Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT COULOMB I. Mục tiêu bài học. 1. Kiến thức Học sinh nắm được có hai loại điện tích trong tự nhiên, các đặc tính của chúng. Học sinh nắm được khái niệm điện tích, điện tích điểm, các loại điện tích và cơ chế tương tác giữa các điện tích. Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức của định luật tương tác tĩnh điện Coulomb. 2. Kỹ năng Học sinh áp dụng được biểu thức của định luật Coulomb để giải được một số bài toán cơ bản liên quan. Giải thích được hiện tượng nhiễm điện trong thực tế. 3. Thái độ Học sinh nghiêm túc trong giờ học, có tinh thần tham gia xây dựng bài học. Có thái độ yêu thích bộ môn Vật lý. II. Phương pháp và phương tiện dạy học. 1. Phương pháp Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý và phương pháp nêu – giải quyết vấn đề. 2. Phương tiện Hệ thống các câu hỏi đặt ra cho học sinh. Một số bài tập củng cố. III. Chuẩn bị. 1. Giáo viên Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ dạy học. Một số thí nghiệm về sự nhiễm điện do cọ xát, do hưởng ứng. 2. Học sinh Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ học tập. Ôn lại kiến thức liên quan đã học ở bậc THCS. IV. Tiến trình dạy học. 1. Hoạt động 1: Ổn định lớp và đặt vấn đề GV đặt câu hỏi: Bụi bám trên mặt bàn ta có thể dùng quạt bàn, quạt trần để thổi bụi bay đi. Nhưng trên cánh quạt trần (hoặc quạt bàn) sau một thời gian ngắn sử dụng sẽ bị đóng bụi rất nhiều (cho dù nhà chúng ta rất sạch sẽ). Tại sao? HS suy nghĩ trả lời.
Giáo án Vật Lý 11 Tuần: Ngày soạn: 19/7/2019 Tiết: Ngày dạy: 11A3 /8/2019 11A7 /8/2019 THPT Bình Phú 11A4 11C1 /8/2019 /8/2019 Bài 1: ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT COULOMB I Mục tiêu học Kiến thức - Học sinh nắm có hai loại điện tích tự nhiên, đặc tính chúng - Học sinh nắm khái niệm điện tích, điện tích điểm, loại điện tích chế tương tác điện tích - Phát biểu nội dung viết biểu thức định luật tương tác tĩnh điện Coulomb Kỹ - Học sinh áp dụng biểu thức định luật Coulomb để giải số toán liên quan - Giải thích tượng nhiễm điện thực tế Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học - Một số thí nghiệm nhiễm điện cọ xát, hưởng ứng Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Ôn lại kiến thức liên quan học bậc THCS IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Ổn định lớp đặt vấn đề - GV đặt câu hỏi: Bụi bám mặt bàn ta dùng quạt bàn, quạt trần để thổi bụi bay Nhưng cánh quạt trần (hoặc quạt bàn) sau thời gian ngắn sử dụng bị đóng bụi nhiều (cho dù nhà sẽ) Tại sao? - HS suy nghĩ trả lời Hoạt động 2: Tìm hiểu nhiễm điện vật, điện tích, tương tác điện Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Ở bậc THCS, ta biết: Khi - Khi quạt hoạt động, cánh quạt Sự nhiễm điện vật cọ xát thủy tinh, trần quay nhanh ma sát với Điện tích Tương tác điện nhựa vào lụa khơng khí làm cho cánh quạt bị - Vật nhiễm điện hay gọi vật hút nhiễm điện, hút vật vật mang điện điện vật nhẹ mẩu nhỏ, nhẹ không khí tích GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 giấy,v v Ta nói vật bị nhiễm điện Từ em giải thích ví dụ vừa nêu đầu - Vật nhiễm điện hay ta gọi vật mang điện, vật tích điện điện tích - Thơng báo cho HS khái niệm điện tích, điện tích điểm - Đơn vị đo điện tích Coulomb (C) - Có loại điện tích? Các điện tích tương tác với nhau? THPT Bình Phú bụi Do làm cho cánh quạt bị - Điện tích điểm vật tích đóng đầy bụi điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét - Trong tự nhiên có hai loại điện - Ghi nhận kiến thức tích: âm dương Các điện tích dấu đẩy nhau, trái dấu hút - Điện tích ngun tố điện tích nhỏ tự nhiên, có giá 19 trị e 1, 6.10 C - Có hai loại điện tích tự nhiên điện tích âm điện tích dương Các điện tích dấu đẩy nhau, trái dấu hút - Electron hạt mang điện - Ghi nhận tích âm có độ lớn e 1, 6.1019 C Trong tự nhiên, khơng có hạt mang điện có điện tích nhỏ điện tích e Do điện tích e gọi điện tích ngun tố Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật Coulomb Hoạt động GV Hoạt động HS - Các điện tích đẩy hay hút - Ghi nhận thơng tin chứng tỏ chúng phải có lực tương tác với - Nêu cấu tạo nguyên tắc - Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động hoạt động cân xoắn cân xoắn Coulomb Coulomb để xác định lực tương tác tĩnh điện hai điện tích điểm có kích thước nhỏ so với khoảng cách chúng - Thông báo phát biểu biểu - Ghi nhận kết thí nghiệm thức định luật Coulomb Coulomb - Yêu cầu HS vẽ hình biểu - Ghi nhận diễn lực tương tác Coulomb q2 > nhận xét vectơ lực q1 < tương tác hai điện tích trái dấu F21 F12 - Độ lớn lực tương tác tĩnh điện hai điện tích điểm đứng yên chân không tỷ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng - Phương lực tương tác hai điện tích điểm đường thẳng nối hai điện tích điềm GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Nội dung học Định luật Coulomb Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt chân khơng có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng q1q2 r2 Trong đó: - F tính đơn vị Newton (N) - r đo mét (m) - q đo Coulomb (C) N m - k số: k 9.10 C2 F k Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú Hai điện tích trái dấu hút Hoạt động 4: Tìm hiểu lực tương tác tĩnh điện môi trường điện môi – Hằng số điện môi Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Thông báo: điện môi môi - Ghi nhận thông tin Hằng số điện môi trường cách điện - Hằng số điện môi cho biết tính chất cách điện mơi - Hằng số điện môi môi trường điện môi trường cho biết lực tương tác - Khi đặt điện tích vào mơi điện tích đặt trường điện mơi lực tương tác giảm lần chúng giảm lần k q1q2 F - Trong chân không: = r2 - lớn - Điện môi chân không = - Hằng số điện mơi lớn có - Sự dẫn điện tốt hay phải mơi trường cách điện phải phụ thuộc vào mật độ hạt tải điện, độ linh động, v v nên tốt hay không? lớn chưa môi trường cách điện tốt Hoạt động 5: Củng cố Hoạt động GV Hoạt động HS - Yêu cầu HS thực BT sau: - Thực yêu cầu GV Hai cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn nhau, đặt cách 10 cm chân không thi tác dụng lên lực 9.103 N Xác định điện tích hai cầu - u cầu HS nhà học làm tập V Rút kinh nghiệm bổ sung ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …………… Tuần 1: Ngày soạn: 19/7/2019 Tiết: Ngày dạy: 11A3 /8/2019 11A7 /8/2019 11A4 11C1 /8/2019 /8/2019 Bài 2: THUYẾT ELECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH I Mục tiêu học Kiến thức - Học sinh nắm nội dung thuyết electron - Học sinh trình bày cấu tạo sơ lược nguyên tử phương diện điện GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú - Học sinh nắm khái niệm chất dẫn điện chất cách điện - Phát biểu nội dung định luật bảo toàn điện tích Kỹ - Học sinh vận dụng thuyết electron để giải thích tượng nhiễm điện hưởng ứng - Vận dụng định luật bảo toàn điện tích để giải số tập liên quan Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học - Một số thí nghiệm nhiễm điện cọ xát, hưởng ứng Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Ôn lại kiến thức cấu tạo nguyên tử học THCS IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - GV đặt câu hỏi: Phát biểu nội dung viết biểu thức định luật Coulomb - HS suy nghĩ trả lời - GV đặt câu hỏi: Người ta dựa sở để phân biệt chất dẫn điện chất cách điện Chất khí có phải chất dẫn điện hay khơng? Để trả lời cho câu hỏi ấy, bước vào học hôm Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo nguyên tử Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Yêu cầu HS thảo luận nhóm - Thực yêu cầu GV Cấu tạo nguyên tử trình bày trước lớp cấu tạo phương diện điện Điện tích nguyên tử phương diện nguyên tố điện - Nguyên tử có cấu tạo: - Năm 1874, Stoney dựa vào - Ghi nhận thông tin + Hạt nhân gồm nơtron tượng điện phân xác không mang điện, proton định điện tích nguyên tố mang điện dương âm đề nghị đặt tên + Electron mang điện âm electron chuyển động xung quanh - Mãi đến năm 1900, Nhà vật lý hạt nhân thực nghiệm người Mỹ Millikan - Số proton hạt nhân đo riêng điện tích với số electron quay xung electron Ông giành quanh hạt nhân nên nguyên tử giải Nobel Vật lý nhờ vào cơng trạng thái trung hòa điện trình vào năm 1923 - Điện tích proton điện - Hiện nay, người ta ước tính tích electron 79 độ lớn điện tích nhỏ vũ trụ có khoảng 10 nên gọi điện tích electron GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú nguyên tố Hoạt động 3: Tìm hiểu thuyết electron Hoạt động GV Hoạt động HS - Quan sát hình 2.1, ta nhận - Nếu nguyên tử bớt số thấy điều kiện bình thường electron nhiễm điện dương, nguyên tử trung hòa điện nguyên tử nhận thêm Vậy vật nhiễm điện số electron nhiễm điện âm âm, vật nhiễm điện dương? - Như ta nhận thấy - Ghi nhận electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử nhờ độ linh động lớn - Từ phát biểu thuyết - Thực yêu cầu GV electron? Hoạt động 4: Tìm hiểu chất dẫn điện – chất cách điện Hoạt động GV Hoạt động HS - Dựa vào tính chất dẫn điện - Ghi nhận thông tin môi trường, người ta phân biệt chất dẫn điện chất cách điện - Nhấn mạnh: chất dẫn điện - Ví dụ kim loại, dung dịch chất có nhiều điện tích tự có axit, bazo, muối thể di chuyển từ điểm sang điểm khác vật dẫn Yêu cầu HS nêu ví dụ chất dẫn điện - Chất cách điện chất khơng - Khơng khí khơ, dầu, thủy tinh, chứa chứa điện tích nhựa, sứ, cao su… tự Yêu câu HS nêu ví dụ chất cách điện - Nhấn mạnh cho HS chất dẫn - Ghi nhận thông tin điện hay chất cách điện có tính tương đối Vì số điều kiện, chất cách điện có để trở thành chất dẫn điện Ví dụ chất khí Hoạt động 5: Tìm hiểu loại nhiễm điện Hoạt động GV Hoạt động HS - Yêu cầu HS trả lời câu C1 - Khi cọ xát vậy, số electron thủy tinh chuyển sang Thủy tinh trung hòa điện, bị electron bị nhiễm điện dương - Sự nhiễm điện ta gọi - Qủa cầu trung hòa điện nhiễm điện cọ xát có electron tự Khi Chuyện tiếp tục xảy tiếp xúc với thủy tinh, GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Nội dung học Thuyết electron - Ở điều kiện bình thường, tổng đại số điện tích nguyên tử khơng, nghĩa ngun tử trung hồ điện - Nếu trường hợp nguyên tử số electron nguyên tử nhiễm điện dương ngược lại nguyên tử nhận thêm số electron nguyên tử nhiễm điện tích âm - Nguyên nhân vật nhiễm điện: Do linh động electron nguyên tử nên dịch chuyển từ vật sang vật khác Nội dung học Chất dẫn điện chất cách điện - Chất dẫn điện chất mang hạt mang điện tự hạt chuyển động tự phía hay bề mặt vật dẫn - Điện mơi chất khơng chứa (hoặc chứa ít) hạt mang điện tự Nội dung học Sự nhiễm điện - Các tượng nhiễm điện cọ xát, tiếp xúc hay hưởng ứng giải thích thuyết electron Giáo án Vật Lý 11 ta cho cầu kim loại trung hòa điện tiếp xúc với thủy tinh kia? - Yêu cầu HS trả lời câu C5 THPT Bình Phú electron cầu bị hút sang làm cho cầu nhiệm điện dương - Khi đưa cầu A lại gần đầu M cầu A hút electron tập trung nhiều đầu M nên đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương - Như ta thấy nhiễm điện hưởng ứng phân bố lại điện tích vật dẫn Hoạt động 6: Tìm hiểu định luật bảo tồn điện tích Hoạt động GV Hoạt động HS - Từ ví dụ tượng - Tổng độ lớn điện tích nhiễm điện em có nhận hệ khơng thay đổi xét tổng độ lớn điện tích? - Như hệ lập - Ghi nhận (nghĩa khơng trao đổi điện tích với vật khác ngồi hệ) tổng đại số điện tích khơng đổi - Đây định luật vĩ đại tự nhiên với trường hợp hệ kín từ vi mơ đến vĩ mô Hoạt động 7: Củng cố Nội dung học Định luật bảo tồn điện tích - Tổng đại số điện tích hệ lập kín bảo tồn qi const Chú ý: Sự bảo tồn điện tích tượng nhiễm điện cọ xát không: qi Hoạt động GV Hoạt động HS - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi SGK/14 - Thực yêu cầu GV - Yêu cầu HS nhà học chuẩn bị V Rút kinh nghiệm bổ sung ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Tuần: Ngày soạn: 26/7/2019 Tiết: Ngày dạy: 11A3 /8/2019 11A7 /8/2019 11A4 11C1 /8/2019 /8/2019 BÀI TẬP I Mục tiêu học Kiến thức - Vận dụng định luật coulomb để giải tập tương tác hai điện tích GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú - Vận dụng thuyết electron để làm số tập định tính Kỹ - Xác định phương, chiều, độ lớn lực tương tác hai điện tích - Giải thích nhiễm điện tiếp xúc, cọ xát hưởng ứng Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp giảng giải, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Hệ thống tập III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học - Hệ thống tập Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Ôn lại kiến thức điện tích, định luật bảo tồn điện tích định luật Coulomb IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - Ổn định lớp - Kiểm tra cũ - Vào Hoạt động 2: Hệ thống lại kiến thức Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Đặt câu hỏi: - Trả lời câu hỏi GV: Định luật Coulomb Lực hút hay đẩy hai điện Lực hút hay đẩy hai điện + Phát biể u nội dung và viế t tích điểm đặt chân khơng tích điểm đặt chân khơng biểu thức đinh ̣ luâ ̣t Coulomb có phương trùng với đường có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng nghịch với bình phương khoảng cách chúng cách chúng q1q2 r2 Trong đó: - F tính đơn vị Newton (N) - r đo mét (m) - q đo Coulomb (C) N m - k số: k 9.10 C2 F k GV: Nguyễn Ngọc Tuyền q1q2 r2 Trong đó: - F tính đơn vị Newton (N) - r đo mét (m) - q đo Coulomb (C) N m - k số: k 9.10 C2 * Trường hợp điện tích q chịu tác dụng lực 𝐹⃗1 𝐹⃗2 ta có F k Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú Độ lớn: 𝐹⃗ = 𝐹⃗1 + 𝐹⃗2 𝐹 = √𝐹12 + 𝐹22 + 2𝐹1 𝐹2 cos 𝛼 𝐹⃗1 ↑↑ 𝐹⃗2 => 𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 𝐹⃗1 ↑↓ 𝐹⃗2 => 𝐹 = |𝐹1 − 𝐹2 | 𝐹⃗1 vng góc 𝐹⃗2 Hoạt động 3: Làm tập Hoạt động GV - Ghi tập lên bảng, yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi giải tập - Gọi học sinh lên bảng làm tập, nhận xét cho học sinh sửa vào Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt hai điểm A, B khơng khí AB = 10 cm Đặt C điện tích điểm q3 = 8.10-8 C Tính lực tác dụng lên q3 trường hợp sau: a/ CA = cm, CB = cm b/ CA = cm , CB = 12 cm c/ CA = cm; CB = cm => 𝐹 = √𝐹12 + 𝐹22 Hoạt động HS Nội dung học - Ghi đề bài, suy nghĩ làm bài, nêu thắc mắc - Lên bảng làm tập, sửa vào Bài 1: a/ Các lực điện q1, q2 tác dụng lên q3 𝐹⃗1 , 𝐹⃗2 có phương, chiều hình: q3 𝐹⃗1 𝐹⃗ 𝐹⃗2 q1 q2 - Độ lớn: q1.q3 = 16.10-3N AC q q F2 k 23 = 36.10-3N BC - Lực tổng hợp: F F1 F2 F1 k Vì F1 phương, chiều với F2 => F = F1 + F2 = 0,052 N b/ Các lực điện q1, q2 tác dụng lên q3 𝐹⃗1 , 𝐹⃗2 có phương, chiều hình: q3 q1 𝐹⃗ 𝐹⃗2 q2 𝐹⃗1 - Độ lớn: q1.q3 = 0,144 N AC q q F2 k 23 = 4.10-3N BC - Lực tổng hợp: F F1 F2 F1 k GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú Vì F1 phương, ngược chiều với F2 => F = | F1 - F2 |= 0,14 N c/ Các lực điện q1, q2 tác dụng lên q3 𝐹⃗1 , 𝐹⃗2 có phương, chiều hình: 𝐹⃗2 q3 𝐹⃗ 𝐹⃗1 q1 q2 - Độ lớn: q1.q3 = 16.10-3N AC q q F2 k 23 = 9.10-3N BC - Lực tổng hợp: F F1 F2 F1 k Vì F1 vng góc với F2 => 𝐹 = √𝐹12 + 𝐹22 = 0,016N Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4.10-8 C đặt hai điểm A, B cách 60 cm khơng khí Xác định điểm đặt điện tích qo để qo nằm cân bằng? Vị trí có phụ thuộc vào dấu độ lớn qo không? Bài 2: Gọi M điểm đặt điện tích qo để qo nằm cân Ta có: 𝐹⃗10 + 𝐹⃗20 = ⃗0⃗ → 𝐹⃗10 = −𝐹⃗20 𝐹⃗10 𝐹⃗20 giá độ lớn 𝐹⃗10 giá với 𝐹⃗20 => M nằm đường thẳng AB Vì q1.q2>0 nên M nằm A,B Mặc khác: F10 F20 | q1q0 | |q q | k 02 AM BM 8 10 4.108 x2 (0,6 x) x 0,2m k q1 𝐹⃗10 q0 𝐹⃗20 q2 x GV: Nguyễn Ngọc Tuyền Giáo án Vật Lý 11 Tuần:2,3 Ngày soạn: 26/7/2019 Tiết: 4,5 Ngày dạy: 11A3 /8/2019 11A7 /8/2019 THPT Bình Phú 11A4 11C1 /8/2019 /8/2019 Bài 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN I Mục tiêu học Kiến thức - Nắm khái niệm sơ lược điện trường - Phát biểu định nghĩa cường độ điện trường, viết biểu thức định nghĩa nêu ý nghĩa đại lượng biểu thức - Nêu đặc điểm phương chiều véctơ điện trường, vẽ véctơ điện trường điện tích điểm - Trình bày khái niệm điện trường - Nêu định nghĩa đặc điểm đường sức điện Kỹ - Vận dụng công thức điện trường nguyên lí chồng chất điện trường để giải số tập đơn giản điện trường tĩnh điện Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ yêu thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - GV đặt câu hỏi: Trình bày nội dung thuyết êlectron cổ điển, giải thích nhiễm điện hưởng ứng? - HS suy nghĩ trả lời - GV đặt câu hỏi: Các điện tích tương tác với chứng tỏ phải có mơi trường truyền tương tác? Mơi trường tên gọi gì, đặc điểm nào? Chúng ta tìm hiểu hơm Hoạt động 2: Tìm hiểu điện trường Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Đặt câu hỏi: - Trả lời: I Điện trường Hai điện tích chân khơng Phải có mơi trường truyền Mơi trường truyền tương không tiếp xúc với tương tác điện tích tác điện hút đẩy Vậy Môi trường tuyền tương tác GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 10 Giáo án Vật Lý 11 lớp đồng dày 10µm đồng diện tích cm2 phương pháp điện phân Cường độ dòng điện 0,010 A Tính thời gian cần thiết để bốc lớp đồng - Yêu cầu học sinh tính khối lượng đồng muốn bóc - Yêu cầu học sinh viết công thức Fa-ra-đây - Cho học sinh suy tính t - THPT Bình Phú m = V = dS = 8,9.103.10-5.10-4 = 8,9.10-6(kg) = 8,9.10-3(g) A Mà m = It F n m.F n 8,9.103.96500.2 Tính khối lượng đồng muốn t = A.I 64.102 bóc = 2680(s) Viết cơng thức Fa-ra-đây Tính thời gian điện phân Hoạt động 4: Củng cố dặn dò - Dặn dò HS nhà xem lại bài, làm tập tương tự đề cương chuẩn bị hôm sau V Rút kinh nghiệm bổ sung …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tuần:14 Ngày soạn: 18/10/2019 Tiết: 28 Ngày dạy: 11A3 /11/2019 11A7 /11/2019 11A4 11C1 /11/2019 /11/2019 BÀI TẬP I Mục tiêu học Kiến thức - Hiểu chất dòng điện chất khí, dẫn điện khơng tự lực tự lực, tượng phóng điện chất khí - Hiểu chất dòng điện chân khơng, dẫn điện chiều điôt chân không, chất tính chất tia catơt - Hiểu chất dòng điện chất bán dẫn, hai loại bán dẫn n p, công dụng điôt bán dẫn tranzito Kỹ - Giải câu hỏi trắc nghiệm tập liên quan đến dòng điện chất khí, chân khơng chất bán dẫn Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích môn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp giảng giải, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống tập GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 72 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú III Chuẩn bị Giáo viê - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Làm tập GV dặn nhà, chuẩn bị sẵn vấn đề mà vướng mắc để hỏi IV Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ vào - Ổn định lớp - Kiểm tra cũ: so sánh dòng điện mơi trường về: hạt tải điện, nhuyên nhân tạo hạt tải điện, chất dòng điện - Vào Hoạt động 2: Làm tập trắc nghiệm Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn Câu trang 93 : D chọn D Câu trang 93 : B - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn Câu trang 99 : A chọn B Câu trang 99 : B - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn Câu trang 106 : D chọn A Câu trang 106 : D - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn chọn B - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn chọn D - Yêu cầu HS giải thích - Giải thích lựa chọn chọn D Hoạt động 3: Làm tập tự luận Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học Bài 1: Bài 1: Catot diot chân khơng có Số electron phát từ catơt diện tích mặt ngồi S=10 mm giây: Dòng bão hòa Ibh=10 mA Tính số Ta có: Ibh = |qe|.N electron phát xạ từ đơn vị I bh 10 2 N = diện tích catot giây qe 1,6.10 19 - Yêu cầu HS viết biểu thức tính - Viết biểu thức tính cường độ = 0,625.1017(hạt) cường độ dòng điện bảo hòa từ dòng điện bão hòa từ suy suy số hạt tải điện phát từ số hạt tải điện phát từ catôt Số electron phát từ đơn vị diện tích catơt catơt giây giây - Yêu cầu học sinh tính số - Tính số electron phát từ giây: 17 electron phát từ đơn vị diện đơn vị diện tích catơt n = N 0,625.10 tích catơt giây giây S 105 =6,25.1021(hạt) Bài 2: Bài 2: Năng lượng mà electron nhận Hiệu điện anot catot từ catôt sang anôt: súng electron 2500 V, = eU = 1,6.10-19.2500 tính tốc độ electron mà súng = 4.10-16(J) phát Cho biết khối lượng Năng lượng chuyển thành electron 9,1.10-31 kg động electron nên: - Yêu cầu học sinh tính - Tính lượng mà electron lượng mà electron nhận nhận từ catôt sang = mv từ catôt sang anôt anôt - Yêu cầu học sinh tính vận tốc - Tính vận tốc electron mà GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 73 Giáo án Vật Lý 11 electron mà súng phát THPT Bình Phú súng phát => v = Bài 3: Cường độ dòng điện bảo hòa điơt điện tử mA a) Tính số electron khỏi bề mặt catốt phút b) Cho biết hiệu điện anốt catốt U = 75V Tính vận tốc electron tới đập vào anốt Coi vận tốc ban đầu electron không đáng kể - Áp dụng công thức: I = ne - Suy tính n - Yêu cầu tính số elêctron N bứt khỏi bề mặt catot t giây - Động công mà e di chuyển 2 m 2.4.1016 = 9,1.1031 3.107(m/s) Bài 3: a) Áp dụng công thức: I = ne => n = I/e Số elêctron bứt khỏi bề mặt cattốt t giây là: N = nt = I.t/e = 6.1018 elêctron b) Vận tốc elêctron Ta có: mv2/2 = eU I = ne => n = I/e v2 = 2eU/m Mà N = nt - Tính số elêctron N bứt khỏi => v = 5,1.10 m/s bề mặt catot t giây: N = I.t/e = 6.1018 elêctron Vận tốc elêctron v2 = 2eU/m => v = 5,1.106m/s Hoạt động 4: Củng cố dặn dò - Dặn dò HS nhà xem lại bài, làm tập tương tự chuẩn bị hôm sau V Rút kinh nghiệm bổ sung …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tuần:15 Ngày soạn: 25/10/2018 Tiết: 29, 30 Ngày dạy: 11A3 /11/2019 11A7 /11/2019 11A4 11C1 /11/2019 /11/2019 Bài 15: DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I Mục tiêu học Kiến thức - Nêu nguyên nhân chất khí dẫn điện - Hiểu chất dòng điện chất khí - Nêu cách tạo hạt tải điện trình dẫn điện tự lực - Trả lời câu hỏi tia lửa điện Điều kiện tạo tia lửa điện ứng dụng - Trả lời câu hỏi hồ quang điện Điều kiện tạo hồ quang điện ứng dụng - Phân biệt dẫn điện không tự lực sưu dẫn điện tự lực chất khí Kỹ - Nhận tượng phóng điện chất khí - Phân biệt tia lửa điện hồ quang điện Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 74 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú - Có thái độ u thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập IV Tiến trình lên lớp Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - Giáo viên đặt vấn đề: Yêu cầu HS nêu chất dòng điện tròn chất điện phân Các định luật Fara-đây - Học sinh: Thực yêu cầu GV: Hoạt động 2: Tìm hiểu tính cách điện chất khí Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Đặt câu hỏi: - Suy nghĩ trả lời: Chất khí có dẫn điện hay khơng? Chất khí khơng dẫn điện Vì sao? chất khí dẫn điện dòng điện ổ cắm điện gia đình gây nguy hiểm - Yêu cầu học sinh thực C1 - Thực C1 Nội dung I Chất khí mơi trường cách điện Chất khí khơng dẫn điện phân tử khí trạng thái trung hồ điện, chất khí khơng có hạt tải điện Hoạt động 3: Tìm hiểu dẫn điện chất khí điều kiện thường Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Tiến hành thí nghiệm theo sơ - Theo dõi thí nghiệm II Sự dẫn điện chất khí đồ để tìm hiểu dẫn điện điều kiện thường chất khí điều kiện thường Thí nghiệm cho thấy: - Yêu cầu HS quan sát nhận - Quan sát đưa nhận xét: + Trong chất khí có xét lệch kim điện kế: hạt tải điện + Ở điều kiện bình thường + Kim điện kế không bị lệch + Khi dùng đèn ga để đốt + Khi đốt đèn ga + Kim điện kế bị lệch nóng chất khí chiếu vào + Khi dùng quạt thổi khơng khí + Kim điện kế bị lệch chất khí chùm xạ tử ngoại nóng qua hai cực chất khí xuất - Từ kết quan sát yêu - Nhận xét: điều kiện thường hạt tải điện Khi chất khí có cầu HS nhận xét dẫn điện chất khí khơng dẫn khả dẫn điện chất khí điều kiện thường điện Khi đốt nóng chất khí trở nên dẫn điện - Nhận xét, kết luận - Yêu cầu HS làm câu C2 - Làm câu C2 Hoạt động 4: Tìm hiểu chất dòng điện chất khí Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Thông báo cho HS khái niệm - Ghi nhận khái niệm III Bản chất dòng điện tác nhân ion hố ion hố chất khí chất khí Sự ion hố chất khí tác - Yêu cầu học sinh nêu - Khi chưa có điện trường ngồi nhân ion hố tượng xảy khối khí hạt tải điện chất khí Ngọn lửa ga, tia tử ngoại bị ion hố chưa có có chuyển động hỗn loạn đèn thuỷ ngân thí nghiệm điện trường Khi có điện trường ngồi ion gọi tác nhân ion dương chuyển động có hướng hố Tác nhân ion hố ion hố GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 75 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú chiều điện trường, ion phân tử khí thành ion âm chuyển động ngược chiều dương, ion âm electron tự điện trường - Yêu cầu học sinh nêu chất - Nêu chất dòng điện Dòng điện chất khí dòng điện chất khí chất khí dòng chuyển dời có hướng - Nhận xét, kết luận cho HS - Lắng nghe, ghi chép ion dương theo chiều điện ghi trường ion âm ngược - Yêu cầu học sinh nêu - Nêu tượng xảy chiều điện trường tượng xảy khối khí khối khí tác nhân ion Khi tác nhân ion hóa, tác nhân ion hố hố ion dương, ion âm, electron Khi tác nhân ion hóa, trao đổi điện tích với ion dương, ion âm, electron với điện cực để trở thành trao đổi điện tích với phân tử khí trung hồ, nên chất với điện cực để trở thành khí trở thành khơng dẫn điện phân tử khí trung hồ, nên chất Q trình dẫn điện khơng tự khí trở thành khơng dẫn điện lực chất khí - Giới thiệu đường đặc trưg V – Q trình dẫn điện chất khí A dòng điện chất khí nhờ có tác nhân ion hố gọi - Thông báo cho HS khái niệm - Ghi nhận khái niệm q trình dẫn điện khơng tự lực q trình dẫn điện khơng tự Nó tồn ta tạo hạt tải lực chất khí điện khối khí hai - Yêu cầu học sinh thực C3 - Thực C3 cực biến ta ngừng - Yêu cầu học sinh giải thích - Trả lời: cường độ dòng điện việc tạo hạt tải điện dòng điện chất khí khơng tỉ lệ thuận với hiệu điện Q trình dẫn diện khơng tự lực khơng tn theo định luật Ơm khơng tn theo định luật Ôm - Giới thiệu tượng nhân số - Ghi nhận tượng Hiện tượng nhân số hạt tải hạt tải điện chất khí điện chất khí - Yêu cầu HS làm câu C4 - Trả lời: trình dẫn điện khơng tự lực Khi có q trình nhân số hạt tải Đọc thêm điện cường độ điện trường điểm khác hai cực không giống nhau, nơi có mật độ hạt tải điện nhỏ khơng trung hòa điện nơi có điện trường lớn ngược lại Hoạt động 6: Tìm hiểu trình ẫn điện tự lực chất khí điều kiện để tạo trình đãn điện tự lực Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Giới thiệu q trình phóng - Ghi nhận khái niệm IV Quá trình dẫn điện tự lực điện tự lực chất khí điều kiện để - Giới thiệu cách để - Ghi nhận cách để dòng tạo q trình dẫn điện tự dòng điện tạo hạt tải điện tạo hạt tải điện lực điện chất khí chất khí Có bốn cách để dòng điện tạo hạt tải điện chất khí: Dòng điện qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng cao, khiến phân tử khí bị ion hố Điện trường chất khí lớn, khiến phân tử khí bị ion hố nhiệt độ thấp Catơt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho có khả phát GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 76 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú electron Hiện tượng gọi tượng phát xạ nhiệt electron Catôt khơng nóng đỏ bị ion dương có lượng lớn đập vào làm bật electron khỏi catôt trở thành hạt tải điện Hoạt động 6: Tìm hiểu tia lửa điện điều kiện tạo tia lửa điện Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Giới thiệu tia lửa điện - Ghi nhận khái niệm V Tia lữa điện điều kiện - Giới thiệu điều kiện để tạo - Ghi nhận điều kiện để tạo tia tạo tia lữa điện tia lửa điện ứng lữa điện Định nghĩa dụng tác hại tia lửa điện Tia lữa điện trình phóng - Yêu cầu HS làm câu C5 - Trả lời: Khi đường gặp mưa điện tự lực chất khí đặt giơng, sấm sét dội, ta khơng hai điện cực điện trường nên đứng yên gò đất đủ mạnh để biến phân tử khí cao trú mưa gốc trung hồ thành ion dương đám mây gần mặt electron tự đất tích điện âm mặt đất tích Điều kiện để tạo tia lửa điện dương Giữa đám mây điện (SGK) mặt đất có hiệu điện lớn Ứng dụng Những chỗ cao mặt đất Dùng để đốt hỗn hợp xăng nơi có điện trường mạnh, dễ bị khơng khí động xăng phóng tia lửa điện (sét) Vì Giải thích tượng sét cần dán người xuống đất để tự nhiên tránh tia lửa điện có khơng khí (tránh bị sét đánh) Hoạt động 7: Tìm hiểu tượng hồ quang điện điều kiện tạo hồ quang điện Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Cho học sinh mô tả việc hàn - Mô tả việc hàn điện VI Hồ quang điện điều kiện điện tạo hồ quang điện - Giới thiệu hồ quang điện - Ghi nhận khái niệm Định nghĩa - Yêu cầu HS nêu tượng - Trả lời: hồ quang điện Hồ quang điện q trình kèm theo có hồ quang.điện kèm theo tỏa nhiệt tỏa sáng phóng điện tự lực xảy mạnh chất khí áp suất thường - Giới thiệu điều kiện để có hồ - Ghi nhận điều kiện để có hồ áp suất thấp đặt hai điện quang điện quang điện cực có hiệu điện khơng lớn - u cầu học sinh nêu ứng - Nêu ứng dụng hồ Hồ quang điện kèn theo dụng hồ quang điện quang điện toả nhiện toả sáng mạnh Điều kiện tạo hồ quang điện Dòng điện qua chất khí giữ nhiệt độ cao catôt để catôt phát electron tượng phát xạ nhiệt electron Ứng dụng Hồ quang diện có nhiều ứng dụng hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, … Hoạt động 8: Củng cố dặn dò - Dặn dò HS nhà học bài, làm tập chuẩn bị hôm sau GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 77 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú V Rút kinh nghiệm bổ sung …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Bài 16: DỊNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHƠNG (Đọc thêm) I Mục tiêu học Kiến thức - Nêu chất dòng điện chân khơng - Nêu cách tạo dòng điện chân khơng - Nêu chất tính chất tia catơt - Trình bày cấu tạo hoạt động ống phóng điện tử Kỹ - Nhận thiết bị có ứng dụng ống phóng điện tử Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích mơn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học - Sưu tầm đèn hình cũ để làm giáo cụ trực quan Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Ôn tập lại khái niệm dòng điện, dòng chuyển dời có hướng hạt tải điện IV Tiến trình lên lớp Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - Giáo viên đặt vấn đề: Nêu q trình ion hóa khơng khí, chất dòng điện chất khí - Học sinh: Thực yêu cầu GV: Hoạt động 2: Tìm hiểu cách tạo dòng điện chân không Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Đặt câu hỏi: - Trả lời: I Cách tạo dòng điện Mơi trường gọi Chân không môi trường không chân không chân không? Môi trường chân chứa phần tử vật chất Bản chất dòng điện khơng có chứa hạt tải điện hay Chân không không chứa hạt chân không không? tải điện + Chân không môi trường - Nhận xét, kết luận: - Lắng nghe, ghi nhớ lấy phân tử khí Nó Để tạo dòng điện chân không chứa hạt tải điện nên không người ta phải đưa hạt không dẫn điện tải điện vào chân không + Để chân không dẫn điện ta - Yêu cầu HS nêu chất dòng - Dòng điện chân khơng phải đưa electron vào điện chân khơng dòng chuyển dời có hướng electron đưa vào + Dòng điện chân khơng GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 78 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú dòng chuyển dời có hướng electron đưa vào khoảng chân khơng - Ghi nhận kết thí Thí nghiệm nghiệm Thí nghiệm cho thấy đường đặc - Thực C1: dòng bão hòa tuyến V – A dòng điện vào khoảng 20 mA chân khơng Hoạt động 3: Tìm hiểu tia catot Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Giới thiệu thí nghiệm hình - Xem hình minh họa thí nghiệm II Tia catơt 16.3 16.3 Thí nghiệm + Khi áp suất ống áp - Nêu kết thí nghiệm: - Ghi nhận kết thí suất khí ta khơng thấy q + Khi áp suất khí ống nghiệm trình phóng điện áp suất quyển, không thấy + Khi áp suất ống đủ q trình phóng điện nhỏ, ống có trình + Khi áp suất đủ nhỏ ta thấy cột phóng điện tự lực, ống có khí phát sáng kéo dài từ anot đến cột sáng anôt khoảng tối catot catôt + Tiếp tục giảm áp suất vào + Khi áp suất ống hạ khoảng 10-3 mmHg, thành ống xuống khoảng 10-3mmHg, thủy tinh phát ánh sáng màu khoảng tối catơt chiếm tồn vàng lục ống Q trình phóng điện + Tiếp tục rút khí để đạt chân trì phía đối diện với khơng tốt q trình catơt, thành ống thủy tinh phát phóng điện biến ánh sáng màu vàng lục - Yêu cầu học sinh thực C2 - Thực C2 Ta gọi tia phát từ catơt làm Khi áp suất lớn (gần áp huỳnh quang thủy tinh tia suất khí quyển) ta khơng thấy catơt q trình phóng điện chất khí, + Tiếp tục hút khí để đạt chân điều kiện bình thường khơng khơng tốt q trình khí điện mơi Khi áp suất đủ phóng điện biến nhỏ, tỉ lệ nhỏ Tính chất tia catơt êlectron va chạm với phân tử + Tia catôt phát từ catơt theo khí làm iơn hóa chúng Các iơn phương vng góc với bề mặt dương nhận lượng điện catơt Gặp vật cản, bị trường đập vào catốt, sinh chặn lại làm vật tích điện âm êlectron đế trì q trình + Tia catơt nmang lượng: phóng điện làm đen phim ảnh, làm - Giới thiệu tia catôt - Ghi nhận tia catôt huỳnh quang số tinh thể, - Yêu cầu học sinh thực C3 - Thực C3 làm kim loại phát tia X, làm Khi rút khí để chân khơng nóng vật mà rọi vào tốt phóng điện tác dụng lực lên vật chân khơng dừng lại khơng + Tia catơt bị lệch điện có iơn va chạm vào catốt tạo tường từ trường êlectron Nếu catôt Bản chất tia catôt khơng nung nóng để làm Tia catơt thực chất dòng phát xạ nhiệt êlectron tia electron phát từ catơt, có catốt biến lượng lớn bay tự - Giới thiệu tính chất tia - Ghi nhận tính chất tia không gian catôt catot Ứng dụng - Yêu cầu học sinh nêu chất - Nêu chất tia catôt Ứng dụng phổ biến tia tia catơt catơt để làm ống phóng điện - Giới thiệu sơ đồ thí nghiệm hình 16.1 - Mơ tả thí nghiệm nêu kết thí nghiệm - Yêu cầu học sinh thực C1 GV: Nguyễn Ngọc Tuyền khoảng chân khơng - Xem sơ đồ 16.1 SGK 79 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú - Giới thiệu ứng dụng tia - Ghi nhận ứng dụng tia tử đèn hình catơt catơt Hoạt động 4: Củng cố dặn dò - Dặn dò HS nhà học bài, làm tập chuẩn bị hôm sau V Rút kinh nghiệm bổ sung …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tuần:16 Ngày soạn: 2/11/2019 Tiết: 31, 32 Ngày dạy: 11A3 /12/2019 11A7 /12/2019 11A4 11C1 /12/2019 /12/2019 Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I Mục tiêu học Kiến thức - Biết chất dòng điện chất bán dẫn - Nêu đặc điểm điện loại bán dẫn - Nêu đặc điểm lớp tiếp xúc p-n - Hiểu hình thành lớp chuyển tiếp p-n giải thích tính chất chỉnh lưu lớp tiếp giáp pn - Nêu cấu tạo hoạt động điôt bán dẫn tranzito Kỹ - Giải thích dẫn điện chất bán dẫn tinh khiết tạp chất loại p-n - Giải thích dòng điện qua lớp tiếp giáp p-n - Nhận điôt bán dẫn tranzito mạch điện tử Thái độ - Học sinh nghiêm túc học, có tinh thần tham gia xây dựng học - Có thái độ u thích môn Vật lý II Phương pháp phương tiện dạy học Phương pháp - Giáo viên sử dụng phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại vật lý phương pháp nêu – giải vấn đề Phương tiện - Hệ thống câu hỏi đặt cho học sinh - Một số tập củng cố III Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học - Chuẩn bị số linh kiện bán dẫn thường dùng điôt bán dẫn, tranzito, LED, Học sinh - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ học tập - Ôn tập lại khái niệm dòng điện, dòng chuyển dời có hướng hạt tải điện IV Tiến trình lên lớp Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề - Giáo viên đặt vấn đề: Nêu q trình ion hóa khơng khí, chất dòng điện chất khí - Học sinh: Thực yêu cầu GV GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 80 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú Hoạt động 2: Tìm hiểu chất bán dẫn tính chất Hoạt động GV Hoạt động HS - Yêu cầu HS so sánh tính chất - Kim loại dẫn điện, điện môi dẫn điện kim loại điện không dẫn điện môi - Giới thiệu cho HS khái niệm - Lắng nghe, ghi nhớ bán dẫn: Có nhóm vật liệu khơng thể xem kim loại điện môi - Giới thiệu số bán dẫn - Ghi nhận vật liệu bán dẫn thơng dụng thơng dụng, điển hình - Giới thiệu đặc điểm - Ghi nhận đặc điểm bán bán dẫn tinh khiết bán dẫn có dẫn tinh khiết bán dẫn có pha pha tạp chất tạp chất Nội dung học I Chất bán dẫn tính chất - Chất bán dẫn chất có điện trở suất nằm khoảng trung gian kim loại chất điện mơi - Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu gecmani silic + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất chất bán dẫn siêu tinh khiết lớn Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm + Điện trở suất chất bán dẫn giảm mạnh pha tạp chất + Điện trở bán dẫn giảm đáng kể bị chiếu sáng bị tác dụng tác nhân ion hóa khác Hoạt động 3: Tìm hiểu hạt tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Giới thiệu bán dẫn loại n, bán - Ghi nhận hai loại bán dẫn II Hạt tải điện chất bán dẫn loại p cách nhận biết dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại bán dẫn loại p - Giới thiệu hình thành - Ghi nhận hình thành Bán dẫn loại n bán dẫn electron dẫn lỗ trống electron dẫn lỗ trống loại p bán dẫn tinh khiết bán dẫn tinh khiết Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi - Yêu cầu học sinh nêu chất - Dòng điện bán dẫn là bán dẫn loại n Bán dẫn có hạt dòng điện bán dẫn tinh dòng electron dẫn chuyển tải điện dương gọi bán dẫn khiết động ngược chiều điện trường loại p dòng lỗ trống chuyển động Electron lỗ trống chiều điện trường Chất bán dẫn có hai loại hạt tải - Yêu cầu HS thảo luận nhóm - Trả lời: điện electron lỗ trống trình bày dẫn điện bán * Bán dẫn loại n Dòng điện bán dẫn dẫn có tạp chất + Mật độ electron > mật độ lỗ dòng electron dẫn chuyển trống động ngược chiều điện trường Gợi ý: + Tìm hiểu hạt tải điện + Hạt tải điện bản: electron dòng lỗ trống chuyển động bán dẫn loại n chế tạo + Cơ chế tạo thành: pha chiều điện trường thành hạt tải điện nguyên tố có electron hóa trị Tạp chất cho (đơno) tạp + Tìm hiểu hạt tải điện vào tinh thể silic => nguyên chất nhận (axepto) bán dẫn loại p chế tạo tử tạp chất cho electron dẫn + Khi pha tạp chất thành hạt tải điện * Bán dẫn p nguyên tố có năm electron hóa + So sánh mật độ loại hạt tải + Mật độ lỗ trống > mật độ trị vào tinh thể silic điện electron nguyên tử tạp chất cho tinh + Hạt tải điện bản: Lỗ trống thể electron dẫn Ta gọi + Cơ chế tạo thành: pha chúng tạp chất cho hay đơno ngun tố có electron hóa trị Bán dẫn có pha đơno bán dẫn vào tinh thể silic => nguyên loại n, hạt tải điện chủ yếu tử tạp chất nhận electron electron sinh lỗ trống + Khi pha tạp chất - Nhận xét câu trả lời HS - Lắng nghe, ghi chép nguyên tố có ba electron hóa trị GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 81 Giáo án Vật Lý 11 kết luận - Yêu cầu HS làm câu C1 THPT Bình Phú - Thực C1 vào tinh thể silic nguyên tử tạp chasats nhận electron liên kết sinh lỗ trống, nên gọi tạp chất nhận hay axepto Bán dẫn có pha axepto bán đãn loại p, hạt tải điện chủ yếu lỗ trống Hoạt động 4: Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p-n Hoạt động GV Hoạt động HS - Giới thiệu lớp chuyển tiếp p-n - Ghi nhận khái niệm cho HS - Phân tích tượng xảy - Thảo luận trả lời câu hỏi: lớp tiếp xúc p - n Yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi sau: + Hiện tượng xảy + Các electron lỗ trống kết hạt tải điện gần mặt phân hợp lại với biến => cách hình thành lớp khơng có hạt tải điện + Hiện tượng xảy đặt + Các electron chạy từ bán dẫn n điện trường (khi nối sang p, lỗ trống chạy từ bán đầu bán dẫn với cực nguồn dẫn p sang n => có dòng điện điện) có chiều từ bán dẫn p sang chạy qua lớp nghèo Khi đổi bán dẫn n? Hiện tượng xảy chiều điện trường ngồi khơng ta đổi chiều điện trường có dòng điện chạy qua lớp ngồi? nghèo - Nhận xét câu trình bày HS - Lắng nghe, ghi chép kết luận (Lưu ý cho HS dòng điện thuận,dòng điện ngược) - Giới thiệu cho HS - Ghi nhận khái niệm tượng phun hạt tải điện - Yêu cầu HS xem hình 23.12 nhận xét đường đặc trưng vôn- ampe Nội dung học III Lớp chuyển tiếp p-n Lớp chuyển tiếp p-n chổ tiếp xúc miền mang tính dẫn p miền mang tính dẫn n tạo tinh thể bán dẫn Lớp nghèo Ở lớp chuyển tiếp p-n khơng có có hạt tải điện, gọi lớp nghèo Ở lớp nghèo, phía bán dẫn n có ion đơno tích điện dương phía bán dẫn p có ion axepto tích điện âm Điện trở lớp nghèo lớn Dòng điện chạy qua lớp nghèo Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n chiều thuận, chiều từ n sang p chiều ngược Hiện tượng phun hạt tải điện Khi dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, hạt tải điện vào lớp nghèo tiếp sang miền đối diện Đó phun hạt tải điện Hoạt động 5: Tìm hiểu điot bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điot bán dẫn Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Giới thiệu điôt bán dẫn - Ghi nhận linh kiện IV Điôt bán dẫn mạch -Yêu cầu học sinh nêu cơng - Điot bán dẫn có tính chỉnh lưu chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn dụng điôt bán dẫn Điôt bán dẫn thực chất - Vẽ mạch chỉnh lưu 17.7 Giới - Xem hình 17.7 Ghi nhận hoạt lớp chuyển tiếp p-n Nó cho thiệu hoạt động mạch động chỉnh lưu mạch dòng điện qua theo chiều từ p sang n Ta nói điơt bán dẫn có tính chỉnh lưu Nó dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành điện chiều Hoạt động 6: Tìm hiểu tranzito lưỡng cực n-p-n Cấu tạo nguyên lí hoạt động Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung học - Vẽ hình 17.8 - Vẽ hình V Cấu tạo ngun lí hoạt - Giới thiệu cực điện - Ghi nhận cực điện động tranzito lưỡng cực nđặt vào cực đặt vào cực p-n GV: Nguyễn Ngọc Tuyền 82 Giáo án Vật Lý 11 THPT Bình Phú - Trình bày phương án đưa tình để đến khái niệm hiệu ứng tranzito - Yêu cầu học sinh phân tích phân cực lớp - Kết luận điện trở RCB - Yêu cầu học sinh phân tích phân cực lớp - Kết luận điện trở RCB - Giới thiệu hiệu ứng tranzito - Giới thiệu khả khuếch đại tín hiệu điện nhờ hiệu ứng tranzito - Giới thiệu tranzito - Vẽ kí hiệu tranzito n-p-n - Giới thiệu cực tranzito - Hướng dẫn học sinh thực C3 - Giới thiệu ứng dụng tranzito - Theo dõi, phân tích để hiểu Hiệu ứng tranzito khái niệm Xét tinh thể bán dẫn có tạo miền p, hai - Phân tích phân cực miền n1 n2 Mật độ electron lớp miền n2 lớn so với mật - Ghi nhận điện trở RCB độ lỗ trống miền p Trên trường hợp miền có hàn điện - Phân tích phân cực cực C, B, E Điện cực lớp E, B, C giữ giá trị VE = 0, - Ghi nhận điện trở RCB VB vừa đủ để lớp chuyển tiếp ptrường hợp n2 phân cực thuận, VC có giá trị - Ghi nhận khái niệm tương đối lớn (cở 10V) - Ghi nhận khái niệm + Giả sử miền p dày, n1 cách xa n2 Lớp chuyển tiếp n1-p phân cực - Ghi nhận khái niệm ngược, điện trở RCB C B - Vẽ hình lớn - Nhận biết cực tranzito Lớp chuyển tiếp p-n2 phân cực - Thực C3: thuận miền p dày Được Đó Tranzito n-p-n nên electron từ n2 không tới - Ghi nhận ứng dụng lớp chuyển tiếp p-n1, tranzito khơng ảnh hưởng tới RCB + Giả sử miền p mỏng, n1 gần n2 Đại phận dòng electron từ n2 phun sang p tới lớp chuyển tiếp n1-p, tiếp tục chạy sang n1 đến cực C làm cho điện trở RCB giảm đáng kể Hiện tượng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi hiệu ứng tranzito Vì đại phận electron từ n2 phun vào p không chạy B mà chạy tới cực C, nên ta có IB