Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 11, Bài 9: Bài tập về tụ điện

Tiết: 11 Ngày soạn: 10/10/2007 BÀI 9: BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN Mục tiêu Kiến thức: Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về tụ điện. Biết cách vận dụng công thức xác định điện dung của tụ điện phẳng , các công thức xác định năng lượng của tụ điện Nhận biết hai cách ghép tụ điện, sử dụng các công thức tính điện dung của tụ điện tương đương và điện tích của bộ tụ điện trong mỗi các ghép. Kỹ năng: Kỹ năng vận dụng, phân tích và tổng hợp kiến thức, kỹ năng trình bày bài toán. Vận dụng được biểu thức để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự. Thái độ: Có thái độ nghiêm túc, tích cực, chủ động trong học tập, thảo luận tích cực hợp tác với bạn bè. Phương pháp Kết hợp phương pháp thực hành giải bài tập, phương pháp thảo luận nhóm và phương pháp phát vấn. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK, SBT, STK. Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Kiểm tra bài củ: Lòng ghép trong tiến trình bài dạy. Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Hôm nay chúng ta sẽ vận dụng các kiến thức về ghép tụ điện và năng lượng điện trường để giải một số bài tập nâng cao. Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Một số kiến thức cần nắm GV: Viết các biểu thức tính năng lượng của tụ điện GV: Viết biểu thức tính năng lượng điện trường? GV: Viết biểu thức tính mật độ năng lượng điện trường? Kiến thức cần nắm Năng lượng của tụ điện Năng lượng của điện trường c. Mật độ năng lượng điện trường Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập GV: Yêu cầu học sinh tóm tắt nêu hướng giải. GV: Hãy vận dụng công thức tính điện dung của tụ điện phẳng để tính điện tích của bản tụ. GV: Từ công thức tính diện tích tìm bán kính của bản tụ? Bài 1: TT: E=3.105(V/m), q=100nC,ε=1 R=? Giải Ta có điện dung của tụ điện là Mặt khác: Thay số vào ta được R= 11cm Hoạt động 3: Hướng dẫn giải bài tập khó GV: Yêu cầu học sinh tóm tắt nêu hướng giải. HS: Suy nghỉ trả lời câu hỏi GV: Nếu hai bản cùng dấu nối với nhau thì hai tụ này mắc nối tiếp hay mắc song song với nhau? HS: Vận dụng công thức tính điện dung của bộ tụ mắc song song và công thức tính điện tích để tính? GV: Yêu cầu học sinh tìm năng lượng của tụ điện trước khi nối các bản tụ đó với nhau. HS: Làm tương tự để tính năng lượng của bộ tụ khi nối các bản đó với nhau GV: Nhiệt lượng toqr ra chính bằng phần năng lượng mất đi theo định luật bảo toán năng lượng. GV: Yêu cầu HS thảo luận đưa ra hướng giải bài tập 3. GV:Tổng kết ý kiến và đưa ra phương pháp giải cuối cùng. GV: Hướng dẫn học sinh về nhà giải bài tập 3 theo các bước Bài 2: TT: U1 =300(V), U2 =200(V) C1 =3mF, C2=2mF Hỏi: a/ Cb khi C1//C2 b/ Nhiệt lượng tỏa ra Q=? Giải Do hai tụ đó được mắc hai bản cùng cực với nhau nên C1//C2. Điện dung của bộ tụ là: Cb =C1+C2. Gọi điện tích của bộ tụ là Qb thì: Mặt khác: Qb=Q1+Q2=C1U1+C2U2 Vậy: b/ Năng lượng tổng trước khi chưa nối hai bản tụ với nhau là: Năng lượng sau khi nối bộ tụ là: Wb = Nhiệt lượng tỏa ra là: Q=W-Wb=0,006J Bài 3: Hướng dẫn: B1: Tính năng lượng của bộ tụ trước khi bị đánh thủng. B2: Tính năng lượng của bộ tụ sau khi có một tụ bị đánh thủng. B3: Tính độ biến thiên năng lượng của bộ tụ B4: Tin điện tích của bộ tụ trước và sau khi 1 tụ bị đánh thủng. B5: Tính công của nguồn điện B6: Vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để tìm năng lượng tiêu hao. Củng cố: GV: Đưa ra bài toán yêu cầu học sinh đưa ra hướng giải và sau đó hướng dẫn cho học sinh về nhà giải. Bài toán: Một tụ điện có điện udng C1=1mF được tích điện đến hiệu điện thế U1=200V, và một tụ điện C2 =3mF được tích điện đến hiệu hiện thế U2=400V. Tính hiệu điện thế của bộ tụ khi nối hai bản điện tích cùng dâu với nhau và hai bản điện tích trái dấu với nhau. Dặn dò: Về nhà làm bảng tổng hợp kiến thức của chương. Làm các bài tập 1.63, 1.46 SBT