Giáo án tự chọn

giáo án vật lý tự chọn
Tiết 1 Định luật Cu lông và định luật
bảo toàn điện tích
A.Mục tiêu:
Kiến thức:
+Hiểu và giải thích đợc các hiện tợng nhiễm điện
+Nắm đợc cách xác định các yếu tố của vectơ lực trong tơng tác điện
Kĩ năng:
+Vận dụng đợc các công thức vào giải bài tập
B.Chuẩn bị:
Giáo viên:
+Giáo án
+Một số bài tập vận dụng
Học sinh:
+Đọc SGK nâng cao
C.Tổ chức dạy và học
I/Bổ sung kiến thức
1) Định luật cu lông chỉ áp dụng đợc cho
+Điện tích điểm
+ Các điện tích phân bố đều trên vật dẫn hình cầu ( coi điện tích đặt ở tâm)
2) Khi cho hai quả cầu dẫn điện nh nhau , đã nhiễm điện tiếp xúc và sau đó tách rời nhau thì tổng
điện tích chia đều cho mỗi quả cầu
3) Hiện tợng cũng xảy ra tơng tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối
4) Khi chạm tay vào một quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện, thì quả cầu mất hết điện tích và trở
thành trung hòa
5)Một điện tích chịu tác dụng của nhiều lực tĩnh điện F
1
; F
2
; F
3

... do các điện tích q
1
; q
2
; q
3
..tác
dụng lên, thì lực tổng hợp sẽ là
...
321
FFFF

++=
Cách xác định
F

a) áp dụng quy tắc hình bình hành
b) Phơng pháp hình chiếu
6) Khảo sát sự cân bằng của một điện tích:
Khi một điện tích cân bằng đứng yên, lực tổng hợp tác dụng lên nó phải bằng :
...
321
FFFF

++=
=
0

II/pHầN BàI TậP

1.Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau đoạn r = 4cm. Lực đẩy tĩnh điện
giữa chúng là F = 10
-5
N
a) Tìm độ lớn mỗi điện tích
b) Tìm khoảng cách r
1
giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện là F
1
= 2,5.10
-6
N
Giải
a) q = r
k
F
= 1,3.10
-9
C
b) r
1
= q
1
F
k
= 8.10
-2
m
2. Hai hạt bụi trong không khí ở cách nhau một đoạn r = 3cm mỗi hạt mang điện tích
q = -9,6.10

-13
C.
a) Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt
b) Tính số e d trong mỗi hạt bụi
Giải
1
a)F = k
2
2
r
q
= 9,21.10
-12
N
b) N=
e
q

= 6.10
-6
hạt
3.Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử H theo quỹ đạo tròn với bán kính r = 5.10
-11
m.
a) Tính độ lớn lực hơng tâm đặt lên e
b)Tính vận tốc và tần số chuyển động của e
Giải
a) Lực tĩnh điện đóng vai trò lực hớng tâm F = F
HT
Suy ra: F

HT
= k
2
2
r
q
= 9.10
-8
N
b) *F
HT
=
2
2
r
mv
v= 2,2.10
6
m/s
* v = 2rn n= 7.10
15
s
-1

4. Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau r = 1m đẩy nhau bằng lực F = 1,8N.
Điện tích tổng cộng của hai vật là q = 3,10
-5
C .Tính điện tích mỗi vật
Giải
Theo định luật Culông: F = k

2
21
r
qq
q
1
.q
2
=
k
Fr
2
Vì hai vật đấy nhau nên q
1
.q
2
>0 .
Vậy q
1
.q
2
= 2.10
-10
C
2
(1)
Theo đề q = q
1
+q
2

= 3,10
-5
C (2)
Từ (1) & (2) , theo Viet ta có :
Q
2
- 3.10
-5
Q +2.10
-10
= 0
Giải ra:
q
1
= 2.10
-5
C ; q
2
= 10
-5
C
hoặc q
1
= 10
-5
C ; q
2
= 2.10
-5
C

5. Hai quả cầu kim loại nhỏ nh nhai mang các điện tích q
1
,q
2
đặt trong không khí cách nhau r =
2cm, đẩy nhau bằng lực F = 2,710
-4
N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đa về vị trí cũ, chúng
đẩy nhau bằng lực F= 3,6.10
-4
N. Tính q
1
,q
2

Giải
Khi cha tiếp xúc : F = k
2
21
r
qq
q
1
.q
2

= 12.10
-8
(C
2

)
Vì F là lực đẩy nên q
1
&q
2
cùng dấu ( q
1
.q
2
> 0) do đó:
q
1
.q
2
= 12.10
-8
(C
2
) (1)
Khi hai quả cầu tiếp xúc nhau, có sự phân bố lại điện tích,vì hai quả cầu giống nhau nên
q
1
= q
2
=
2
21
qq
+
.

Khi đó lực đẩy giữa hai điện tích F= k
2
2
21
4
)(
r
qq
+
(q
1
+q
2
)
2
= 64.10
-18
q
1
+q
2
= 8.10
-9
C (2)
Từ (1) & (2) , q
1
&q
2
là hai nghiệm của phơng trình:
X

2
8.10
-9
X + 12.10
-8
= 0
Giải ra:
(q
1
= 2.10
-9
C ; q
2
= 6.10
-9
C )hoặc ngợc lại ;
Hoặc
(q
1
= - 2.10
-9
C; q
2
=- 6.10
-9
C) hoặc ngợc lại

6. Ba điện tích điểm q
1
= -10

-7
C ; q
2
= 5.10
-8
C; q
3
= 4.10
-8
C lần lợt đặt tại A,B,C trong không khí. AB
= 5cm; BC = 1cm; AC = 4cm . Tìm lực tác dụng lên mỗi điện tích
2
Giải
Nhận xét: AC + BC = AB Nên C nằm trên đờng thẳng AB ; trong đoạn thẳng AB
a) Xác định lực tác dụng lên q
1
:

31211
FFF

+=

21
F

có Điểm đặt: q
1

31

F

có Điểm đặt: q
1

Phơng: AB Phơng: AB
Chiều AB Chiều AB
Độ lớn: F
21
=k
2
21
AB
qq
Độ lớn: F
31
=k
2
31
AC
qq
Vì
21
F

&
31
F

cùng phơng, cùng chiều nên lực tổng hợp

1
F

có:
Điểm đặt: q
1

Phơng: AB
Chiều AB
Độ lớn: F
1
= k
2
21
AB
qq
+ k
2
31
AC
qq
= 0.0405N
b) c) Tơng tự
7. Ba điện tích điểm q
1
= 4.10
-8
C ; q
2
= -4..10

-8
C; q
3
= 5.10
-8
C lần lợt đặt tại A,B,C trong không khí tại
ba đỉnh của tam giác đều cạnh a = 2cm. Xác định vectơ lực
tác dụng lên q
3

Giải
23133
FFF

+=
Trong đó:
13
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: AC
Chiều C A
Độ lớn: F
13
=k
2
31
AC

qq

23
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: BC
Chiều B C
Độ lớn: F
23
=k
2
32
BC
qq
Vì F
13
= F
23
nên
3
F

có phơng trùng với đờng phân giác của góc (
2313
; FF

) tức là //AB .Vậy

3
F

có : Điểm đặt: q
3
Phơng //AB
Chiều : A B
Độ lớn: F
3
= 2.F
12
.cos 60
0
= 0,045N
8. Ba điện tích điểm q
1
= q
2
= q
3
= 1,6.10
-9
C đặt trong chân không tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh
a = 16cm. Xác định lực tác dụng lên điện tích q
3

Bài giải
Lực tổng hợp tác dụng lên q
3
:

23133
FFF

+=
Trong đó:
3
13
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: AC
Chiều A C
Độ lớn: F
13
=k
2
31
AC
qq

23
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: BC
Chiều B C

Độ lớn: F
23
=k
2
32
BC
qq
Vì F
13
= F
23
nên
3
F

có phơng trùng với đờng phân giác của góc (
2313
; FF

) tức là AB .Vậy
3
F

có : Điểm đặt: q
3
Phơng AB
Chiều : H C
Độ lớn: F
3
= 2.F

12
.cos 30
0
= 1,56.10
-26
N
9. Ba điện tích điểm q
1
= 27.10
-8
C ; q
2
= 6410
-8
C; q
3
= -.10
-8
C đặt trong không khí tại ba đinh A,B,C
của tam giác ABC vuông tại C. Cho AC = 30cm; BC = 40cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q
3

Bài giải
Lực tổng hợp tác dụng lên q
3
:
23133
FFF

+=

Trong đó:
13
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: AC
Chiều C A
Độ lớn: F
13
=k
2
31
AC
qq
= 0,0027N
23
F

có Điểm đặt: q
3

Phơng: BC
Chiều C B
4
Độ lớn: F
23
=k
2

32
BC
qq
= 0,0036N

3
F

có : Điểm đặt: q
3
Phơng Tạo CA góc
Chiều : Hớng lên
Độ lớn: F =
2313
FF
+
= 0,0045N
10.Tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh a = 6cm trong không khí đặt ba điện tích điểm
q
1
= 6.10
-9
C ; q
2
=q
3
=- 8.10
-9
C . Xác định lực tác dụng lên q
0

= 8.10
-9
C đặt tại tâm O của tam giác
Bài giải
Lực tổng hợp tác dụng lên q
0

3020100
FFFF

++=

Đặt
FFF

=+

2010
thì
FFF

+=

300
Do F
10
=F
20
nên
F

có phơng trùng với đờng phân giác của góc C, nghĩa là cùng phơng, cùng chiều
với
30
F

.
Vậy
0
F

có Phơng AB
Chiều CAB
Độ lớn: F
0
= F
10
+F= 3,6.10
-4
+ 4,8.10
-4
= 8,4.

10
-4
N
khảo sát sự cân bằng của một điện tích
1. Hai điện tích điểm q
1

= 2.10
-8
C ; q
2
= -8.10
-8
C ; đặt tại A,B trong không khí .AB = 8cm. Một điện
tích q
3
đặt tại C
a) C ở đâu để q
3
cân bằng
b) Dấu và độ lớn của q
3

Giải
a) Vị trí C Điều kiện cân bằng của q
3

23133
FFF

+=
=
0

Suy ra:
13
F

&
23
F

:
+ Cùng phơng: Vậy, C nằm trên đờng thăng AB
+ Ngợc chiều: Vậy,C nằm ngoài khoảng AB
+ F
13
= F
23

1
2
q
q
CA
CB
=
= 2 (1)
Mặt khác CB-CA =AB = 8cm (2)
Từ (1) & (2) : CA = 8cm; CB = 16cm
b) ) Trong tính toán trên không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q
3
nên dấu và độ lớn của q
3
tùy ý,
tuy nhiên tính cân bằng khác nhau
III/Hớng dẫn về nhà

Bài tập 5-9
*******************************
Tiết 2 Điện trờng và cờng độ điện trờng
A.Mục tiêu:
Kiến thức:
+Nắm vững khái niêm điện trờng, cờng độ điện trờng
+Nắm vững tính chất của đờng sức điện
+Nắm vững các công thức liên qua đến điện trờng
Kĩ năng:
+Vận dụng đợc các công thức vào giải bài tập
B.Chuẩn bị:
Giáo viên:
5
+Giáo án
+Một số bài tập vận dụng
Học sinh:
+Đọc SGK nâng cao
C.Tổ chức dạy và học
I/ Củng cố và bổ sung kiến thức
1/ Điện tr ờng:
+ Xung quanh điện tích có điện trờng
+ Tính chất cơ bản của điện trờng là tác dụng lực điện lên điện tích đặt vào trong nó
+ Nhận biết điện trờng bằng điện tích thử
2/C ờng độ điện tr ờng
q
F
E


=

+ Đặc trng cho điện trờng về phơng diện tác dụng lực .
EqF

.
=
có:
+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét
+Phơng: Cùng phơng của
E


+ Chiều:
EF


nếu q > 0 ;
EF


nếu q < 0
+Độ lớn: F = qE +Đơn vị: V/m
3/ Đ ờng sức điện
+ Dùng các đờng sức điện để mô tả điện trờng
+ Đờng sức điện là đờng đợc vẽ trong điện trờng sao cho hớng của tiếp tuyến tại bất kì
điểm nào trên đờng cũng trùng với hớng của vectơ cờng độ điện trờng tại điểm đó
+ Các tính chất của đờng sức điện:
* Tại mỗi điểm trong điện trờng ta có thể vẽ đợc một đờng sức điện đi qua và chỉ một
mà thôi
* Các đờng sức điện là các đờng cong không kín. Nó xuất phát từ các điện tích dơng và

tận cùng ở các điện tích âm
* Các đờng sức điện không bao giờ cắt nhau
* Nơi nào cờng độ điện trờng lớn hơn thì các đờng sức điện ở đó đợc vẽ mau hơn(dày
hơn), nơi nào cờng độ điện trờng nhỏhơn thì các đờng sức điện ở đó đợc vẽ tha hơn
+Điện phổ: Cho phép ta hình dung dạng và sự phân bố các đờng sức điện
4/ Điện tr ờng đều:
+Một điện trờng mà vectơ cờng độ điện trờng tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện tr-
ờng đều
+ Các đờng sức điện của điện trờng đều song song và cách đều nhau
5/ Điện tr ờng của một điện tích điểm Q gây ra tại điểm M cách nó khoảng r
E = 9.10
9
2
r
Q

E

có + Điểm đặt: Tại M
+Phơng: Đờng thẳng nối QM
+ Chiều : Hớng ra xa Q nếu Q > 0 ; Hớng về Q nếu Q < 0
+Độ lớn: E = 9.10
9
2
r
Q

6/ Nguyên lý chồng chất điện tr ờng
n
EEEE

+++=
....
21
7/ Điều kiện để một điểm trong trờng triệt tiêu

0...
21


=++=
EEE

II/ Phần bài tập nâng cao
Bài 1 Một quả cầu bằng kim loại tâm O bán kính R=3cm tích điện dơng Q=2.10
-9
C nằm cô lập
trong không gian .
Tính cờng độ điện trờng tại
6
+Điểm M cách O 2cm
+Điểm N sát mặt ngoài quả cầu
+Điểm P cách O khoảng 4cm
Bài giải
Tính
E

a) r
M
<R:

M nằm bên trong quả cầu cân bằng điện .
Vậy E
M
= 0
b)Tính
N
E

Ta có thể coi toàn bộ điện tích quả cầu tập trung tại tâm O của nó


có
+Phơng ON
+chiều Xa tâm O
+E
N
=kQ/ON
2
=2.10
4
V/m
c,Tính
P
E

Tơng tự



có

+Phơng OP
+Chiều Xa tâm O
+E
P
=kQ/OP
2
=1,125.10
4
V/m.
Bài 2 .Cho hai điện tích q
1
= 4.10
-10
C; q
2
= -4.10
-10
C đặt ở A,B trong không khí , AB = a = 2cm. Xác
định vectơ cờng độ điện trờng
E

tại
a) H, trung điểm của AB
b) M, cách A1cm,cách B 3cm
c) N, hợp với AB thành tam giác đều
Bài 3 Hai điện tích q
1
= 8.10
-8
C; q

2
= -8.10
-8
C đặt tại A,B trong không khí ,AB = 4cm.Tìm vectơ c-
ờng độ điện trờng tại C trên trung trực của AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên q = 2.10
-9
C đặt
ở C
Bài 4. Hai điện tích q
1
= 8.10
-8
C; q
2
= -8.10
-8
C đặt tại A,B trong không khí ,AB = 6 cm.Tìm vectơ c-
ờng độ điện trờng tại C trên trung trực của AB, cách AB 4cm
Bài 5 Tại ba đỉnh của tam giác vuông tại A cạnh a = 50cm; b = 40cm; c =30cm. Ta đặt các điện tích
q
1
= q
2
= q
3
=10
-9
C.Xác định E tại H, H là chân đờng cao kẻ từ A
Bài 6 Cho hai điểm A & B nằm trong điện trờng đều có cờng độ E =8.10
3

V/m Tại điểm A ngời ta
đặt điện tích q = 2.10
-8
C.Tìm cờng độ điện trờng E
B
tại điểm B cho biết AB = 10 cm và AB hợp với
phơng của điện trờng đều E một góc = 30
0
Bài giải
Tại B :
+=

1B
trong đó
1


do q gây ra có :
+Phơng AB
+Chiều AB
+Độ lớn : E
1
=
mV
AB
q
/10.8,1
1,0
10.2
10.9

4
2
8
9
2
==

.
Từ hình vẽ ta có :
E
B
2
=E
2
+E
1
2
-2EE
1
cos(180
0
-) .
Thay số ta đợc :E
B
=3,3.10
4
V/m
E
1
=

mV
q
/10.8,1
1,0
10.2
10.9
4
2
8
9
2
==



Bài 7 Tại ba đỉnh A,B,C của hình vuông ABCD cạnh a = 4cm đặt ba điện tích giống nhau q
1
= q
2
= q
3

=10
-9
C
a) Tính E tại tâm hình vuông
b) Tính E tại đỉnh D của hình vuông
7
Bài 8 Hai điện tích q
1

= q
2
> 0 đặt tại A,B trong không
khí .Cho biết AB = 2a.
a) Xác định cờng độ điện trờng tại M trên trung trực của
AB và cách AB đoạn h
b)Xác định h để E
M
cực đại .Tính giá trị cực đại này
Bài giải
a)
21
EEE

+=
Do E
1
= E
2
nên
E

tại M có:
+ phơng vuông góc với AB.
+có chiều hớng xa AB,
+có độ lớn E= 2.E
1
.cos = 2.9.10
9
.

.
2
22
ha
q
+
22
ha
h
+
=
2
3
22
2
)(
2
ha
hkq
+
b) áp dụng bất đẳng thức Côsi :
a
2
+h
2
=
+
2
2
a

+
2
2
a
h
2

3
24
4
.
3
ha


( a
2
+h
2
)
3

4
27
a
4
h
2

( )
2
3
22
ha
+

2
33
a
2
h
Do đó: E
ha
kqh
2
2
33
2
=
2
33
4
a
kq

E
max
khi : h
2

=
2
2
a
h =
2
a
Ta suy ra: E
max
=
2
33
4
a
kq
Bài 9 Bốn điểm A,B,C,D trong không khí tạo thành một hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a= 3cm
,cạnh AB=b=4cm.Các điện tích q
1
,q
2
.q
3
đợc đặt lần lợt tại A,B,C .Biết q
2
= - 12,5.10
-8
C và cờng độ
điện trờng tổng hợp tại D bằng không. Tính q
1
,q

2
( 6.1)ĐS:
Bài 10 Cho hai điện tích điểm q
1
&q
2
đặt tại A,B trong không khí AB = 100cm. Tìm điểm C tại đó c-
ờng độ điện trờng tổng hợp bằng 0 với:
a) q
1
=36.10
-6
C; q
2
= 4.10
-6
C
b) q
1
=- 36.10
-6
C; q
2
= 4.10
-6
C
ĐS: a) CA=75cm; CB= 25cm B) CA = 150cm; CB = 50cm
Bài 11 Cho hai điện tích điểm q
1
&q

2
đặt tại A,B trong không khí AB = 2cm
Biết q
1
+q
2
=7.10
-8
C và điểm C cách q
1
6cm; cách q
2
8cm có E= 0. Tính q
1
,q
2


ĐS

:

q
1
=- 9.10
-8
C; q
2
= 16.10
-8

C
III/ Hớng dẫn về nhà
Bài tập 3,4,9,10,11
Tiết 3 Tụ điện
A.Mục tiêu:
Kiến thức:
+Hiểu đợc khái niệm tụ điện phẳng
+Nắm đợc công thức tính điện dung của tụ điện phẳng
+Hiểu đợc cách ghép song song, nối tiếp và công thức tính các đại lợng của bộ tụ
Kĩ năng:
+Vận dụng đợc các công thức vào giải bài tập
8
M
2a
h
B
E
2
A
E
1
E
B.Chuẩn bị:
Giáo viên:
+Giáo án
+Một số bài tập vận dụng
Học sinh:
+Đọc SGK nâng cao
C.Tổ chức dạy và học
Hoạt động 1 (10)Tìm hiểu về tụ điện phẳng

Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
+HS tìm hiểu khái niệm tụ điện phẳng
+Trình bày khái niệm tụ điện phẳng
+Nhận xét ý kiến của bạn
+HS tìm hiểu các đặc điểm của tụ điện phẳng
đã tích điện
+Trình bày các đặc điểm của tụ điện phẳng
+Nhận xét ý kiến của bạn
+Trả lời câu hỏi của thầy
+HS tìm hiểu công thức tính điện dung của tụ
điện phẳng
+Trình bày công thức tính điện dung của tụ
điện phẳng
+Nhận xét ý kiến của bạn
+Thế nào là tụ điện phẳng
+Tụ điện phẳng đã tích điện có đặc điểm gì?
+Điện tích của tụ đợc hiểu nh thế nào?
+Công thức tính điện dung của tụ phẳng nh
thế nào?
Hoạt động 2 (15)Tìm hiểu về Ghép tụ điện:
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
+Tìm hiểu các cách ghép tụ điện thành bộ
+Tìm hiểu cách ghép song song
+Trình bày cách ghép và các công thức tính
điện dung, hiệu điện thế và điện tích của bộ tụ
ghép song song
+Tìm hiểu cách ghép nối tiếp
+Trình bày cách ghép và các công thức tính
điện dung, hiệu điện thế và điện tích của bộ tụ
ghép nối tiếp

+Có những cách ghép nào?
+Thế nào là ghép song song?
+Tìm hiểu công thức tính điện dung ,hiệu
điện thế, và điện tích của bộ tụ ghép song
song
+Thế nào là ghép nối tiếp?
+Tìm hiểu công thức tính điện dung ,hiệu
điện thế, và điện tích của bộ tụ ghép nối tiếp
Hoạt động 3(15)Vận dụng củng cố
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
+Giải bài tập 3
+Lên bảng giải bài tập
+Nhận xét bài giải của bạn
+Giải bài tập 6 trang 37 SGKNC
+Lên bảng giải bài tập
+Nhận xét bài giải của bạn
-Yêu cầu học sinh giải bài 3 trang 36 SGK
NC
+Yêu cầu HS lên bảng giải bài tập
+Nhận xét đánh giá
-Yêu cầu học sinh giải bài 6 trang 37 SGK
NC
+Yêu cầu HS lên bảng giả bài tập
+Nhận xét đánh giá
Hoạt động 4 (5) Hớng dẫn về nhà
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
-Ghi bài tập về nhà -Giao bài tập về nhà: 5,7,8SGKNC
9
-Chuẩn bị bài sau -Chuẩn bị bài sau
Tiết 4 bài tập về tụ điện phẳng,

ghép tụ điện thành bộ
A.Mục tiêu
+Củng cố kiến thức đã học
+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về tụ điện
B. Chuẩn bị:
GV: Một số bài tập mẫu
HS: Ôn kiến thức về tụ phẳng, cách ghép tụ thành bộ
C. Tổ chức dạy và học:
Bài 1 Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a =20 cm đặt cách nhau d =1cm chất điện
môi giữa hai bản là thuỷ tinh có = 6 .Hiệu điện thế giữa hai bản U = 50v.
a,Tính điện dung của tụ điện
b, Tính điện tích của tụ điện
c,Tính năng lợng của tụ điện .
Tụ điện có dùng làm nguồn điện đợc không?
Bài giải
a,Điện dung của tụ điện :
C=
=
d
S


4.10.9
9
212,4.10
-12
F
b,Điện tích của tụ :
Q = CU=10,62.10
-9

C
c,Năng lợng của tụ :
W = QU/2 = 265,5.10
-9
C.
Khi tụ phóng điện tụ điện sẽ tạo thành dòng điện .Tuy nhiên thời gian phóng điện rất ngắn ,nên tụ
không thể làm nguồn điện đợc .Dòng điện do nguồn sinh ra phải ổn định trong một thời gian khá dài
-----------------------------------------------------------------------
Bài 2 Tụ phẳng không khí có điện dung C=500pF đợc tích điện đến hiệu điện thế U=300V.
a,Tính điện tích Q của tụ
b,Ngắt tụ điện khỏi nguồn .Nhúng tụ điện vào điện môi có =2 .
Tính C
1
,Q
1
U
1
của tụ lúc đó
c,Vẫn nối tụ với nguồn .Nhúng tụ vào chất điện môi lỏng có =2 .
Tính C
2
,Q
2
U
2
của tụ.
Giải
a,Tính điện tích của tụ
Q=CU=150nC
b, Tính Q

1
,U
1
,C
1
-Khi đặt trong không khí :
C =
d
S
*
4
1

-Khi đặt trong điện môi :
C
1
=
d
S
*
4
1

.

FCC
C
C

1000

1
1
===
.
Ban đầu tụ điện đợc đặt trong không khí và đợc tích điệnQ.Sau đó tụ đợc ngắt khỏi nguồn ,các bản
tụ trở thành vật dẫn cô lập về điện .Do đó khi đa tụ vào chất điện môi ,điện tích của các bản tụ
không đổi và điện tích của tụ không đổi:
Q
1
=Q=150nC
Hiệu điện thế của tụ :
10
Khi đặt trong không khí:
U=
C
Q
-Khi đặt trong điện môi:
U
1
=
1
1
C
Q

V
U
U
C
C

Q
Q
U
U
150*
1
1
11
===

c, Tính U
2
,Q
2
C
2
:
C
2
= C = 1000pF
Khi đa tụ vào chất điện môi ta vẫn nối tụ với nguồn ,hiệu điện thế của tụ vẫn bằng hiệu điện thế của
nguồn :
U
2
= U = 300V
Điện tích của tụ:
-Khi đặt trong không khí :
Q = CU
-Khi đặt trong điện môi:
Q

2
= C
2
U
2
Suy ra :
CU
UC
Q
Q
222
=
Vì C
2
= C,U
2
=U nên Q
2
= Q = 300*10
-9
C =300nC
----------------------------------------------------------
Bài 3 Tụ phẳng không khí điện dung C =2pF đợc tích điện ở hiệu điện thế U = 600V
a,Tính điện tích của tụ
b,Ngắt tụ khỏi nguồn đa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp hai .Tính Q
1
,C
1
,U
1

của tụ
c, Vẫn nối tụ với nguồn đa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp hai .Tính Q
2
,C
2
,U
2
của tụ
Bài giải
a,Tính điện tích của tụ Q = CU = 2.600 =1200pC
b,Ngắt tụ khỏi nguồn Q
1
= Q=1200pC
C
1
= C/2=1pF
U
1
=
VU
C
Q
C
Q
120022*
1
1
===
c, Vẫn nối tụ với nguồn:
U

2
= U = 600V
C
2
= C
1
=1pF (Vì d
2
= d
1
)
Q
2
= C
2
U
2
= CU/2 = Q/2 = 600pF
Bài 4 Hai bản của tụ điện phẳng có diện tích S cách nhau khoảng d .Điện tích của tụ là Q và các bản
không nối với nguồn .Tính công cần thực hiện để tách hai bản cách xa nhau thêm một đoạn d.Từ
đó suy ra biểu thức của lực hút giữa hai bản
Bài giải
Điện dung của tụ
C =
d
S
*
4
1

Năng lợng của tụ
W = Q
2
/2C
Điện dung của tụ
C
1
=
( )
CC
CC
CC
ddk
S
+

=

+
=
+
.
11
1
4


Năng lợng của tụ C
1

11
W
1
=
( )
C
Q
W
CC
CCQ
C
Q

+=

+
=
2.2
22
1
2
1
Độ biến thiên năng lợng của tụ khi dịch chuyển bản
W =W
1
-W =
C
Q
2
2

>0:
Năng lợng của tụ tăng W bằng công cần thiết tách hai bản
W = F.d
F=
S
Q
d
W


2
2
=


Bài 5 Môt tụ xoay có 11 bản cực bằng nhau hình bán nguyệt gồm 5 bản cố định và 6 bản linh
động mắc xen kẽ nhau nh hình vẽ Biết diện tích mõi bản S= 3,14cm
2
.
Khoảng cách giữa hai bản d=2mm ,điện môi là không khívà diện tích đối diện giữa các bản cực đại
bằng S
a Tìm điện dung của hệ
b, Đặt hiệu điện thế U=36v vào tụ ,tính điện tích của hệ tụ
c, Muốn điện dung của hệ tụ bằng 25pF ta phải ghép thêm vào hệ tụ trên bao nhiêu bản cực giống
nh trên ?
Bài giải
Nhận xét :Hệ tụ trên gồm 10 tụ ghép song song ,Giữa số tụ và số bản tụ liên hệ :
Số tụ = số bản tụ - 1
Mỗi tụ thành phần có điện dung:
C

0
=
dk
S

4.

Điện dung tơng đơng của bộ tụ:
C= 10 C
0
= 10.
dk
S

4.
= 10.
10
10.
72
1

14pF
b,Điện tích của tụ xoay :
Q= CU = 0,5.
10-
9 C
c, Từ nhận xét trên ta suy ra : Số bản tụ = Số tụ +1
Theo đề ,điện dung của tụ xoay mới là 25 pF ,nghĩa là gồm C/C
0
= 18 tụ thành phần .Vậy số bản tụ

sẽ là
18 +1 = 19 (bản)
Tiết 5
dòng điện không đổi , nguồn điện
A.Mục tiêu
+Nắm vững kiến thức về dòng điện không đổi, nguồn điện
+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về mạch điện trở
B. Chuẩn bị:
GV: Một số bài tập mẫu về dòng điện không đổi, nguồn điện
HS: Ôn kiến thức về mạch điện trở, công thức tính điện trở tơng đơng
C. Tổ chức dạy và học:
I/Kiến thức bổ sung
12
I / Dòng điện. Các tác dụng của dòng điện:
1.Định nghĩa: dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hớng
Ví dụ:
+Trong KL: dòng điện là dòng e tự do chuyển dời có hớng
+Trong d
2
điện phân: dòng điện là dòng ion (+) chuyển dời theo chiều điện trờng và ion
(-) ngợc chiều điện trờng ...
Tùy theo từng môi trờng mà các hạt tải điện có thể khác nhau
2.Tác dụng của dòng điện:
Tác dụng đặc trơng của dòng điện là tác dụng từ (Tùy theo môi trờng mà dòng điện còn có t/d
nhiệt, t/d hóa học, dẫn đến tác dụng sinh lý, ..)
3. Chiều dòng điện
Quy ớc là chiều dịch chuyển của các điện tích dơng
VD: Xác định chiều dòng điện trong dây dẫn, trong bình điện phân...
II/ C ờng độ dòng điện
1. Định nghĩa:

Cờng độ dòng điện đặc trơng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện, đợc xác định bằng thơng số
giữa điện lợng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng
thời gian đó
I=
t
q


(1)
Nếu t =1s thì I = q (*) ( cờng độ dòng điện bằng điện lợng chuyển qua tiết diện thẳng trong một
đơn vị thời gian
*Nếu dòng điện thay đổi theo thời gian: (1) cho biết giá trị trung bình của cờng độ dòng điện
*Nếu dòng điện có chiều và cờng độ dòng điện không đổi: Gọi là dòng điện không đổi
Khi đó(1) trở thành I=
t
q
(2)
Đơn vị cờng độ dòng điện: A
2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa R
Định luật: SGK
Biểu thức: I=
R
U
(3)
Hoặc U=V
A
-V
B
= IR (4)
I: cờng độ dòng điện chạy từ A đến B ; IR gọi là độ giảm điện thế trên R

Từ (3): R=
I
U
3. Đặc tuyến Vôn-Ampe
Đ/n: Đờng biểu diễn sự phụ thuộc của cờng độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U đặt
vào vật dẫn gọi là đặc tuyến Vôn-Ampe của vật dẫn
III/Nguồn điện
Đ/n: Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch
IV/ Suất điện động của nguồn điện
E =
q
A
II/ Phần bài tập
Bài 1 : Tính số e đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1s nếu có điện lợng 15C dịch
chuyển qua tiết diện đó trong 30s.
Bài giải
Trong một s có điện lợng chuyển qua là: 0,5C
Số e chuyển qua trong 1s là: n=
e
q
= 0,3125.10
19
e
Bài 2 Suất điện động của một pin là 1,5V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích +2C từ
cực âm tới cực dơng bên trong nguồn điện
13
Bài giải
A=Eq=1,5.2=3J
Bài 3 Cho mạch điện nh hình vẽ
R

1
=8 ; R
2
=2 ; R
3
=4; R
4
=1
U
AB
=9V
a) Tính R
AB

b) Tính hiệu điện thế và cờng độ dòng điện qua
mỗi điện trở
Bài giải
a) Tính R
AB

Sơ đồ mạch điện: (R
1
ntR
3
)//(R
2
//R
4
)
R

13
= 12; R
24
=3;
R
b
=
312
3.12
+
=2,4
b) I
1
=I
3
=
13
R
U
AB
= 0,75A ; U
1
=I
1
R
1
= 6V; U
3
=I
3

R
3
= 3V
I
2
=I
4
=
24
R
U
AB
=3A ; U
2
=I
2
R
2
= 6V; U
4
=I
4
R
4
= 3V
Bài 4 Cho mạch điện nh hình vẽ
R
1
=8 ; R
2

=2 ; R
3
=4; R
4
=1
U
AB
=9V
a) Tính R
AB

b) Tính hiệu điện thế và cờng độ dòng điện qua
mỗi điện trở
Bài giải
Do mạch cầu cân bằng nên bỏ đoạn dây nối
MN
a) Tính R
AB

Sơ đồ mạch điện: (R
1
ntR
3
)//(R
2
//R
4
)
R
13

= 12; R
24
=3;
R
b
=
312
3.12
+
=2,4
b) I
1
=I
3
=
13
R
U
AB
= 0,75A ; U
1
=I
1
R
1
= 6V; U
3
=I
3
R

3
= 3V
I
2
=I
4
=
24
R
U
AB
=3A ; U
2
=I
2
R
2
= 6V; U
4
=I
4
R
4
= 3V
Bài 5Cho mạch điện nh hình vẽ
R
1
=8 ; R
2
=2 ; R

3
=4; R
4
=1
U
AB
=9V
a) Tính số chỉ ampekế
b) Tính R
AB

c) Tính hiệu điện thế và cờng độ dòng điện qua
mỗi điện trở
Bài giải
Do mạch cầu cân bằng nên không có dòng điện qua Ampekế.Ampekế chỉ 0. Vậy ta có thể bỏ đoạn
mạch MN chứa ampekế
a) Tính R
AB

Sơ đồ mạch điện: (R
1
ntR
3
)//(R
2
//R
4
)
14
A B

R
4
R
3
R
1
R
2
N
M
A B
R
4
R
2
N
M
A B
R
4
R
3
R
1
R
2
N
M
Â
R

13
= 12; R
24
=3;
R
b
=
312
3.12
+
=2,4
b) I
1
=I
3
=
13
R
U
AB
= 0,75A ; U
1
=I
1
R
1
= 6V; U
3
=I
3

R
3
= 3V
I
2
=I
4
=
24
R
U
AB
=3A ; U
2
=I
2
R
2
= 6V;
U
4
=I
4
R
4
= 3V
Bài 6Cho mạch điện nh hình vẽ
R
1
=8 ; R

2
=2 ; R
3
=4;; R
5
=2,5
U
AB
=9V; R
4
là một biến trở
1. Điều chỉnh R
4
=1
a) Tính R
AB

b) Tính hiệu điện thế và cờng độ dòng điện qua mỗi điện trở
2. Điều chỉnh R
4
= 1. Tính R
AB
và cờng độ dòng điện qua các điện trở
Bài giải
1.Do mạch cầu cân bằng nên không có dòng điện qua R
5
. I
5
=0 Vậy ta có thể bỏ đoạn mạch MN
chứa R

5
a) Tính R
AB

Sơ đồ mạch điện: (R
1
ntR
3
)//(R
2
//R
4
)
R
13
= 12; R
24
=3;
R
b
=
312
3.12
+
=2,4
b) I
1
=I
3
=

13
R
U
AB
= 0,75A ; U
1
=I
1
R
1
= 6V; U
3
=I
3
R
3
= 3V
I
2
=I
4
=
24
R
U
AB
=3A ; U
2
=I
2

R
2
= 6V; U
4
=I
4
R
4
= 3V
2.R
4
= 1 Mạch cầu không cân bằng
Chọn V
B
=0: U
AB
=V
A
-V
B
= 9V V
A
= 9V
Giả sử chiều dòng điện nh hình vẽ
Xét nút M : I
2
=I
1
+I
5

(1)
Xét nút N : I
3
=I
4
+I
5
(2)
Xét đoạn mạch AM: I
1
=
1
R
VV
A


=
8
9
-
8

V
(3)
Xét đoạn mạch VM: I
2
=
4
3

=
V
R
V
(4)
Xét đoạn mạch AN : I
3
=
44
9
3

=

V
R
VV
A
(5)
Xét đoạn mạch NB: I
4
=
1
4

=
V
R
V

=V
N
(6)
Xét đoạn mạch NM: I
5
=
5
2
5
2
5,2
5


=

=

V
VVV
R
VV
(7)
Thay các phơng trình vào (1) và (2):
4

V
=
8
9

-
8

V
+
5
2
5
2


VV
31V
M
-16V
N
= 45 (I)
44
9


V
= V
N
+
5
2
5
2

V
V
15
R
5
A B
R
4
R
3
R
1
R
2
N
M
-8V
M
+33V
N
= 45 (II)
Giải (I) và (II) ta có: V
N
=
179
351
(V) ; V
M

=
179
441
(V)
Từ đó: I
1
=
716
585
=0,82A ; I
2
=
716
441
=0,62A; I
3
=
179
315
=1,76A ;I
4
=
179
351
=1,96A; I
5
=-
179
36
=-0,2A

Cờng độ dòng điện mạch chính: I= I
1
+I
2
=
358
513
=1,43A
Điện trở đoạn mạch: R=
I
U
= 6,25
Bài 7 Cho mạch điện nh hình vẽ R
1
=15;
R
2
=30; R
3
= 45R
A
=0. U
AB
=75V
a) Cho R
4
= 10 thì ampekế chỉ bao nhiêu?
b) Điều chỉnh R
4
để ampekế chỉ số 0. Tính R

4
?
c) Thay ampekế bằng R
5
= 1.Ddieeuf chỉnh
R
4
= 10 . Tìm cờng độ dòng điện qua mỗi
điện trở và R
AB.
Bài giải
a) Vì R
A
= 0 nên U
CD
=0, V
C
=V
D
, chập C,D.
Mạch điện: (R
1
//R
3
)nt(R
2
//R
4
)
R

