điện tích là định luật đúng tuyệt đối. - Học sinh ghi nhận ND định luật. - Trả lời câu hỏi. 4. Định luật bảo toàn điện tích. - Trong một hệ cô lập về điện , tổng đại số các điện tích trong hệ là không đổi. Hoạt động 5: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi 1, 2 SGK. - Giao bài tập về nhà. - Yêu cầu học sinh ôn tập kiến thức về các đường sức từ, từ phổ đã học ở THCS. - Làm bài tập. - Ghi nhệm vụ về nhà Tiết 4 – 5: Bài 3 Điện trường và cường độ điện trường đường sức điện I. Mục tiêu. - Trình bày được khái niệm sơ lược về điện trường và cách nhận biết sự tồn tại của điện trường. - Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường; Viết được công thức định nghĩa dạng: và nói rõ được ý nghĩa của các đại lượng có trong công thức. - Nêu được đơn vị của cường độ điện trường và tính được cường độ điện trường tại một điểm bất kỳ. - Nêu được các đặc điểm về phương chiều và độ lớn của véc tơ cường độ điện trường. Biểu diễn véc tơ cường độ điện trường tại một điểm bất kỳ của một điện tích điểm. - Nêu được định nghĩa của đường sức điện và một vài đặc điểm cơ bản của các đường sức điện. - Trình bày được khái niệm điện trường đều. - Vân dụng được các công thức về điện trường và nguyên lý chồng chất điện trường để giải một số bài tập đơn giản về điện trường tĩnh điện. II. Chuẩn bị. Giáo viên: - Hình vẽ các đường sức điện trên giấy khổ lớn. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về định luật Cu – lông và về tổng hợp lực. III. Tổ chức hoạt động dạy và học ổn định tổ chức lớp. Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm điện trường Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Tại sao hai chất điểm m1, m2 ở cách xa nhau nhưng vẫn tương tác được với nhau? Yếu tố nào đóng vai trò truyền tương tác. - Trường hấp dẫn tồn tại ở đâu? - Hai điện tích ở cách xa nhau trong chân không vẫn tác dụng lực lên nhau. Vậy yếu tố nào đóng vai trò truyền tương tác? Liệu có tính chất giống như tương tác hấp dẫn không? Giáo viên giới thiệu TN Hình 3.1 - Giáo viên đưa ra khái niệm điện trường. - Theo khái niệm điện trường hãy phân tích tương tác giữa hai điện tích điểm? - Vậy để nhận biết sự tồn tại của điện trường ta làm thế nào? - Trả lời: Nhờ trường hấp dẫn. - Tồn tại bao quanh chất điểm. - Về hình thức tương tác điện giống như tương tác hấp dẫn. Vậy có một môi trường gống như trường hấp dẫn đóng vai trò truyền tương tác. - Hs ghi nhận. - Giải thích sự tương tác giữa hai điện tích thông qua điện trường. I. điện trường. 1. Môi trường truyền tương tác điện. - Điện trường là môi trường truyền tương tác điện. 2. Điện trường. - Nội dung: SGK. - Điện trường tồn tại bao quanh điện tích đứng yên được gọi là điện trường tĩnh ( trường tĩnh điện ) Hoạt động 2: Tìm hiểu về cường độ điện trường Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Hãy nhận xét về độ lớn của lực điện do điện trường gây bởi một điện tích Q tác dụng lên một điện tích thử q theo khoảng cách. Vậy đại lượng nào đặc trưng cho sự mạnh yếu của điện trường về phương diện tác dụng lực? - GV đưa ra khái niệm cường độ điện trường. - Vậy làm thế nào để khảo sát cường độ điện trường tại một điểm? Gv hướng dẫn học sinh đưa ra cách khảo sát độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm bằng một điện tích thử có độ lớn bằng 1C. ( Giống như kiểu khảo sát về độ lớn của vận tốc của chuyển động thẳng đều ). - GV đưa ra định nghĩa. - GV lưu ý học sinh là thương số F/q không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử. - Cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng véc tơ hay một đại lượng vô hướng? Tại sao? - Vậy biểu thức xác định véc tơ cường độ điện trường tại một điểm theo định nghĩa được viết thế nào? - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1. - Hãy vận dụng BT của định luật Cu-Lông hãy xác định cuờng độ điện trường của một điện tích điểm Q tại một điểm? - Vậy cường độ điện trường gây bởi điện tích Q tại một điểm phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Theo định luật Cu – lông thì lực điện tác dụng điện tích q tỉ lệ nghịch với r2. Tức là điện trường tại các điểm càng xa điện tích Q càng yếu. - Học sinh ghi nhận. - Dùng các điện tích thử. - Học sinh thảo luận. - Học sinh ghi nhận. - Theo định nghĩa thì E = F/q. Xét về mặt ý nghĩa toán học của một biểu thức đại số thì E là một đại lượng véc tơ. - - Vận dụng mối liên hệ để CM. - Lực điện do Q tác dụng lên điện tích thử q tại một điểm cũng chính là lực điện do điện trường của Q tác dụng lên q. Từ công thức: E = F/q ta có : - Phụ thuộc vào độ lớn của Q và khoảng cách từ điểm khảo sát đến điện tích. II. cường độ điện trường. 1. Khái niệm cường độ điện trường. - Cường độ điện trường tại một là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự mạnh yếu của điện trường tại điểm đó. Ký hiệu: E. 2. Định nghĩa. - ND: SGK 3. Véc tơ cường độ điện trường. Véc tơ cường độ điện trường tại một điểm: Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương. Độ lớn của véc tơ biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ lệ xích. 4. Đơn vị đo cường độ điện trường. - Theo công thức định nghĩa: Niutơn/Cu-lông (N/C). - Qui ước: Vôn/mét (V/m). 5. Cường độ điện trường của một điện tích diểm. Xét tại một điểm trong chân không: Hoạt động 3: Củng cố tiết thứ nhất và giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi 9,10, 11 SGK. - Giao bài tập về nhà. - Làm bài tập. - Ghi nhệm vụ về nhà Tiết 2 Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Cường độ điện trường là gì?Nêu những đặc điểm của véc tơ cường độ của một điện tích điểm tại một điểm? - Trả lời câu hỏi. Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lý chồng chất điện trường Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính Giáo viên thông báo ND của nguyên lý chồng chất điện trường. ( Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh suy luận từ phép tổng hợp lực ) - Học sinh ghi nhận. 6. Nguyên lý chồng chất điện trường. Giả sử có hệ các điện tích Q1, Q2, ... gây ra tại M các điện trường có các véc tơ cường độ điện trường là . Điện trường tổng hợp tại M là: Hoạt động 3: Tìm hiểu đường sức điện. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính Xung quanh điện tích đứng yên có điện trường mà mắt thường chúng ta không nhìn thấy điẹn trường. Vậy có cách nào để có thể hình dung ra điện trường một cách dễ dàng và trực quan. - ở THCS người ta xây dựng hình ảnh từ trường bằng cách nào? Bằng một phương pháp tương tự, người ta dùng một ít các hạt cách điện nằm lơ lửng trong một bể nhỏ đựng dầu cách điện có đặt hai quả cầu nhiễm điện, sau đó khuấy đều. Người ta thu được hình ảnh sự phân bố các hạt như hình 3.5. Có thể coi sự phân bố các hạt này có ý nghĩa giống như hình ảnh phân bố các mạt sắt trong từ trường. GV thông báo định nghĩa điện trường. - Theo mô tả về đường sức, em hãy cho biết vị trí tương đối của véc tơ lực điện tác dụng lên một điện tích tại một điểm trên đường sức? Bằng phương pháp chụp ảnh và vẽ theo ảnh chụp, người ta đã vẽ được hình dạng đường sức của một số điện trường dạng đơn giản như hình 3.6; 3.7; 3.8; 3.9. Giáo viên thông báo các đặc điểm của các đặc điểm về các đường sức điện. - Tại sao các đường sức biểu diễn một điện trường không bao giờ cắt nhau? - Yêu cầu trả lời câu hỏi C2. - Nếu đường sức biểu diễn một điện trường là những đường thẳng song song và cách đều nhau thì vectơ cường độ điện trường tại các điểm khác nhau sẽ thế nào? Một điện trường như vậy được gọi là một điện trường đều. - Hãy cho VD về sự tồn tại một điện trường đều? - Bằng hình ảnh các mạt sắt gọi là Từ phổ. - Học sinh ghi nhận. - Phương: Tiếp tuyến với đường sức tại điểm khảo sát. Chiều: Phụ thuộc vào dấu của q. - Học sinh ghi nhận. - Vì tại mỗi điểm trong điện trường chỉ có 1 véc tơ cường độ điện trường biểu diễn độ mạnh yếu của điện trường tại điểm đó. - Trả lời. - Cùng hướng và cùng độ lớn. III. đường sức điện 1. Hình ảnh các đường sức điện. 2. Định nghĩa Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó. 3. Hình dạng đường sức của một số điện trường. - Hình vẽ: SGK. 4. Các đặc điểm của đường sức điện. - Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có thể vẽ được duy nhất một đường sức điện. - Đường sức điện là những đường cong được định hướng. - Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín. - Quy ước biểu diễn độ mạnh yếu của điện trường bằng số các đường sức đi qua một đơn vị diện tích vuông góc với đường sức điện tại điểm đang xét: mau ở chỗ điện trường mạnh, thưa ở chỗ điện trường yếu. 5. Điện trường đều. Điện trường đều là điện trường mà véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng sông song cách đều. Hoạt động 4: Củng cố tiết thứ nhất và giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi 3.4; 3.5; 3.6 SBT.Tr 8 - Giao bài tập về nhà. Bài 12; 13 SGK. Tr 21. Bài 3.8 SBT Tr 8. - Làm bài tập. - Ghi nhiệm vụ về nhà Tiết 6: Bài 4 Công của lực điện I. Mục tiêu. - Trình bày được công thức tính công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm di chuyển trong điện trường đều. - Nêu được đặc điểm của công của lực điện. - Nêu được mối liên hệ giữa công của lực điện và thế năng của điện tích trong điện trường - Nêu được mối liên hệ giữa thế năng của điện tích thử q trong điện trường và độ lớn của q; mối liên hệ giữa độ biến thiên thế năng của điện tích giữa hai điểm và công của lực điện tác dụng lên điện tích khi di chuyển giữa hai điểm đó.. II. Chuẩn bị. Giáo viên: - Hình vẽ 4.1 SGK trên giấy khổ lớn. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về cách tính công của trọng lực và các đặc điểm về công cua trọng lực. III. Tổ chức hoạt động dạy và học. ổn định tổ chức lớp. Hoạt động 1:Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Điện trường đều là gì?Độ lớn của lực điện tác dụng lên một điện tích chuyển động trong điện trường đều có đặc điểm gì? - Biểu thức tính công của một lực? Công của trọng lực có đặc điểm gì?Công của trọng lực có liên quan gì với thế năng? - HS 1: Trả lời. - HS 2: Trả lời Hoạt động 2: Tìm hiểu công của lực điện Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính Đặt vấn đề: Lực điện và lực hấp dẫn có nhiều điểm tương đồng nhau. Vậy công của lực điện có phải cũng có những đặc điểm tương đồng với công của trọng lực? - Yêu cầu học sinh chia nhóm để thảo luận , tính công của lực điện tính theo 4 đường dịch chuyển khác nhau của điện tích trong điện trường đều. Gợi ý: Vận dụng cách xây dựng biểu thức tính công của trọng lực. - Nhận xét về kết quả thu được? - Trả lời câu hỏi C1. Tổng quát hóa: Người ta đã chứng minh được trong trường hợp tổng quát: Công của lực điện không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của đạo. - Chia nhóm thảo luận và tính toán. - Các nhóm đưa ra kết quả tính toán. - Công của lực điện tác dụng lên một điện tích q di chuyển từ điểm M điến điểm N theo các quỹ đạo khác nhau là như nhau. - Đều không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo. I. Công của lực điện 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều. - . Lực tác dụng lên q là không đổi khi điện tích chuyển động trong điện trường. 2. Công của lực điện trong điện trường đều. - Biểu thức: . Trong đó: q là độ lớn của điện tích. E là cường độ điện trường d là độ dài hình chiếu của quỹ đạo từ M đến N. - Công AMN không phụ thuộc vào hình dạng của quỹ đạo. 3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kỳ. - Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo. - Trường tĩnh điện là trường thế. Hoạt động 3: Thế năng của một điện tích trong điện trường Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chính - Thế năng của trường trọng lực là gì? - Trường tĩnh điện cũng là trường lực thế giống như trường hấp dẫn. Vậy điện tích q đặt trong điện trường liệu có thế năng như vật m trong trọng trường không? - Hãy đưa ra mối liên hệ giữa công của lực điện và thế năng của điện tích trong điện trường? - Nếu quy ước WN = 0 (tức là coi N là gốc thế năng) thì ta có điều gì? - Nếu xét trong một điện trường bất kỳ thì gốc thế năng nên quy ước ở đâu? Khi đó thế năng tại điểm M được tính như thế nào? - Công phụ thuộc vào những yếu tố nào? Từ đó suy ra mối liên hệ giữa WM và q? Ta có WM ~ q , nếu lấy VM là một hệ số tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào điểm M trong điện trường thì ta có: WM=VMq. - Trả lời câu hỏi C3. ở đây có sự tương tự giữa lực điện và trọng lực. - Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của trọng lực. - Có, vì khi đặt trong điện trường, điện tích q chịu tác dụng của lực điện, tức là điện trường cũng có khả năng thực hiện công giống như trọng lực. - Tương tự như trường trọng lực, ta có trong điện trường đều: AMN = qEd = WM - WN (AMN = mgh = WM - WN) - Ta có: AMN = WM đây chính là thế năng của điện tích tại điểm M. - WM = AM∞ - Công phụ thuộc vào lực điện, nên do đó phụ thuộc vào q. - Trả lời câu hỏi C3. II. Thế năng của một điện tích