Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản Tiết ppct 1 BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Củng cố lại các kiến thức liên quan đến định luật tương tác tĩnh điện Coulomb và định luật bảo toàn điện tích, vận dụng các định luật này để giải một số bài toán cơ bản liên quan; 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phân tích tính toán và khả năng tư duy logic. 3. Giáo dục thái độ:Giáo dục học sinh tính cẩn thận, ý thức tự học; B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; chuẩn bị các phiếu học tập về một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm; 2. Học sinh: Xem lại nội dung và phương pháp giải các dạng toán liên quan đến định luật tương tác tĩnh điện Coulomb và định luật bảo toàn điện tích; Định lý Viét về tổng và tích các nghiệm của phương trình bậc hai ax 2 + bx + c = 0. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Hệ thống hoá các kiến thức liên quan đến tiết bài tâp. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc hai trường hợp xảy ra của tương tác tĩnh điện Coulomb? *Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật Coulomb? *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại nguyên lí chồng chất lực điện; *Giáo viên vẽ hình biểu diễn: 1 F q > 0 q 1 > 0 F 2 F q 2 < 0 *Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật bảo toàn điện tích? *Giáo viên nêu các chú ý khi áp dụng định luật bảo toàn điện tích: +Sự bảo toàn điện tích trong hiện tượng nhiễm điện do cọ xát bằng không: 0 = ∑ i q ; + Đối với hệ không cô lập về điện, trong một khoảng thời gian xác định nào đó, điện tích các vật trong hệ bằng tăng, giảm thì phải có dòng *Học sinh làm việc cá nhân trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Hai trường hợp có thể xảy ra: - Nếu q 1 q 2 > 0 thì tương tác giữa hai điện tích điểm trên là tương tác đẩy; - Nếu q 1 q 2 < 0 thì tương tác giữa hai điện tích điểm trên là tương tác hút; *Học sinh phát biểu và viết biểu thức của định luật Coulomb: F = k 2 21 r qq ; *Học sinh nhắc lại nguyên lí chồng chất lực điện: Giả sử có n điện tích điểm q 1 , q 2 ,…,q n đổng thời tương tác với điện tích q o các lực điện n21 F, .F,F thì lực điện tổng hợp do n điện tích điểm trên gây ra tuân theo nguyên lí chồng chất lực điện: n21 n 1i i F .FFFF +++== ∑ = *Học sinh nắm được phương pháp áp dụng nguyên lí chồng chất lực điện. *Định luật bảo toàn điện tích: constq = ∑ *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức; 1 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản điện từ ngoài vào, hoặc từ hệ đi ra ngoài. + Trong các phản ứng có hạt mang điện tham gia, thì tổng điện tích của sản phẩm bằng tổng điện tích các hạt ban đầu. *Nhắc lại định lí Viét về công thức tính tổng và tích hai nghiệm của phương trình bậc hai. *Giáo viên nhấn mạnh định lý đảo của định lý Viet: Nếu cho x 1 , x 2 thoả mãn điều kiện:    = += x.xP xxS 21 21 Thì x 1 và x 2 là nghiệm của phương trình: X 2 – SX + P = 0 *Học sinh tái hiện lại kiến thức toán học ở lớp 9 để nhắc lại định lý Viet: Nếu phương trình ax 2 + bx + c = 0 có hai nghiệm x 1 , x 2 thì:      == −=+= a c x.xP a b xxS 21 21 *Học sinh tiếp thu và ghi nhận để áp dụng. Hoạt động 2: Vận dụng nguyên lí chồng chất lực điện để xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Cho hai điện tích điểm q 1 = 10 -8 C và điện tích q 2 = -10 - 8 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 10cm. Xác định lực tương tác tĩnh điện tổng hợp do q 1 và q 2 tương tác với điện tích q 3 = 2. 10 -8 C đặt tại điểm C trong hai trường hợp sau: 1. Điểm C thoã mãn điều kiện là tam giác ABC là tam giác đều. 2. Điểm C cách A là 6cm và cách B là 8cm. *Giáo viên phân tích và yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để giải quyết câu 1: + Xác định các lực tương tác tĩnh điện 21 F,F do điện tích q 1 và q 2 gây ra tại q 3 ; 1 F C F 1 F A B; *Giáo viên yêu cầu học sinh viết nguyên lí chồng chất lực điện và xác định vector lực điện tổng hợp F lên hình vẽ. *Giáo viên cho học sinh phân tích và xác định phương, chiều và độ lớn của lực điện tổng hợp. *Học sinh chép đề bài tập vào vở. *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và giải câu 1 của bài tập 1; *Học sinh lập luận và xác định các vector lực tương tác tĩnh điện do q 1 , q 2 gây ra tại điện tích q 3 ; + Các vector lực tương tác tĩnh điện 21 F,F do điện tích q 1 và q 2 gây ra tại q 3 có: - Điểm đặt: Tại C; - Phương, chiều: Như hình vẽ; - Độ lớn: 21 4 2 32 2 4 2 31 1 FF 10.8,1 AC qq k = F 10.8,1 AC qq k = F ==>        = = − − *Học sinh viết nguyên lí chồng chất lực điện và biểu diễn vector lực điện tổng hợp lên hình vẽ: 21 FFF += *Học sinh phân tích và xác định lực điện tổng hơp có: + Điểm đặt: Tại C; 2 Lờ ỡnh Bu Giỏo ỏn bỏm sỏt vt lớ 11 chng trỡnh c bn *Giỏo viờn yờu cu hc sinh nhn dng trng hp 2; *Giỏo viờn nhn mnh: Trong trng hp ny thỡ hai lc thnh phn vuụng gúc vi nhau nờn ta cú th s dng nh lớ Pythagor xỏc nh ln lc in tng hp. *Vy trong trng hp hai lc thnh phn hp vi nhau mt gúc bt kỡ thỡ lm th no gii bi toỏn trờn? *Giỏo viờn nhn mnh khi ỏp dng nh lớ hm s cosin trong vt lớ. *Giỏo viờn hng dn hc sinh s dng phng phỏp chiu h thc vector ; + Phng trựng phng vi ng thng AB; Chiu t A n B; + ln: F = F 1 = F 2 = 1,8.10 -4 Newton *Hc sinh nhn dng bi toỏn; *Hc sinh nm c phng phỏp gii trong trng hp 2 l trng hp hai lc thnh phn vuụng gúc vi nhau. *Hc sinh tho lun v tỡm c cụng thc toỏn hc ỏp dng l nh lý hm s cosin: ++= cosFF2FFF 21 2 2 2 1 2 *Hc sinh ghi nhn phng phỏp. Hot ng 3: Vn dng nguyờn lớ chng cht lc in xỏc nh trng thỏi cõn bng tnh in. HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Giỏo viờn cho hc sinh chộp bi tp 2: Cho hai in tớch im q 1 = 10 -8 C v in tớch q 2 = -4. 10 - 8 C t ti hai im A v B trong chõn khụng cỏch nhau 10cm. Xỏc nh v trớ im C t in tớch q 3 = 10 -8 C in tớch q 3 ng yờn. *Giỏo viờn yờu cu hc sinh xỏc nh cỏc lc tng tỏc tnh in do q 1 v q 2 tỏc dng lờn in tớch q 3 ; * Giỏo viờn yờu cu hc sinh xỏc nh iu kin cõn bng ca in tớch im q 3 ; * Giỏo viờn dn dt hc sinh tỡm yờu cu ca bi toỏn t iu kin ca bi. *Giỏo viờn tng quỏt hoỏ phng phỏp xỏc nh iu kin cõn bng ca in tớch trong trng hp vt mang in tớch cú khi lng ỏng k, trong trng hp ny ngoi cỏc lc in thỡ vt mang in cũn chu tỏc dng ca trng lc. *Hc sinh chộp bi tp vo v; *Hc sinh phõn tớch in tớch q 3 chu tỏc dng ca cỏc lc tng tỏc tnh in 21 F,F do q 1 v q 2 gõy ra; * iu kin cõn bng ca in tớch q 3 l: 0FF 21 =+ => == => = 2 31 2 32 2 31 BC qq k BC qq k AC qq k AB ngoaứinaốm C ẹieồm 4 FF FF 21 21 >= AC 2ACBC AB ngoaứinaốm Cẹieồm => C nm ngoi AB v phớa A = = <=> = == cm20BC cm10AC AC2CB 10cmABCACB Hot ng 3: Vn dng nh lut bo ton in tớch. HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Giỏo viờn cho hc sinh chộp bi tp 3: Hai qu cu ging ht nhau, mang in, t cỏch 3 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản nhau một đoạn r = 20cm thì hút nhau một lực F 1 = 4.10 -3 N. Sau đó cho chúng tiếp xúc với nhau và lại đưa ra vị trí cũ thì chúng lại đấy nhau một lực là F 2 = 2,25.10 -3 N. Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. *Giáo viên phân tích: + Vì ban đầu hai quả cầu hút nhau nên dấu của hai điện tích như thế nào? + Viết công thức tính độ lớn của lực tương tác tĩnh điện Coulomb có dạng như thế nào? + Khi hai quả cầu tiếp xúc với nhau thì hiện tượng gì xảy ra? + Điện tích hai quả cẩu sau khi tiếp xúc thì dấu của nó như thế nào và độ lớn của chúng liên hệ với điện tích hai quả cầu ban đầu như thế nào? Nó tuân theo quy luật nào? *Làm thế nào ta tính được điện tích ban đầu của hai quả cầu? *Giáo viên hướng dẫn học sinh áp dụng định lý đảo của định lý Viét để tìm độ lớn các điện tích; *Giáo viên lưu ý: Để giải được phương trình trên ta cần: + Biến đổi để luỹ thừa của tích q 1 .q 2 là luỹ thừa n là số chẵn. + Luỹ thừa của tổng q 1 + q 2 bằng n/2. *Giáo viên hướng dẫn học sinh giải để học sinh khỏi lúng túng. *Giáo viên yêu cầu học sinh giải tiếp trường hợp (2). *Giáo viên nhấn mạnh: Để tìm được giá trị q 1 và q 2 thì: (q 1 + q 2 ) ≥ 4q 1 .q 2 . *Học sinh chép đề vào vở; *Học sinh lập luận: Gọi điện tích tương ứng của hai quả cầu là q 1 , q 2 . Vì ban đầu hai quả cầu hút nhau nên q 1 q 2 < 0; Theo định luật Coulomb: F = k 2 21 2 21 r qq k r qq −= => q 1 q 2 = 14 2 10. 9 16 k Fr − −=− (C 2 ) (1) *Khi cho hai điện tích tiếp xúc với nhau thì có sự trao đổi điện tích. Vì hai quả cầu hoàn toàn giống nhau nên sau khi hai điện tích tiếp xúc thì điện tích hai quả cầu bằng nhau và bằng q’. Theo định luật bảo toàn điện tích: 2q’ = q 1 + q 2 Hay q’ = 2 qq 21 + Khi đó lực tương tác giữa hai quả cầu sau khi tiếp xúc được xác định: F’ = k ( ) 2 2 21 2 2 r4 )qq( k r 'q + = q 1 + q 2 = k 'F4 r ± = ± 2.10 -7 (C) (2) Từ (1) và (2) và theo định lý Viét ta có được q 1 và q 2 là nghiệm của phương trình: X 2 ± 2.10 -7 X 14 10. 9 16 − − = 0; *Xét trường hợp (1): X 2 - 2.10 -7 X 14 10. 9 16 − − = 0; Giải phương trình này ta tìm được hai cặp nghiệm:      = −=      −= = − − − − )C(10. 3 8 q )C(10. 3 2 q hay )C(10. 3 2 q )C(10. 3 8 q 7 2 7 1 7 2 7 1 *Xét trường hợp (2): X 2 + 2.10 -7 X 14 10. 9 16 − − = 0; *Học sinh ghi nhận phương pháp và về nhà giải để tìm kết quả. Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các dạng toán liên quan; *Giáo viên cho học sinh chép một số bài tập về *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. 4 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản nhà; Bài 1: Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m=1g bằng những dây có độ dài l = 50cm .khi hai quả cẩu tích điện bằng nhau, cùng dấu, chúng đẩy nhau và cách nhau r = 6cm a) tính điện tích mỗi quả cầu. b) Nhúng cả hệ thống vào rượu có ε = 27.Tính khoảng cách r 2 giữa hai quả cầu khi cân bằng .Bỏ qua lực đẩy Archimede. lấy g = 10 2 s m Bài 2: Cho ba điện tích cùng độ lớn q đặt ở ba đỉnh của một tam giác đểu cạnh a trong không khí . Xác định lực tác dụng của hai điện tích lên điện tích thứ ba.Biết điện tích trái dấu với hai điện tích kia . D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………… …………… ………………………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………………… E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………………… … 5 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản Tiết ppct 2 + 3: B ÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Củng cố lại toàn bộ kiến thức về điện trường và cường độ điện trường, nguyên lí chồng chất điện trường; lực điện tác dụng lên điện tích điểm đặt trong điện trường; điều kiện của một vật mang điện trong điện trường 2. Kĩ năng: Vận dụng các kiến thức về điện trường và các tính chất hình học, đại số để giải các bài toán liên quan; 3. Giáo dục thái độ: Giáo dục học sinh tính cẩn thận và khả năng phát triển tư duy vật lí. B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải. 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức đã học, các tính chất về tam giác đều, tam giác cân, tam giác vuông và phép chiếu một hệ thức vector lên một phương xác định. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kiến thức cũ của học sinh: 1.Nêu đặc điểm của vector cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra tại M cách điện tích r? +Nêu biểu thức của nguyên lí chồng chất điện trường; + Đặc điểm của lực điện trường tác dụng lên điện tích đặt trong nó? *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện; *Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học; *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một các có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; + Độ lớn của cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra: E = k 2 r Q ; + Nguyên lí chồng chất điện trường: ∑ =+++= inn1 EE .EEE +Độ lớn của lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm: EqF = *Học sinh lắng nghe, tiếp nhận; Hoạt động 2: Điện trường do điện tích điểm gây ra. Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập: Quả cầu nhỏ mang điện tích q = 10 -5 C đặt trong chân không. 1.Tính cường độ điện trường do điện tích q gây ra tại M cách tâm O của quả cầu là R = 10cm. 2. Xác định lực điện trường do quả cầu tích điện tác dụng lên điện tích điểm q’ = - 10 -7 C đặt tại M. Suy ra lực điện tác dụng lên điện tích q. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Tìm đặc điểm của vector cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra; + Lưu ý xử lí luỹ thừa; + Sử dụng đặc điểm của lực điện trường; *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên dẫn dắt học sinh sử dụng định luật III Newton để tìm lực tác dụng lên q: Lực này cũng chính là lực tương tác tĩnh điện do q tương tác với q’. Theo định luật III Newton ta suy ra lực điện tác dụng lên q cũng bằng 0,9N *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: : Hai điện tích điểm dương bằng nhau và bằng q đặt *Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải: 1. Tính cường độ điện trường do điện tích điểm q gây ra tại M. Vector cường độ điện trường M E do quả cầu nhỏ mang điện tích q gây ra tại M có: +Điểm đặt: Tại M +Hướng: Hướng ra xa quả cầu. +Độ lớn: E = 2 5 9 2 10 10 10.9 r q − − = = 9.10 6 V/m . 2. Vector lực điện trường do điện trường tại M tác dụng lên q’ có: + Hướng:ngược hướng với vector cường độ điện trường M E , tức là hướng vào quả cầu (do q’<0) +Độ lớn: F = q' E M = 0,9N. *Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; 6 q q ' F M E Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản trong không khí cách nhau một đoạn r. 1. Xác định vector cường độ điện trường do điện tích này gây ra tại điểm đặt điện tích kia. 2. Dựa vào vector cường độ điện trường đã xác định được ở câu 1, xác định vector lực tĩnh điện do điện tích điểm này tác dụng lên điện tích điểm kia. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Tìm đặc điểm của vector cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra; + Lưu ý xử lí luỹ thừa; + Sử dụng đặc điểm của lực điện trường; *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên bổ sung để hoàn thiện bài giải. *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải: 1.Xác định vector cường độ điện trường do điện tích này gây ra tại điểm đặt điện tích kia: Theo đề ta có q 1 = q 2 = q >0. + điểm đặt, phương, chiều 1 E , 2 E của như hình vẽ + Độ lớn: E 1 = E 2 = k 2 r q ; 2. Xác định lực điện trường tác dụng lên hai điện tích: Vì q 1 = q 2 = q >0 nên 21 EF ↑↑ và 12 EF ↑↑ F 1 = q 1 E 2 = k 2 2 r q ; F 2 = q 2 E 1 = k 2 2 r q => F 1 = F 2 Hoạt động 3: Vận dụng nguyên lí chồng chất điện trường HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Ba điểm A,B,C trong không khí lập thành tam giác vuông tại A, biết AB = 4cm, AC = 3cm. Các điện tích q 1 và q 2 được đặt tại A và B có giá trị tương ứng là q 1 = 3,6.10 -9 C. Vector cường độ điện trường tổng hợp do q 1 và q 2 gây ra tại C có phương song song với AB. 1.Xác định cường độ điện trường tổng hợp C E do q 1 và q 2 gây ra tại C. 2. Xác định dấu và độ lớn của điện tích q. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Tìm đặc điểm của vector cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra; + Lưu ý xử lí luỹ thừa; *Giáo viên dẫn dắt học sinh sử dụng định lí Pythagore để tìm E C ; *Giáo viên phân tích, hướng dẫn học sinh vẽ hình. *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên bổ sung để hoàn thiện bài giải *Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải: 1. Vector cường độ điện trường C E . Điện tích q 2 phải là điện tích âm. Từ hình vẽ ra suy ra: E C = E 1C tanC = E 1C AC AB = 3 4 E 1C . Với E 1C = k 2 1 AC q = 9.10 9 4 9 10.9 10.6,3 − − = 3600V/m => E C = 3 4 E 1C = 4800V/m 2. Dấu và độ lớn của điện tích q 2 ? + Điện tích q 2 có giá trị âm: q 2 < 0; + Độ lớn: Từ hình vẽ, ta suy ra: E 2C = C1 2 C1 2 C 2 C1 E 3 5 E 9 25 EE ==+ = 6000V/m => q 2 =- 9 4 2 C2 10.9 10.25.6000 k BC.E − −= = - 3 5 .10 -9 C Hoạt động 3: Điện trường triệt tiêu. Điều kiện cân bằng của một vật mang điện trong điện trường HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Tại hai điểm A và B cách nhau 8cm trong không khí đặt hai điện tích q 1 = q 2 = 25.10 -8 C. Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; 7 2 E 1 F 1 q 2 q 2 F 1 E Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản 1. Xác định vector cường độ điện trường tại điểm C nằm trên đường trung trực của đoạn AB và cách AB là 3cm. 2. Xác định điểm M để vector cường độ điện trường tổng hợp tại M do hai điện tích điểm q 1 , q 2 gây ta bằng không. 3. Đặt tại C một điện tích q 3 = 5.10 -8 C, xác định vector lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm q 3 . 4. Để lực điện trường tác dụng lên điện tích q 3 bằng không thì phải đặt điện tích q 4 có dấu và độ lớn là bao nhiêu? Biết rằng điện tích q 4 đặt tại trung điểm của AB *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Tìm đặc điểm của vector cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra; + Sử dụng nguyên lí chồng chất điện trường; + Cường độ điện trường tại M bằng không khí: 0EEE M2M1M =+= *Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm kết quả *Giáo viên dẫn dắt học sinh sử dụng định lí Pythagore để tìm E C ; *Giáo viên phân tích, hướng dẫn học sinh vẽ hình. *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên bổ sung để hoàn thiện bài giải *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải 1. Tìm C E : Có điểm đặt tại C, phương vuông góc với AB, hướng ra xa AB (hình vẽ) Ta có: C2C1C EEE += (*) - Chiếu (*) lên Ox: E 1C cosA = E 2C cosA => E 1C = E 2C - Chiếu (*) lên Oy: E C = E 1C sinA + E 2C sinA => E C = 2E 1C sinA = 2E 2C sinA =2k AC CH . AC q 2 = 2.9.10 9 5 3 . 10.25 10.25 4 8 − − = 1,08.10 6 V/m 2. M ở vị trí nào để 0E M = ? Ta có: 0E M = , ta suy ra: 0EEE M2M1M =+=             = =+ < = > == >= ∈= >+ < = > BMAM ABMBAM BM q k AM q kEE AB MEE 22 M2M1 M2M1 Vậy M là trung điểm của AB. 3. 3 F =? Vì q 3 = > 0 => 3 F ↑↑ C E , vậy 3 F có điểm đặt tại C, phương vuông góc với AB, hướng ra xa AB. Độ lớn: F 3 = 3 q E C = 5.10 -8 . 1,08.10 6 = 5,4.10 -2 N; 4. Tìm dấu và độ lớn của q 4 ? Để lực điện tổng hợp lên q 3 bằng không, thì: 3 F + 0F 43 = =>      = ↑↓ 343 343 FF FF => điện tích q 4 có giá trị âm và có giá trị là q 4 = - 1,08.10 7 C Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức đã gặp trong từng tiết học; *Giáo viên cho học sinh chép đề về nhà làm: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 0,1g mang điện tích q = 10 -8 C được treo bởi một dây mảnh không dãn, có khối lượng không đáng kể, hệ thống đặt trong từ trường đều có các đường sức nằm ngang. Khi quả cầu ở trạng thái cân bằng thì dây hợp với phương thẳng đứng một góc a = 45 o . Lấy g=10m/s 2 . 1. Tính độ lớn của cường độ điện trường; 2. Tìm độ lớn của lực căng dây. *Giáo viên định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các kiến thức trong từng tiết học; *Học sinh chép đề theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc cá nhân, nhận nhiệm vụ học tập. 8 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản Tiết ppct 4 + 5: BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN – GHÉP TỤ ĐIỆN A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Củng cố lại toàn bộ các kiến thức về tụ điện, điện dung, điện tích của tụ điện; Các công thức về ghép tụ điện thành bộ; 2. Kĩ năng: Vận dụng các kiến thức đã học để giải một số bài toán liên quan. 3. Giáo dục thái độ: Giáo dục học sinh tính cẩn thận và ý thưc học tập, rèn luyện học sinh kĩ năng phân tích, tính toán. B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Ôn lại toàn bộ kiến thức về tụ điện. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kiến thức cũ của học sinh: 1.nêu định nghĩa về tụ điện, điện dung tụ điện và điện tích tụ điện; 2.Nêu các công thức về ghép tụ điện thành bộ: - Trường hợp ghép song song; - Trường hợp ghép nối tiếp. *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện; *Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học; *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một các có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; +Điện dung của tụ điện: C = U Q ; + Điện dung tụ điện phẳng: C = dk4 S π ε + Điện tích và năng lượng điện trường của tụ điện W = 2 1 QU = 2 1 CU 2 = C2 Q 2 . *Học sinh lắng nghe, tiếp nhận; Hoạt động 1: Xác định điện dung, điện tích của tụ điện HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a = 20cm đặt cácg nhau một đoạn d = 2cm, điện môi giữa hai bản tụ có ε = 6. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U = 50V. 1.Tính điện dung của tụ điện; 2. Tính điện tích của tụ điện. 3. Tính năng lượng của tụ điện, tụ điện có thể sử dụng để làm nguồn điện được hay không? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Biểu thức tính điện dung của tụ điện phẳng; + Biểu thức tính điện tích của tụ điện; + Biểu thức tính năng lượng điện trường của tụ điện. *Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm kết quả *Giáo viên phân tích, hướng dẫn học sinh vẽ hình. *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên bổ sung để hoàn thiện bài giải Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải 1.Tính điện dung của tụ điện: C = dk4 S π ε = 29 22 10.2 10.9.4 10.4.6 dk4 a − − π = π ε = π 3 1 .10 -9 F = π 3 1 .10 -3 µF ≈ 1,06.10 -4 µF 2. Tính điện tích của tụ điện: Q = CU = π 3 1 .10 -9 .50 = π 3 5 .10 -8 C ≈ 5,3.10 -9 C 3.Năng lượng điện trường của tụ điện: W = 2 1 QU = 1,325.10 -7 J. Không thể sử dụng tụ điện sau khi tích điện làm nguồn điện, vì nếu dùng dây nối hai bản của tụ điện thì hệ thống tạo thành một vật dẫn duy nhất cân bằng điện thế, do vậy sau khi có điện lượng dịch chuyển qua dây nối trong một khoảng thời gian ngắn thì điện thế giữa hai bản tụ cân bằng nhau, do vậy hiệu điện thế không được 9 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản duy trì. Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Giữa hai bản của một tụ điện không khí có điện dung C = 2000pF được nối với hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế U = 5000V. 1.Tính điện tích của tụ điện. 2. Người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó vào một dung dịch có hằng số điện môi ε = 2. Tìm điện dung của tụ điện và hiệu điện thế trong trường hợp này. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +Biểu thức tính điện tích của tụ điện + Biểu thức điện dung của tụ điện trong điện môi; + Biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện *Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm kết quả *Giáo viên phân tích, hướng dẫn học sinh vẽ hình. *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên bổ sung để hoàn thiện bài giải Học sinh chép đề bài tập; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải 1. Điện tích của tụ điện: Q = CU = 2000.10 -12 .5000 = 10 -5 C; 2. Tính C’ và U’? Ta có: Trong không khí: C = dk4 S π ; Trong điện môi: C’ = dk4 S π ε = εC = 4000pF Vì điện tích không đổi, nên ta suy ra U’ = 2 5000U C Q 'C Q = ε = ε = = 2500V *Học sinh bổ sung để hoàn thiện bài giải. Hoạt động 2: vận dụng các kiến thức về ghép tụ điện. Đại lượng Ghép nối tiếp Ghép song song Điện tích Q = Q 1 = Q 2 = … = Q n Q = Q 1 + Q 2 +….+Q n Hiệu điện thế U = U 1 + U 2 +…+ U n U = U 1 = U 2 =…= U n Điện dung n21b C 1 . C 1 C 1 C 1 +++= C b = C 1 + C 2 + …+ C n HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Cho bộ tụ như hình vẽ: C 1 = 4nF; C 2 = 6nF; C 3 = 3nF; C 4 = 2nF. Hiệu điện thế đặt vào hai điểm AB là U AB = 20V. 1. Khi khoá K mở, tính điện dung tương đương của bộ tụ và điện tích của mỗi tụ điện; 2. Khi khoá K đóng, tính điện dung tương đương của bộ tụ điện *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: +thiết lập sơ đồ bộ tụ + điện dung tương đương của bộ tụ ghép song song, nối tiêp => Q,U *Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm kết quả *Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải: 1.Khi K mở: sơ đồ bộ tụ: C 1 nt{(C 2 ntC 3 ) ⁄⁄ C 4 } Ta có: - C 23 = 32 32 CC CC + = 2nF = 2.10 -9 F; C 234 = C 23 + C 4 = 4nF = 4.10 -9 F; Điện dung tương đương của bộ tụ: C b = 1234 1234 CC CC + = 2nF = 2.10 -9 F. Tính điện tích của mỗi tụ điện: - Q 1 = Q 234 = Q b = C b U AB = 4.10 -8 C; -      ==+ == − C10.4QQQ 1 C C Q Q 8 234234 23 4 23 4 <=> Q 4 = Q 3 2.10 -8 C - Q 2 = Q 3 = Q 23 = 2.10 -8 C 2. Khi K đóng: Sơ đồ bộ tụ: {(C 1 ⁄ ⁄ C 2 )ntC 4 }⁄ ⁄ C 3 C 12 = C 1 + C 2 = 10nF = 10 -9 F; C 124 = 412 412 CC CC + = 3 5 nF = 3 5 .10 -9 F Điện dung tương đương của bộ tụ: 10 A C 1 C 2 C 3 C 4 K B M N [...]... thể chuyển từ vật này sang vật khác gây ra sự nhiễm điện của vật Lưu ý: + Vật mang điện tích âm thì điện tích của vật là q = - ne + Vật mang điện tích dương thì điện tích của vật là q = ne 2 Định luật bảo tồn điện tích: Tổng đại số các điện tích của hệ cơ lập kín về điện được bảo tồn: ∑q i = const III Điện trường - cường độ điện trường: 1 Định nghĩa điện trường: Điện trường là một dạng vật chất tồn... điện lên hạt mang điện đặt trong nó 2 Cường độ điện trường tại mỗi điểm nằm trong điện trường là đại lượng được đo bằng thương số giữa lực điện trường tác dụng lên điện tích đặt tại điểm đó và độ lớn của điện tích đó Lưu ý: Cường độ điện trường là một đại lượng vector: 23 E= F q E ↑ F nếu q >0 và E ↑ F nếu q q2 = =- A B chương trình cơ bản E 2C BC 60000.25.10 −4 =− k 9.10 9 2 5 1 0-8 C 3 *Học sinh bổ sung, sửa chữa để hồn thiện bài giải; E 2C EC C *Học sinh chép bài vào vở E 1C Giáo viên u cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét và đánh giá,... thÕ rÊt thÊp) - Tia lưa ®iƯn vµ hå quang ®iƯn lµ hai d¹ng phãng ®iƯn trong kh«ng khÝ ë ®iỊu kiƯn thêng C¬ chÕ cđa tia lưa ®iƯn lµ sù ion ho¸ do va ch¹m khi cêng ®é ®iƯn trêng trong kh«ng khÝ lín h¬n 3.10 5 30 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản (V/m) - Khi ¸p st trong chÊt khÝ chØ cßn vµo kho¶ng tõ 1 ®Õn 0,01mmHg, trong èng phãng ®iƯn cã sù phãng ®iƯn thµnh miỊn: ngay ë phÇn... động theo chiều có điện thế giảm còn các hạt mang điện tích âm thì chuyển động theo chiều tăng của điện thế 24 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản V Tụ điện – năng lượng điện trường 1 Tụ điện và điện dung: a Tụ điện: Là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt cách điện nhau, hai vật dẫn được gọi là hai bản của tụ điện Tụ điện phẳng là tụ điện có hai bản tụ là hai bản phẳng, đặt song song... tụ điện nói trên trong các trường hợp sau: 1 Nhúng tụ thẳng đứng; 2 Nhúng tụ nằm ngang (bản mặt tụ song *Học sinh làm việc cá nhân, nhận nhiệm vụ học tập song với mặt thống chất lỏng) *Giáo viên định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo D RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY => +Q1 = C1U1 = 2 11 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản ……………………………………………………………………………………… …………… …………………………………………………………………………………………………... diện hai nhóm lên trình bày kết quả; Bài giải: điện chạy qua các điện trở Sơ đồ mạch ngồi: R1nt(R2//R3) R 2R 3 RN = R1 + R23 = R1+ = 2Ω R2 + R3 Cường độ dòng điện trong mạch chính: ε I = I1= I23= = 1A RN +r Hiệu điện thế: UN = ε-Ir= 2(V) *Giáo viên u cầu học sinh làm việc theo nhóm, U23 = I23 R23 = 1.1,2 = 1,2V thảo luận và tìm phương pháp giải; 14 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 *Giáo viên... m(kg) = It (1) 9,65.10 7 n Khối lượng của lớp đồng phủ lên tấm kim loại được xác định bởi cơng thức: m = ρV = ρSd (2) 1 A Từ (1) và (2) ta suy ra: ρSd = It 9,65.10 7 n 31 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản và u cầu đại diện hai nhóm trình bày kết quả 9,65.10 7.ρSnd ≈ 966giây AI Hay t ≈ 16 phút 6 giây *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả thảo luận; *Học sinh nhận xét, bổ... ………………………………………………………………………………………………… … Tiết ppct 9 + 10 + 11 BÀI TẬP GIẢI TỐN MẠCH ĐIỆN A MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1 Kiến thức: + Ơn lại các kiến thức về định luật Ơm đối với đoạn mạch chứa nguồn và quy ước dấu + Vận dụng các cơng thức ghép nguồn thành bộ + Nắm được phương pháp giải các bài tốn áp dụng định luật Ơm cho đoạn mạch chứa nguồn 16 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản 2 Kĩ năng: + Phân... suất điện động 2.Tính cường độ dòng điện qua mạch chính trong 17 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 e = 2V, r = 1Ω R1 = 4Ω; R2 = 6Ω; R3 = 12Ω; R4 = 3Ω 1 Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn 2 Tính cường độ dòng điện qua mạch chính trong trường hợp K đóng và K mở 3 Trong trường hợp K mở, thay điện trở R4 bằng đèn Đ (12V - 24W) Hỏi để đèn sáng bình thường thì phải thay một pin bằng một . mang in, t cỏch 3 Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật lí 11 – chương trình cơ bản nhau một đoạn r = 20cm thì hút nhau một lực F 1 = 4.10 -3 N. Sau đó cho. 10 -9 F; C 124 = 412 412 CC CC + = 3 5 nF = 3 5 .10 -9 F Điện dung tương đương của bộ tụ: 10 A C 1 C 2 C 3 C 4 K B M N Lê Đình Bửu – Giáo án bám sát vật