13
=
4
45

R
24
=
4
30

R
AB
=
4
75
=18,75
Dòng điện mạch chính: I=
AB
AB
R
U
=4A
Hiệu điện thế hai điểm A,C: U
AC
=I.R
13
=45V I
1
= 3A

Hiệu điện thế hai điểm C,B: U
CB
=I.R
24
=30V I
2
= 1A
Do I
1
>I
2
nên dòng qua ampekế có chiều từ C tới D
Vậy dòng diện qua ampekế là: I
A
=I
1
-I
2
=2A
b) I
A
=0 mạch cầu cân bằng nên
4
2
3
1
R
R
R
R

=
R
4
=
1
2
R
R
R
3
= 90
c) Tìm R
AB
và cờng độ dòng điện qua mỗi điện trở:
Mạch cầu không cân bằng
Chọn V
B
=0: U
AB
=V
A
-V
B
= 75V V
A
= 75V
Giả sử chiều dòng điện nh hình vẽ (I
5
có chiều từ C tới D)
Xét nút M :

I
2
=I
1
+I
5
(1)
Xét nút N :
I
3
=I
4
+I
5
(2)
Xét đoạn mạch AC:
I
1
=
1
R
VV
CA

= 5-
15

V
(3)
16

R
5
D
C
A
B
R
4
R
3
R
2
R
1
D
C
A
B
R
4
R
3
R
2
R
1
A
Xét đoạn mạch CB: I
2
=

30
2
CC
V
R
V
=
(4)
Xét đoạn mạch AD : I
3
=
45
3
DADA
VV
R
VV

=

(5)
Xét đoạn mạch DB: I
4
=
10
4
DD
V
R
V

=
= (6)
Xét đoạn mạch NM: I
5
=
=

=

1
5
DCDC
VV
R
VV
V
C
-V
D
(7)
Thay các phơng trình vào (1) và (2):
III/ Hớng dẫn về nhà
Bài tập: 5,6,7
Tiết 6 Điện năng công suất điện
A.Mục tiêu
+Củng cố kiến thức đã học về điện năng, công suất điện
+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về điện năng, công suất điện
B. Chuẩn bị:
GV: Một số bài tập mẫu về điện năng, công suất điện
HS: Ôn kiến thức về điện năng, công suất điện

C. Tổ chức dạy và học:
I/Kiến thức bổ sung

I/ Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch:
1. Công của dòng điện
A=qU=UIt
Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ
2. Công suất dòng điện:
P=
t
A
=UI
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất tiêu thụ của đoạn mạch
3. Định luật Jun-Lenxơ:
Định luật: SGK
Biểu thức: Q=RI
2
t
II/ Công và công suất của nguồn điện
1. Công của nguồn điện:
A=qE =E It
Công của nguồn điện cũng là công của dòng điện chạy trong toàn mạch . Đó cũng là điện năng sản
ra trong toàn mạch
2. Công suất của nguồn điện:
P=
t
A
= E I
Công suất của nguồn điện có trị số bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch . Đó cũng
là công suất điện sản ra trong toàn mạch

III/ Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện:
1. Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt: ( Chỉ chứa R)
*Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt:
A=UIt = RI
2
t =
R
U
2
t
*Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt:
17
P=
t
A
= UI= RI
2
=
R
U
2
2. Suất phản điện của máy thu điện:
Trong máy thu điện có một phần chuyển thành nhiệt ở điện trở thuần r
p
của máy: Q=r
p
I
2
t
Phần còn lại chuyển hóa thành dạng năng lợng khác A.

Thí nghiệm chứng tỏ Aq(Cơ năng, hóa năng,..)
A=E
p
q
Hệ số tỷ lệ E
p
gọi là suất phản điện của máy thu: E
p
=
q
A'
Nếu q=1C thì E
p
=A
Vây: SGK
3. Điện năng và công suất tiêu thụ của máy thu điện
*Công tổng cộng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu là:
A=A+Q= E
p
It+ r
p
I
2
t=UIt
U: H.đ.t đặt vào máy thu
Đó cũng là điện năng tiêu thụ của máy thu
Công suất của máy thu điện:
P=
t
A

= E
p
I+ r
p
I
2

Trong đó:P= E
p
I là công suất có ích của máy thu điện
4. Hiệu suất của máy thu điện:
H=1-
U
r
p
I
5. Chú ý: Trên các dụng cụ tiêu thụ điện thờng ghi hai chỉ số đó là
+công suất định mức của dụng cụ
+hiệu điện thế định mức của dụng cụ
II/ Phần bài tập
Bài 1 Một bếp điện đun hai lít nớc ở nhiệt độ t
1
=20
0
C. Muốn đun sôi lợng nớc đó trong thời gian 20
thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nớc c = 4,18kJ/kg.K và hiệu
suất của bếp là H=70%.
Bài giải
Nhiệt lợng cần cung cho m=2kg nớc từ 293K đến khi sôi là
Q=cm(T

2
-T
1
) (1)
Nhiệt lợng có ích mà bếp cung cấp là:
Q=HPt (2)
Từ (1) và (2) suy ra:
P=
Ht
TTcm )(
12

=796W
Bài 2 Một bếp điện có hai dây điện trở R
1
=10, R
2
=20 đợc dùng để đun sôi một ấm nớc. Nếu chỉ
dùng dây thứ nhất thì thời gian cần thiết để đun sôi nớc là t
1
=10. Tính thời gian cần thiết để đun sôi
lợng nớc trên trong ba trờng hợp sau:
a) Chỉ dùng dây thứ hai
b) Dùng đồng thời hai dây mắc nối tiếp
c) Dùng đồng thời hai dây mắc song song
Bài giải
Khi chỉ dùng dây R
1

18