chương 1 - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: 15 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra( hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính 1. Khái niệm về điện trường 1.
Điện tích Điện tích là một đại lượng vô hướng, đặc trưng cho tính chất của một vật hay một hạt về mặt tương tác điện và gắn liền với hạt hay vật đó. Định luật Coulomb: Hình 1.1 lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F12 ; F21 có: - Điểm đặt: Trên 2 điện tích. - Phương: Đường nối 2 điện tích. - Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu) + Hướng vào nhau nếu q1.m2 Trong đó : k là hệ số k = 9.10 9 2 C Đơn vị: q : Coulomb (C) r : mét (m) F : Newton (N) (Ghi chú: F là lực tĩnh điện) r - Biểu diễn: F1 r F F1 F2 q1.1: Lực tương tác giữa 2 điện tích Ý nghĩa: Định luật Coulomb là một định luật cơ bản của tĩnh điện học, nó giúp ta hiểu rõ thêm khái niệm điện tích.
Nếu các hạt cơ bản hoặc các vật thế tương tác với nhau theo định luạt Coulomb thì ta biết rằng chúng có mang điện tích Định luật bảo toàn điện tích: Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số 1. Khái niệm về điện trường + Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. + Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.2) 17 q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E. q < 0 : F cùng phương, ngược chiều với E.
+ Đường sức điện trường hinh 1.2: Là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Tính chất của đường sức: - Qua mỗi điểm trong điện trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và chỉ 1 đường sức điện trường. - Các đường sức điện là các đường cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng ở các điện tích âm. - Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau.
- Nơi nào có cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức ở đó vẽ mau và ngược lại Hình 1.2: Đường sức điện trường + Điện trường đều: - Có véc tơ CĐĐT tại mọi điểm đều bằng nhau. - Các đường sức của điện trường đều là các đường thẳng song song cách đều nhau + Véctơ cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M. - Phương: Đường nối M và Q 18 - Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 Hướng vào Q nếu Q <0 Q N .r C - Biểu diễn: r q>0 EM q<0 r EM Hình 1.3 Cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm + Nguyên lí chồng chất điện trường: E E1 E2 .4) Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường thành phần: E = E1 + E2 b) Tại điểm D ta có: do q > 0 gây ra tại D có: - phương AD, hướng ra xa điểm A q - độ lớn: E1' 9. 2 a do q < 0 gây ra tại D có: - phương BD, hướng từ D về B q - Độ lớn: E 2' 9.
2 a E1' E 2' 0 ABC là tam giác đều GocABD 60 19 có : - Phương song song AB - Chiều từ trái sang phải - Độ lớn là ED q 2. Điện thế - Hiệu điện thế 2. Công của lực điện trường Công của điện trường: Khi điện trường tác dụng lên các điện tích, có thể làm cho các điện tích di chuyển trong điện trường, khi đó lực thực hiện một công gọi là công của lực điện trường. Xét 1 điện tích điểm q > 0 thì q gây ra lực F trong điện trường Đặt vào trong điện trường 1 điện tích thử q0 > 0 Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N thì lực tĩnh điện sẽ thực hiện một công (Hình 1.4): Công của lực điện trường: q .4) rM rN Hình 1.
Di chuyển điện tích q0 từ điểm M đến N 20 Như vậy: “Công của lực điện làm di chuyển điện tích điểm q0 trong điện trường của điện tích q đi theo 1 đường cong bất kỳ, không phụ thuộc vào dạng đường cong dịch chuyển, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường dịch chuyển”. * Thế năng của điện tích trong điện trường: Khi A = 0, theo cơ học trường có tính chất trên gọi là trường thế. Trường tĩnh điện là trường thế nên công của lực trường bằng cường độ giảm thế năng của điện tích q0 khi dịch chuyển từ điểm M đến điểm N của trưòng. q0 AMN WM WN (1.5) 4 0 rM 4 0 rM Trong đó: q.
q0 WM C và WN C 4 0 rM 4 0 rN Trong đó: C là một hằng số tuỳ ý 2. Điện thế Giả sử có 1 điện tích q di chuyển từ một điểm M cho trước đến một điểm ở vô cùng. Từ biểu thức: q.rM Chia hai vế của biểu thức cho q0 AM q q0 4 .rM Vế phải của biểu thức không phụ thuộc vào q0 mà chỉ phụ thuộc vào điện tích q gây ra tại điện trường và phụ thuộc vào vị trí đặt điện tích q0 21 AM Thương số: đặc trưng cho điện trường ta đang xét nên gọi là điện thế của q0 AM q điện trường tại M M (1.6) q0 4 0 rM Cho q0 = +1 đơn vị điện tích M AM Vậy: “Điện thế tại 1 điểm nào đó trong điện trường có giá trị bằng công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển 1 đơn vị điện tích dương từ điểm đó ra xa vô cùng” 2. Hiệu điện thế AMN AM AN q q M N U MN q0 q0 q0 4 .rN Hiệu số (M - N) được gọi là hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N AMN M N (1.7) q0 Nếu lấy q0 = +1 đơn vị điện tích thì M N AMN Vậy: Đại lượng đo bằng công di chuyển một đơn vị điện tích từ M đến N gọi là điện áp của điện trường.
Ký hiệu: U Điện áp giữa hai điểm của trường bằng hiệu điện thế giữa hai điểm đó. Vì thế, điện áp còn được gọi là hiệu điện thế. Tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi 3. Vật dẫn trong điện trường Khi vật dẫn đặt trong điện trường mà không có dòng điện chạy trong vật thì ta gọi là vật dẫn cân bằng điện (vdcbđ) Bên trong vdcbđ cường độ điện trường bằng không.
Mặt ngoài vdcbđ: cường độ điện trường có phương vuông góc với mặt ngoài 22 Điện thế tại mọi điểm trên vdcbđ bằng nhau Điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật, sự phân bố là không đều (tập trung ở chỗ lồi nhọn) 3. Điện môi trong điện trường Khi đặt một khối điện môi trong điện trường thì nguyên tử của chất điện môi được kéo dãn ra một chút và chia làm 2 đầu mang điện tích trái dấu (điện môi bị phân cực). Kết quả là trong khối điện môi hình thành nên một điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài 23 CÂU HỎI ÔN TẬP Bài tập 1: Tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm có điện tích bằng nhau, q = 10-6C, đặt cách nhau một đoạn d = 1cm, ở trong dầu ( =2) và ở trong nước ( =6) Bài tập 2: Cho hai điện tích điểm +q và –q ( hình 1.5) đặt tại hai điểm A và B, cách nhau một khoảng a trong chân không a) Xác định cường độ điện trường tại điểm C với C là trung điểm của đoạn AB b) Xác định cường độ điện trường tại điểm D. Với D là điểm nằm trên đường trung trực của AB, và cách A một khoảng a.10-6C, a = 3cm E'2 ED D E'2 E1 A C E2 B EC Hình 1.5 Câu 3 : Nêu các tác dụng của điện trường lên vật dẫn và điện môi.
Câu 4 : Phân biệt điện thế và hiệu điện thế ? Qui ước dấu. Câu 5 : Giải thích các tính chất cơ bản của đường sức của điện trường. 24 CHƯƠNG 2 MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Mã chương: MH8-02 Giới thiệu: Trong thực tế mạch điện một chiều được ứng dụng nhiều ở lĩnh vực điện, điện tử, dòng điện một chiều tương đối ổn định và việc nghiên cứu để giải mạch điện một chiều là cơ sở để chuyển đổi và giải các mạch điện biến đổi khác về dạng mạch điện một chiều và các cách biến đổi, các phương pháp giải mạch điện một chiều được nghiên cứu kỹ. Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm về dòng điện một chiều, khái niệm về mạch điện - Giải thích được cách xây dựng mô hình mạch điện, các phần tử chính trong mạch điện.