9. Cấu trúc luận văn
2.4.1. Bài 1 Điện tích Định luật Cu-lông
ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG A. Mục tiêu dạy học
1. Mục tiêu về kiến thức
- Nêu được các cách làm nhiễm điện một vật.
- Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm.
2. Mục tiêu về kỹ năng
- Viết được công thức định luật Cu-lông.
điện tích điểm.
- Biểu diễn được lực tương tác giữa các điện tích bằng các vectơ.
- Biết cách tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng phép cộng các vectơ lực.
3. Tình cảm thái độ
- Học sinh hứng thú, say mê tìm kiếm kiến thức thông qua hoạt động tự học và thảo luận với các bạn trong nhóm.
- Phát huy tính tích cực, tự giác của học sinh trong học tập
4. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
- Năng lực tự học.
- Chỉ số hành vi cần phát triển X1 (Xác định nội dung cần học), X2 (Xác đinh kiến thức kĩ năng liên quan đã có, đã biết), L1 (Xác định phong cách học của bản thân), L2 (Lựa chọn phương pháp học tập), T2 (Ghi chép thông tin), T3 (Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin), T5 (Giải quyết các vấn đề học tập), Đ3 (Rèn luyện và tu dưỡng).
B. Chuẩn bị 1. Học sinh
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp...
- Ôn lại một số kiến thức về điện tích ở cấp THCS
C. Sơ đồ thiết kế nội dung hướng dẫn học sinh tự học
D. Thiết kế tiến trình hỗ trợ tự học thông qua các phiếu học tập
Hướng dẫn sử dụng phiếu học tập số 1: Học sinh sẽ được giao phiếu học tập số
1 ở tiết học trước và phải dựa vào SGK, tài liệu tham khảo, ... để hoàn thành nó ở nhà.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1(Chuẩn bị bài)
Câu 1. Đọc mục I bài 1 ở trang 6 SGK vật lí 11 và trả lời các câu hỏi sau (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T1. Lựa chọn tài liệu ; T2 Ghi chép thông tin)
a. Có mấy loại điện tích? Nêu tên các loại điện tích đó? b. Các điện tích tương tác với nhau như thế nào
Trả lời:………
Câu 2. Đọc mục 1 bài 11 trang 67 SGK vật lí 10, mục II bài 1 ở trang 7 SGK vật lí
11 => Đưa ra đặc điểm giống nhau giữa lực hấp dẫn và lực tương tác giữa hai điện tích điểm? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học -T1. Lựa chọn tài liệu; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin)
Trả lời:………
Câu 3. Cu-lông đã bố trí thí nghiệm thế nào để xây dựng biểu thức tính lực tương
tác giữa hai điện tích điểm? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T1. Lựa chọn tài liệu; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin)
Trả lời:………
Câu 4. Viết biểu thức định luật Cu-lông . Dựa vào định luật Cu-lông và định luật III
Niuton. Hãy biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích điểm và giải thích về hướng của hai lực điện tương tác giữa hai điện tích điểm? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học -T1. Lựa chọn tài liệu; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin; năng lực xác định động cơ, mục đích học tập- X2. Xác đinh kiến thức kĩ năng liên quan đã có, đã biết)
Trả lời:………
Câu 5. Xem lại mục 2 bài 13 trang 60 SGK vật lí 10 => Biểu diễn tổng hợp lực của
hai lực đồng quy khi chúng tạo với nhau một góc α ? Viết công thức tính độ lớn của lực tổng hợp theo các lực thành phần? ((Năng lực thực hiện kế hoạch tự học -T1. Lựa chọn tài liệu; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin; năng lực xác định động cơ, mục đích học tập- X2. Xác đinh kiến thức kĩ năng liên quan đã có, đã biết)
Hướng dẫn sử dụng phiếu học tập số 2: Học sinh sẽ hoàn thành phiếu học tập
số 2 trong quá trình học trên lớp dưới sự hướng dẫn của giáo viên thông qua hai hoạt động.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
(Khám phá kiến thức thông qua hệ thống các câu hỏi)
I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện (Năng lực thực hiện kế
hoạch tự học - T1. Lựa chọn tài liệu; T2 Ghi chép thông tin; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin)
Câu 1: Làm thế nào để vật bị nhiễm điện?
Câu 2: Điện tích là gì? Có mấy loại điện tích?
Câu 3: Các điện tích tương tác với nhau như thế nào?
Câu 4: Khi nào một điện tích được xem là điện tích điểm?
Câu 5: Làm thế nào để nhận biết một vật có bị nhiễm điện hay không?
