I. MỤC TIÊU:
- Hệ thống kiến thức, phương pháp giải bài tập về tương tác tĩnh điện.
- Rèn luyện kĩ năng tư duy về các bài tập về định luật Culông.
- Rèn luyện kĩ năng giải các bài tập định tính về áp dụng các đặc điểm của điện trường.
II. CHUẨN BỊ
GV: Phương pháp giải bài tập - Lựa chọn bài tập đặc trưng.
HS: Giải bài tập
III. GỢI Ý VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Các bài toán trong bài này liên quan đến định luật bảo toàn điện tích và định luật Culông, với yêu cầu như:
Xác định các đại lượng liên quan đến lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên, bằng cách áp dụng biểu thức của định luật Culong: 1 2
12 o. F k q q
εr
= với một số lưu ý sau:
- Khi cho hai quả cầu giống nhau đã nhiểm điện, tiếp xúc với nhau sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả
- Hiện tượng tương tự nếu ta nối hai quả cầu với một dây dẫn mảnh sau đó cắt bỏ dây.
- Nếu chạm tay vào quả cầu dẫn điện đã tích điện thì quả cầu bị mất điện tích và trở nên trung hòa.
Xác định lực tổng hợp lên một điện tích bằng cách áp dụng biểu thức: Fur uur uur= + +F1 F2 ...
( có thể cộng lần lượt hai vectơ theo quy tắc cộng vectơ hình bình hành lực hoặc có thể dùng phương pháp hình chiếu bằng cách chọn hệ tọa độ vuông góc xOy và chiếu các vectơ lên các trục Ox và Oy để có được FxvàFy, véctơ tổng hợp sẽ có độ lớn bằng: F = Fx2+Fy2
Trong trường hợp bài toán khảo sát sự cân bằng của điện tích, ta sử dụng điều kiện cân bằng
1 2 ...
F = + +F F ur uur uur
=0r
sau đó sử dụng phương pháp xác định độ lớn như trên để xác định các điều kiện của bài toán.
Véc tơ cường độ điện trường gây bở một điện tích điểm E Fq
= = k Q2
- Nguyên tắc cộng vectơ theo quy tắc hình bình hành IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: (5 phút)Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi:
- Hãy tìm mối liên hệ giữa UMN và UNM
- Hãy viết công thức định nghĩa hiệu điện thế
- Hãy viết công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong trường hợp điện trường Hoạt động 2: Giải bài tập
Tg Nội dung cơ bản Hoạt động của giáo viên Hoạt động của HS 38 Bài 1:
Cho biết:
q1= 2nC = 2.10-9 C
q2 = 0,018 àC = 0,018.10-6C r = 10 cm = 0,1 m
F = 0
a) Vị trí đặt qo
b) qo = ? Giải:
a)Gọi khoảng cách từ qođến q1 là x.
Khoảng cách từ qo đến q2 là a.
Gọi F1 là lực do q1 tác dụng lên qo
F2 là lực do q2 tác dụng lên qo
- Nếu qo < 0:
F1 = 1 2 x
q
kq o , F2 = 2 2 ) (a x
q k q o
− - Nếu qo > 0:
F1 = 12 x
q
k q o , F2 = 2 2
) (a x
q k q o
−
Để qo nằm cân bằng thì F1 = F2
1 2 x
q
kq o = 2 2 ) (a x
q k q o
−
q1(a - x)2 = q2x2
Thay số ta được x = 2,5 cm b) Dấu và độ lớn của qo là tùy ý.
Bài 2:
Cho biết:
q1 = 0,5 nC = 0,5.10-9C q2 = -0,5 nC = - 0,5 .10-9 C a = 6 cm = 0,06 m
E = ?
l = 4 cm = 0,04 m
Bài 1:
Y/c HS tóm tắt giả thuyết bài toán
Gv hướng dẫn học sinh các bước giải, gọi HS lên giải Veõ hình
- Viết công thức tính lực trong hai trường hợp qo < 0; qo > 0 - Cho biết điều kiện để qo cân bằng.
- Biến đổi công thức suy ra x cần tìm
Gọi một HS nhận xét
Nhận xét kết luận Bài 2:
Y/c HS tóm tắt giả thuyết bài toán
Gv hướng dẫn học sinh các bước giải, gọi HS lên giải
Hs tóm tắt giả thuyết
Một HS lên bảng giải Hs vẽ hình
Để qo nằm cân bằng thì F1 = F2
q1(a - x)2 = q2x2
Hs nhận xét bài làm của bạn
Hs tóm tắt giả thuyết
Một HS lên bảng giải
Giải:
Gọi CĐĐT do q1, q2 gây ra tại M là
2 1,E E
.
Do /q1/ = /q2/ và r1= r2 = r nên E1 = E2= k. 21
r q
Với r2 = l2 + ( a/2)2 Ta có →E=E→1 + →E2
Vì E1 = E2 nên vectơ →E // với đường thẳng nối q1,q2 có chiều như hình vẽ.
E = 2E1cosα
Với cos α = 2 2
2 2
+a l
a
Thay số, ta có E = 2160 V/m Bài 3:
Cho biết:
d = 10 cm = 0,1 m m = 2.10-9g = 2.10 -12 kg q = - 0,06 pC
v = 25 cm/s = 0,25 m/s a) U = ?
b) A = ? Giải:
Trọng lượng của hạt bụi P = mg Lực điện tác dụng lên hạt bụi:
Fđ = d qU
Lực tổng hợp tác dụng lên hạt bụi:
F = Fđ – P = d qU - mg Gia tốc: a =
m
F = g
md q U − Quỹ đạo của hạt bụi là parabol y =
2
2
v x
a => a = 2 22 x yv
=
−g md
q U 2 22 x yv
=> U = mdq (2 22 x
yv + g)
Veõ hình
- Công thức tính cường độ điện trường do hai điện tích gây ra.
- Tìm khoảng cách r
- Viết công thức tính CĐĐT tổng hợp.
-Thay số tìm kết quả.
Gọi một HS nhận xét Nhận xét kết luận Bài 3:
Y/c HS tóm tắt giả thuyết bài toán
Gv hướng dẫn học sinh các bước giải, gọi HS lên giải.
Veõ hình
- Cho biêt các lực tác dụng lên điện tích
- Tìm lực tổng hợp.
- Áp dụng định luật II Niu-tơn tìm gia tốc của quỹ đạo cong - Biến đổi thay số tìm U
- Áp dụng công thức tính công.
Hs vẽ hình
/q1/ = /q2/ và r1= r2 = r nên E1 = E2= k. 21
r q r2 = l2 + ( a/2)2 E = 2E1cosα
Hs nhận xét bài làm của bạn
Hs tóm tắt giả thuyết
Một HS lên bảng giải Hs vẽ hình
Trọng lượng P = mg Lực điện Fđ =
d qU F = Fđ – P a = m
F = g
md q U −
U = mdq (2 22 x
yv + g) AOM = qUOM
Thay số ta có U = 50 V b) ta có d−U3,OM6.10−2 =−Ud
=> UOM = -32 V Công của lực điện:
AOM = qUOM = 1,92.10-12 (J)
Gọi một HS nhận xét
Nhận xét kết luận
Hs nhận xét bài làm của bạn
Hoạt động 4: (2 phút) Củng cố, dặn dò.
GV kết luận Phương pháp giải tìm F, E tổng hợp. Soạn bài 6: trả lời câu hỏi 1,2,3 trang 31 Sgk.
Tuần 5 Ngày soạn:
Tiết PPCT: 9 Ngày dạy: