Giáo án Vật lý 11 NC - Bài 6 - Tụ điện

Bài 6 : TỤ ĐIỆN -------------------------------- I. MỤC TIÊU a. Kiến Thức: * Học sinh trình bày đựơc cấu tạo của tụ điện, cách tính điện tích, điện dung, hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện. * Nêu rõ ý nghĩa, biểu thức, đơn vị của điện dung. * Viết được biểu thức tính năng lượng điện trường của tụ điện và giải thích được ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức. b. Kỹ Năng; * Nhận ra một số loại tụ điện trong thực tế. * Giải bài tập về tụ điện. II. CHUẨN BỊ a.Giáo viên: 1- Một số loại tụ điện thực tế, đặc biệt là tụ xoay trong máy thu thanh. 2- Thước kẻ phấn màu. 3- Chuẩn bị phiếu trả lời các câu hỏi: 1) Phiếu học tập 1(PC1). CH1: + Nêu cấu tạo tụ điện. CH2: + Nêu cấu tạo tụ điện phẳng. TL1: → Tụ điện là một hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách với nhau bằng lớp chất cách điện. → Tụ điện phẳng được cấu tạo từ 2 bản kim loại phẳng song song với nhau và ngăn cách với nhau bằng điện môi. 2) Phiếu học tập 2(PC2). CH3: + Làm cách nào để nhiễm điện cho tụ điện. TL2: → Đặt vào hai đầu tụ điện hiệu điện thế bằng cách nối hai cực của tụ điện với một pin hoặc acquy. 3) Phiếu học tập 3(PC3). CH1: + Điện dung của tụ là gì ? CH2: + Biểu thức và đơn vị của điện dung? CH3: + Fara là gì? TL1: → Điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ điện và điện tích của giữa haio bản của nó. TL1: → Biểu thức : C = . Đơn vị của điện dung là Fara(F). TL1: → Fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt vào hai bản của tụ điện một hiệu điện thế 1V thì điện tích của nó có giá trị 1C. 4) Phiếu học tập 4(PC4). Nhận dạng các tụ trong số các linh kiện ? TL4: → Tụ điện trong thực tế thường có hai chân và có ghi giá trị điện dung tương ứng của nó. 5) Phiếu học tập 5(PC5). Nêu biểu thức xác định năng lượng điện trường trong long tụ điện. Giải thích ý nghĩa các đại lượng. TL5: → Khi tụ điện có điện dung C, được tính một điện lượng Q, nó mang một năng lượng điện trường là: W = . 6) Phiếu học tập 6(PC6).Có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong. Câu 1- Tụ điện là. A. Hệ thống gồm hai vật đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. B. Hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. C. Hệ thống gồm hai vật dẫn đặt tiếp xúc với nhau và và được bao bọc bằng điện môi. D. Hệ thống gồm hai vật dẫn đặt cách nhau một khoảng rất lớn. Câu 2- Để tích điện cho tụ điện ta phải. A. Đặt vào hai bản tụ một hiệu điện thế. B. Cọ sát các bản tụ với nhau. C. Đặt tụ gần vật nhiễm điện. D. Đặt tụ gần nguồn điện. Câu 3- Nhận xét về tụ điện dưới đây là không đúng? A. Điện dung đặt trưng cho khả năng tích điện của tụ. B. Điện dung của tụ càng lớn thì tích được điện lượng càng lớn. C. Điện dung của tụ có đơn vị là Fara (F). D. Hiệu điện thế càng lớn thì điện dung của tụ càng lớn. Câu 4- 1nanô Fara có giá trị là. A.10-9F. B. 10-12F. C. 10-6F. D. 10-3F. Câu 5-Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng hai lần thì điện dung của tụ. A. Tăng 2 lần. B. Giãm 2 lần C. Tăng 4 lần D. không đổi. Câu 6- Giá trị điện dung của tụ xoay không khí thay đổi là do. A. Thay đổi điện môi trong môi trường trong lòng tụ. B. Thay đổi phần diện tích đối nhau giữa các bản tụ. C. Thay đổi khoảng cách giữa các bản tụ. D. Thay đổi chất liệu làm các bản tụ. Câu 7- Công thức nào dưới đây để tính năng lượng điện trường trong tụ điện là không đúng? A. W = . B. W = . C. W = D. W = . Câu 8- Trường hợp nào sau đây không có một tụ điện. A. Giữa hai bản kim loại là sứ. B. Giữa hai bản kim loại là không khí. C. Giữa hai bản kim loại là nước vôi. D. Giữa hai bản kim loại là nước tinh khiết. 7) Phiếu học tập 7(PC7).Có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong. Câu 9- Một tụ có điện dung 2μF. Khi đặt vào một hiệu điện thế 4V vào hai bản của tụ điện thì tụ được tích một điện lượng là. A. 2.10-6 C. B. 16.10-6 C. C. 4.10-6 C. D. 8.10-6 C. Câu 10- Đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện thế 10V thì tụ được tích một điện lượng 20.10-9C. Điện dung của tụ là. A. 2 μF. B. 2mF. C. 2F. D. 2nF Câu 11- Nếu đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện thế 4V thì tụ tích được một điện lượng 2 μF. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10V tụ tích được một điện lượng. A. 50 μC. B. 0,8 μC. C. 5μC. D. 0,8μC. Câu 12- Để tụ tích một điện lượng 10nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 2V. Để tụ đó tích được điện lượng 2,5nC Thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế. A. 500mV. B. 0,05V. C. 5V. D. 20V. Câu 13- hai đầu tụ 20μF có hiệu điện thế 5V thì năng lượng tụ được tích là. A. 0,25 mJ. B. 500J. C. 50mJ. D. 50μF. Câu 14- Giữa hai đầu của tụ điện phẳng cách nhau 1cm có một hiệu điện thế 10V. Cường độ điện trường đều trong tụ điện là. A. 100V/m. B. 1kV/m. C. 10V/m. D. 0,01V/m. b. Học sinh + Chuẩn bị bài mới. + Sưu tầm các linh kiện điện tử. Nội dung ghi bảng ( tóm tắt kiến thức SGK theo các đầu mục ) HS tự ghi chép các nội dung trên bảng và những kiến thức cần thiết Bài 6: TỤ ĐIỆN Tụ điện : Tụ điện là gì?.... Cách tính điện dung của tụ điện Điện dung của tụ điện: Định nghĩa Điện dung của tụ điện Các loại tụ điện Năng lượng điện trường trong tụ điện III. TIẾN TRÌNH DẠY- HỌC Hoạt động 1 ( 5 phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên + HS có thể trả lời miệng hoặc bằng phiếu. + Dùng PC 1-6 bài 5 để kiểm tra. Hoạt động 2 ( 15 phút): Tìm hiểu về cấu tạo của tụ điện và cách điện cho tụ điện. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên + Đọc SGK mục 1.1 + Tìm hiểu và trả lời câu hỏi PC1. + Trả lời câu hỏi 8 PC6. + Đọc sách giáo khoa mục 1.2 + Trả lời phiếu PC2. + Trả lời C1. + Cho HS đọc sách giáo khoa + Nêu câu hỏi PC1. + Hai câu 8 trong phiếu PC 6. + Nêu câu PC2. + Chú ý cho HS biết các nguồn điện trong thực tế thường dùng để tích điện cho tụ. + Nêu câu hỏi C1 Hoạt động 3: (15 phút) Tìm hiểu về điện dung, các loại tụ điện. Và năng lượng điện trường của tụ điện. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên + Đọc SGK mục II.1; II.2; II.3. + Trả lời các câu hỏi PC3. + Ghi nhớ ý nghĩa của các tiếp đầu ngữ. + Làm việc theo nhóm, giúp đỡ nhau nhận biết tụ điện trong các linh kiện điện tử. + Làm quen nhận dạng và đọc các thông số trên tụ điện. + Đọc SGK mục II.4 trả lời câu hỏi PC5. + Nêu câu hỏi trong phiếu PC3. + Giải thích ý nghĩa của các tiếp đầu ngữ (μ:10-6; n :10-9; p:10-12). + Đưa ra các linh kiện điện tử cho các nhóm. + Nêu câu hỏi PC4. + Giới thiệu một số loại tụ. + Nêu câu hỏi PC5. Hoạt động 4 (6 phút) Vận dụng, củng cố Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên + Thảo luận trả lời câu hỏi theo phiếu một phần PC6. + Nhận xét các câu trả lời của bạn. + Cho HS thảo luận theo PC6. + Nhận xét, nhấn mạnh các kiến thức trọng tâm trong bài. Hoạt động 5 (4 phút) Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên + Ghi bài tập về nhà. + Ghi làm bài tập thêm. + Ghi chuẩn bị cho bài sau. + Cho bài tập trong SGK: bài tập 5 đến 8( trang 33). + Bài tập thêm: Phiếu PC7. + Dặn dò HS chuẩn bị bài sau. GHI CHÚ: PC : Phiếu câu hỏi. TL: Phiếu trả lời câu hỏi. CNTT: Công nghệ thông tin IV.Kiến thức cơ bản cần nắm.(trang 5) Bài 6: TỤ ĐIỆN ----------------------- 1-Tụ điện a) Định nghĩa: * Tụ điện là một hệ thống 2 vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Nó dùng để chứa điện tích. * Nhiệm vụ : Tích điện và phóng điện trong mạch điện. * Tụ điện phẳng: Cấu tạo gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi. * Kí hiệu tụ điện trong mạch điện: b) Cách tích điện cho tụ: ►Người ta nối 2 bản tụ với hai cực của nguồn điện. Bản nối cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm. Điện tích của hai bản có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. ►Người ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện. 2- Điện dung của tụ điện. a) Định nghĩa: là đại lượng đặt trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định, được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện với hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Có biểu thức : C= . b) Đơn vị điện dung. Là Fara kí hiệu (F) 1F = * Các tụ điện thường có điện dung từ 10-12 đến 10-6F. * Ước số của Fara: 1 micrôfara (μF) = 10-6F. 1 nanôfara (nF) = 10-9F. 1 picôfara (pF) = 10-12F. c) Điện dung của tụ điện phẳng: C = Trong đó: ε là hằng số điện của lớp điện môi giữa hai bản tụ. S là diện tích của một bản ( nhưng chỉ tính phần đối diện giữa hai bản) D là khoảng cách giữa hai bản. d) Các loại tụ điện . * Tụ không khí, tụ giấy, tụ mica, tụ sứ, tụ gốm, * Mỗi tụ điện có hiệu điện thế giới hạn có thể đặt vào hai bản tụ. Nếu vượt quá giới hạn đó tụ điện có thể bị hỏng (đánh thủng). * Ngoài ra còn có tụ xoay ( điện dung có thể thay đổi được ). 3- Điện môi trong điện trường.( nói thêm) Lớp điện môi đặt trong điện trường của tụ điện sẽ bị phân cực và làm tăng điện dung của tụ điện. Kí hiêu ε 4- Năng lượng điện trường trong tụ điện. Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ sẽ trữ một năng lượng đó là năng lượng điện trường. Kí hiệu W =