Giáo án môn Vật lý khối 11 - Bài 01: Điện tích - Định luật cu lông

Phaàn moät: ÑIEÄN HOÏC – ÑIEÄN TÖØ HOÏC
CHÖÔNG I: ÑIEÄN TÍCH- ÑIEÄN TRÖÔØNG
Tieát : 01 Ngaøy soaïn: 20 – 08
 Baøi 01: ÑIEÄN TÍCH - ÑÒNH LUAÄT CU LOÂNG
Mục tiêu:
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.
Kỹ năng:
Viết được công thức định luật cu-long. 
Vận dụng được định luật Cu-lông để xác định được lực điện tác dụng giữa hai 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.
Chuẩn bị:
Giáo viên:
Dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện do cọ xác, do tiếp xúc và do hưởng ứng.
SGK, SBT và các tài liệu tham khảo.
Nội dung ghi bảng:
Hoạt động 1: Tìm hiểu sự nhiễm điện của vật.
Hoạt động GV
Hoạt Động HS
Nội dung ghi bảng
±.Gv đặt câu hỏi cho Hs.
´ Có mấy loại điện tích? 
´ Tương tác giữa các điện tích diễn ra như thế nào?
±.Nhận xét câu trả lời.
±.Gv làm thí nghiệm hiện tượng nhiễm điện do cọ xát.
´ Hiện tượng gì sẽ xảy ra neáu:
Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện?
Đưa thanh kim loại không nhiễm điện lại gần quả cầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào?
±.Gv nhận xét và nói rõ ở bài sau chúng ta sẽ giải thích nguyên nhân gây ra các hiện tượng trên.
±.Hs trả lời câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ của Gv:
Có hai loại điện tích: Điện tích dương và điện tích âm.
Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu thì hút nhau.
±.Hs quan sát Gv làm thí nghiệm và rút ra nhận xét: 
Sau khi cọ xát thanh thuỷ tinh có thể hút các mẫu giấy vụn.
Thanh thuỷ tinh nhiễm điện.
±.Hs nghe giảng và dự đoán kết quả của các hiện tượng trên
1.Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật.
a.Hai loại điện tích:	+ Điện tích dương.
b.Sự nhiễm điện của các vật.
+Nhiễm điện do cọ xát.
+Nhiễm điện do tiếp xúc.
+Nhiễm điện do hưởng ứng.
 : hằng số điện môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất điện môi
Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật Cu-lông
Hoạt động GV
Hoạt Động HS
Nội dung ghi bảng
± Gv trình bày cấu tạo và công dụng của cân xoắn.
+ Cấu tạo: (hình 1.5/7 sgk)
+ Công dụng: Dùng để khảo sát lực tương tác giữa hai quả cầu tích điện.
± Gv đưa ra khái niệm điện tích điểm: là những vật nhiễm điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
± Gv trình bày nội dung và biểu thức của định luật Cu-lông.
Lực Cu-lông (lực tĩnh điện) là một vectơ. 
´ Đặc điểm của vectơ lực là gi?
Biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn:
 G: hằng số hấp dẫn.
´ Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn?.
´ So sánh sự giống và khác nhau giữa định luật Cu-lông và định luật vạn vật hấp dẫn?.
± Hs lắng nghe.
± Hs lắng nghe và ghi chép.
± Hs trả lời câu hỏi: 
Đặc điểm của vectơ lực : gồm
Điểm đặt.
Phương , chiều.
Độ lớn.
Hs vẽ lực tương tác giữa hai điện tích cùng dấu và trái dấu.
Hs phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn.
Giống:
+ Lực HD tỉ lệ thuận tích khối lượng hai vật và tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cách giữa hai vật
+ Lực Cu-lông tỉ lệ thuận tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Khác: 
+ Lực HD bao giờ cũng là lực hút.
+ Lực Cu-lông có thể là lực hút hay lực đẩy
1.Định luật Cu-lông:
a.Nội dung: (Sgk)
b.Biểu thức: Trong đó: + k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ.
 + r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm.	 + q1, q2 : độ lớn của hai điện tích điểm.
r
c.Biểu diễn: 
q2>0
q1>0
r
q1>0
q2<0
Hoạt động 3: Tìm hiểu lực tĩnh điện trong điện môi.
Hoạt động GV
Hoạt Động HS
Nội dung ghi bảng
´ Định luật Cu-lông chỉ đề cập đến lực tĩnh điện trong chân không. Vậy trong môi trường đồng tính lực tĩnh điện có thay đổi không? Nếu có thì thay đổi như thế nào?
Từ thực nghiệm lực tĩnh điện trong môi trường đồng tính được xác định bởi công thức:
´ Hằng số điện môi phụ thuộc vào những yếu tố nào? Không phụ thuộc vào yếu tố nào?
± Hs trả lời câu hỏi:
 + Lực tĩnh điện trong môi trường đồng tính giảm đi ε lần so với trong môi trường chân không.
 ε :hằng số điện môi.
+ Hằng số điện môi phụ thuộc vào tính chất của điện môi. Không phụ thuộc vào độ lớn các điện tích và khoảng cách giữa điện tích
Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (chất cách điện).
 : hằng số điện môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất điện môi.
Hoạt động4: Củng cố. Vận dụng, Giao nhiệm vụ về nhà.
1. Củng cố : Cho hoïc sinh toùm taét nhöõng kieát thöùc ñaõ hoïc trong baøi: khaùi nieäm ñieän tích ñieåm, ñaëc ñieåm töông taùc giöõa caùc ñieän tích, phöông chieàu cuûa löïc Cu-loâng töông taùc giöõa caùc ñieän tích ñieåm, noäi dung ñònh luaät Cu-loâng, yù nghóa cuûa haèng soá ñieän moâi.
2. Vận dụng: Cho HS thảo luận, trả lời câu hỏi:
C©u 1) Trong những cách sau cách nào có thể làm nhiễm điện cho một vật?
 A. Cọ chiếc vỏ bút lên tóc;	 B. Đặt một nhanh nhựa gần một vật đã nhiễm điện;
 C. Đặt một vật gần nguồn điện;	 D. Cho một vật tiếp xúc với viên pin.
C©u 2) Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện?
 A. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu;
 B. Chim thường xù lông về mùa rét;
 C. Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích sắt kéo lê trên mặt đường;
 D. Sét giữa các đám mây.
C©u 3) Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10-4/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng
 A. hút nhau một lực 0,5 N.	 B. hút nhau một lực 5 N.
 C. đẩy nhau một lực 5N.	 D. đẩy nhau một lực 0,5 N.
3.Giao nhiệm vụ về nhà: Ghi bài tập về nhà: bài tập 5 đến 8 (trang 9. SGK). làm bài tập SBT
Tieát : 02 Ngaøy soaïn: 23 – 08 - 08
 BAØI TAÄP
I.Muïc tieâu:
1.Veà kieán thöùc: 
Năm được phương pháp giải bài tập Định luật Culông (nắm được điểm đặt, phương chiều, độ lớn của lực culông), Năm được nguyên lý chồng chất lực
Nắm được phương pháp giải bài tập phần lực culông 
2.Veà kyõ naêng:
Học sinh vận dụng được phương pháp giải được các bài tập trong sách giáo khoa cũng như sách bài tập
Vận dụng giải được các bài tập cùng dạng
II.Chuaån bò:
Giaùo vieân: Hệ thống bài tập phù hợp với trình độ học sinh từng lớp
Hoïc sinh: OÂn laïi ñònh luaät Cu loâng vaø toång hôïp caùc löïc coù giaù ñoàng quy. 
III. Tieán trình daïy hoïc:
1)OÅn ñònh: Kieåm dieän
2)Kieåm tra: 
Caâu 1: Biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích cùng dấu.Traùi daáu? Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật Cu-lông?
 Caâu 2: Neâu quy taéc toång hôïp hai löïc coù giaù ñoàng quy? 
3)Hoaït ñoäng daïy – hoïc:
«.Hoạt động 1: Chöõa baøi taäp veà töông taùc giöõa caùc ñieän tích ñieåm.
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
± Ghi ñeà baøi taäp, suy nghó thaûo luaän phöông phaùp giaûi baøi taäp daïng naøy vaø giaûi baøi taäp.
±. Tröôùc heát xaùc ñònh caùc löïc thaønh phaàn taùc duïng leân q3 laø ,, roài tìm hôïp löïc cuûa caùc löïc ñoù: 
². Ta coù CA + CB = AB neân C naèm treân AB vaø C naèm giöõa A vaø B.
± Löïc do q1 taùc duïng leân q3 laø coù giaù laø AB, chieàu töø C ñeán B vaø coù ñoä lôùn:
± Löïc do q2 taùc duïng leân q3 laø coù giaù laø AB, chieàu töø C ñeán B vaø coù ñoä lôùn:
± Hôïp löïc taùc ñuïng leân q3 laø: Neân coù giaù laø ñöôøng thaúng AB, chieàu töø C ñeán B vaø coù ñoä lôùn: F = F1 + F2 = 3,6 + 14,4 = 18 N
². Ta coù CA + AB = CB neân C naèm treân AB vaø C naèm ngoaøi AB vaø C gaàn A hôn.
± Hôïp löïc taùc ñuïng leân q3 laø: Neân coù giaù laø ñöôøng thaúng AB, chieàu höôùng ra xa A vaø coù ñoä lôùn: F = F1 - F2 = 3,6 – 0,576 = 3,024 N
². Ta coù CA = CB = AB neân ABC laø ∆ ñeàu
± Hôïp löïc taùc ñuïng leân q3 laø: Neân coù giaù song song vôùi ñöôøng thaúng AB, chieàu höôùng töø A ñeán B vaø coù ñoä lôùn: F = F1 = F2 = 1,6 N
±. Hai ñieän tích ñieåm q1 = 4.10-7 C, q2 = -4.10-7C ñaët coá ñònh taïi hai ñieåm A vaø B trong khoâng khí, AB = 3 cm. Haõy xaùc ñònh löïc ñieän taùc duïng taùc duïng leân ñieän tích q3 = 4.107C ñaët taïi C neáu:
CA = 2 cm; CB = 1 cm
CA = 2 cm; CB = 5 cm
CA = CB = AB
±.Cho HS neâu phöông phaùp giaûi, sau ñoù goïi HS laàn löôït giaûi caùc yù cuûa baøi taäp
´ Tröôùc heát em haõy nhaän xeùt veà vò trí cuûa C so vôùi A vaø B? roài xaùc ñònh caùc löïc do q1 vaø q2 taùc duïng leân q3?
´ Töø ñoù em haõy xaùc ñònh hôïp löïc taùc duïng leân q3?
´ Töông töï treân, tröôùc heát em haõy nhaän xeùt veà vò trí cuûa C so vôùi A vaø B? roài xaùc ñònh caùc löïc do q1 vaø q2 taùc duïng leân q3? Töø ñoù em haõy xaùc ñònh hôïp löïc taùc duïng leân q3?
´ Töông töï treân, tröôùc heát em haõy nhaän xeùt veà vò trí cuûa C so vôùi A vaø B? roài xaùc ñònh caùc löïc do q1 vaø q2 taùc duïng leân q3? Töø ñoù em haõy xaùc ñònh hôïp löïc taùc duïng leân q3?
«. Hoạt động 2: Chöõa baøi taäp veà caân baèng cuûa heä caùc ñieän tích ñieåm.
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
± Ghi ñeà baøi taäp, suy nghó thaûo luaän phöông phaùp giaûi baøi taäp daïng naøy vaø giaûi baøi taäp.
± Ñieàu kieän ñeå cho moät vaät caân baèng laø hôïp löïc cuûa taát caû caùc löïc taùc duïng leân noù phaûi baèng 0. 
². Coù hai löïc ñieän taùc duïng leân q3 laø vaø do q1 vaø q2 gaây ra. Ñeå q3 naèm caân baèng thì: . Suy ra caû ba ñieän tích phaûi naèm treân moät ñöôøng thaúng , vaø q1 vaø q2 cuøng daáu neân q3 phaûi naèm giöõa q1 vaø q2. vaø F13 = F23.
Khi ñoù ta coù: Þ 
±. Thay soá vaøo vaø giaûi ra ñöôïc x = 2 cm.
±.Keát quaû naøy ñuùng vôùi moïi daáu vaø ñoä lôùn cuûa q3 
±. Cho hai ñieän tích ñieåm q1 = 3.10-7 C, q2 = 1,2.10-7 C ñaët coá ñònh caùch nhau moät ñoaïn a = 6 cm trong chaân khoâng. Haõy xaùc ñònh vò trí vaø giaù trò cuûa ñieän tích thöù ba q3 ñeå q3 naèm caân baèng?
±.Cho HS neâu phöông phaùp giaûi, sau ñoù goïi HS laàn löôït giaûi caùc yù cuûa baøi taäp
±.GV coù theå gôïi yù cho HS: Ñieàu kieän ñeå cho moät vaät caân baèng laø gì? Töø ñoù suy ra ñöôïc ñieàu gì?
´ Goïi khoaûng caùch töø q3 ñeán q1 laø x ta seõ coù ñöôïc ñieàu gì?
´ Em coù nhaän xeùt gì veà keát quaû tìm ñöôïc?
«. Hoạt động 3 : Củng cố. Giao nhiệm vụ về nhà.
1. Củng cố : Cho hoïc sinh neâu laïi phöông phaùp giaûi hai loaïi baøi taäp treân vaø GV nhaán maïnh theâm moät soá ñieåm caàn löu yù.
2.Giao nhiệm vụ về nhà: Veà nhaø laøm caùc baøi taäp coøn laïi cuûa saùch baøi taäp vaø giaûi laïi baøi taäp 2 treân vôùi q1 vaø q2 khoâng coâù ñònh? Vaø q1 vaø q2 traùi daáu?
