Giáo Án Vật Lý 11 (Nâng Cao) - Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong

Ngày soạn: 02/08/2011 Tiết theo PPCT: 1 Phần một : ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC Chương I : ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1. ĐIỆN TÍCH- ĐỊNH LUẬT CULÔNG I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: - Nhắc lại được một số khái niệm đã học ở THCS và bổ sung thêm một số khái niệm mới: Hai loại điện tích ( + ; - ) và lực tương tác giữa hai điện tích điểm cùng dấu, giữa hai điện tích điểm trái dấu. - Trình bày được khái niệm điện tích điểm và cấu tạo của điện nghiệm. - Trình bày được phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm (lực Cu-lông) trong chân không. Vận dụng được công thức xác định lực Cu-lông. - Biết cách biểu diễn lực tương tác giữa các điện tích bằng các vectơ. - Biết cách tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng phép cộng các vectơ lực. 2. Về kỹ năng: - Giải thích được các hiện tượng về nhiễm điện trong thực tế. - Áp dụng để giải được một số bài toán đơn giản về cân bằng của hệ điện tích điểm II. CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: 1. Giáo viên: - Xem lại SGK Vật lý 7. - Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện (do cọ xát, do tiếp xúc, do hưởng ứng). - Một chiếc điện nghiệm. 2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về điện tích ở vật lý 7. - Đọc và chuẩn bị các câu hỏi trong SGK. III. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG: 1. Ổn định lớp: KTSS 2. Các hoạt động: Hoạt động 1: Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Yêu cầu HS nhớ lại kiến thức về điện tích đã học để trả lời một số câu hỏi: CH1: Có mấy loại điện tích? Các điện tích tương tác với nhau như thế nào? GV: Hướng dẫn học sinh vẽ hình. CH2: Điện tích điểm là gì? Cho ví dụ? (Các vật nhiễm điện có kích thước nhỏ gọi là các điện tích điểm). GV: Làm một số thí nghiệm đơn giản để thông báo sự nhiễm điện do cọ xát của các vật. CH3: Hãy cho biết trong thực tế có những cách nào làm cho vật nhiễm điện? Kể tên. CH4: Muốn nhận biết một vật có nhiễm điện hay không ta làm như thế nào? GV: Thực hiện các thí nghiệm theo mục (b) SGK và thông báo cho học sinh các hiện tượng nhiễm điện (cách tạo ra điện tích). GV: Nêu câu hỏi C1 Hs: Gợi nhớ lại và kết hợp đọc SGK để trả lời câu hỏi. TL1: Có 2 loại điện tích. Hai điện tích cùng dấu đẩy nhau, hai điện tích trái dấu hút nhau. Hs: Vẽ hình theo hướng dẫn của giáo viên. TL2: Là những vật nhiễm điện có kích thước rất nhỏ. Hs: Quan sát GV làm thí nghiệm để nêu được kết quả của thí nghiệm: + Đơn vị của điện tích (C ). + Điện tích của electron là 1,6.10-19C + Giá trị của điện tích bằng một số nguyên lần của e. TL3: Suy nghĩ trả lời. TL4: Thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi. Hs: Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét: Có 3 cách làm nhiễm điện cho các vật như cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng. HSTL: Vì các e- thừa ở một đầu thanh kim loại di chuyển đến đầu thiếu e-. Do đó, hai đầu thanh kim loại trở thành trung hòa. I. Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật. 1. Hai loại điện tích. – Có hai loại điện tích : điện tích dương (+) và điện tích âm (-). – Các điện tích cùng dấu đẩy nhau, các điện tích trái dấu hút nhau. – Đơn vị điện tích là Culông. Kí hiệu:C – Điện tích của electron là điện tích âm và có độ lớn . – Độ lớn của điện tích một hạt bao giờ cũng bằng một số nguyên lần e. 2. Sự nhiễm điện của các vật. Có 3 cách làm nhiễm điện cho một vật. - Nhiễm điện do cọ xát. - Nhiễm điện do tiếp xúc. - Nhiễm điện do hưởng ứng. Họat động 2: Định luật Culông. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Hướng dẫn HS tìm phương pháp xác định lực tương tác giữa các điện tích. CH1: Dựa vào hình vẽ SGK hãy nêu cấu tạo và cách sử dụng cân xoắn Culông để xác định lực tương tác giữa hai điện tích ? GV: Tóm tắt giới thiệu cân xoắn kết hợp trình bày thí nghiệm để dẫn đến các kết quả về sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách, độ lớn của 2 điện tích và phụ thuộc vào môi trường trong đó có chứa điện tích. CH2: Lực tương tác phụ thuộc vào các yếu tố nào? GV: Gọi HS phát biểu nội dung định luật. Viết biểu thức xác định luật Culông. GV: Viết biểu thức định luật dưới dạng vectơ. Nêu đặc điểm vectơ lực tương tác giữa hai điện tích. Hướng dẫn HS biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích cùng dấu, khác dấu. CH3: Đơn vị điện tích là gì? GV: Nêu câu hỏi C2 Hs: Theo dõi và ghi chép vào vở các kết quả thí nghiệm. TL1: Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của cân xoắn để trả lời câu hỏi. Hs: Nêu các kết quả thí nghiệm của Culông tìm được về sự phụ thuộc lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách và độ lớn của chúng. TL2: Suy nghĩ trả lời: phụ thuộc vào độ lớn các điện tích và khoảng cách giữa các điện tích. Hs: Khái quát hóa kết quả của thí nghiệm để phát biểu nội dung, viết biểu thức của định luật Culông. Hs: Nêu cách viết biểu thức định luật dưới dạng vectơ, và biểu diễn định luật bằng hình vẽ 1.6 SGK. TL3: Nêu đơn vị của điện tích và hằng số k. HSTL: - Lực hấp dẫn: - Lực Cu – lông: So sánh sự giống và khác nhau. II. Định luật Cu-lông. r q1 > 0 q2 < 0 r q1 > 0 q2 < 0 “ Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Phương của lực tương tác giữa hai điện tích điểm là đường thẳng nối hai điện tích điểm đó. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau.” Công thức độ lớn lực Culông: Trong đó: r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm q1, q2. k: hệ số tỉ lệ (Với ) . Hoạt động 3: Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (chất cách điện) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Thông báo kết quả thực nghiệm: lực tương tác giữa hai điện tích đặt trong chất cách điện bị giảm lần khi chúng đặt trong chân không. GV: Phân tích để chỉ cho học sinh thấy được ý nghĩa vật lý của hằng số điện môi . GV: Giới thiệu bảng 1.1. Hs: Theo dõi, tiếp thu và trả lời câu hỏi. Hs: Viết biểu thức 1.2 SGK. Hs: Nghiên cứu bảng các giá trị hằng số điện môi trong SGK và rút ra nhận xét. So sánh hằng số điện môi của một số chất. III. Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (chất cách điện). Công thức: 4. Củng cố - Dặn dò: - Phát biểu định luật Cu lông về sự tương tác giữa hai điện tích (lực Culông) - Nhấn mạnh về biểu thức và đơn vị các đại lượng có trong biểu thức định luật Culông. Cách biểu diễn định luật bằng hình vẽ. - So sánh điểm giống và khác nhau của hai định luật: Định luật Culông và định luật vạn vật hấp dẫn. - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm 1, 2 SGK. 5. Giao nhiệm vụ về nhà: - Về nhà học thuộc bài. - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 /8 SGK và làm bài tập 3, 4 /9 SGK. - Đọc phần “Em có biết”. - Ghi những chuẩn bị cho bài:”Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích”. Ngày soạn: 04/8/2011 Tiết theo PPCT: 2 Bài 2. THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: - Trình bày được nội dung cơ bản của thuyết electron. - Trình bày được ý nghĩa của các khái niệm hạt mang điện và vật dẫn điện. - Trình bày được cấu tạo sơ lược của nguyên tử về phương diện điện. - Phát biểu được nội dung của định luật bảo toàn điện tích. 2. Về kỹ năng: - Giải thích được tính dẫn điện, tính cách điện của một chất, ba hiện tượng nhiễm điện của các vật. - Vận dụng thuyết để giải thích sơ lược các hiện tượng nhiễm điện trong thực tế. II. CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: 1. Giáo viên: - Xem lại SGK Vật Lý 7 về cấu tạo nguyên tử. - Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện (do cọ xát, do tiếp xúc, do hưởng ứng). - Một chiếc điện nghiệm. - Chuẩn bị các phiếu trắc nghiệm. 2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát, chất dẫn điện, chất cách điện đã học ở THCS. - Đọc và chuẩn bị các câu hỏi trong SGK. III. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG: 1. Ổn định lớp: KTSS 2. Kiểm tra bài cũ: Hãy viết biểu thức, phát biểu nội dung và biểu diễn bằng hình vẽ định luật Culông. * Vào bài: Các hiện tượng nhiễm điện xảy ra trong tự nhiên rất phong phú, đa dạng được các nhà bác học đặt vấn đề cần tìm ra cơ sở để giải thích. Thuyết electron cổ điển là cơ sở đầu tiên giải thích được nhiều hiện tượng đơn giản. Thuyết electron có nội dung như thế nào? Vận dụng thuyết electron giải thích các hiện tương nhiễm điện ra sao? 3. Các hoạt động: Hoạt động 1: Thuyết electron. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Giới thiệu cấu tạo nguyên tử về phương diện điện thông qua hình vẽ 2.1 và 2.2 SGK. GV: Nêu câu hỏi: + Nêu thành phần cấu tạo của nguyên tử ? + Sự sắp xếp của hạt nhân và các electron ? +Tổng điện tích của nguyên tử ? GV: Dùng mô hình và hình vẽ 2.1 và 2.2 SGK đã được vẽ sẵn trên khổ giấy lớn cho HS quan sát về cấu tạo nguyên tử, sau đó diễn giảng nội dung của thuyết electron cổ điển. GV: Nêu tóm tắt nội dung của thuyết electron cổ điển. CH1: Từ nội dung thuyết electron cổ điển hãy giải thích sự tạo thành ion dương và ion âm ? GVHD: + Nếu lấy bớt 1 e từ mô hình cấu tạo nguyên tử, khi đó tổng điện tích nguyên tử như thế nào? + Nếu gắn thêm 1 e từ mô hình cấu tạo nguyên tử, khi đó tổng điện tích nguyên tử như thế nào? + Cho hai ion lại gần nhau thì có hiện tượng gì xảy ra ? CH2: Trên cơ sở đã phân tích hãy cho biết nguyên nhân gây ra các hiện tượng điện và tính chất điện là do đâu ? GV: Cho hs ghi nội dung thuyết cổ điển. GV: Nêu câu hỏi C1, C2. me = 9,1.10- 31kg mp = 1,67.10- 27kg Hs: Đọc và quan sát hình vẽ 2.1 và 2.2 SGK để trả lời câu hỏi của GV : HSTL: + HS chỉ ra quá trình chuyển động của e trong nguyên tử và sự dịch chuyển của nó từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, các hiện tượng do sự dịch chuyển của e gây ra. Hs: Nghiên cứu sơ lược về thuyết e cổ điển trên cơ sở các thông tin cung cấp của giáo viên và nghiên cứu SGK. Hs: Theo dõi và tiếp nhận thông tin . TL1: Căn cứ vào định luật bảo toàn điện tích để phân tích và trả lời các câu hỏi của GV. + Nắm được sự hình thành ion dương, ion âm, sự tương tác hai ion, sự di chuyển của e trong các vật dẫn. + Nắm được nguyên nhân gây ra các hiện tượng và tính chất điện là do trạng thái cư trú hay di chuyển của các electron. TL2: Do sự di chuyển của các hạt mang điện. Ghi chép nội dung thuyết electron cổ điển. HSTL: Trả lời các câu hỏi C1 và C2 SGK. I. Thuyết electron. Nội dung cơ bản của thuyết: - Bình thường thì tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không, nguyên tử trung hòa về điện. - Khi nguyên tử bị mất đi một số electron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là ion dương. Ngược lại, nếu nguyên tử nhận thêm một số electron thì nó là ion âm”. Họat động 2: Tìm hiểu chất dẫn điện và chất cách điện. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Yêu cầu HS đọc SGK và trả lời một số câu hỏi : + Phân biệt tính dẫn điện của môi trường ? + Điện tích tự do là gì ? + Phân biệt môi trường dẫn điện và môi trường cách điện ? Hs: nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV. HS khác bổ sung. Hs: Rút ra kết luận chung và ghi vào vở. II. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện. - Vật dẫn điện là những vật có nhiều hạt mang điện (điện tích tự do). - Vật cách điện là những vật có rất ít điện tích tự do. Hoạt động 3: Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Hướng dẫn cho Hs vận dụng thuyết electron để giải thích các hiện tượng nhiễm điện. GV: Giới thiệu các hình vẽ 2.3, 2.4, 2.5 SGK để HS nghiên cứu .– Yêu cầu HS đọc hiểu sau đó quan sát thí nghiệm mà GV tiến hành. GV: Tiến hành làm thí nghiệm về “sự nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng”. Hs: Tham gia làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng và giải thích hiện tượng. Hs: Dựa vào các câu hỏi trong SGK cùng các kết quả thí nghiệm để trả lời các câu hỏi do GV đặt ra để giải thích quá trình nhiễm điện trong các thí nghiệm đó. Hs: Theo dõi thí nghiệm và giải thích. III. Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện. 1. Nhiễm điện do cọ xát. 2. Nhiễm điện do tiếp xúc. 3. Nhiễm điện do hưởng ứng. Hoạt động 4: Nghiên cứu định luật bảo toàn điện tích. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Thông báo nội dung định luật bảo toàn điện tích ( Chú ý giải thích hệ cô lập về điện ). GV: Thông báo cho học sinh các thí nghiệm thực tế kiểm chứng hiện tượng này trong các điều kiện khác nhau. Hs: Lắng nghe và ghi vào vở nội dung định luật bảo toàn điện tích. Hs: Vận dụng giải một số bài toán đơn giản. IV. Định luật bảo toàn điện tích. “ Ở một hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số”. 4. Củng cố: – Nắm được nội dung thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích. – Nhấn mạnh nội dung của thuyết trong việc giải thích một số hiện tượng diễn ra trong thực tế hay gặp nhất. – Cho HS trả lời một số câu hỏi trắc nghiệm: 1. Môi trường nào dưới đây không chứa điện tích tự do: A. Nước biển. B. Nước sông. C. Nước mưa. D. Nước cất. 2. Trong trường hợp nào dưới đây sẽ không xảy ra hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng ? Đặt một quả cầu mang điện ở gần đầu của một : A. thanh kim loại không mang điện. B. thanh kim loại mang điện dương. C. thanh kim loại mang điện âm. D. thanh nhựa mang điện âm. 5. Nhiệm vụ về nhà: – Về nhà học thuộc bài và chuẩn bị bài điện trường – Trả lời các câu hỏi trong SGK và làm bài tập 1, 2 / 12 SGK. Ngày soạn: 7/8/2011 Tiết theo PPCT: 3 Bài 3. ĐIỆN TRƯỜNG I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: - Trình bày được khái niệm sơ lược về điện trường và tính chất cơ bản của điện trường. - Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường. Viết được biểu thức định nghĩa cường độ điện trường và nêu được ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức. - Trình bày được khái niệm đường sức điện và nêu ý nghĩa của đường sức điện, các tính chất của đường sức điện. - Nêu được khái niệm về điện phổ và phương pháp thu nhận. - Nêu được đặc điểm của điện trường trong các vật dẫn cân bằng điện và sự phân bố của điện tích trong các vật dẫn đó. - Nêu được các đặc điểm về phương chiều của vectơ điện trường. - Trình bày được khái niệm điện trường đều. - Phát biểu được nội dung của nguyên lý chồng chất điện trường. 2. Về kỹ năng: - Vận dụng được biểu thức cường độ điện trường để xác định cường độ điện trường của một điện tích điểm. - Biết các quy tắc về vẽ đường sức để có thể biểu diễn được các đường sức trong không gian điện trường. - Vận dụng các công thức về điện trường và nguyên lý chồng chất điện trường để giải một số bài toán đơn giản về điện trường tĩnh. II. CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: 1. Giáo viên: - Chuẩn bị một số thí nghiệm minh họa: Về lực tác dụng mạnh hay yếu của mộtt quả cầu mang điện lên một điện tích thử. - Thiết bị thí nghiệm về điện phổ. - Chuẩn bị các phiếu học tập. 2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về định luật Culông và về tổng hợp lực. - Đọc và chuẩn bị các câu hỏi trong SGK. III. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG: 1. Ổn định lớp: KTSS 2. Kiểm tra bài cũ: - Trình bày nội dung của thuyết electron cổ điển, giải thích sự nhiễm điện do tiếp xúc. - Phát biểu định luật bảo toàn điện tích, giải thích hiện tượng xảy ra khi cho hai quả cầu tích điện tiếp xúc nhau. * Vào bài: - Theo thuyết tương tác gần, mọi vật tương tác với nhau phải thông qua môi trường trung gian. - Hai điện tích ở cách xa nhau trong chân không lại tác dụng lực được lên nhau, phải thông qua môi trường nào ? 3. Các hoạt động: Hoạt động 1: Nghiên cứu về điện trường (khái niệm và tính chất cơ bản của điện trường). Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Trình bày khái niệm về sự tương tác giữa các điện tích (so sánh trường hấp dẫn để làm rõ điện trường ). GV: Yêu cầu HS đọc SGK và trả lời các câu hỏi: + Điện trường là gì ? + Nếu đặt một điện tích trong điện trường thì có hiện tượng gì xảy ra ? GV: Nhắc lại tính chất cơ bản của điện trường. + Phương pháp phát hiện ra điện trường. * Lưu ý : Trong phần này ta chỉ xét điện trường đứng yên hay điện trường tĩnh. GV: Chốt lại ý chính trong mục để cho HS ghi bài. Hs: Chỉ ra sự tương tác giữa hai điện tích phải thông qua một môi trường đăc biệt nào đó chứ không phải không khí. Hs: Đọc SGK và nêu khái niệm điện trường. Hs: Nêu tinh chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó. + Dùng điện tích thử để phát hiện ra điện trường. Hs: Phân tích các tính chất của điện trường trong đó tính tác dụng lực lên điện tích đứng yên đặt trong nó là cơ bản nhất. Ghi vào vở khái niệm điện trường và tính chất cơ bản của điện trường . I. Điện trường 1. Khái niệm điện trường. Một điện tích tác dụng lực điện lên các điện tích khác ở gần nó. Ta nói, xung quanh điện tích có điện trường. 2. Tính chất cơ bản của điện trường. Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó. Họat động 2: Nghiên cứu cường độ điện trường. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Trình bày phương pháp sử dụng các điện tích thử khác nhau tại một điểm trong trường. CH:Hãy viết biểu thức tính lực tác dụng lên q ? CH: Nếu lần lượt thay các điện tích thử khác nhau , . . . thì lực điện phụ thuộc vào những yếu tố nào ? CH: Nếu chia biểu thức tính lực điện cho độ lớn điện tích thử thì biểu thức còn lại là phụ thuộc những yếu tố nào ? CH: Đại lượng nào trong biểu thức có thể đặc trưng cho sự mạnh yếu của điện trường ? GV: Hình thành khái niệm cường độ điện trường. CH: Cường độ điện trường là đại lượng vectơ hay vô hướng ? Vì sao ?. CH: Từ biểu thức vectơ nêu các đặc trưng của vectơ cường độ điện trường ? + Phương, chiều vectơ cường độ điện ttrường. + Độ lớn cường độ điện ttrường. + Điểm đặt của vectơ cường độ điện ttrường. GV: Quy ước về dấu trong trường hợp là điện tích dương hay âm. CH: Nêu ý nghĩa của cường độ điện trường ? CH: Hướng dẫn HS từ việc tìm hiểu ý nghĩa và công thức hãy nêu định nghĩa cường độ điện trường tại một điểm? CH: Nêu đơn vị của cường độ điện trường ? GV: Chỉ ra sự ảnh hưởng của từng đại lượng đến sự mạnh yếu của điện trường tại điểm M. GV: Yêu cầu HS viết biểu thức liên hệ giữa cường độ điện trường và lực điện lên điện tích thử q? Hs: Nghe và suy nghĩ để cùng GV hình thành khái niệm điện trường. Hs: Lực tác dụng lên điện tích q Hs: Lực phụ thuộc vào Q, q và bình phương khoảng cách. Hs: Khi đó lực chỉ còn tỉ lệ với Q và khoảng cách đến Q: Hs: Có thể lấy tỉ số đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường. Hs: Trả lời câu hỏi C1 SGK:. Hs: Phát biểu và ghi định nghĩa cường độ điện trường tại một điểm. – Cường độ điện trường là một đại lượng vectơ. – Viết biểu thức theo yêu cầu của GV: + Cùng phương, cùng chiều với vectơ lực. + Độ lớn : + Điểm đặt tại điểm đang xét M. Hs: Suy ra biểu thức liên hệ giữa cường độ điện trường và lực điện tác dụng lên điện tích thử q. Biểu thức : Hs: Nhận xét cùng chiều nếu q > 0 và ngược chiều nếu q < 0. Biểu diễn hình vẽ 3.1 SGK. Hs: Xác định đơn vị của cường độ điện trường. Hs: Viết biểu thức định nghĩa để suy ra đơn vị của cường độ điện trường : . II. Cường độ điện trường. Thương đặc trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng lực gọi là cường độ điện trường và kí hiệu là . Công thức — q < 0 — q > 0 Nếu thì cùng chiều với, ngược lại nếu thì ngược chiều với . Trong hệ SI, đơn vị của cường độ điện trường là vôn trên mét. Kí hiệu : V/m. Hoạt động 3: Nghiên cứu đường sức điện Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Giới thiệu dẫn dắt cho HS thấy có nhiều cách mô tả điện trường, một trong những cách đó có tính ưu việt là dùng các đường sức điện. GV: Cho HS đọc định nghĩa. q > 0 GV: Giới thiệu một số hình vẽ mô tả đường sức điện trường của từng điện tích độc lập và hệ hai điện tích. q > 0 + Các quy tắc vẽ đường sức: Trên cơ sở các tính chất của điện trường, hãy nêu ra các quy tắc vẽ các đường sức điện? + Tính đơn trị. + Tính vectơ (xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở các điện tích âm). + Quy ước về mật độ đường sức. GV:Mô tả ảnh chụp điện trường. Các “đường hạt bột” sắp xếp trong điện trường qua việc tiến hành thí nghiệm. GV: Gợi ý cho HS giải thích : + Mỗi hạt bột đặt trong điện trường có hiện tượng gì xảy ra? Chúng nhiễm điện như thế nào? + Khi bị nhiễm điện các hạt sẽ chịu tác dụng của điện trường và sắp xếp như thế nào? + Tập hợp vô số hạt sẽ cho ta ảnh như thế nào? GV: Để nhấn mạnh sự khác nhau giữa các “ đường hạt bột” của điện phổ với các đường sức yêu cầu HS trả lời C2. GV: Chốt lại ý cơ bản. CH: - Nếu có một điện trường mà các đường sức điện song song cách đều thì vectơ cường độ điện trường tại các điểm có đặc điểm gì? - Ở đâu có thể tồn tại điện trường đều? GV: Giới thiệu điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu và cho HS vẽ đường sức điện. CH: Từ các công thức tính lực điện trường và công thức liên hệ giữa cường độ điện trường lực điện hãy suy ra công thức tính cường độ điện trường của một điện tích điểm? CH: Hãy cho biết cường độ điện trường phụ thuộc vào những yếu tố nào? CH: Biểu thức độ lớn cường độ điện trường do điện tích Q gây ra tại một điểm M cách Q một khoảng r? GV: Hướng dẫn HS viết biểu thức vectơ và hướng của vectơ cường độ điện trường. Hs: Theo dõi tiếp nhận kiến thức mà giáo viên cung cấp. – Vẽ các đường sức điện cho trường hợp một điện tích độc lập (điện tích dương, điện tích âm). H 3.2 Đường sức điện và vectơ cường độ điện trường. Hs: Vẽ các đường sức điện cho trường hợp một điện tích độc lập (điện tích dương, điện tích âm). – Vẽ đường sức hệ hai điện tích cùng dấu và khác dấu. (Lưu ý chiều của các đường sức). – Phát biểu định nghĩa đường sức điện trường. Nêu các quy tắc: + Các đường sức không cắt nhau. + Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. + Đường sức điện không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. + Ở chổ cường độ điện trường mạnh thì đường sức điện dày và ở chổ cường độ điện trường yếu thì đường sức điện thưa. Hs: Nghe và quan sát ảnh chụp điện trường và giải thích một số ý mà GV gợi ý trước: + Các “đường hạt bột” sẽ nhiễm điện trái dấu ở hai đầu. + Khi chịu tác dụng của lực điện trường các hạt bột sẽ cân bằng ở trạng thái có trục trùng với vectơ cường độ điện trường tại điểm đặt nó. + Tập hợp vô số hạt tạo nên các đường cong liên tục (H 3.5, 3.6). Hs: Trả lời C2: Các đường hạt bột không cho ta biết chiều của cường độ điện trường nên các đường đó chưa thể coi là đường sức. Chú ý lắng nghe. Hs: Một điện trường mà các đường sức điện song song cách đều thì vectơ cường độ điện trường tại các điểm bằng nhau (cùng hướng, cùng độ lớn). HSTL: Ở giữa hai tấm kim loại. Hs: Từ việc tìm hiểu đặc điểm của đường sức điện, tự suy ra đặc điểm đường sức điện của điện trường đều. HSTL: Theo hướng dẫn của GV biểu diễn vectơ cường độ điện trường tại một điểm trong điện trường của điện tích Q gây ra: Hs: Qua phân tích của GV nhận định được thành phần không phụ thuộc vào điện tích thử q là () nên nó có thể đặc trưng cho điện trường tại điểm M: Hs: Chú ý theo dõi. III. Đường sức điện. 1. Định nghĩa: Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. 2. Các tính chất của đường sức điện. - Tại mỗi điểm trong điện trường, ta có thể vẽ được một đường sức điện đi qua và chỉ một mà thôi. - Các đường sức điện là các đường cong không khép kín. Nó xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm. - Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau. - Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở đó được vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện ở đó được vẽ thưa hơn. 3. Điện phổ. Điện phổ cho phép ta hình dung dạng và sự phân bố các đường sức điện. 4. Điện trường đều. Một điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện trường đều. 5. Điện trường của một điện tích điểm. Công thức: Trong đó: r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến điện tích Q. + Nếu Q > 0 thì cường độ điện trường hướng ra xa điện tích Q. + Nếu Q < 0 thì cường độ điện trường hướng về phía điện tích Q. Hoạt động 4: Nghiên cứu nguyên lý chồng chất điện trường. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung chính GV: Giả sử có hai điện tích điểm Q1, và Q2 gây ra tại M , hai điện trường có các vectơ E1, E2. CH: Nếu đặt điện tích thử q tại M thì nó sẽ chịu tác dụng của lực điện như thế nào? Nêu nhận xét? GV: Vẽ hai điện tích điểm Q1, và Q2 . — Q H 3.9 – Hướng dẫn HS vẽ lần lượt các vectơ cường độ điện trường của mỗi điện tích điểm gây ra. Và suy ra vectơ cường độ điện trường tổng hợp. – Lần lượt biểu diễn các lực tác dụng do các điện tích Q1, Q2 gây ra lên điện tích q. Biểu diễn lực tổng hợp. – Nhận xét: Điện tích thử