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. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
1.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.
2.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
đienẹ 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/
Học sinh tiếp thu ý đồ của học sinh và cùng suy nghĩ.
Nhắc lại biểu thức tính công của trọng lực và đặc điểm?
Hoạt động 1: Công của lực điện
Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên
- Giới thiệu hình vẽ 4.1. Từ hình vẽ xác
định lực tác dụng lên điện tích qo khi qo
dich chuyển trong điện trường đều, nêu đặc
điểm của lực này?
- Từ biểu thức tính công của lực điện trong
điện trường đều ứng với các trường hợp
sau:
- Lần lượt cho học sinh xác định F, S ,
trong mỗi trường hợp rồi áp dụng công
thức.
a. Điện tích di chuyển theo đường thẳng
MN?
b. Điện tích di chuyển theo đường gấp khúc
MNP?
c. Điện tích di chuyển theo đường thẳng
- Nhắc lại công thức tính công của một
lực:
os
A FSc
.
- Nhắc lại biểu thức tính công của trọng
lực:
P mgh
- Đặc điểm công của trọng lực: Không phụ
thuộc vào hình dạng đường đi, chỉ phụ
thuộc vào vị trí điểm đầu, điểm cuối và
khối lượng của vật.
- Lực điện tác dụng lên qo có hướng của
điện trường (từ bản cực dương sang bản
cạc âm) và có độ lớn
.
không đổi.
- Từ biểu thức tính công của một lực, lần
lượt tính công của lực điện trong các
trường hợp
hoặc cong MN bất kì?
- Cồn vủa lực điện trong sự di chuyển của
điện tích trong điện trường của một điện
tích điểm.
- Giáo viên nêu tính tổng quát của công
thức và cho học sinh đi đến kết luanạ tổng
quát (SGK)
os MN
A qEc A A qEM N
Trong đó M’N’ là hình chiếu của MN trên
phương x đường đi.
- Nêu nhận xét cho trường hợp này
- Kết luận, ghi vào vở
Hoạt động 2: Khái niệm hiệu điện thế.
Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên
1. Công của lực điện trường
- GV yêu cầu HS nhắc lại các công thức
xác định công của trọng lực và sau đó nêu
ra tính tương tự
- GV phân tích đặc điểm chung của công
(công của trọng lực và công của lực điện
trường) có thể trình bày theo từng bước:
+ Khái niệm về thế năng một điện tích
trong điện trường.
+ Thế năng của một điện tích q trong điện
- HS nhắc lại các công thức tính thế năng
trong trường trọng lực.
- Nghe GV trình bày và chuẩn bị trả lời
câu hỏi khi GV yêu cầu.
- kết luận và ghi vào vở
- Chỉ ra công thức tính công của lực điện
trong mọi trường hợp là:
M N
w -w
A
trường đều.
+ Thế năng của một điện tích q trong điện
trường của một điện trường của một điện
tích điểm.
+ công của lực điện và độ giảm thế năng
tĩnh điện.
+ vai trò thành phần trong công thức tính
điện thế đặc trưng cho điện trường về
phương diện tạo ra thế năng.
Hiệu điện thế, điện thế.
- Giáo viên nhắc lại: thế năng của một vật tỉ
lệ với khối lượng của vật. Tương tự thế
năng điện tích thì tính như thế nào?
- GV thông báo: Đặc điểm này có thể khái
quát hóa cho trường hợp thế năng tĩnh điện
của điện tích q
- Hướng dẫn HS đi đến kết luận về công
của điện trường thông qua điện thế.
- GV thông báo hiệu số (VM-VN) gọi là hiệu
điện thế giữa hai điểm M và N.
- Hs thảo luận theo nhóm: phân tích các
công thức xác định thế năng của điện tích:
WM=qVM và WN=qVN trong đó VM và VN
là các đại lượng không phụ thuộc vào điện
trường
- Rút ra kết luận:
( )
MN M N
A q V V
+ Nêu một số ví dụ cụ thể chứng minh
điện thế của điện trường tại một điểm phụ
thuộc vào mốc điện thế, trả lời câu C3.