Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Tiết 4: Công của lực điện - Hiệu điện thế

TIẾT 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ
Mục tiêu:
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.
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.
Chuẩn bị:
Giáo viên:
Tĩnh điện kế và những dụng cụ liên quan (nếu có).
Nội dung ghi bảng:
TIẾT 4 – 5: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ
Công của lực điện:
Điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, công của lực điện trường:
 : 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.
Khái niệm hiệu điện thế.
Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích: AMN = WM – WN 
Hiệu điện thế, điện thế: 
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.
Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: 
 d là khoảng cách giữa hai điểm M’, N’.
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.
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.
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: .
cường độ điện trường: .
Công của lực điện: A = q.E.s.cosα 
 A = q.E.
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: AMN 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 = Wt1 – Wt2..
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 công của lực điện biểu diễn qua hiệu thế năng.
Thế năng của vật trong trường hấp dẫn tỉ lệ với khối lượng. Thế năng của điện tích q trong điện trường tỉ lệ với điện tích q.
TIẾT 5:
Hoạt động 4: Tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Hs trả lời câu hỏi:
Viết công thức tính công của lực điện.
Từ công thức định nghĩa hiệu điện thế. Tìm mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
Gv hướng dẫn Hs thiết lập công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế.
Gv giới thiệu sơ về tĩnh điện kế.
Hoạt động 5: Vận dụng.
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Hs thực hiện theo sự hướng dẫn của Gv:
Yêu cầu Hs đọc đề bài và tóm tắt đề.
Viết công thức tính công của lực điện.
Xác định cường độ điện trường.
Hs đọc đề bài 5/23 sgk và trả lời các câu hỏi sau:
Chuyển động của electron là chuyển động gì?
Electron chuyển động dưới tác dụng của lực nào?
Từ ĐL II Niutơn suy ra công thức gia tốc.
Dựa vào dữ kiện đề bài, viết công thức phù hợp để tính quảng đường của chuyển động.
Gv hướng dẫn Hs vận dụng công thức tính công của lực điện giải bài tập 4/23 sgk để củng cố bài học.
Bài 5/23 sgk sử dụng kiến thức ở lớp10, Gv cho Hs nhắc lại để giải bài tập.
Gv theo dõi, nhận xét và hoàn chỉnh.
Phiếu học tập 1:
1. C«ng thøc x¸c ®Þnh c«ng cña lùc ®iÖn tr­êng lµm dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch q trong ®iÖn tr­êng ®Òu E lµ A = qEd, trong ®ã d lµ:
A. kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi.
B. kho¶ng c¸ch gi÷a h×nh chiÕu ®iÓm ®Çu vµ h×nh chiÕu ®iÓm cuèi lªn mét ®­êng søc.
C. ®é dµi ®¹i sè cña ®o¹n tõ h×nh chiÕu ®iÓm ®Çu ®Õn h×nh chiÕu ®iÓm cuèi lªn mét ®­êng søc, tÝnh theo chiÒu ®­êng søc ®iÖn.
D. ®é dµi ®¹i sè cña ®o¹n tõ h×nh chiÕu ®iÓm ®Çu ®Õn h×nh chiÕu ®iÓm cuèi lªn mét ®­êng søc.
	2. Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng?
A. C«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch kh«ng phô thuéc vµo d¹ng ®­êng ®i cña ®iÖn tÝch mµ chØ phô thuéc vµo vÞ trÝ ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®o¹n ®­êng ®i trong ®iÖn tr­êng.
B. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm trong ®iÖn tr­êng lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng sinh c«ng cña ®iÖn tr­êng lµm dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch gi÷a hai ®iÓm ®ã.
C. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm trong ®iÖn tr­êng lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho ®iÖn tr­êng t¸c dông lùc m¹nh hay yÕu khi ®Æt ®iÖn tÝch thö t¹i hai ®iÓm ®ã.
D. §iÖn tr­êng tÜnh lµ mét tr­êng thÕ.
	3. Mèi liªn hÖ gi­a hiÖu ®iÖn thÕ UMN vµ hiÖu ®iÖn thÕ UNM lµ:
A. UMN = UNM.	B. UMN = - UNM.	C. UMN =.	D. UMN = .
	4. Hai ®iÓm M vµ N n»m trªn cïng mét ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu cã c­êng ®é E, hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a M vµ N lµ UMN, kho¶ng c¸ch MN = d. C«ng thøc nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng? 
A. UMN = VM – VN.	B. UMN = E.d	C. AMN = q.UMN	D. E = UMN.d
	5. Mét ®iÖn tÝch q chuyÓn ®éng trong ®iÖn tr­êng kh«ng ®Òu theo mét ®­êng cong kÝn. Gäi c«ng cña lùc ®iÖn trong chuyÓn ®éng ®ã lµ A th×
A. A > 0 nÕu q > 0.	B. A > 0 nÕu q < 0.	C. A = 0 trong mäi tr­êng hîp.
D. A ≠ 0 cßn dÊu cña A ch­a x¸c ®Þnh v× ch­a biÕt chiÒu chuyÓn ®éng cña q.	 
	6. Hai tÊm kim lo¹i song song, c¸ch nhau 2 (cm) vµ ®­îc nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu nhau. Muèn lµm cho ®iÖn tÝch q = 5.10-10 (C) di chuyÓn tõ tÊm nµy ®Õn tÊm kia cÇn tèn mét c«ng A = 2.10-9 (J). Coi ®iÖn tr­êng bªn trong kho¶ng gi÷a hai tÊm kim lo¹i lµ ®iÖn tr­êng ®Òu vµ cã c¸c ®­êng søc ®iÖn vu«ng gãc víi c¸c tÊm. C­êng ®é ®iÖn tr­êng bªn trong tÊm kim lo¹i ®ã lµ:
A. E = 2 (V/m).	B. E = 40 (V/m).	C. E = 200 (V/m).	D. E = 400 (V/m).
	7. Mét ªlectron chuyÓn ®éng däc theo ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu. C­êng ®é ®iÖn tr­êng E = 100 (V/m). VËn tèc ban ®Çu cña ªlectron b»ng 300 (km/s). Khèi l­îng cña ªlectron lµ m = 9,1.10-31 (kg). Tõ lóc b¾t ®Çu chuyÓn ®éng ®Õn lóc vËn tèc cña ªlectron b»ng kh«ng th× ªlectron chuyÓn ®éng ®­îc qu·ng ®­êng lµ:
A. S = 5,12 (mm).	B. S = 2,56 (mm).	C. S = 5,12.10-3 (mm). D. S = 2,56.10-3 (mm).
Dặn dò: 
Làm bài tập 6, 7, 8/23 sgk.
Học sinh làm phiếu học tập 2:
	1. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M vµ N lµ UMN = 1 (V). C«ng cña ®iÖn tr­êng lµm dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch q = - 1 (μC) tõ M ®Õn N lµ:
A. A = - 1 (μJ).	B. A = + 1 (μJ).	C. A = - 1 (J).	D. A = + 1 (J).
	2. Mét qu¶ cÇu nhá khèi l­îng 3,06.10-15 (kg), mang ®iÖn tÝch 4,8.10-18 (C), n»m l¬ löng gi÷a hai tÊm kim lo¹i song song n»m ngang nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu, c¸ch nhau mét kho¶ng 2 (cm). LÊy g = 10 (m/s2). HiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai tÊm kim lo¹i ®ã lµ:
A. U = 255,0 (V).	B. U = 127,5 (V).	C. U = 63,75 (V).	D. U = 734,4 (V).
	3. C«ng cña lùc ®iÖn tr­êng lµm di chuyÓn mét ®iÖn tÝch gi÷a hai ®iÓm cã hiÖu ®iÖn thÕ U = 2000 (V) lµ A = 1 (J). §é lín cña ®iÖn tÝch ®ã lµ
A. q = 2.10-4 (C).	B. q = 2.10-4 (μC).	C. q = 5.10-4 (C).	D. q = 5.10-4 (μC).
	4. Mét ®iÖn tÝch q = 1 (μC) di chuyÓn tõ ®iÓm A ®Õn ®iÓm B trong ®iÖn tr­êng, nã thu ®­îc mét n¨ng l­îng W = 0,2 (mJ). HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm A, B lµ:
A. U = 0,20 (V).	B. U = 0,20 (mV).	C. U = 200 (kV).	D. U = 200 (V).
Chuẩn bị bài “Bài tập về lực Cu-lông và điện trường”.
Rút kinh nghiệm: