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
o
dịch chuyển trong điện trường đều, nêu đặc
điểm của lực này?
* Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo
nhóm, thảo luận để tìm câu trả lời.
* Giáo viên gợi ý:
+ Xác định biểu vector cường độ điện trường
trong điện trường đều đã cho;
+ Xác định vector lực điện trường tác dụng
lên điện tích q
o
> 0;
*Giáo viên phát vấn:
Vì trên quỹ đạo MN là đường cong, vậy
làm thế nào để xác định công của lực điện
trường khi nó dịch chuyễn trên quỹ đạo
MN?
* Giáo viên hướng dẫn học sinh chia quỹ đạo
MN thành những đoạn rất nhỏ sao cho ta có
thể coi nó là đoạn thẳng;
*Xác định công của lực điện trường trên đoạn
đường nhỏ đó?
* Giáo viên dẫn dắt học sinh : A =
∑
∆
A
=?
* Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra nhận xét
đặc điểm công của lực điện trường làm dịch
chuyển điện tích q
+ Vì điện tích q
o
> 0 nên vector lực điện
trường cùng chiều với vector cường độ điện
trường, tức là có chiều từ bản dương sang bản
âm của tụ điện và có độ lớn F = q
o
E không đổi
vì điện trường giữa hai bản tụ điện là điện
trường đều (E= const)
*Học sinh xác định được:
∆A = q
o
Ecosα
i
= q
o
E
i
d
;
*A =
∑
∆
A
=
''. NMEqdEqdEq
oioio
==
∑∑
= W
M
– W
N
;
Giáo viên nhấn mạnh: Hiệu thế năng trong
trọng trường tỉ lệ với khối lượng m của vật, ở
đây ta cũng coi hiệu điện thế của điện tích q
trong điện trường tỉ lệ với điện tích q, nghĩa là
có thể biểu diễn A
MN
dưới dạng sau:
A
MN
= q(V
M
– V
N
)
Với (V
M
– V
N
) được gọi là hiệu điện thế (hay
điện áp giữa hai điểm M và N. Kí hiệu U
MN
.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc cá nhân
để rút ra định nghĩa hiệu điện thế.
* Giáo viên nhấn mạnh: V
điện thế, điện thế từ công thức của định nghĩa;
* Giáo viện giới thiệu đơn vị của điện thế và
hiệu điện thế;
*Học sinh nhận xét được sự giống nhau giữa
công của lực điện trường và công của trọng
lực là không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà
chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của
quỹ đạo;
* Học sinh thảo luận theo nhóm và trả lời câu
hỏi của giáo viên.
*Câu trả lời đúng: Có thể biểu diễn công của
lực điện trường thông qua thế năng tĩnh điện
giữa điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo vì
lực điện trường là lực thế (lực bảo toàn).
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận biểu thức:
A
MN
= q(V
M
– V
N
)
*Học sinh làm việc cá nhân rút ra được:
U
MN
= V
M
– V
N
giữa hai vật, người ta dùng tĩnh điện kế.
hiệu điện thế tại hai điểm.
*Học sinh nắm được nguyên tắc cấu tạo và
hoạt động của tĩnh điện kế.
Hoạt động 4: Tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại biểu
thức tính công của lực điện trường;
*Giáo viên yêu cầu học sinh liên hệ với công
thức: U
MN
= V
M
– V
N
=
q
A
MN
Làm việc cá nhân để xây dựng mối liên hệ
giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế:
E =
''NM
U
MN
*Giáo viên nhấn mạnh: Vì hai điểm M và N
là hai điểm bất kì nên ta có thể viết lại: E =
d
U
, với d là khoảng cách giữa hai điểm M’
;
+ U
MN
= V
M
– V
N
=
q
A
MN
*Học sinh làm việc cá nhân để rút ra được
biểu thức: E =
''NM
U
MN
*Học sinh lập luận để đi đến biểu thức: E =
d
U
,
*Học sinh tìm được đơn vị của cường độ điện
trường là vôn trên mét (V/m)
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức;
*Học sinh nắm được khái niệm mặt đẳng thế.
* Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận để
tìm ta hình dạng của mặt đẳng thế:
+ Điện trường do điện tích điểm Q gây ra có
mặt đẳng thể là những mặt cầu đồng tâm;
+ Trong điện trường đều, mặt đẳng thế là
những mặt phẳng song song cách đều;
V. BỔ SUNG
………………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………
…..
…………………………………………………………………………………………………
………..