Bài 4. Công của lực điện

Bài 4. Công của lực điện tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...

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 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 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN I. MỤC TIÊU: Kiến thức: - Nêu được đặc điểm lực tác dụng lên điện tích trong điện trường đều. - Lập được biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều. - Phát biểu được đặc điểm của công dịch chuyển điện tích trong điện trường bất kì. - Trình bày được khái niệm, biểu thức, đặc điểm của thế năng của điện tích trong điện trường, Quan hệ giữa công của lực điện trường và độ giảm thế năng của điện tích trong điện tích trong điện trường. Kĩ năng: - Giải bài toán tính công của lực điện trường và thế năng điện trường. II. CHUẨN BỊ: Giáo viên: 1. Chuẩn bị: Hình 4.1; 4.2 2. Thước kẻ, phấn màu. 3. Chuẩn bị phiếu: Phiếu học tập 1 (PC1) - Xác định véc tơ lực tác dụng lên điện tích Q. TL1: - Đặt lên điện tích. - Hường cùng chiều với điện trường (từ bản âm sang bản dương sang bản âm). - Độ lơn F = q.E. Phiếu học tập 2 (PC2) - Lập công thức tính công của lực điện trường dịch chuyển điện tích từ M đến N theo đường s ( hình 4.2 SGK). Q TL2: - Ta có: A MN = F.s.cosα = qEd. Phiếu học tập 3 (PC3) - Lập công thức tính công của lực điện trường dịch chuyển điện tích từ M đến N theo đường s 1 s 2 ( hình 4.2 SGK). TL3: - Ta có: A MN = A MP + A PN = qEd 1 + qEd 2 = qE(d 1 + d 2 ) = qEd. Phiếu học tập 4 (PC4) - Nêu đặc điểm của công trong điện trường đều và trong trường tính điện nói chung. TL4: - Công của lực điện trường là dịch chuyển điện tích trong điện trường đều không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc điểm đầu, điểm cuối của đường đi. Phiếu học tập 5 (PC5) - Nêu khái niệm về thế năng điện tích trong điện trường. - Cho biết mối quan hệ giữa công của lực điện trường và độ giảm thế năng? TL5: - Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng điện trường. Nó được tính bằng công của lực điện trường dịch chuyển điện tích đó đến điểm được chọn làm mốc (thường được chọn là vị trí mà điện trường mất khả năng sinh công). - Khi một điện tích q di chuyển từ một điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. Phiếu học tập 6 (PC7): có thể ứng dụng CNTT hoặc dùng bản trong 1. Công của lực điện không phụ thuộc vào A. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi. B. cường độ của điện trường. C. hình dạng của đường đi. D. độ lớn điện tích bị dịch chuyển. 2. Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của điện trường. B. phương chiều của cường độ điện trường. C. khả năng sing công của điện trường. D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường. 3. Nếu chiều dài đường đi của điện tích trong điện trường tăng 2 lần thì công của lực điện trường A. chưa đủ dữ kiện để xác định. B. tăng 2 lần. C. giảm 2 lần. D. không thay đổi. 4 Công của lực điện trường khác 0 trong khi điện tích A. dịch chuyển giữa 2 điểm khác nhau cắt các đường sức . B. dịch chuyển vuông góc với các đường sức trong điện trường đều. C. dịch chuyển hết quỹ đạo là đường cong kín trong điện trường. D. dịch chuyển hết một quỹ đạo tròn trong điện trường. 5. Nếu điện tích dịch chuyển trong điện trường sao cho thế năng của nó tăng thì công của của lực điện trường A. âm. B. dương. C. bằng không. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. 6. Công của lực điện trường dịch chuyển một điện ... hệ 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... đầu và điểm cuối II 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,... 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,