Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Chương I: Điện tích - Điện trường - Bài 5+6: Công của lực điện – Hiệu điện thế

BÀI 5+6.CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN – HIỆU ĐIỆN THẾ
I. MỤC TIÊU.
Hiểu được cách xây dựng khái niệm về công lực điện trường trong dịch chuyển điện tích trong điện trường đều.
Viết được công thức tính công lực điện trường trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường của một điện tích điểm.
Nêu được đặc điểm công của lực điện.
Hiểu được khái niệm hiệu điện thế.
Nêu được định nghĩa và xác định được mối liên hệ giữa điện trường và hiệu điện thế.
Giải được một số bài tập đơn giản về điện thế và hiệu điện thế trong SGK.
II. CHUẨN BỊ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
1.Giáo viên:
Hình vẽ các đường sức điện trường, hình ảnh để xác định công của lực điện trên khổ giấy lớn.
Vẽ lên giấy khổ lớn hình vẽ về sự không phụ thuộc vào dạng của đường đi của công lực đienẹ tác dụng vào điện tích dịch chuyển trong đienẹ trường.
Chuẩn bị phiếu học tập.
2.Học sinh:
Ôn lại kiến thức về khái niệm công trong cơ học, định luật Culông và về tổng hợp lực.
Ôn lại cách tính công của trọng lực.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC.
1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp	
2.Kiểm tra bài cũ:
Trình bày khái niệm về điện trường và tính chất cơ bản của điện trường.
Biểu thức xác định cường độ điện trường và áp dụng cho trường hợp cường độ điện trường của một điện tích điểm gây ra.
3.Giới thiệu bài mới.
.Đặt vấn đề: Tương tác tĩnh điện có nhiều điểm tương đồng với tương tác hấp dẫn. Ta sẽ thấy ngay cả công của lực điện và thế năng của điện trong điện trường cũng có những điểm tương tự như công của trọng lực và thế năng của một vật trong trọng 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 khái niệm về công trong trường trọng lực để xây dựng khái niệm này trong trường tĩnh điện được không 
- Nhắc lại công thức tính công của một lực: .
- Nhắc lại biểu thức tính công của trọng lực:
Hoạt động của thầy
Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
². Đặt vấn đề: Tương tác điện có nhiều điểm tương đồng với tương tác hấp dẫn. Ta sẽ thấy ngay cả công của lực điện và thế năng của điện tích trong điện trường cũng có những điểm tương tự như công của trọng lực và thế năng của một vật trong trọng trường. 
´ 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:
´ Em hãy viết công thức tính công tổng quát?
´ Từ công thức tính công tổng quát, công thức định nghĩa cường độ điện trường hãy thiết lập công thức tính coâng cuûa löïc ñieän?
± Chú ý: AMN là đại lượng đại số.
´ Dựa vào công thức tính công đó em hãy nhận xét kết quả? Và trả lời câu hỏi C1 SGK?
± Gv tổng kết: Lực có tính chất trên gọi là lực thế. Trường tĩnh điện là trường thế.
M
N
M’
N’
 Trả lời câu hỏi:
± Công thức tính công: .
± Cường độ điện trường: 
± Công của lực điện trên đoạn nhỏ PQ là : 
± Công của lực điện treân caû quaõng ñöôøng MN
AMN = ∑ ΔA = q.E.s.cosα
 = q.E. (4.1)
Trong đó M’N’ là hình chiếu của MN trên phương x đường đi.
± Công không phụ thuộc dạng đường đi.
± Hs trả lời câu C1 sgk.
1. Công của lực điện .
Xét điện tích dương q dưới tác dụng của điện trường dịch chuyển từ M đến N( H4.1)
- Chia MN thành nhiều đoạn nhỏ, mỗi đoạn là một đoạn thẳng.
 Ta có AMN = 
 ® A MN = q.E.
M’, N’là hình chiếu của hai điểm M, N lên trục Ox.
Kết luận: 
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 trong điện trường
Vậy: điện trường tĩnh là một trường thế
Tìm hiểu khái niệm hiệu điện thế – Liên hệ giữa điện trường và hiệu điện thế
Hoạt động của thầy
Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
± GV phân tích đặc điểm chung của công của trọng lực và công của lực điện trường.
´ Nhaéc 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. Từ đó đưa ra công thức tính công của lực điện biểu diễn qua hiệu thế năng:
± Hieäu thế năng của vật trong trường hấp dẫn tỉ lệ với khối lượng m cuûa vaät. ÔÛ ñaây ta cuõng coi hieäu thế năng của điện tích q trong điện trường tỉ lệ với điện tích q. Hay AMN =?
 goïi laø hieäu ñieän theá (hay ñieän aùp) giöõa hai ñieåm M vaø N, ñöôïc kí hieäu laø UMN
´. Töø caùc coâng thöùc treân, em haõy ruùt ra UMN =?