Tieát : 03 Ngaøy soaïn: 24 – 08 - 08
 Baøi 02: THUYEÁT ELECTRON 
 ÑÒNH LUAÄT BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH
Mục tiêu:
Kiến thức:
Trình bày được nội dung chính của thuyết electron.
Trình bày được khái niệm hạt mang điện và vật nhiễm điện.
Phát biểu được nội dung của định luật bảo toàn điện tích.
Kỹ năng:
Vận dụng được thuyết electron để giải thích được các hiện tượng nhiễm điện.
Giải thích được tính dẫn điện, tính cách điện của một chất.
Chuẩn bị:
Giáo viên:
Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm về nhiễm điện do cọ xát. 
Nội dung ghi bảng:
Hoạt động 1: Tìm hiểu nội dung thuyết electron. Vật dẫn điện và vật cách điện
Hoạt động GV
Hoạt Động HS
Nội dung ghi bảng
±. Yêu cầu HS nhắc lại kiến thức: cấu tạo của nguyên tử, điện tích của các hạt trong nguyên tử.
´ Thuyết electron dựa trên cơ sở nào?
±. Gv trình bày nội dung thuyết electron. Lưu ý Hs là khối lượng của electron nhỏ hơn khối lượng của proton rất nhiều nên electron di chuyển dễ hơn..
±. Yêu cầu Hs trả lời câu C1.
´ Theo quan điểm của thuyết electron thì thế nào là một vật nhiễm điện?
±. Yêu cầu Hs nêu vi dụ về vật dẫn điện và vật cách điện. Định nghĩa vật dẫn điện và vật cách điện.
±. Gv đưa ra định nghĩa trong SGK. Vậy hai cách định nghĩa đó có khác nhau không?
±. Hs nhớ lại cấu tạo của nguyên tử.
Nguyên tử gồm:
+ Hạt nhân: proton: mang điện dương.
 nơtron: không mang điện.
+ Electron: mang điện âm.
Thuyết electron dựa trên sự có mặt và sự di chuyển của electron.
±. Hs dựa vào lưu ý của Gv để trả lời câu C1.
±. Hs nêu tên một vài vật dẫn điện và vật cách điện.
Bình thường nguyên tử trung hoà về điện.
Nguyên tử bị mất electron trở thành ion dương, nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm.
Electron có thể di chuyển trong một vật hay từ vật này sang vật khác vì độ linh động lớn.
.
Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện:
Nhiễm điện do cọ xát:
Khi thanh thuỷ tinh cọ xát với lụa thì có một số electron di chuyển từ thuỷ tinh sang lụa nên thanh thuỷ tinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm.
Nhiễm điện do tiếp xúc:
Khi thanh kim loại trung hoà điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện thì có sự di chuyển điện tích từ quả cầu sang thanh kim loại nên thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với quả cầu.
Nhiễm điện do hưởng ứng:
Thanh kim loại trung hoà điện đặt gần quả cầu nhiễm điện thì các electron tự do trong thanh kim loại dịch chuyển. Đầu thanh kim loại xa quả cầu nhiễm điện cùng dấu với quả cầu, đầu thanh kim loại gần quả cầu nhiễm điện trái dấu với quả cầu.
Định luật bảo toàn điện tích
Ở một hệ vật cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số.
Hoạt động 2: Tìm hiểu ba hiện tượng nhiễm điện.
Hoạt động GV
Hoạt Động HS
Nội dung ghi bảng
±. Gv yêu cầu Hs dựa vào thuyết electron để trả lời các câu hỏi sau:
´ Bình thường thanh thuỷ tinh và mảnh lụa trung hoà về điện. Tại sao sau khi cọ xát chúng lại nhiễm điện? điện tích đó từ đâu đến?
´ Thanh kim loại trung hoà điện khi tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện thì thanh KL nhiễm điện. Dựa vào nội dung nào của thuyết electron để giải thích hiện tượng trên?
±. Tương tự yêu cầu Hs giải thích hiện tượng nhiếm điện do hưởng ứng.
±. Yêu cầu Hs so sánh ba hiện tượng nhiễm điện trên.
±. Gv nhận xét câu trả lời của Hs, tổng kết và rút ra kết luận.
±. Hs nghiên cứu SGK, lắng nghe và trả lời câu hỏi của Gv.
±. Hs lắng nghe và ghi chép.
Chú ý:
Electron tự do có vai trò rất quan trọng trong quá trình nhiễm điên.
Điện tích có tính bảo toàn.
2.Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện:
Vật dẫn điện là những vật có các điện tích tự do có thể di chuyển được bên trong vật.
Vật cách điện là những vật có rất ít các điện tích tự do có thể di chuyển bên trong vật