II. Định luật Cu - Lông. Hằng số điện môi (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học -
T1. Lựa chọn tài liệu; T2 Ghi chép thông tin; T3 Nghiên cứu và ghi nhớ thông tin)
Câu 1: Quan sát và mô tả cấu tạo của cân xoắn Cu-lông.
Câu 2: Phát biểu nội dung định luật Cu-lông.
Câu 3: Nêu phương, chiều của lực Cu-lông.
Câu 4: Viết biểu thức định luật Cu-lông.
Câu 5: Điện môi là gì?
Câu 6: Trong môi trường điện môi, lực tương tác tĩnh điện tăng hay giảm bao nhiêu lần so với trong không khí?
Hoạt động 1: Tạo tình huống có vấn đề về sự nhiễm điện của các vật
a) Mục tiêu
Thông qua hệ thống câu hỏi gợi mở học sinh có nhu cầu tìm hiểu về sự nhiễm điện của các vật trong không khí, tạo ra tình huống có vấn đề để hình thành kiến thức về điện tích, tương tác điện.
b) Nội dung
Dựa vào kiến thức ở THCS và nội dung trong SGK yêu cầu học sinh trả lời các câu sau:
Câu 1: Nếu đưa thước nhựa đã cọ xát vào vải len lại gần mảnh giấy vụn thì có hiện tượng gì xảy ra?
Câu 2: Giải thích hiện tượng đó? Bản chất của hiện này là gì?
Câu 3: Khi đó thanh thước nhựa và mảnh vải len đã bị gì?
c) Sản phẩm mong đợi
Học sinh trả lời được các câu hỏi qua đó có nhu cầu tìm hiểu về điện tích và tương tác điện.
e) Đánh giá
- Căn cứ vào sản phẩm học tập đánh giá được sự tiến bộ của học sinh, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
Hoạt động 2 : Học sinh tự khám phá kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập
I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện a) Mục tiêu:
- Cách làm vật nhiễm điện do cọ xát
- Nhận biết hai loại điện tích và tương tác điện giữa hai loại điện tích. Điện tích điểm.
b) Nội dung: Mục I trong phiếu học tập số 2. c) Sản phẩm mong đợi:
Câu 1: Một vật có thể bị nhiễm điện khi cọ xát lên vật khác.
Câu 2: Vật bị nhiễm điện là vật mang điện, vật tích điện hay còn gọi là điện tích.
Câu 3: Có hai loại điện tích: điện tích âm và điện tích dương. Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau, khác loại thì hút nhau.
Câu 4: Điện tích điểm là điện tích có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa điện tích tới điểm mà ta xét.
Câu 5: Muốn biết vật có nhiễm điện hay không thì ta đưa vât lại gần các vật nhẹ như: vụn giấy, mảnh ni long nhỏ, bông … nếu nó hút các vật đó thì ta nói vật nhiễm điện.
d) Đánh giá:
- Căn cứ vào sản phẩm học tập đánh giá được khả năng xử lí thông tin, đọc tài liệu, giải quyết nhiệm vụ học tập của học sinh, qua đó đánh giá được sự phát triển năng lực tự học.
II. Định luật Cu - Lông. Hằng số điện môi a) Mục tiêu:
- Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm.
- Hằng số điện môi.
b) Nội dung: Mục II trong phiếu học tập số 2. c) Sản phẩm mong đợi:
Câu 1: Cân xoắn Cu-lông gồm một vật mang điện, 2 lá bạc trung hoà về điện và một thanh sắt nối 2 lá bạc đó với vật mang điện.
Câu 2: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Câu 3: Phương của lực tương tác giữ hai điện tích điểm nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm đó. Hai điện tích điểm cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích điểm trái dấu thì hút nhau.
Câu 4: 𝐹 = 𝑘.|𝑞1.𝑞2| 𝑟2
Trong đó : k = 9.109N.m2 /C2
r (m) là khoảng cách giữa hai điện tích q1,q2 (C) là điện tích
Câu 5: Điện môi là môi trường cách điện.
Câu 6: Trong môi trường điện môi, lực tương tác tĩnh điện giảm đi ℇ lần. 𝐹 =𝑘. |𝑞1. 𝑞2|
ℇ𝑟2 Với ℇ là hằng số điện môi của môi trường
d) Đánh giá:
- Căn cứ vào sản phẩm học tập, đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết nhiệm vụ học tập, nghiên cứu tài liệu, tìm kiếm thông tin.
Hướng dẫn sử dụng phiếu học tập số 3: Sau khi tìm hiểu nội dung kiến thức của bài học, học sinh hoàn thành phiếu học tập số 3 để luyện tập, củng cố thông qua hoạt động 3.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 LUYỆN TẬP I. Trắc nghiệm
1. Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện?
(Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu.
B. Ô tô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích kéo lê trên mặt đường.
C. Chim thường xù lông về mùa rét
D. Sét giữa các đám mây
2. Điện tích điểm là? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A Vật có kích thước rất nhỏ. B. Vật chứa rất ít điện tích
C. Điện tích coi như tập trung tại một điểm.
D. Điểm phát ra điện tích.
3. Về sự tương tác điện, trong các nhận định dưới đây, nhận định sai là (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau. B. Các điện tích khác loại thì hút nhau.
C. Hai thanh nhựa giống nhau, sau khi cọ xát với len dạ, nếu đưa lại gần thì chúng
sẽ hút nhau.
D. Hai thanh thủy tinh sau khi cọ xát vào lụa, nếu đưa lại gần nhau thì chúng sẽ đẩy nhau.
4. Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống 2 lần thì độ lớn lực Cu – lông (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học
tập).
A Tăng 4 lần.
B. Tăng 2 lần C. Giảm 4 lần.. D. Tăng 4 lần.
5. Có hai điện tích điểm q1 và q2, chúng đẩy nhau. Khẳng định nào sau đây là
đúng(Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. q1> 0 và q2 < 0. B. q1< 0 và q2 > 0. C. q1.q2 > 0. D. q1.q2 < 0.
6. Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích.
7. Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10-9 (cm), coi rằng prôton và êlectron là các điện tích điểm. Lực tương tác giữa chúng là: (Năng lực thực hiện
kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. lực hút với F = 9,216.10-12 (N). B. lực đẩy với F = 9,216.10-12 (N). C. lực hút với F = 9,216.10-8 (N). D. lực đẩy với F = 9,216.10-8 (N).
8. Nhận xét không đúng về điện môi là: (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. Điện môi là môi trường cách điện.
B. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.
C. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác giữa các điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn so với khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần. D. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1.
9. Có thể áp dụng định luật Cu – lông để tính lực tương tác trong trường hợp nào?
(Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. tương tác giữa hai thanh thủy tinh nhiễm đặt gần nhau.
B. tương tác giữa một thanh thủy tinh và một thanh nhựa nhiễm điện đặt gần nhau. C. tương tác giữa hai quả cầu nhỏ tích điện đặt xa nhau.
10 . Có thể áp dụng định luật Cu – lông cho tương tác nào sau đây? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. Hai điện tích điểm dao động quanh hai vị trí cố định trong một môi trường. B. Hai điện tích điểm nằm tại hai vị trí cố định trong một môi trường.
C. Hai điện tích điểm nằm cố định gần nhau, một trong dầu, một trong nước. D. Hai điện tích điểm chuyển động tự do trong cùng môi trường.
11. Cho 2 điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi. Lực tương tác giữa chúng sẽ lớn nhất khi đặt trong đâu? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. chân không. B. nước nguyên chất. C. dầu hỏa.
D. không khí ở điều kiện tiêu chuẩn.
12. Xét tương tác của hai điện tích điểm trong một môi trường xác định. Khi lực đẩy Cu – lông tăng 2 lần thì hằng số điện môi thay đổi như thế nào? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. tăng 2 lần. B. vẫn không đổi. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần.
13. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì hút nhau 1 lực là 21 N. Nếu đổ đầy dầu hỏa có hằng số điện môi 2,1 vào bình thì hai điện tích đó sẽ ra sao? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. hút nhau 1 lực bằng 10 N. B. đẩy nhau một lực bằng 10 N. C. hút nhau một lực bằng 44,1 N. D. đẩy nhau 1 lực bằng 44,1 N.
14. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì lực tương tác Cu – lông giữa chúng là 12 N. Khi đổ đầy một chất lỏng cách điện vào bình thì lực tương tác giữa chúng là 4 N. Hằng số điện môi của chất lỏng này là? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. 3. B. 1/3. C. 9. D. 1/9
15. Hai điện tích điểm đặt cách nhau 100 cm trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau bằng lực 8 N. Nêu chúng được đặt cách nhau 50 cm trong chân không thì tương tác nhau bằng lực có độ lớn là? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
A. 1 N. B. 2 N. C. 8 N. D. 48 N.
II. Tự luận
Bài 1. Hai điện tích q1 =2.10−8C, q2 =−10−8C đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
Bài 2. Hai điện tích q1 =2.10−6C, q2 =−2.10−6C đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó? (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
Bài 3. Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác
giữa chúng là 3 10 .
2 − N. Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 3
10− N. (Năng lực thực hiện kế hoạch tự học - T5 Giải quyết vấn đề học tập).
a/ Xác định hằng số điện môi của điện môi.
b/ Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không