+ Hiểu và nắm được một vài ví dụ căn bản về áp dụng định lí để giải bài toán xác định cường độ điện trường.. + Nắm được phạm vi áp dụng và có thể áp dụng định lí để giải các bài toán khô[r]
(1)BÀI GIẢNG
ĐỊNH LÍ ƠSTRƠGRADSKI - GAOX
A Mục tiêu:
+ Học sinh nắm vững nội dung định lí Ơstrơgadski – Gaox
+ Hiểu nắm vài ví dụ áp dụng định lí để giải tốn xác định cường độ điện trường
+ Nắm phạm vi áp dụng áp dụng định lí để giải tốn khơng q phức tạp
B Chuẩn bị: I Giáo viên:
+ Tìm tư liệu + Soạn II Học sinh:
Ôn lại khái niệm cường độ điện trường, cơng thức tính cường độ điện trường gây điện tích điểm nguyên lí chồng chất điện trường
C Ổn định tổ chức – Kiểm tra: I Ổn định tổ chức:
11L: /36 II Kiểm tra:
+ Đường sức điện trường? ý nghĩa? + Nguyên lí chồng chất điện trường? D Các hoạt động dạy học:
Hoạt động thầy trò Nội dung cần đạt Hoạt động 1: Khái niệm điện thông 1 Điện thông:
+ Xét diện tích ∆S0 vng góc với
đường sức, có diện tích đủ nhỏ để coi điện trường khoảng ∆S0
Quy ước vẽ qua diện tích số đường sức ∆N cho số đường sức tổng cộng qua đơn vị diện tích có trị số độ lớn cường độ điện trường phạm vi ∆S0:
N E S
(1)
Đại lượng N E S gọi điện thông qua mặt ∆S0
+ Xét mặt ∆S khơng vng góc với đường sức Vẽ vectơ pháp tuyến n ∆S ∆S0
hình chiếu ∆S mặt phẳng vng góc với đường sức
∆S0 = ∆S.cosα
Điện thông qua ∆S:
∆N = E ∆S0 = E ∆S.cosα (2)
Điện thông qua mặt hữu hạn S: Chia S thành phần nhỏ ∆S cho
0
S
E
S
0
S
E
(2)Hoạt động thầy trò Nội dung cần đạt
Hoạt động 2: Định lí Ơstrơgadski – Gaox.
+ q điện tích điểm ⟹ E = ?
+ Rút nhận xét từ kết thu được?
+ HS phát biểu nội dung định lí O – G + Thầy nhấn mạnh điểm cần ý Hoạt động 3: Ứng dụng định lí O – G:
+ Nêu đặc điểm điện trường gây mặt phẳng rộng vơ hạn tích điện đều? + GV hướng dẫn HS áp dụng định lí O – G
+ Nhận xét kết thu được?
+ Giáo viên hướng dẫn học sinh nhận xét đặc điểm điện trường ví
mỗi phần đó, điện trường coi đều, tính ∆N theo (2), suy ra:
N = ΣΔN = ΣEΔScosα (3) 2 Định lí Ơstrơgadski – Gaox (định lí O – G). a Điện thơng qua mặt kín Tính liên tục đường sức điện:
+ Xét điện tích điểm q > đặt chân khơng, bao quanh mặt cầu bán kính r, tâm điện tích q, chọn chiều pháp tuyến mặt kín từ ngồi
+ CĐĐT gây q có độ lớn điểm mặt cầu, có phương vng góc với mặt cầu
+ Điện thơng qua tồn mặt cầu là: N = ΣEΔScosα = E.ΣΔS mà ΣΔS = S = 4πr2
nên N = 2
0
1
.4
q q
r r
(4) Nhận xét: (SGK)
b Trường hợp mặt kín khơng bao quanh q: N =
c Định lí: Điện thơng qua mặt kín có giá trị tổng đại số điện tích có mặt kín chia cho ε0:
N =
1
i
q
(5)
3 Ứng dụng định lí O – G:
a Xác định cường độ điện trường gây mặt phẳng rộng vơ hạn tích điện đều
+ Mật độ điện tích mặt σ
+ Chọn mặt Gaox: hình trụ đứng có đường sinh vng góc với mp, hai đáy song song với mặt phẳng, cách mp khoảng h, có diện tích S
+ Điện thơng qua tồn mặt kín: N = 2E.S q = σS Theo định lí O – G:
N = 2E.S =
S
Suy ra: E =
0
2
(6)
b Xác định cường độ điện trường gây một quả cầu bán kính R tích điện đều:
+ Mật độ điện tích khối ρ
S3 q
+
S S
1
S2
(3)dụ b c, từ đưa cách chọn mặt Gaox phù hợp
+ Xác định cường độ điện trường điểm cách tâm cầu khoảng r
+ Đặc điểm đường sức: (SGK)
+ Chọn mặt Gaox mặt cầu đồng tâm với cầu, bán kính r
∎ Bên cầu, mặt Gaox mặt S1 có
bán kính r < R
N1 = E.S1 = E.4πr2; q1 = ρV1 = ρ 3r
+ Định lí O – G: E =
3
r
(7) + Gọi q điện tích cầu thì:
3
q q
V R
⟹ E =
0
4
qr R
(8)
∎ Bên cầu, mặt S2 có r > R
N2 = E.S2 = E.4πr2
Định lí O – G cho: E =
1
q r
(8)
c Xác định cường độ điện trường gây một dây thẳng dài vơ hạn tích điện đều.
+ Mật độ điện tích dài λ + Đặc điểm đường sức: (SGK)
+ Chọn mặt Gaox: mặt trụ đồng trục với dây, bán kính r, dài ℓ
N = E.2πℓ; q = λℓ + Áp dụng định lí O – G: E =
0
2
(9)
E Củng cố – Dặn dò: I Củng cố:
Sử dụng câu hỏi giáo khoa tập trắc nghiệm cuối học (SGK/) II Dặn dò:
HS học kĩ bài, nắm vững nội dung trọng tâm học
BTVN: Bài (SGK/ ), tập sách Chuyên đề Điện I
**********************
********************
S
2
r = R r E
O S
1
E
ℓ
+ + + +
+ + + + +