Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 7 - Bài tập về lực culông và điện trường

Tiết: 7 Ngày soạn: 29/09/2007 BÀI TẬP VỀ LỰC CULÔNG VÀ ĐIỆN TRƯỜNG. Mục tiêu Kiến thức: Vận dụng được: Công thức xác định lực Cu-lông. Công thức xác định điện trường của một điện tích điểm. Nguyên lí chồng chất điện trường. Công thức tính công của lực điện. Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. Kỹ năng: Kỹ năng vận dụng phân tích và tổng hợp kiến thức. Vận dụng biểu thức của định luật Cu-Lông, biểu thức tính điện trường của một điện tích điểm, công thức tính công của lực điện và biểu thức lien hệ giữa cường độ điện trường và HĐT. Thái độ: Nghiêm túc hợp tác trong học tập. Tích cực hoạt động giải bài tập. Phương pháp Kết hợp phương pháp thực hành giải bài tập và phương pháp phát vấn phương pháp thảo luận nhóm. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SBT, SGK. Học sinh: Chuẩn bị các bài tập theo yêu cầu của giáo viên. Ôn lại những bài đã học. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Kiểm tra bài củ: Không Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Hôm nay chúng ta sẽ vận dụng những kiến thức đã được học về điện tích và điện trường để giải một số bài tập đơn giản và một số bài tập tương tự. Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu lực tương tác giữa các điện tích GV: Yêu cầu HS đọc đề và tóm tắt đề và nêu hướng giải. HS: Đọc đề bài và trả lời các câu hỏi GV: Điện tích q0 chịu mấy lực tác dụng? GV: Để điện tích q0 nằm cân bằng thì các lực tác dụng lên điện tích phải như thế nào? GV: Vì q1 > 0 và q2 > 0 nên điện tích q0 phải nằm ở đâu? GV: Tính lực tác dụng lên điện tích q0. GV: Có nhận xét gì về kết quả tìm được Bài 1 TT: q1=2nC, q2=0,018mC, r=10cm, q0, q0 đứng yên a/ Tìm vị trí q0 b/ q0=? Giải a/ Điện tích q0 chịu tác dụng của hai lực do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên. Để điện tích q0 nằm cân bằng thì và cùng độ lớn. Vì Vì q1 > 0 và q2 > 0 nên q0 phải nằm khoảng giữa q1 và q2. Nếu q0<0, Nếu q0>0, Mặt khác q0 nằm cân bằng thì F1=F2 trong cả hai trường hợp có thể rút ra Thay số vào tìm được x=2,5cm b/ Kết quả tìm được không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q0. Vì vậy dấu và độ lớn của q0 là tùy ý. Hoạt động 2:Tìm hiểu cường độ điện trường tại một điểm GV: Gọi học sinh lên giải bài tập 2 SGK HS: Lên bảng giải bài tập GV: Phát vấn học sinh ở dưới một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm trong SGK và SBT. GV: Tại điểm M có mấy cường độ điện trường? GV: Hướng dẫn Hs áp dụng công thức tính cường độ điện trường tại một điểm và nguyên lí chồng chất điện trường. HS: Viết công thức tính cường độ điện trường do điện tích Q gây ra tại một điểm? Bài 2 TT: q1=0,5nC, q2=-0,5nC, a=6cm, M, M cách q1q2l=4cm a/EM=? Giải A M B a/2họn hệ tọa độ như hình vẽcực điện và trọng lực lớn của qề điện tích và điện trường để giải một số bài tập XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXọn hệ tọa độ như hình vẽcực điện và trọng lực lớn của qề điện tích và điện trường để giải một số bài tập XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX x Tại điểm M có 2 vectơ cường độ điện trường do hai điện tích q1 và q2 gây ra Cường độ điện trường tổng hợp tại M là mặt khác EA=EB nên HBH trở thành hình thoi do đó Độ lớn EM=2. EA.cosa Thay số vào ta được EM=2160V/m Hoạt động 3:Tìm hiểu chuyển động của điện tích trong điện trường GV: Yêu cầu Hs đọc và tóm tắt đề HS: Lên bảng tóm tắt bài toán. GV: Giúp Hs nhớ lại kiến thức về điện trường đều. GV: Điện trường giữa hai tấm kim loại là điện trường gì? Có tính chất như thế nào? GV: Hạt bụi chịu mấy lực tác dụng? Đó là những lực nào? GV: Xác định các lực tác dụng lên hạt bụi? (phương, chiều, độ lớn) GV: Xác định lực tổng hợp tác dụng lên hạt bụi ? GV : Tính gia tốc chuyển động của hạt bụi theo phương OY ? GV : Viết phương trình chuyển động của hạt bụi theo phương Oy? GV : Hãy viết biểu thức tính gia tốc theo phương trình chuyển động. GV : Từ các kết quả trên hãy tìm biểu thức tính U ? GV : Đặc điểm của điện trường đều là gì ? HS : Cường độ điện trường bằng nhau tại mọi điểm. GV : Tính công của lực điện làm di chuyển hạt bụi ? Bài 3: TT: Vị trí của hạt bụi như hinh vẽ. q=-0,06pC, d=10cm, m=2.10-9g Khi t=0 thì v0x=25cm/s a/U=? b/A=? Giải Hạt bụi chịu tác dụng của lực điện F và trọng lực P Chọn hệ tọa độ như hình vẽ Lực tổng hợp tác dụng lên hạt bụi là: F=Fđ-P=qE-mg= Gia tốc của hạt bụi theo phương Oy là Phương trình chuyển động của hạt bụi theo phương Oy: y=y0+v0y+1/2at2 Từ 1 và 2 ta có : Thay số vào ta được : U=50V b/Do cường độ điện trường bằng nhau tại mọi điểm nên ta có : Vậy công của lực điện làm di chuyển hạt bụi là: AOM=q.UOM=1,92.10-12J Củng cố: Bài 1: Một electron chuyển động với vận tốc ban đầu V0 = 4.107 m/s trên đường nằm ngang và bay vào điện trường của một tụ điện, vuông góc với các đường sức. Các bản tụ dài l = 4cm và cách nhau d = 1,6cm. Cho U = 910V. a. Lập phương trình quỹ đạo và xác định dạng quỹ đạo của electron trong điện trường. b.Tính vận tốc electron khi vừa ra khỏi điện trường và độ lệch so với phương ban đầu. Chú ý: 1nC=10-9C, 1pC=10-12C Dặn dò: Về nhà làm bài tập 1.38, 1.39 SBT Soạn bài mới: Đặc điểm của sự phân bố điện tích ở bề mặt dẫn? Đặc điểm của cường độ điện trường trong vật dẫn tích điện?