giáo án vật lý 11 – ghép tụ điện năng lượng điện trường pps

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (92.59 KB, 5 trang )

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
Tiết : _ _ _ _ _
Bài 24 :
GHÉP TỤ ĐIỆN
NĂNG LƯNG ĐIỆN TRƯỜNG
I. Mục tiêu :
1) Hiểu được thế nào là ghép tụ song song và nối tiếp, nắm công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ trong hai trường hợp trên.
2) Hiểu – vận dụng công thức năng lượng điện trường
3) Hiểu điện trường có năng lượng, năng lượng tụ là năng lượng trong tụ điện đó. Mật độ năng lượng điện trường được xác đònh qua bình phương
của cường độ điện trường.
II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm .
III. Thiết bò, đồ dùng dạy học.
1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
IV. Tiến Trình Giảng dạy
Phân phối
thời gian
Phần làm việc của Giáo Viên
Hoạt động của học sinh Ghi chú
Nội dung ghi bảng Tổ chức, điều khiển
1. Kiểm tra
bài cũ và
kiến thức cũ
liên quan
với bài mới
(3’)
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 24 -1 /5
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
2. Nghiên
cứu bài mới
1) HAI CÁCH GHÉP TỤ ĐIỆN CƠ BẢN

Ta chỉ nói về hai cách ghép cơ bản, ghép song song và
ghép nối tiếp.
a) Ghép song song
Hai tụ điện được ghép với nhau như hình 24.1 gọi là
ghép song song.
Khi nạp điện, cả hai tụ điện của bộ f9iều có cùng hiệu
điện thế U. gọi điện dung của hai tụ điện đó là C
1
, C
2
thì
điện tích của các tụ điện là :
Q
1
= C
1
U, Q
2
= C
2
U.
Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thì
Q = Q
1
+ Q
2
= (C
1
+ C
2

)U
Thương số
U
Q
là điện dung tương đương của bộ tụ điện.
Kí hiệu điện dung tương đương là C thì :
C = C
1
+ C
2
.
Từ đó suy ra điện dung tương đương của bộ gồm n tụ
điện ghép song song với nhau là :
C = C
1
+ C
2
+ C
3
+ … + C
n
(24.1)
b) Ghép nối tiếp
Hai tụ điện ghép với nhau như hình 24.2 gọi là ghép nối
Mục đích : Tạo những bộ tụ điện có điện dung
và hiệu điện thế giới hạn. Khi ghép song song
các tụ thì được bộ tụ có điện dung lớn ; ghép
nối tiếp các tụ thì được bộ tụ có hiệu điện thế
giới hạn cao.
* Ghép song song

GV thuyết giảng phần ghép song song
GV vẽ hình và yêu cầu học sinh trình bày
mắc song song song và sau đó GV gợi ý để HS
cm công thức.
* Ghép nối tiếp
GV yêu cầu HS vẽ hình và gợi ý hướng dẫn
HS cm các công thức
 ( Gv lập bảng tóm tắt cho HS)
HS : Q
1
= C
1
U, Q
2
= C
2
U.
Gọi điện tích của bộ tụ
điện là Q thì
Q = Q
1
+ Q
2
= (C
1
+ C
2
)U
Kí hiệu điện dung tương
đương là C thì :

C = C
1
+ C
2
.
Từ đó suy ra điện dung
tương đương của bộ gồm
n tụ điện ghép song song
với nhau là :
C = C
1
+ C
2
+ C
3
+ … + C
n
(24.1)
HS thiết lập công thức :
U = U
1
+ U
2

2
2
1
1
C
Q

Xem thêm: Linh Kiện Máy Tính Cũ, Linh Kiện PC Cũ – Tin Học Anh Phát

C
Q
C
Q
+=
GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -2 /5
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
tiếp.
Khi tích điện, ta nối A và B với hai cực của nguồn điện.
Gọi U là hiệu điện thế của bộ tụ điện đó thì
U = U
1
+ U
2
Gọi điện dung của bộ điện là C thì từ đẳng thức vừa viết
ta suy ra :
2
2
1
1
C
Q
C
Q
C
Q
+=
Với cách ghép nối tiếp thì điện tích của các tụ điện của
nộ bằng nhau và đó cũng là điện tích của cả bộ tụ điện.
Q = Q

1
= Q
2
Từ đó ta rút ra :
21
C
1
C
1
C
1
+=
Đối với trường hợp ghép số tụ điện nhiều hơn ta có thể
viết :
n21
C
1

C
1
C
1
C
1
+++=
(24.2)
2) NĂNG LƯNG ĐIỆN TRƯỜNG
a) Nhận xét
Tụ điện tích điện thì có năng lượng. Ta gọi đó là năng
lượng của tụ điện.

