giáo án vật lý 11 - ghép tụ điện năng lượng điện trường pps

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : _ _ _ _ _ Bài 24 : GHÉP TỤ ĐIỆN NĂNG LƯNG ĐIỆN TRƯỜNG I. Mục tiêu : 1) Hiểu được thế nào là ghép tụ song song và nối tiếp, nắm công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ trong hai trường hợp trên. 2) Hiểu – vận dụng công thức năng lượng điện trường 3) Hiểu điện trường có năng lượng, năng lượng tụ là năng lượng trong tụ điện đó. Mật độ năng lượng điện trường được xác đònh qua bình phương của cường độ điện trường. II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm . III. Thiết bò , đồ dùng dạy học . 1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ IV. Tiến Trình Giảng dạy Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt động của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức , điều khiển 1. Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 24 -1 /5 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 2. Nghiên cứu bài mới 1) HAI CÁCH GHÉP TỤ ĐIỆN CƠ BẢN Ta chỉ nói về hai cách ghép cơ bản, ghép song song và ghép nối tiếp. a) Ghép song song Hai tụ điện được ghép với nhau như hình 24.1 gọi là ghép song song. Khi nạp điện, cả hai tụ điện của bộ f9iều có cùng hiệu điện thế U. gọi điện dung của hai tụ điện đó là C 1 , C 2 thì điện tích của các tụ điện là : Q 1 = C 1 U, Q 2 = C 2 U. Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thì Q = Q 1 + Q 2 = (C 1 + C 2 )U Thương số U Q là điện dung tương đương của bộ tụ điện. Kí hiệu điện dung tương đương là C thì : C = C 1 + C 2 . Từ đó suy ra điện dung tương đương của bộ gồm n tụ điện ghép song song với nhau là : C = C 1 + C 2 + C 3 + … + C n (24.1) b) Ghép nối tiếp Hai tụ điện ghép với nhau như hình 24.2 gọi là ghép nối Mục đích : Tạo những bộ tụ điện có điện dung và hiệu điện thế giới hạn. Khi ghép song song các tụ thì được bộ tụ có điện dung lớn ; ghép nối tiếp các tụ thì được bộ tụ có hiệu điện thế giới hạn cao. * Ghép song song GV thuyết giảng phần ghép song song GV vẽ hình và yêu cầu học sinh trình bày mắc song song song và sau đó GV gợi ý để HS cm công thức. * Ghép nối tiếp GV yêu cầu HS vẽ hình và gợi ý hướng dẫn HS cm các công thức  ( Gv lập bảng tóm tắt cho HS) HS : Q 1 = C 1 U, Q 2 = C 2 U. Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thì Q = Q 1 + Q 2 = (C 1 + C 2 )U Kí hiệu điện dung tương đương là C thì : C = C 1 + C 2 . Từ đó suy ra điện dung tương đương của bộ gồm n tụ điện ghép song song với nhau là : C = C 1 + C 2 + C 3 + … + C n (24.1) HS thiết lập công thức : U = U 1 + U 2 2 2 1 1 C Q C Q C Q += GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -2 /5 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 tiếp. Khi tích điện, ta nối A và B với hai cực của nguồn điện. Gọi U là hiệu điện thế của bộ tụ điện đó thì U = U 1 + U 2 Gọi điện dung của bộ điện là C thì từ đẳng thức vừa viết ta suy ra : 2 2 1 1 C Q C Q C Q += Với cách ghép nối tiếp thì điện tích của các tụ điện của nộ bằng nhau và đó cũng là điện tích của cả bộ tụ điện. Q = Q 1 = Q 2 Từ đó ta rút ra : 21 C 1 C 1 C 1 += Đối với trường hợp ghép số tụ điện nhiều hơn ta có thể viết : n21 C 1 C 1 C 1 C 1 +++= (24.2) 2) NĂNG LƯNG ĐIỆN TRƯỜNG a) Nhận xét Tụ điện tích điện thì có năng lượng. Ta gọi đó là năng lượng của tụ điện. GV : Trong bộ đèn của máy ảnh có một tụ điện. Tụ điện này được tích điện nhờ bộ pin nhỏ và bộ đổi điện. Khi bấm máy ta thấy đèn loé sáng. Năng lượng làm cho đèn lóe sáng là do tụ điện cung cấp. Điều đó chứng tỏ tụ điện tích điện thì có năng lượng. Ta gọi đó là năng lượng của tụ điện. GV diễn giảng như trong SGK Q = Q 1 = Q 2 HS lập bảng tóm tắt  Xem bảng của bài ! GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -3 /5 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 b) Năng lượng của tụ điện Điện tích của tụ điện bằng Q, hiệu điện thế của tụ điện bằng U, giá trò trung bình của hiệu điện thế của tụ điện trong quá trình tích điện là 2 U . Do đó công mà nguồn điện đã thực hiện là : 2 U QA = . Vậy năng lượng của tụ điện là : 2 QU W = (24.3) Sử dụng công thức 23.1 thì Q có thể viết dưới dạng sau : C2 Q 2 CU W 22 = (24.4) c) Năng lượng điện trường Công thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện phẳng V 8.10.9 E W 9 2 π ε = (24.5) Mật độ năng lượng của điện trường : GV lập luận như trong SGK Công thức (24.6) có ý nghóa tổng quát, nó đúng cả trong trường hợp điện trường không đều và điện trường phụ thuộc vào thời gian. GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -4 /5 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 π ε = 8.10.9 E w 9 2 (24.6) Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3,4 và 5 trang 126 SGK. HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4 và 5 trang 126 SGK. BẢNG TÓM TẮT GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục Điện tích : Q B = Q 1 = Q 2 = … = Q n Hiệu điện thế : U B = U 1 + U 2 + … + U n Điện Dung Tụ Điện : n21B C 1 C 1 C 1 C 1 +++= C B < C 1 , C 2 … C n Hiệu điện thế tỉ lệ nghòch với C Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 … Điện tích Q B = Q 1 + Q 2 + … + Q n Hiệu điện thế : U B = U 1 = U 2 = … = U n Điện Dung Tụ Điện : C B = C 1 + C 2 + … + C n C B > C 1 , C 2 , C 3 Q 1 , Q 2 tỉ lệ ới điện dung. * Mạch chỉ có hai tụ C 1 và C 2 nối tiếp thì C b = C 1 /n * Mạch có n tụ C 0 giống nhau mắc nối tiếp thì C b = n.C 1    GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -5 /5 . VẬT LÝ PB 11: 24 -3 /5 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 b) Năng lượng của tụ điện Điện tích của tụ điện bằng Q, hiệu điện thế của tụ điện bằng U, giá trò trung bình của hiệu điện. tính điện dung tương đương của bộ tụ trong hai trường hợp trên. 2) Hiểu – vận dụng công thức năng lượng điện trường 3) Hiểu điện trường có năng lượng, năng lượng tụ là năng lượng trong tụ điện. Nhận xét Tụ điện tích điện thì có năng lượng. Ta gọi đó là năng lượng của tụ điện. GV : Trong bộ đèn của máy ảnh có một tụ điện. Tụ điện này được tích điện nhờ bộ pin nhỏ và bộ đổi điện. Khi