BÀI 5 bài tập về lực CU LÔNG và điện TRƯỜNG

BÀI 5 : BÀI TẬP VỀ LỰC CU-LÔNG VÀ ĐIỆN TRƯỜNG
I - Mục tiêu
Vận dụng được :
- Công thức lực Cu-lông, công thữc xác định điện trường của một điện
tích điểm
- Nguyên lý chồng chất điện trường
- Công thức liên hệ giữa công của lực điện trường và hiệu diện thế và
công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
II - Chuẩn bị
GV đọc trước bài dạy
HS ôn lại các kiến thức đã học
III - Tổ chức các hoạt động học tập
Hoạt động 1 : Hướng dẫn HS làm bài tập 1- SGK
Hoạt động của học sinh

Hoạt động của giáo viên

Cá nhân lên bảng trình bày cách
giải theo định hướng của giáo viên
Vẽ hình
q 0 chịu tác dụng các lực từ q1, q2 là

Cho HS đọc bài một SGK và ghi
tóm tắt đề ở bảng, chú ý đổi đơn vị
q 1 = 2nC = 2.10-9C ; q2 = 0,018 µ C
= 0,018.10-6C ; r = 10cm = 10. 102
m
Nêu các câu hỏi định hướng
- q0 chịu tác dụng bởi các lực nào ?
từ đâu ? để q0 cân bằng thì q0 nằm ở
đâu ?

- gọi khoảng cách giữa q0 và q1 là x,
giữa q1 và q2 là a. Độ lớn các lực
Cu-lông là F1 và F2, biểu thức của
chúng là ?

F1 , F2

q 0 nằm trong q1 và q2
q1 q0
2
F1 = k x

Nếu q0 < 0 ,

,

q2 q0

F2 = k ( a − x )

2

q1 q 0
2
Nếu q0 >0 , F1 = k x , F = k
q2 q0
(a − x) 2

-Thì F1 = F2, cả hai trường hợp ta
có :

q2
q1
2
x 2 = (a − x)

- Muốn q0 nằm cân bằng thì độ lớn
F1 và F2 phải thoả mãn điều kiện
gì ?


- Giải phương trình ta được nghiệm - Yêu cầu HS giải phương trình này
x = 2,5cm
- Không phụ thuộc vào dấu và độ
lớn q0
q0 > 0 cân bằng bền vì khi q0 lệch
khỏi vị trí cân bằng thì các lực có
xu hướng đưa q0 trở về vị trí này,
còn q0 < 0 cân bằng không bền vì
khi q0 lệch khỏi vị trí cân bằng thì
các lực có xu hướng đưa q0 càng đi
khỏi vị trí này

- Kết quả tìm được có phụ thuộc
vào dấu và độ lớn của điện tích q0 ?
Tuy nhiên ta thấy tính cân bằng của
q0 trong hai trường hợp q0 > 0 và q
< 0 là khác nhau, giải thích ?

Hoạt động 2 : Hướng dẫn HS làm bài tập 2 – SGK
Hoạt động của học sinh

Hoạt động của giáo viên

Cá nhân lên bảng làm việc dưới sự
hỗ trợ của GV
Vẽ hình, ghi các kí hiệu
M nằm trong điện trường của q1 và
q2 và điện trường tại M là tổng hợp
của hai điện trường do q1 và q2 gây

Cho HS đọc và tóm tắt đề bài,
hướng dẫn HS vẽ hình ở bảng, nêu
các câu hỏi định hướng
- Điểm M đặt trong điện trường của
các điện tích nào ? và điện trường
của nó được tính ra sao ?

ra tại M là E1 và E 2 (theo nguyên lý
chồng chất điện trường), E M = E1
+ E2
Vì độ lớn của q1 và q2 bằng nhau
và diểm M cách đều hai điện tích
đó nên : E1 = E2
q1
2
E 1 = E2 = 9.109 r
a
2
2
R = l + ( 2 )2

Hình vẽ ta có E = 2E 1 cos α trong
đó

- Công thức của cường độ điện
trường của các điện tích q1 và q2
gây ra tại M ?


yêu cầu HS tính ra kết quả

a
a
2 l 2 + ( )2
2
cos α =
q1 a
2
2
Do đó E = 8.9.10 (4l + a )
V
Thay số : E= 2160 m

9

3

2

Hoạt dộng 3 : Hướng dẫn học sinh làm bài tập 3 SGK

Hoạt dộng của học sinh
HS làm theo yêu cầu của GV

Hoạt động của giáo viên
Yêu cầu học sinh lầm việc tương tự
như các bài trên, chú ý đổi :
d = 10cm = 10.10-2m
m = 2.10-9g = 2.10-9.10-3kg = 2.1012
kg
q = - 0,06pC = - 0,06.10-12C =
- 6.10-14C
v = 25

- Trọng lực và lực điện
- P = mg
U
q
- Fd = d
U
q
- F = F d - P = d - mg

Theo định luật II Niu tơn

cm

s = 25.10-2

m

s

Các câu hỏi định hướng
- Hạt bụi chịu tác dụng của những
lực nào ?
- Trọng lượng của hạt bụi ?
- Lực điện ?
- Lực tổng hợp tác dụng lên hạt
bụi ?
- Dự đoán quỹ đạo của hạt bụi ?
(giống như chuyển động của vật
ném ngang trong trường hấp dẫn
của trái đất)


F
U
q
A = m = md - g

Quỹ đạo hạt bụi là một đoạn
Parabol
a x
y = 2 ( v )2

- Gia tốc của hạt ?
Hướng dẫn HS giải bài toán bằng
phương pháp toạ độ (như đã làm ở
lớp10)

2 yv 2
2
Suy ra a = x
2 yv 2
U
2
q
Vậy md - g = x
md
q

 2 yv 2

 2 + g 
 x


U=
Thay số ta có : U = 50 V

AOM = qUOM
HS tính được UOM = - 32 V và từ
công thức trên tính được
−2
AOM = 1,92.10 J

Hoạt động 4 :

Nêu công thức tính công của lực
điện khi hạt bụi dịch chuyển từ O

đến M ?
Vì diện trường là đều E = const
nên :
U OM
U
−2
d − 3,6.10 = - d

(dấu trừ vì đi từ O đến M ngược
chiều với điện trường)

Củng cố và giao nhiệm vụ học tập

Hoạt động của học sinh
HS lắng nghe và trình bày những
khó khăn trong khi làm bài gặp
phải
Nhận nhiệm vụ mới

IV – Rút kinh nghiệm sau tiết dạy :

Hoạt động của giáo viên
Nhắc lại những vấn đề mà HS thấy
khó hiểu
Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập
tương tự