GV : Trong bộ đèn của máy ảnh có một tụ
điện. Tụ điện này được tích điện nhờ bộ
pin nhỏ và bộ đổi điện. Khi bấm máy ta
thấy đèn loé sáng. Năng lượng làm cho
đèn lóe sáng là do tụ điện cung cấp. Điều
đó chứng tỏ tụ điện tích điện thì có năng
lượng. Ta gọi đó là năng lượng của tụ
điện.
GV diễn giảng như trong SGK
Q = Q
1
= Q
2
HS lập bảng tóm tắt 
Xem bảng của bài !
GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -3 /5
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
b) Năng lượng của tụ điện
Điện tích của tụ điện bằng Q, hiệu điện thế của tụ điện
bằng U, giá trò trung bình của hiệu điện thế của tụ điện
trong quá trình tích điện là
2
U
. Do đó công mà nguồn
điện đã thực hiện là :
2
U
QA =
.
Vậy năng lượng của tụ điện là :

2
QU
W =
(24.3)
Sử dụng công thức 23.1 thì Q có thể viết dưới dạng sau :
C2
Q
2
CU
W
22
=
(24.4)
c) Năng lượng điện trường
Công thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện
phẳng
V
8.10.9
E
W
9
2
π
ε
=
(24.5)
Mật độ năng lượng của điện trường :
GV lập luận như trong SGK
Công thức (24.6) có ý nghóa tổng quát, nó
đúng cả trong trường hợp điện trường không

đều và điện trường phụ thuộc vào thời gian.
GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -4 /5
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
π
ε
=
8.10.9
E
w
9
2
(24.6)
Củng cố bài
giảng Dặn
dò của học
sinh
(5’)
Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu
hỏi 1, 2, 3,4 và 5 trang 126 SGK.
HS trả lời các câu hỏi 1,
2, 3, 4 và 5 trang 126
SGK.
BẢNG TÓM TẮT
GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG
Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục
Điện tích :
Q
B
= Q
1

= Q
2
= … = Q
n
Hiệu điện thế :
U
B
= U
1
+ U
2
+ … + U
n
Điện Dung Tụ Điện :
n21B
C
1

C
1
C
1
C
1
+++=
C
B
< C
1
, C

Xem thêm: Linh kiện điện thoại Giá sỉ Chính hãng Chất lượng cao tại TPHCM

2
… C
n
Hiệu điện thế tỉ lệ nghòch với C
Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 …
Điện tích
Q
B
= Q
1
+ Q
2
+ … + Q
n
Hiệu điện thế :
U
B
= U
1
= U
2
= … = U
n
Điện Dung Tụ Điện :
C
B
= C
1
+ C
2

+ … + C
n
C
B
> C
1
, C
2
, C
3
Q
1
, Q
2
tỉ lệ ới điện dung.
* Mạch chỉ có hai tụ C
1
và C
2
nối tiếp thì C
b
= C
1
/n
* Mạch có n tụ C
0
giống nhau mắc nối tiếp thì C
b
= n.C
1

  
GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: 24 -5 /5
Ta chỉ nói về hai cách ghép cơ bản, ghép song song vàghép tiếp nối đuôi nhau. a ) Ghép tuy nhiên songHai tụ điện được ghép với nhau như hình 24.1 gọi làghép song song. Khi nạp điện, cả hai tụ điện của bộ f9iều có cùng hiệuđiện thế U. gọi điện dung của hai tụ điện đó là C, Cthìđiện tích của những tụ điện là : = CU, Q = CU.Gọi điện tích của bộ tụ điện là Q thìQ = Q. + Q = ( C + C ) UThương sốlà điện dung tương tự của bộ tụ điện. Kí hiệu điện dung tương tự là C thì : C = C + CTừ đó suy ra điện dung tương tự của bộ gồm n tụđiện ghép song song với nhau là : C = C + C + C + … + C ( 24.1 ) b ) Ghép nối tiếpHai tụ điện ghép với nhau như hình 24.2 gọi là ghép nốiMục đích : Tạo những bộ tụ điện có điện dungvà hiệu điện thế giới hạn. Khi ghép tuy nhiên songcác tụ thì được bộ tụ có điện dung lớn ; ghépnối tiếp những tụ thì được bộ tụ có hiệu điện thếgiới hạn cao. * Ghép tuy nhiên songGV thuyết giảng phần ghép tuy nhiên songGV vẽ hình và nhu yếu học viên trình bàymắc song song song và sau đó GV gợi ý để HScm công thức. * Ghép nối tiếpGV nhu yếu HS vẽ hình và gợi ý hướng dẫnHS cm những công thức  ( Gv lập bảng tóm tắt cho HS ) HS : Q = CU, Q = CU.Gọi điện tích của bộ tụđiện là Q thìQ = Q. + Q = ( C + C ) UKí hiệu điện dung tươngđương là C thì : C = C + CTừ đó suy ra điện dungtương đương của bộ gồmn tụ điện ghép tuy nhiên songvới nhau là : C = C + C + C + … + C ( 24.1 ) HS thiết lập công thức : U = U + U + = GV : ĐỖ HIẾU THẢO           VẬT LÝ PB 11 : 24 – 2 / 5TR ƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI    GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 tiếp. Khi tích điện, ta nối A và B với hai cực của nguồn điện. Gọi U là hiệu điện thế của bộ tụ điện đó thìU = U + UGọi điện dung của bộ điện là C thì từ đẳng thức vừa viếtta suy ra : + = Với cách ghép nối tiếp thì điện tích của những tụ điện củanộ bằng nhau và đó cũng là điện tích của cả bộ tụ điện. Q = Q = QTừ đó ta rút ra : 21 + = Đối với trường hợp ghép số tụ điện nhiều hơn ta có thểviết : n21 + + + = ( 24.2 ) 2 ) NĂNG LƯNG ĐIỆN TRƯỜNGa ) Nhận xétTụ điện tích điện thì có nguồn năng lượng. Ta gọi đó là nănglượng của tụ điện. GV : Trong bộ đèn của máy ảnh có một tụđiện. Tụ điện này được tích điện nhờ bộpin nhỏ và bộ đổi điện. Khi bấm máy tathấy đèn lóe sáng. Năng lượng làm chođèn lóe sáng là do tụ điện phân phối. Điềuđó chứng tỏ tụ điện tích điện thì có nănglượng. Ta gọi đó là nguồn năng lượng của tụđiện. GV diễn giảng như trong SGKQ = Q = QHS lập bảng tóm tắt  Xem bảng của bài ! GV : ĐỖ HIẾU THẢO           VẬT LÝ PB 11 : 24 – 3 / 5TR ƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI    GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 b ) Năng lượng của tụ điệnĐiện tích của tụ điện bằng Q., hiệu điện thế của tụ điệnbằng U, giá trò trung bình của hiệu điện thế của tụ điệntrong quy trình tích điện là. Do đó công mà nguồnđiện đã triển khai là : QA = Vậy nguồn năng lượng của tụ điện là : QUW = ( 24.3 ) Sử dụng công thức 23.1 thì Q. hoàn toàn có thể viết dưới dạng sau : C2CU22 ( 24.4 ) c ) Năng lượng điện trườngCông thức tính năng lượng điện trường trong tụ điệnphẳng8. 10.9 ( 24.5 ) Mật độ nguồn năng lượng của điện trường : GV lập luận như trong SGKCông thức ( 24.6 ) có ý nghóa tổng quát, nóđúng cả trong trường hợp điện trường khôngđều và điện trường nhờ vào vào thời hạn. GV : ĐỖ HIẾU THẢO           VẬT LÝ PB 11 : 24 – 4 / 5TR ƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI    GIÁO ÁN VẬT LÝ 118.10.9 ( 24.6 ) Củng cố bàigiảng Dặndò của họcsinh ( 5 ’ ) Hướng dẫn và gợi ý để HS vấn đáp những câuhỏi 1, 2, 3,4 và 5 trang 126 SGK.HS vấn đáp những câu hỏi 1,2, 3, 4 và 5 trang 126SGK. BẢNG TÓM TẮTGHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONGBản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tụcĐiện tích : = Q = Q = … = QHiệu điện thế : = U + U + … + UĐiện Dung Tụ Điện : n21B + + + = < C, C … CHiệu điện thế tỉ lệ nghòch với CBản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 … Điện tích = Q. + Q. + … + QHiệu điện thế : = U = U = … = UĐiện Dung Tụ Điện : = C + C + … + C > C, C, C, Qtỉ lệ ới điện dung. * Mạch chỉ có hai tụ Cvà Cnối tiếp thì C = C / n * Mạch có n tụ Cgiống nhau mắc tiếp nối đuôi nhau thì C = n. C                      GV : ĐỖ HIẾU THẢO           VẬT LÝ PB 11 : 24 – 5 / 5

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư