Bài 4. Công của lực điện. Hiệu điện thế

Bài 4. Công của lực điện. Hiệu điện thế tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả c...

CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN BUỔI CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN BUỔI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 2 THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 2 BÀI 14 BÀI 14 Công của lực Công của lực điện và Hiệu điện và Hiệu điện thế điện thế Kiểm tra kiến thức cũ Câu hỏi: hãy viết công thức tính công? Nêu đặc điểm về công của trọng lực? Đáp án: A = F . S .cos Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng quĩ đạo mà luôn luôn bằng tích của trọng lực với hiệu hai độ cao hai đầu quĩ đạo. TÝnh c«ng cña ®iÖn tr­êng lµm ®iÖn tÝch +q di chuyÓn tõ B ®Õn C trong mét ®iÖn tr­êng ®Òu t¹o nªn gi÷a hai b¶n kim lo¹i ph¼ng, tÝch ®iÖn b»ng nhau vµ tr¸i dÊu nhau, ®Æt song song víi nhau. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông vµo ®iÖn tÝch d­¬ng q? ⊕ E  + - F  Lực tác dụng vào điện tích dương q là: EqF = Phương vuông góc với hai bản. Chiều hướng từ bản dương sang bản âm. Độ lớn như nhau tại mọi điểm. a.Tr­êng hîp ®iÖn tÝch di chuyÓn theo ®­êng th¼ng tõ B ®Õn C. - B C + E  H d α ( ) 1.cos qEdBHFBCF A BC === α b.Tr­êng hîp ®iÖn tÝch di chuyÓn theo ®­êng gÊp khóc BDC. B C + E  H d β D ( ) 2 cos . qEdDHFBDF DCFBDF A AAA BDC DBBDBDC =+= +=+= β [...]... luận như trên ta thấy công trên mỗi đoạn nhỏ bằng công trên hình chiếu của đoạn ấy trên phương của lực Do đó công trên trên cả đường đi BMC bằng công trên đoạn BH là hình chiếu của BMC lên phương của lực s2 s1 x 2 s3 M x3 Công của lực điện : C + ABC = A(s1) + A(s2) + … = F.x1 + F.x2 + … +x B _ E 1 H d = F (x1 + x2 + …) = F.BH = q.E.d KẾT LUẬN Công của lực điện làm di chuyển một điện tích từ điểm này... C + ABC = A(s1) + A(s2) + … = F.x1 + F.x2 + … +x B _ E 1 H d = F (x1 + x2 + …) = F.BH = q.E.d KẾT LUẬN Công của lực điện làm di chuyển một điện tích từ điểm này sang điểm khác trong điện trường (tónh) tỉ lệ với độ lớn điện tích di chuyển , không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vò trí điểm đầu và điểm cuối A = qE d C«ng cđa lùc ®iƯn tr­êng §iƯn thÕ - hiƯu ®iƯn thÕ B 2 §iƯn thÕBÀI GIẢNG VẬT LÝ 11NC Tiết 5_BÀI CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ I CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN Điện trường đều Là điện trường có đường sức điện là những đường thẳng song song và cách đều Hay điện trường có không đổi về hướng và độ lớn r E Lực điện tác dụng lên điện tích điện trường r F r F r E Công của lực điện Cho điện tích dương q + di chuyển theo theo + đường sức MN điện trường đều E + Lực tác dụng lên q F = qE Công lực F A =Fd = qEd A = qEd với d = MN E + + + + + M N Công của lực điện Cho điện tích dương q + di chuyển theo theo + đường thẳng MN + Lực tác dụng lên q F = qE Công lực F A =F.MN.cosα A =F.MH = F.dMN A = qEd E N + + M α H + + + Với d = dMN là hình chiếu MN phương đường sức Công của lực điện Cho điện tích dương q di chuyển theo theo đường cong MN Công lực F đoạn nhỏ PQ ∆APQ =F.PQ.cosα ∆APQ = qEdPQ A = Σ∆A = qEd A = qEd E + N + + Q + + + P α M dPQ H + + Với d = dMN là hình chiếu MN phương đường sức Công của lực điện Công lực điện là công làm di chuyển các điện tích lực điện trường AMN = q.E.MN = q.E.dMN đó: q điện tích, q có dấu dương hoặc âm (C) E: cường độ điện trường ( V/m) dMN : hình chiếu của đường xuống phương một đường sức (m) dMN >0 nếu M → N cùng chiều đường sức dMN 0 α1 d1 α2 C d2 E D d KL: Trần Thị Hải Bài 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG. HIỆU ĐIỆN THẾ I. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh hiểu được cách xây dựng khái niệm về công của lực điện trường trong dịch chuyển điện tích trong điện trường đều; Viết được công thức tính công của lực điện trường trong sự dịch chuyển điện tích trong điện trường của điện tích điểm; Nêu được đặc điểm của công của lực điện trường; Hiểu được khái niệm điện thế, hiệu điện thế; Xác định được mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. 2. Kĩ năng: Vận dụng được các công thức trong bài học để giải một số bài tập định lượng cơ bản liên quan. 3. Giáo dục thái độ: II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Hình vẽ các đường sức điện trường, hình ảnh để xác định công của lực điện trường trên khổ giấy lớn, mô hình thí nghiệm ảo (phần mềm, máy tính, máy chiếu); Các phiếu học tập. 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về công cơ học, đặc điểm của lực thế (hay lực bảo toàn); Định luật tương tác tĩnh điện Coulomb về tương tác tĩnh điện; Phương pháp tổng hợp lực; Cách tính công của trọng lực; III. 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 * Trình bày khái niệm điện trường, tính chất cơ bản của điện trường; * Nêu đặc điểm của vector cường độ điện trường tại một điểm nằm trong điện trường do điện tích điểm gây ra; *Tương tác tĩnh điện có nều điểm tương đồng với tương tác hấp dẫn. Ta sẽ thấy ngay cả công của lực điện điện và thế năng của một trong trường. Công của trọng lực được biểu diễn qua hiệu thế năng. Còn công của lực điện trường có thể được biểu diễn qua đại lượng nào? Ta có thể thông qua cách xây dựng về công trong trường trọng lực để xây dựng khái niệm này trong trường tĩnh điện được không? *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, phán đoán phương án hình thành kiến thức; * Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức tính công của trọng lực trong trọng trường. *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức, hình thành ý tưởng nghiên cứu; *Học sinh thảo luận theo nhóm, hình thành ý tưởng nghiên cứu nội dung; Hoạt động 2: Công của lực điện. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu xác định công cơ học; * Trong trường hợp trọng lực thì công của nó được xác định bằng biểu thức toán học nào? *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về đặc điểm công của trọng lực trong trọng trường? *Giáo viên giới thiệu hình vẽ 4.1/sgk. Từ hình vẽ, xác định lực tác dụng Ngày soạn: Trường THPT: Ngày dạy: Giáo viên: lớp day: TIẾT 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được đặc tính của công của lực điện. - Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường. Nêu được đơn vị đo hiệu điện thế. - Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó. 2. Kỹ năng: - Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều. - Vận dụng được công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Tĩnh điện kế và những dụng cụ liên quan (nếu có). - Nội dung ghi bảng: 2. Học sinh: Ôn lại các vấn đề sau: - Tính chất thế của trường hấp dẫn. - Biểu thức thế năng của một vật trong trường hấp dẫn. III.Tiến trình dạy học: TIẾT 4: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của HS Hoạt động của GV Hs nghe câu hỏi và trả lời Gv đặt câu hỏi kiểm tra: - Điện trường xuất hiên ở đâu? Tính chất cơ bản của điện trường là gì? - Nêu các tính chất của đường sức điện. Gv nhận xét câu trả lời. - 1 - TIẾT 4 – 5: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Công của lực điện: - Điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, công của lực điện trường: '' NMEqA MN = '' NM : hình chiếu của MN lên phương của điện truờng. - Công của lực điện tác dụng lên điện tích q không phụ thuộc dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. - => Vậy điện trường tĩnh là một trường thế. 2. Khái niệm hiệu điện thế. a. Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích: A MN = W M – W N b. Hiệu điện thế, điện thế: q A VVU MN NMMN =−= - Khái niệm hiệu điện thế: (sgk). - Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. Điện thế ở mặt đất và ở một điểm xa vô cùng bằng không. 3. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: d U NM U E Mn == '' d là khoảng cách giữa hai điểm M’, N’. Ngày soạn: Trường THPT: Ngày dạy: Giáo viên: lớp day: Hoạt động 2: Tìm hiểu công của lực điện. Hoạt động của HS Hoạt động của GV Hs theo dõi Gv đặt vấn đề. Trả lời câu hỏi: - Công thức tính công: α cos sFA = . - cường độ điện trường: q F E = . - Công của lực điện: A = q.E.s.cosα A = q.E. '' NM - Công không phụ thuộc dạng đường đi. - Hs trả lời câu C1/19 sgk. - Khi đặt điện tích trong điện trường thì dưới tác dụng của lực điện trường làm điện tích di chuyển. Vậy công của lực điện trường được tính như thế nào? - Gv hướng dẫn Hs thành lập công thức tính công của lực điện trường bằng cách trả lời các câu hỏi: + Yêu cầu Hs viết công thức tính công của lực. + Từ công thức định nghĩa cường độ điện trường hãy thiết lập công thức 4.1 /19 sgk. - Chú ý: A MN là đại lượng đại số. - Dựa vào công thức tính công yêu cầu Hs nhận xét. - Gv tổng kết: Lực có tính chất trên gọi là lực thế. Trường tĩnh điện là trường thế. Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm hiệu điện thế. Hoạt động của HS Hoạt động của GV Hs theo dõi. Công thức tính công: A = W t1 – W t2. . Chú ý: - Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. - Hiệu điện thế không phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. - Gv nhắc lại: Công của lực hấp dẫn không phụ thuộc dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối. - Yêu cầu Hs nhớ lại công thức tính công của lực hấp dẫn biểu diễn qua hiệu thế năng. - Lưc hấp dẫn và lực điện có mối tương quan kì lạ. Từ đó đưa ra công thức tính Bài : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ I - Mục tiêu - Nêu đặc tính công lực điện Biết cách vận dụng biểu thức công lực điện - Trình bày khái niệm hiệu điện - Trình bày mối liên hệ công lực điện hiệu điện - Biết cách vận dụng công thức liên hệ công lực điện hiệu điện - Nêu mối liên hệ cường độ điện trường hiệu điện biết cách vận dụng công thức liên hệ cường độ điên trường hiệu điện II - Chuẩn bị Giáo viên : - Tĩnh điện kế dụng cụ có liên quan - Nội dung ghi bảng CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ Công lực điện ' ' AMN = qE M N (hình vẽ SGK) Khái niệm hiệu điện a) Công lực điện hiệu điện tích AMN = WM - WN b) Hiệu diện thế, điện AMN = q(VM – VN) (Vm – VN) gọi hiêụ diện hai điểm M, N kí hiệu là: AMN UMN = VM – VN = q (định nghĩa SGK) Đơn vị hiệu điện thế, điện vôn, kí hiệu V Đo hiệu điện tĩnh điện kế Liên hệ cường độ điện trường hiệu điện U MN ' ' E= M N U E= d (d khoảng cách hai điểm M’, N’) III - Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1: Kiểm tra nhắc lại kiến thức cũ Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên HS nêu được: A = Fscos α A P = mg(h1 – h2) Công trọng lực không phụ thuộc hình dạng đường mà phụ thuộc vị trí điểm đầu điểm cuối Yêu cầu HS nhắc lại công thức tính công học? công trọng lực? Công trọng lực phụ thuộc yếu tố nào? (GV điều chỉnh câu trả lời HS cho đúng) GV: Bài học trước ta nghiên cứu lực điện ta tìm hiểu xem công lực điện phụ thuộc yếu tố biễu diễn qua đại lượng nào? Hoạt động 2: Thành lập công thức công lực điện Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên HS đọc SGK xem hình 4.1 Cho HS đọc SGK để biết cách tính công lực điện trường hợp điện tích q chuyển động từ M đến N điện trường đều, giả sử q >0 đường hình vẽ 4.1 GV gợi ý: HS trả lời được: Chia đoạn MN thành đoạn ' ' nhỏ đoạn chia coi ∆ APQ = qE.PQ.cos α = qE P Q thẳng, công lực điện ' ' P Q Trong hình chiếu PQ đoạn nhỏ xác định theo công lên trục Ox, quy ước vẽ trục Ox có thức ? chiều trùng với với chiều đường sức q > F ↑↑ E q > lực điện trường có chiều biết chiều điện ' ' trường hình vẽ ? AMN = Σ∆ A = qE M N M’, Công toàn đoạn MN ? N’ hình chiếu hai điểm M, N lên trục Ox Từ biểu thức tính công lực điện HS rút nhận xét trả lời câu trường, rút nhận xét hỏi GV(có thể tham khảo SGK phụ thuộc công lực điện trả lời) vào dạng đường đi? Hãy nêu giống điện trường tĩnh trường hấp dẫn? Hiểu trường thế? Hoạt dộng 3: Xây dựng khái niệm hiệu điện Hoạt động học sinh HS suy nghĩ tìm câu trả lời Cá nhân trả lời: A = WM – WN Cá nhân trả lời câu hỏi: AMN UMN = VM – VN = q (đọc SGK) Hoạt động giáo viên Từ điểm tương đồng trường trọng lực trường tĩnh điện (đều trường thế) Ta biết công trọng lực tính theo độ giảm năng: A = W t - Wt Ở ta coi điện tích q điện trường công lực điện điện tích q di chuyển từ M đến N biêủ diễn qua hiệu điện tích q hai điểm biểu diễn nào? GV thông báo : Hiệu vật trọng trường tỉ lệ với khối lượng m vật Ở ta coi hiệu điện tích q điện trường tỉ lệ với điện tích q, biểu diễn dạng sau: AMN = q(VM – VN) VM – VN coi hiệu điện hai điểm M, N kí hiệu UMN Yêu cầu HS rút công thức UMN theo AMN Công thức cho phép ta xác định Cá nhân ghi nhận kiến thức HS đọc SGK để tìm hiểu thêm tĩnh điện kế(cấu tạo cách đo) hiệu điện không xác định mốc tính điện Điện điểm phụ thuộc vào mốc tính điện Thông thường ta chọn mốc tính điện mặt đất làm mốc (nghĩa điện mặt đất không) có chọn điện xa vô cực không Nói điện điểm A thực chất nói ... giữa E và U Từ các công thức: A = qEd vàà̀ A = qU Ta có: U = E.d hay U E= d Đơn vị cường độ điện trường là vôn mét (V/m) BÀI TẬP VỀ CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ Bài 1: Ba điểm A,... THÊ Công lực điện và hiệu điện tích Hiệu điện thế, điện Hiệu điện tích q điện trường tỉ lệ với q AMN = WM – WN = q(VM – VN) Hiệu: (VM – VN) = UMN gọi là HIỆU ĐIỆN THẾ hay ĐIỆN... KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THÊ Công lực điện và hiệu điện tích Công trọng lực: AP = Wt1 – Wt2= mg (h1 – h2) Công lực điện: AMN = WM – WN ( hiệu năng) Hiệu điện thế, điện Hiệu điện tích