Vật Lý 11 STEM Chương 1 chủ đề 4 tụ điện

Ngày soạn Ngày dạy Tiết số 09 Ngày kí duyệt TỤ ĐIỆN I Mục tiêu 1 Kiến thức Trình bày được cấu tạo của tụ điện, tụ điện phẳng, cách tích điện cho tụ Nêu rõ ý nghĩa, biểu thức, đơn vị điện d. Vật Lý 11 STEM

Ngày soạn: ……./……/………… Ngày dạy: ……./……/………… Tiết số: 09 Ngày kí duyệt: ……./……/………… TỤ ĐIỆN I Mục tiêu Kiến thức - Trình bày cấu tạo tụ điện, tụ điện phẳng, cách tích điện cho tụ - Nêu rõ ý nghĩa, biểu thức, đơn vị điện dung tụ điện - Viết biểu thức tính lượng điện trường tụ điện giải thích ý nghĩa đại lượng biểu thức Kỹ - Nhận số loại tụ điện thực tế - Vận dụng công thức để giải tập tụ điện Thái độ - Có hứng thú với mơn học vật lí - Có tinh thần hợp tác với giáo viên học tập - Hào hứng học tập, tìm hiểu tượng liên quan - Có tác phong nhà khoa học Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực tự học: đọc nghiên cứu tài liệu - Năng lực nêu giải vấn đề, sáng tạo: Tìm hiểu loại tụ điện - Năng lực hợp tác nhóm:Trao đổi thảo luận - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thông tin: II Chuẩn bị Chuẩn bị giáo viên - Một số loại tụ điện thực tế, đặc biệt tụ xoay máy thu - Dụng cụ: Thước kẻ, phấn màu Chuẩn bị học sinh: - Chuẩn bị Bài - Sưu tầm linh kiện điện tử - SGK, ghi bài, giấy nháp III- TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Hoạt động GV HS Nội dung, yêu cầu cần đạt Hoạt động 1: Khởi động (5 phút) Mục tiêu: Giúp HS biết linh kiện quan trọng kĩ thuật B1: Chuyển giao nhiệm vụ - Cho HS quan sát, diễn hoạt cảnh tụ điện - Các nhóm HS cho biết tụ điện có mặt thiết bị mà em biết? HS biết linh kiện ứng dụng rộng rãi kĩ thuật B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - HS hoạt động theo nhóm hồn thành nhiệm vụ giao B3: Báo cáo kết - Một HS đại diện báo cáo kết nhóm B4: Kiểm tra đánh giá - GV kiểm tra kết nhóm đặt vấn đề vào Hoạt động 2: Hình thành kiến thức (30 phút) Hoạt động 2.1: Tụ điện ( 12 phút) Mục tiêu: - Trình bày định nghĩa, cách tích điện cho tụ B1: Chuyển giao nhiệm vụ - Cho HS quan sát tụ điện, đọc SGK trả lời câu hỏi sau: + +Tụ điện gì? + Tụ điện có cấu tạo nào? + Tụ điện có tác dụng gì? Tụ điện thường dùng đâu? + Kí hiệu tụ điện sơ đồ mạch điện? + Cách tích điện cho tụ? B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - HS hoạt động theo nhóm hồn thành nhiệm vụ giao B3: Báo cáo kết - Một Hs đại diện báo cáo kết nhóm tìm hiểu B4: Kiểm tra đánh giá - GV kiểm tra kết nhóm, chốt kiến thức cho lớp Hoạt động 2.2: Điện dung tụ điện ( 18 phút) Mục tiêu: - HS nắm điện dung, đơn vị điện dung B1: Chuyển giao nhiệm vụ GV hướng dẫn học sinh đọc SGK trả lời Điện dung đại lượng đặc trưng cho yếu tố ? Điện dung phụ thuộc vào đại lượng nào? Phát biểu định nghĩa điện dung tụ điện? Đơn vị điện dung? Kể tên loại tụ điện? B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - HS hoạt động theo nhóm hồn thành nhiệm vụ giao I Tụ điện Tụ điện ? Tụ điện hệ hai vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện Mỗi vật dẫn gọi tụ điện Tụ điện dùng để chứa điện tích Tụ điện phẵng gồm hai kim loại phẵng đặt song song với ngăn cách lớp điện mơi Kí hiệu tụ điện Cách tích điện cho tụ điện Nối hai tụ điện với hai cực nguồn điện Độ lớn điện tích tụ điện tích điện gọi điện tích tụ điện II Điện dung tụ điện Định nghĩa Điện dung tụ điện đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện định Nó xác định thương số điện tích tụ điện hiệu điện hai C= Đơn vị điện dung fara (F) Điện dung tụ điện phẵng : C= B3: Báo cáo kết - Một Hs đại diện báo cáo kết nhóm tìm hiểu B4: Kiểm tra đánh giá - GV kiểm tra kết nhóm, chốt kiến thức cho lớp Các loại tụ điện Thường lấy tên lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện: tụ khơng khí, tụ giấy, tụ mi ca, tụ sứ, tụ gốm, … Trên vỏ tụ thường ghi cặp số liệu điện dung hiệu điện giới hạn tụ điện Người ta chế tạo tụ điện có điện dung thay đổi gọi tụ xoay Hoạt động 3: Luyện tập (10 phút) Mục tiêu: Giúp Hs vận dụng kiến thức học vào làm tập B1: Chuyển giao nhiệm vụ - Cho Hs số tập sau B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - Hs làm việc theo nhóm - Trình bày thuyết minh cách làm (tùy điều kiện cho lớp) B3: Báo cáo kết - Báo cáo kết bảng phụ nhóm B4: Kiểm tra đánh giá - Gv nhận xét đánh giá đưa đáp án Trên vỏ tụ điện có ghi 15μF – 200 V a Nối hai tụ điện với hiệu điện 110V Tính điện tích tụ điện b Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện mơi khơng khí Khoảng cách hai tụ 0,5 cm Tích điện cho tụ điện hiệu điện 20V Tính a, Điện tích tụ điện b, Cường độ điện trường tụ điện Đáp số: 24.10-11C, 4000 V/m IV BỔ SUNG RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………… Ngày soạn: ……./……/………… Ngày dạy: ……./……/………… Tiết số: 10 Ngày kí duyệt: ……./……/………… Giang Thị Hồng Hà BÀI TẬP I Mục tiêu Kiến thức Củng cố kiến thức tụ điện Kỹ - Giải toán tính hiệu điện thế, điện dung tụ 3.Thái độ - Có thái độ trung thực, biết liên hệ thực tế tượng học - Có hứng thú với mơn vật lí Năng lực - Khả giải vấn đề thông qua hệ thống câu hỏi; tóm tắt thơng tin liên quan điện thế, hiệu điện - Rèn lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề phát sinh thực tế - Năng lực cộng tác hoạt động nhóm, hoạt động độc lập cá nhân II Chuẩn bị cho học Chuẩn bị giáo viên - Xem, giải tập SGK sách tập - Chuẩn bị thêm số câu hỏi trắc nghiệm tập khác Chuẩn bị học sinh - Giải câu hỏi trắc nghiệm tập thầy cô nhà - Chuẩn bị sẵn vấn đề mà cịn vướng mắc cần phải hỏi thầy III Tiến trình học Hoạt động GV HS Nội dung, yêu cầu cần đạt Hoạt động 1: Khởi động (10 phút) Mục tiêu: Giúp hs ôn tập lại kiến thức học tụ điện B1: Chuyển giao nhiệm vụ - Nêu định nghĩa tụ điện cách tích điện cho tụ? - Nêu đơn vị đo, biểu thức tính điện dung tụ ? - Với dạng tốn ( tụ điện phẳng) điện tích khơng đổi, hiệu điện khơng đổi? B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - HS hoạt động độc lập B3: Báo cáo kết - Một HS báo cáo kết - Các HS khác nhận xét, cho ý kiến B4: Kiểm tra đánh giá - GV kiểm tra kết chốt kiến thức cho lớp Hoạt động 2: Luyện tập (35phút) Mục tiêu: Giúp Hs vận dụng kiến thức học điện hiệu điện vào giải tập, tượng có liên quan B1: Chuyển giao nhiệm vụ - Cho Hs số tập trả lời câu TN sau 1, Một tụ điện phẳng khơng khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện hiệu điện 120V a, Tính điện tích tụ điện tích b, Sau tháo bỏ nguồn điện tăng khoảng cách hai tụ điên lên gấp đơi Tính hiệu điện hai tụ Biết điện dung tụ điện phẳng tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai 2, Tụ điện phẳng khơng khí có điện dung C=500 pF tích điện đến hiệu điện 300V a, Tính điện tích Q tụ điện b, Ngắt tụ điện khỏi nguồn nhúng vào tụ điện chất điện mơi lỏng có =2 Tính điện dung C 1, điện tích Q1 hiệu điện U1 tụ điện lúc c, Vẫn nối tụ điện với nguồn nhúng tụ điện vào chất điện mơi lỏng có =2 Tính C2, Q2, U2 tụ điện - HS nhắc lại định nghĩa: Tu, tụ phẳng, điện dung tụ - Nắm cách đổi đơn vị điện dung - Sau tích điện cho tụ mà ngắt nguồn điện tích tụ khơng đổi - Khơng ngắt nguồn u khơng đổi Bài 1: a Điện tích tụ Q = CU = 4,8 nC b Sau bỏ nguồn điện tích tụ khơng đổi, điện dung tỉ lệ ngịch với khoảng cachs hai nên khitawng khoảng cách lên lần điện dung giảm lần U’ = U = 240V Bài 2: a Điện tích tụ Q = CU = 1,5 10 7C b Khi ngắt tụ khỏi nguồn Q’ = Q = 150 nC C’ = C = 1000 pF U’ = Q/ C = 150V c Khi nối tụ với nguồn U’ = U = 300V C’ = C = 1000pF Q’ = 300 nC Với tụ điện xác định, hiệu điện hai đầu tụ giảm lần lượng điện trường tụ A tăng lần B tăng lần C không đổi D giảm lần B2: Tiếp nhận thực nhiệm vụ - Hs làm việc theo nhóm - Trình bày thuyết minh cách làm (tùy điều kiện cho lớp) B3: Báo cáo kết - Báo cáo kết bảng phụ nhóm B4: Kiểm tra đánh giá - Gv nhận xét đánh giá đưa đáp án Với tụ điện xác định, muốn lượng điện trường tụ tăng lần phải tăng điện tích tụ A tăng 16 lần.B.tăng lần C tăng lần D không đổi Trường hợp sau ta khơng có tụ điện? A Giữa hai kim loại sứ; B Giữa hai kim loại khơng khí; C Giữa hai kim loại nước vôi; D Giữa hai kim loại nước tinh khiết Một tụ có điện dung μF Khi đặt hiệu điện V vào tụ điện tụ tích điện lượng A 2.10-6 C B 16.10-6 C C -6 4.10 C D 8.10-6 C Bài tập nhà cho học sinh làm thêm A Phần trắc nghiệm Câu : Tụ điện A hệ hai vật đặt gần ngăn cách B hệ hai vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp điện môi C hệ hai vật dẫn ngăn cách lớp cách điện D hệ hai vật đặt gần ngăn cách lớp cách điện Câu : Một tụ điện phẳng gồm hai tụ có diện tích phần đối diện S, khoảng cách hai tụ d, lớp điện môi hai tụ có số điện mơi  Điện dung tụ điện tính theo cơng thức A C B D Câu 3: Sau tụ điện tích điện độ lớn điện tích hai ? A dương lớn B âm lớn C tùy thuộc loại tụ D Câu : Trường hợp ta có tụ điện ? A Một cầu kim loại nhiễm điện đặt xa vật khác B Một cầu thủy tinh nhiễm điện đặt xa vật khác C Hai cầu thủy tinh không nhiễm điện đặt gần khơng khí D Hai cầu kim loại không nhiễm điện đặt gần khơng khí Câu : Đơn vị điện dung tụ điện A V/m (vôn/mét) B C.V (culông.vôn) C V (vôn) D F (fara) Câu : Điện dung tụ điện khơng phụ thuộc vào A hình dạng kích thước hai tụ B khoảng cách hai tụ C chất hai tụ điện D điện môi hai tụ điện Câu : Phát biểu sau không ? A Tụ điện hệ hai vật dẫn đặt gần không tiếp xúc với nhau, vật dẫn tụ điện B Điện dung tụ điện đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ C Điện dung tụ điện đo thương số điện tích tụ hiệu điện hai tụ D Hiệu điện giới hạn tụ điện hiệu điện lớn đặt vào hai tụ điện mà lớp điện môi tụ điện bị đánh thủng Câu : Trong yếu tố sau I Hiệu điện hai tụ điện II Vị trí tương quan hai III Bản chất điện mơi hai Điện tích tụ điện phẳng phụ thuộc vào yếu tố ? A I, II, III B I, II C II, III D I, III Câu : Một tụ điện phẳng, hai có dạng hình trịn bán kính r Nếu đồng thời tăng bán kính hai tụ khoảng cách hai lên lần điện dung tụ điện A không thay đổi B giảm lần C tăng lần D tăng lần Câu 10 : Một tụ điện phẳng mắc vào cực nguồn điện có hiệu điện U Ngắt tụ điện khỏi nguồn kéo cho khoảng cách hai tụ tăng lên lần A điện dung hiệu điện tụ giảm lần B điện dung hiệu điện tụ tăng lần C điện dung giảm lần hiệu điện tăng lần D điện dung tăng lần hiệu điện giảm lần Câu 11 : Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện U Tăng hiệu điện hai tụ lên gấp đơi điện tích tụ A không đổi B tăng gấp đôi C tăng gấp bốn D giảm nửa Câu 12 : Điện dung tụ điện phẳng phụ thuộc vào A hình dạng, kích thước tụ chất điện mơi B kích thước, vị trí tương đối chất điện mơi C hình dạng, kích thước, vị trí tương đối hai tụ D hình dạng, kích thước, vị trí tương đối hai tụ chất điện môi Câu 13 : Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện U Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống cịn nửa điện tích tụ A khơng đổi B tăng gấp đơi C giảm cịn nửa D giảm phần tư Câu 14 : Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện U Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống cịn nửa hiệu điện hai tụ A không đổi B tăng gấp đôi C Giảm nửa D giảm phần tư Câu 15 : Nối hai tụ điện phẳng với hai cực nguồn chiều, sau ngắt tụ khỏi nguồn đưa vào hai chất điện mơi có số điện mơi ε điện dung C hiệu điện hai tụ sẽ: A C tăng, U tăng B C tăng, U giảm C C giảm, U giảm D C giảm, U tăng Câu 16 : Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 500V Ngắt tụ khỏi nguồn tăng khoảng cách lên hai lần Hiệu điện tụ điện A giảm hai lần B tăng hai lần C tăng lần D giảm lần Câu 17 : Hai tụ điện chứa lượng điện tích A chúng phải có điện dung B hiệu điện hai tụ điện phải C tụ điện có điện dung lớn có hiệu điện hai lớn D tụ điện có điện dung lớn có hiệu điện hai nhỏ Câu 18 : Chọn câu phát biểu ? A Điện dung tụ điện tỉ lệ với điện tích B Điện tích tụ điện tỉ lệ với hiệu điện hai C Hiệu điện hai tụ điện tỉ lệ với điện dung D Điện dung tụ điện tỉ lệ nghịch với hiệu điện hai tụ điện Câu 19: Điện dung tụ điện khơng phụ thuộc vào A Hình dạng, kích thước hai tụ điện B Khoảng cách hai tụ điện C Bản chất hai tụ điện D Điện môi hai tụ điện Câu 20: Bốn tụ điện giống nhau, tụ điện có điện dung C ghép nối tiếp với thành tụ điện Điện dung tụ điện A 4C B C/4 C 2C D C/2 B, Phần tự luận Bài 1: Một tụ điện có điện dung 24 nF tích điện đến hiệu điện 450 V có êlectron di chuyển đến tích điện âm tụ điện? ĐS: n = 6,75.1013 êlectron Bài 2: Tụ điện có điện mơi khơng khí Điện dung tụ điện C = khoảng cách hai tụ d = mm Cho biết điện trường giới hạn không khí 3.10 V/m Hiệu điện điện tích cực đại tụ bao nhiêu? ĐS: Umax = 3000 V; Qmax = 6.10-3 C Bài 3: Tụ điện khơng khí có điện dung C = 500 pF tích điện đến hiệu điện U = 300 V a) Tính điện tích Q tụ điện b) Ngắt tụ điện khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện mơi lỏng có Tính điện dung C1, điện tích Q1 hiệu điện U1 tụ lúc c) Vẫn nối tụ với nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện mơi lỏng Tính C2, Q2, U2 tụ ĐS: a) Q = 150 nC; b) C1 = 1000 pF, Q1 = 150 nC, U1 = 150 V c) C2 = 1500 pF, U2 = 300V, Q2 = 450 pF Bài 4: Một tụ điện phẳng có điện dung 7,0 nF chứa đầy điện mơi Diện tích 15 cm khoảng cách hai 10-5 m Hỏi số điện môi chất điện môi tụ điện? ĐS: Bài 5: Cho tụ điện phẳng mà hai có dạng hình trịn bán kính cm đặt khơng khí Hai cách mm a) Tính điện dung tụ điện b) Có thể đặt hiệu điện lớn vào hai tụ đó? Cho biết điện trường đánh thủng khơng khí 3.106 V/m ĐS: a) 5,6 pF; b) 6000V Bài 6: Một tụ điện khơng khí có điện dung 40 pF khoảng cách hai cm Tính điện tích tối đa tích cho tụ, biết cường độ điện trường khơng khí lên đến 3.10 V/m khơng khí trở thành dẫn điện ĐS: Qmax = 12.10-7 C Bài 7: Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50V Ngắt tụ điện khỏi nguồn kéo cho khoảng cách hai tụ điện tăng gấp hai lần Tính hiệu điện tụ điện ĐS: 100V Bài 8: Hai tụ điện có điện dung C = 0,4 , C2 = 0,6 ghép song song với Mắc tụ điện vào nguồn điện có hiệu điện U< 60V hai tụ điện có điện tích 3.10-5 C Tính: a) Hiệu điện U b) Điện tích tụ điện ĐS: a) 50V; b) 2.10-5 C IV BỔ SUNG RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………… ... Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện mơi khơng khí Khoảng cách hai tụ 0,5 cm Tích điện cho tụ điện hiệu điện 20V Tính a, Điện tích tụ điện b, Cường độ điện trường tụ điện Đáp số: 24 .10 -11 C, 40 00... hai tụ điện D Điện môi hai tụ điện Câu 20: Bốn tụ điện giống nhau, tụ điện có điện dung C ghép nối tiếp với thành tụ điện Điện dung tụ điện A 4C B C /4 C 2C D C/2 B, Phần tự luận Bài 1: Một tụ điện. .. tụ điện với hai cực nguồn điện Độ lớn điện tích tụ điện tích điện gọi điện tích tụ điện II Điện dung tụ điện Định nghĩa Điện dung tụ điện đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện