Bài 5. Điện thế. Hiệu điện thế

Bài 5. Điện thế. Hiệu điện thế tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh v...

TIẾT 7: ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ I. §iÖn thÕ 1. Kh¸i niÖm ®iÖn thÕ Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích. M M w M A V q q ∞ = = 2. Định nghĩa * Định nghĩa: Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q. ?Nhìn vào ĐN điện thế nêu ý nghĩa VL của điện thế. Ý nghĩa VL: Điện thế tại một điểm M trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt tại đó một điện tích q. *Biểu thức: 3.Đơn vị điện thế: Đơn vị : vôn (V). M M A V q ∞ = (1) 3. Đặc điểm của điện thế - Điện thế là đại lượng đại số. ?Yêu cầu học sinh thực hiện C1. Điện thế này có giá trị âm. - Điện thế tại một điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm đều có giá trị âm. * Qui ước về mốc điện thế: Chọn điện thế của đất và của một điểm ở vô cực làm mốc (bằng 0). *TL:Khi đặt tại điểm M ta xét một đ/t thử dươngq.Di chuyển q từ điểm đó ra xa vô cực dọc theo đường thẳng qua Q.Trong sự di chuyển này lực hút giữa Q và q sinh công âm:A M∞ <0 .Điện thế tại M là: 0 M M A V q ∞ = < II. Hiệu điện thế 1. Khái niệm hiệu điện thế: Hiệu giữa điện thế tại M và điện thế tại N gọi là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N: U MN =V M - V N (2) * Biểu thức: q MN MN A U = ?Từ (3) nêu định nghĩa hiệu điện thế. * Định nghĩa: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q. ?Nhìn vào ĐN hiệu điện thế nêu ý nghĩa VL của hiệu điện thế. 2. Định nghĩa (3) * Ý nghĩa VL: Hiệu điện thế giữa hai điểm đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia. *Đơn vị hiệu điện thế: vôn (V). 3. Đo hiệu điện thế Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế 4.Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường có chiều hướng từ nơi có điện thế cao về nơi có điện thế thấp, do đó điện tích dương di chuyển từ nơi có điện thế cao về nơi có điện thế thấp. E r U E d = (4) * Điện thế tại một điểm M trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt tại đó một điện tích q. M M w M A V q q ∞ = = *Hiệu điện thế giữa hai điểm đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia. MN MN M N A U V V q = − = * Đơn vị của điện thế và hiệu điện thế là vôn (V). * Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường: U = I Điện Khái niệm điện Trong công thức tính điện tích q điểm M điện trường hệ số VM không phụ thuộc q , mà phụ thuộc điện trường M Nó đặc trưng cho điện trường phương diện tạo điện tích q Ta gọi điện M V M = A M∞ q =WM q Định nghĩa Điện điểm M điện trường đại lượng đặc trưng riêng cho điện trườngvề phương diện tạo đặc điện tích q Nó xác định thương số công lực điện tác dụng lên q q di chuyển từ M vô cực độ lớn q V M = A M∞ q =WM q Đơn vị điện Đơn vị điện vôn ( V ) ( q = 1C ; AM vô cực = 1J => VM = 1V ) Đặc điểm điện Điện đại lượng đại số , công thức q > nên : • A M vô cực > => VM > • A M vô cực < => VM < Điện đất điểm vô cực thường chọn làm mốc ( ) II Hiệu điện Hiệu điện hai điểm M N hiệu điện VM VN UMN = VM – VN Định nghĩa Ta có UMN = VM – VN => U MN A = M∞ q −A = A + N∞ q A M∞ − q Mặt khác ta viết A M∞ = MN Kết , ta thu : AMN = U MN q A N∞ A N∞ Vậy , hiệu điện hai điểm M , N điện trường đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích từ M đến N Nó xác định thương số công lực điện tác dụng lên điện tích q di chuyển từ M đến N độ lớn q Đo hiệu điện Người ta đo hiệu điện tĩnh điện tĩnh điện kế Hệ thức hiệu điện cường độ điện trường Xét hai điểm M N đường sức điện điện trường Nếu di chuyển điện tích q đường thẳng MN công lực AMN = q.E.d ( với d = MN ) Hiệu điện hai điểm M , N: AMN U Hay : MN = q E =U MN d = Ed U = d GHI NHỚ : ☺Điện điểm M đặc trưng cho khả sinh công điện trường đặt điện tích q V M = A M∞ q =WM q ☺Hiệu điện hai điểm đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích q từ điểm đến điểm U MN = V M − V N = AqMN Đơn vị điện hiệu điện vôn ( V ) Hệ thức hiệu điện cường độ điện trường U = E.d Bài 5. ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ I. MỤC TIÊU: Kiến thức: - Trình bày được ý nghĩa, định nghĩa, đơn vị, đặc điểm của điện thế và hiệu điện thế. - Nêu được mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường. - Biết cấu tạo của tĩnh điện kế. Kĩ năng: - Giải bài toán tính điện thế và hiệu điện thế. - So sánh được các vị trí có điện thế cao và điện thế thấp trong điện trường. II. CHUẨN BỊ: Giáo viên: 1. Đọc SGK vật lý 7 để biết HS đã có kiến thức gì về hiệu điện thế. 2. Thước kẻ, phấn màu. 3. Chuẩn bị phiếu: Phiếu học tập 1 (PC1) - Nếu cần một đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công cho riêng điện điện trường thì đại lượng này có phụ thuộc vào giá trị điện tích dịch chuyển không? Vì sao? TL1: - Không, nếu nó phụ thuộc vào điện tích thì nó không thể đặc trưng cho riêng điện trường. Phiếu học tập 2 (PC2) - Nêu định nghĩa của điện thế. - Đơn vị của điện thế là gì? - Nêu đặc điểm của điện thế. TL2: - Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q dịch chuyển từ điểm đó ra vô cực. V = A M∞ /q - Đơn vị của điện thế là V. - Đặc điểm của điện thế: Với điện tích q > 0, A M∞ > 0 thì V M > 0; A M∞ < 0 thì V M < 0. Phiếu học tập 3 (PC3) - Hiệu điện thế đặc trưng cho tính chất gì? - Nêu định nghĩa và cho biết đơn vị của hiệu điện thế. TL3: - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trường trong sự di chuyển của một điện tích điểm từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích Q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của điện tích q. Phiếu học tập 4 (PC4) - Trình bày cấu tạo cơ bản của tĩnh điện kế. TL4: - Phần chính của gồm một cái kim bằng kim loại có thể quay xung quanh một trục gắn với gắn trên một cái cần cứng bằng kim loại. Hệ thống được đặt trong một cái vỏ kim loại. được cách điện với vỏ. Phiếu học tập 5 (PC5) - Dựa vào công thức tính công của lực điện trường trong điện trường đều và biểu thức hiệu điện thế xác lập mối liên hệ giữa hai đại lượng này. TL5: - Ta có A = qEd; mặt khác A = qU  U = Ed. Phiếu học tập 6 (PC6): có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong 1. Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về A. khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường. B. khả năng sinh công tại một điểm. C. khả năng tác dụng lực tại một điểm. D. khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường. 2. Khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại điểm đó A. không đổi. B. tăng gấp đôi. C. giảm một nửa. D. tăng gấp 4. 3. Đơn vị của điện thế là vôn (V). 1V bằng A. 1 J.C. B. 1 J/C. C. 1 N/C. D. 1. J/N. 4. Trong các nhận định dưới đây về hiệu điện thế, nhận định không đúng là: A. Hiệu điện thế đặc trưng cho khả năng sinh công khi dịch chuyển điện tích giữa hai điểm trong điện trường. B. Đơn vị của hiệu điện thế là V/C. C. Hiệu điện thế giữa hai điểm không phụ thuộc điện tích dịch chuyển giữa hai điểm đó. D. Hiệu điện thế giữa hai điểm phụ thuộc vị trí của hai điểm đó. 5. Quan hệ giữa cường độ điện trường E và hiệu điện thế U giữa Bài 5. ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ I. MỤC TIÊU: Kiến thức: - Trình bày được ý nghĩa, định nghĩa, đơn vị, đặc điểm của điện thế và hiệu điện thế. - Nêu được mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường. - Biết cấu tạo của tĩnh điện kế. Kĩ năng: - Giải bài toán tính điện thế và hiệu điện thế. - So sánh được các vị trí có điện thế cao và điện thế thấp trong điện trường. II. CHUẨN BỊ: Giáo viên: 1. Đọc SGK vật lý 7 để biết HS đã có kiến thức gì về hiệu điện thế. 2. Thước kẻ, phấn màu. 3. Chuẩn bị phiếu: Phiếu học tập 1 (PC1) - Nếu cần một đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công cho riêng điện điện trường thì đại lượng này có phụ thuộc vào giá trị điện tích dịch chuyển không? Vì sao? TL1: - Không, nếu nó phụ thuộc vào điện tích thì nó không thể đặc trưng cho riêng điện trường. Phiếu học tập 2 (PC2) - Nêu định nghĩa của điện thế. - Đơn vị của điện thế là gì? - Nêu đặc điểm của điện thế. TL2: - Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q dịch chuyển từ điểm đó ra vô cực. V = A M∞ /q - Đơn vị của điện thế là V. - Đặc điểm của điện thế: Với điện tích q > 0, A M∞ > 0 thì V M > 0; A M∞ < 0 thì V M < 0. Phiếu học tập 3 (PC3) - Hiệu điện thế đặc trưng cho tính chất gì? - Nêu định nghĩa và cho biết đơn vị của hiệu điện thế. TL3: - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trường trong sự di chuyển của một điện tích điểm từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích Q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của điện tích q. Phiếu học tập 4 (PC4) - Trình bày cấu tạo cơ bản của tĩnh điện kế. TL4: - Phần chính của gồm một cái kim bằng kim loại có thể quay xung quanh một trục gắn với gắn trên một cái cần cứng bằng kim loại. Hệ thống được đặt trong một cái vỏ kim loại. được cách điện với vỏ. Phiếu học tập 5 (PC5) - Dựa vào công thức tính công của lực điện trường trong điện trường đều và biểu thức hiệu điện thế xác lập mối liên hệ giữa hai đại lượng này. TL5: - Ta có A = qEd; mặt khác A = qU  U = Ed. Phiếu học tập 6 (PC6): có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong 1. Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về A. khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường. B. khả năng sinh công tại một điểm. C. khả năng tác dụng lực tại một điểm. D. khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường. 2. Khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại điểm đó A. không đổi. B. tăng gấp đôi. C. giảm một nửa. D. tăng gấp 4. 3. Đơn vị của điện thế là vôn (V). 1V bằng A. 1 J.C. B. 1 J/C. C. 1 N/C. D. 1. J/N. 4. Trong các nhận định dưới đây về hiệu điện thế, nhận định không đúng là: A. Hiệu điện thế đặc trưng cho khả năng sinh công khi dịch chuyển điện tích giữa hai điểm trong điện trường. B. Đơn v ị của hiệu điện thế l à V/C. C. Hiệu điện thế giữa hai điểm không phụ thuộc điện tích dịch chuyển giữa hai điểm đó. D. Hiệu điện thế giữa hai điểm phụ thuộc vị trí của hai điểm đó. 5. Quan hệ giữa cường độ điện trường E và hiệu điện thế U giữa hai điểm mà hình chiếu đường nối hai điểm đó lên đường sức là d thì cho bởi biểu thức A. U = E.d. B. U = E/d. C. U = q.E.d. D. U = q.E/q. 6. Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 2m. Độ lớn cường độ điện trường là 1000 V/m 2 . Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là A. 500 V. B. 1000 V. C. 2000 V. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. 7. Trong một điện trường đều, điểm A cách điểm B 1m, cách điểm C 2 m. Nếu U AB = 10 V thì U AC A. = 20 V. B. = 40 V. C. = 5 V. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. 8. Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích – 2 μC từ A đến B là 4 mJ. U AB = A. 2 V. B. 2000 V. C. – 8 V. D. – 2000 V. TL6: Đáp án: Câu 1:B; Câu [...]... giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường + Xét hai điểm M và N trên một đường sức điện của một điện trường đều (Hv) + Công của lực điện: r E + + + + + M N + AMN = qEd + Hiệu điện thế: + + U MN = AMN q = Ed Vậy: UM N E= d U = d + Từ công thức trên, ta thấy đơn vị của E là vôn trên mét (V/m) + Công thức trên được áp dụng với điện trường đều hoặc được xem là đều 1.Một điện tích q chuyển động trong điện. .. 5 Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa 2 điểm có U =200 V là A= 1J Tính độ lớn của điện tích đó ? A.q= 2.103 C B.q= 4.10-2 C C.q= 5. 10-3 C D.q= 5. 10-4 C 6.Một hạt bụi có m=3,6.10-15kg nằm lơ lửng giữa 2 tấm kim lọai song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu điện tích của nó bằng 4,8.10-18C Hai tấm kim lọai cách nhau 2 cm Hỏi hiệu điện thế đặt vào 2 tấm ? ( g= 10 m/s2) A U= 25. .. dương B .Điện trường của điện tích âm C .Điện trường đều và không xét dấu D Điện trường không đều 4 Hai tấm kim lọai song song ,cách nhau 2cm và được nhiễm điện trái dấu nhau Muốn làm cho điện tích q = 5. 10-10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A =2.10-9 J Xác định cường độ điện trường bên trong tấm kim lọai đó ? Cho biết điện trường bên trong 2 tấm kim lọai đã cho là điện trường đều và có... của lực điện trong chuyển động đó là A thì A A>0 nếu q>0 B A>0 nếu q EM B EP = 2 EN C EP = 3 EN D EP = EN 3.Với điện trường như thế nào thì có thể viết hệ thức U = E.d ? A Điện trường của điện tích dương B .Điện trường... giữa 2 tấm kim lọai song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu điện tích của nó bằng 4,8.10-18C Hai tấm kim lọai cách nhau 2 cm Hỏi hiệu điện thế đặt vào 2 tấm ? ( g= 10 m/s2) A U= 25 V B U= 50 V C U = 75 V D U = 150 V  KIỂM TRA BÀI CŨ KIỂM TRA BÀI CŨ  1. Viết công thức tính công của lực điện khi di chuyển một điện tích trong điện trường đều và nêu đặc điểm của công đó.  2. hãy nêu mối liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường W M M V q = BÀI 5 I. ĐIỆN THẾ 1. Khái niệm điện thế Giả sử một điện tích +q nằm tại điểm M dịch chuyển ra xa vô cực M q>0 ∞ ∞ W M phụ thuộc vào q và vị trí điểm M trong điện trường Không phụ thuộc vào q chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M trong điện trường M V Đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q →điện thế tại M BÀI 5 BÀI 5 I. ĐIỆN THẾ 1. Khái niệm điện thế 2. Định nghĩa Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương điện tạo ra thế năng khi đặt tai đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q M M A V q ∞ = ( 1) 3. Đơn vị điện thế 4.Đặc điểm của điện thế 4.Đặc điểm của điện thế ▪ q >0 nếu AM∞ >0 thì VM >0; AM∞ <0 thì VM <0 ▪ q <0 nếu AM∞ >0 thì VM <0; AM∞ <0 thì VM >0 Trong công thức ( 1 ), trường hợp q >0, Trong công thức ( 1 ), trường hợp q >0, q<0 cho biết dấu của A q<0 cho biết dấu của A M∞ M∞ và V và V M M Chứng minh rằng điện thế tại mọi điểm trong điện trường của một điện tích âm ( Q <0 ) đều có giá trị âm ∞ ∞ M Q < 0 V ∞ = 0 F → .q >0 Lực F sinh công âm nên A A M∞ M∞ <0 <0 → → V V M M <0 <0 q > 0 .q < 0 Lực F sinh công dương A A M∞ M∞ >0 >0 → → V V M M <0 <0 Điện thế tại mọi điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm đều có giá trị âm BÀI 5 BÀI 5 BÀI 5 BÀI 5 II.Hiệu điện thế M N q>0 V V N N V V M M 2. Định nghĩa MN M N U V V= − ( 2) Từ công thức ( 1) và (2) biến đổi tìm công thức liên hệ giữa U MN và A MN Hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N trong điện trường đặc trưng cho tính chất gì? II Hiệu điện thế 2. Định nghĩa BÀI 5 BÀI 5 MN MN A U q = ( 3 ) Nêu định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm M, N Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển điện tích từ M đến N và độ lớn của q Đơn vị của hiệu điện thế là V BÀI 5 BÀI 5 II II Hiệu điện thế Hiệu điện thế 3.Đo hiệu điện thế Dùng tĩnh điện kế Vỏ Cần Kim điện kế + - + - + - + - Nối bản âm của tụ điện với vỏ và nối bản dương của tụ với cần, số chỉ của kim chỉ hiệu điện thế của tụ điện BÀI 5 BÀI 5 4. Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường từ biểu thức tính công A MN và U MN, nêu biểu thức liên hệ giữa U MN và E ( 4 ) MN U U E d d = = E → + - M N Công thức ( 4 ) cũng đúng cho trường hợp điện trường không đều khi d << 0 dọc theo đường sức; E thay đổi không đáng kể ... M đến N độ lớn q Đo hiệu điện Người ta đo hiệu điện tĩnh điện tĩnh điện kế Hệ thức hiệu điện cường độ điện trường Xét hai điểm M N đường sức điện điện trường Nếu di chuyển điện tích q đường thẳng... đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích q từ điểm đến điểm U MN = V M − V N = AqMN Đơn vị điện hiệu điện vôn ( V ) Hệ thức hiệu điện cường độ điện trường U = E.d ...I Điện Khái niệm điện Trong công thức tính điện tích q điểm M điện trường hệ số VM không phụ thuộc q , mà phụ thuộc điện trường M Nó đặc trưng cho điện trường phương diện tạo điện tích