Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 6 - Công của lực điện. Hiệu điện thế

Tiết: 6 Ngày soạn: 24/09/2007 BÀI 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ Mục tiêu Kiến thức: Biết được cách xây dựng khái niệm về công của lực điện trường trong dịch chuyển của điện tích trong điện trường đều. Nêu được đặc tính của công của lực điện. Viết được công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường của một điện tích điểm. Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường. Nêu được đơn vị đo hiệu điện thế. Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó. Kỹ năng: Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều. Vận dụng được công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. Giải được một số bài tập đơn giản về điện thế và hiệu điện thế trong SGK. Thái độ: Có thái độ nghiêm túc, làm việc khoa học, tích cực, chủ động trong học tập. Phương pháp Kết hợp phương pháp phát vấn và phương pháp nêu và giải quyết vấn đề phương pháp thuyết trình. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK, SBT Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Ôn lại kiến thức về biểu thức tính công của lực, ôn lại cách tính công của trọng lực. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Kiểm tra bài củ: Điện trường xuất hiên ở đâu? Tính chất cơ bản của điện trường là gì? Nêu các tính chất của đường sức điện? Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Khi đặt điện tích trong điện trường thì dưới tác dụng của lực điện trường làm điện tích di chuyển. Vậy công của lực điện trường được tính như thế nào? Công của trọng lực được biểu diễn qua hiệu thế năng còn công của lực điện trường được biểu diễn qua đại lượng nào? Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu công của lực điện GV: Đưa ra bài toán tổng quát thông qua hình 4.1 GV: Nhắc lại biểu thức tính công của một lực? GV: Từ công thức tính công của một lực hãy xác định công thức tính công của lực điện trong điện trường đều? HS: Suy nghĩ xây dựng biểu thức từ biểu thức tính công của lực. GV: Gợi ý cho học sinh bằng cách hướng dẫn chia MN thành những đoạn nhỏ để có thể coi là đoạn thẳng. GV: Cho học sinh tính công của lực điện theo các trường hợp sau để rút ra nhận xét: Điện tích di chuyển theo đường thẳngMN Điện tích di chuyển theo đường gấp khúc MPN. Điện tích di chuyển theo những đường thẳng hay đường cong bất kì từ M đến N. GV: Từ những kết quả tìm được có nhận xét gì về công của lực điện? HS: Trả lời câu hỏi và nghe kết luận cuối cùng của GV ghi vào vỡ. HS: Hoàn thành câu hỏi C1 Công của lực điện Bài toán: Điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, công của lực điện trường: Công thức tính công: . Ta có biểu thức tính cường độ điện trường: nên F=q.E Vậy A=q.E.s.cosa Nếu chia MN thành những đoạn thẳng nhỏ thì ta có s.cosa sẽ là hình chiếu của MN lên phương của điện trường Vậy A=q.E.M’N’ *Nhận xét: - Công của lực điện không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối. - Lực có tính chất trên gọi là lực thế. ðTrường tĩnh điện là trường thế. * Chú ý: A là một giá trị đại số. Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm hiệu điện thế GV nhắc lại: Công của lực hấp dẫn không phụ thuộc dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối. GV: Yêu cầu Hs nhớ lại công thức tính công của lực hấp dẫn biểu diễn qua hiệu thế năng. GV: Từ đó hãy biễu diễn công lực điện qua hiệu thế năng? GV: Thế năng của vật trong trường hấp dẫn tỉ lệ với khối lượng. Thế năng của điện tích q trong điện trường tỉ lệ với điện tích q. GV: Từ biểu thức trên rút ra biểu thức tính HĐT và phát biểu khái niệm HĐT? Khái niệm hiệu điện thế. Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích. Công thức tính công của lực hấp dẫn: A = Wt1 – Wt2 Lực điện cũng là lực thế vậy có thể biểu diễn công của lực điện qua hiệu thế năng của điện tích AMN=WM-WN Hiệu điện thế Ta có thể biểu diễn AMN dưới dạng sau: AMN=q(VM-VN) với WM=q.VM, WN=q.VN Đại lượng VM-VN được gọi là hiệu điện thế kí hiệu là UMN Từ đó ðUMN=VM-VN=AMN/q Khái niệm: SGK *Chú ý: Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. Hiệu điện thế không phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. *Đơn vị : V Hoạt động 3: Tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. GV: Từ biểu thức tính công của lực điện và tính HĐT rút ra biểu thức liên hệ. HS: Lên bảng trình bày. GV: Cho biết đơn vị của cường độ điện trường? HS: Hoàn thành câu hỏi C5. Liên hệ giữa cường độ điện trường và HĐT Từ 4.1 và 4.3 ta có : Từ đó cho biết đơn vị của cường độ điện trường là (V/m) Đặt =d vậy Củng cố: Công của lực điện? Biểu thức tính công của lực điện? Phát biểu định nghĩa HĐT và biểu thức tính? Vận dụng các kiến thức được học nêu hướng giải bài tập 5 SGK. GV hướng dẫn: Chuyển động của electron là chuyển động gì? Electron chuyển động dưới tác dụng của lực nào? Từ ĐL II Niutơn suy ra công thức gia tốc. Dựa vào dữ kiện đề bài, viết công thức phù hợp để tính quảng đường của chuyển động. Dặn dò: Về nhà học bài cũ trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, sgk. Chuẩn bị các bài tập 4, 6, 7, 7 SGK Soạn bài mới: Giải các bài tập của bài “Bài tập về định luật Cu-Lông và điện trường”