± Cho HS traû lôøi caâu hoûi C3 SGK. 
± Noùi theâm veà ñieän theá, ñôn vò vaø caùch ño hñt tónh ñieän. Gv giới thiệu sơ về tĩnh điện kế.
± Cho HS traû lôøi caâu hoûi C4 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.
M
N
± Hs theo dõi.
± Công thức tính công: 
 A = Wt1 – Wt2..
± Nghe vaø tham gia cuøng GV xây dựng định nghĩa của hiệu điện thế dựa vào công của lực điện :
± Hay AMN ñöôïc vieát: 
 (4.2)
± Töø caùc coâng thöùc treân ta coù:
 (4.3)
± HS traû lôøi caâu hoûi C3 SGK. 
- 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.
± HS traû lôøi caâu hoûi C4 SGK. 
2 .Khái niệm hiệu điện thế
 a)Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích
 - Xét điện tích q chuyển động từ M đến N trong điện trường đều . 
Ta có: AMN = WM – WN 
	Với WM, WN gọi là thế năng của điện tích q ở điểm M,N.
 b) Hiệu điện thế, điện thế.
 Tương tự thế năng của vật m, ta có thế năng của điện tích q: WM = qVM,
 WN = qVN
 AMN = WM –WN 
 = q(VM – VN)
	Với VM,VN là điện thế của điện trường tại M, N.
VM – VN = UMN : Hiệu điện thế giữa hai điểm M,N.
Vậy : UMN = VM – VN = 
Kết luận : Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm 
Chú ý:
Điện thế không có giá trị xác định.
Điện thế tại một điểm phụ thuộc vào cách chọn gốc điện thế.( thường chọn gốc điện thế tại đất và một điểm xa vô cùng thì điện thế bằng 0 )
Đơn vị:Vôn(V) =1J/1C
ĐN Vôn: là hiệu điện thế giữa hai điểm M,N mà khi một điện tích dương 1 C di chuyển từ M đến N thì lực điện sẽ thực hiện một công 1J
Để đo hiệu điện thế giữa hai vật dùng tĩnh điện kế.
 Tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
Hoạt động của thầy
Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
± Töø hai coâng thöùc (4.1) vaø (4.2) ta coù ñöôïc ñieàu gì? Töø ñoù coù nhaän xeùt gì?. 
± Gv hướng dẫn Hs thiết lập công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
± GV toång quaùt laïi coâng thöùc lieân heä vaø nhaän xeùt veà ñôn vò cuûa cöôøng ñoä ñieän tröôøng.
± Hs trả lời câu hỏi:
 (4.4)
± Trong tröôøng hôïp khoâng caàn ñeå yù ñeán daáu cuûa caùc ñaïi löôïng thì ta coù theå vieát:
 d laø khoaûng caùch giöõa hai ñieåm M’ vaø N’
3. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế:
 với d là khoảng cách hình học giữa M’, N’.
Củng cố. Hướng dẫn và ra bài tập về nhà
Hoạt động của thầy
Hoạt động của học sinh
Nội dung ghi bảng
Nêu các câu hỏi trắc nghiệm để củng cố kiến thức.
Đánh giá , nhận xét kết quả giờ dạy.
Câu hỏi và bài tâp về nhà 
Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau.
Trả lời câu hỏi
trắc nghiệm.
Ghi chép các dặn dò và bài tập về nhà .
Vận dụng: Cho HS thảo luận, trả lời câu hỏi:
C©u 1) Công của lực điện trường dịch chuyển quãng đường 1 m một điện tích 10 μC vuông góc với các đường sức điện trong một điện trường đều cường độ 106 V/m là
A. 1 J.	B. 1000 J.	C. 1 mJ.	D. 0 J.
C©u 2) Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 10 mC song song với các đường sức trong một điện trường đều với quãng đường 10 cm là 1 J. Độ lớn cường độ điện trường đó là
A. 10000 V/m.	B. 1 V/m.	C. 100 V/m.	D. 1000 V/m.
C©u 3) Khi điện tích dịch chuyển trong điện trường đều theo chiều đường sức thì nó nhận được một công 10 J. Khi dịch chuyển tạo với chiều đường sức 600 trên cùng độ dài quãng đường thì nó nhận được một công là 
A. 5 J. 	B. J.	C. J.	D. 7,5 J.
Giao nhiệm vụ về nhà: Ghi bài tập về nhà: bài tập 5 đến 8 (trang 9. SGK). làm bài tập SBT
IV) Ruùt kinh nghieäm:.
.