« Home « Kết quả tìm kiếm

SKKN - Phương pháp vận dụng định luật bảo toàn điện tích


Tóm tắt Xem thử

- PHƯƠNG PHÁP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH TRONG PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11..
- Nhưng đối với định luật bảo toàn điện tích thì cho tới nay người ta chưa thấy có trường hợp nào định luật đó bị vi phạm..
- Việc vận dụng định luật bảo toàn điện tích để giải quyết các bài toán trong phần điện học 11, đối với học sinh lớp 11, gặp rất nhiều khó khăn, bởi đây có thể coi là mảng kiến thức khó..
- Với đề tài này, có thể giúp các em học sinh tự tin hơn khi gặp những bài toán có liên quan tới định luật bảo toàn điện tích.
- Lựa chọn bài tập điển hình trong SGK , SBT, sách tham khảo và phân chia thành các dạng bài tập liên quan tới định luật bảo toàn điện tích..
- Định luật bảo toàn điện tích.
- a) Nội dung : Trong một hệ cô lập về điện, tổng điện tích của hệ được bảo toàn..
- Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r:.
- Điện thế được của một điện tích điểm:.
- (r : Khoảng cách từ điện tích điểm đến điểm khảo sát.
- Điện thế của quả cầu tích điện q phân bố đều:.
- (R : Bán kính của quả cầu.
- Điện tích của tụ điện.
- Một số bài toán vận dụng định luật bảo toàn điện tích..
- Tìm điện tích hai quả cầu dẫn điện khi cho tiếp xúc hoặc nối bằng dây dẫn..
- Gọi q 1 , q 2 là điện tích hai quả cầu khi chưa cho tiếp xúc hoặc nối với nhau bằng dây dẫn.
- q 2 ' là điện tích hai quả cầu khi đã cho chúng tiếp xúc nhau hoặc nối bằng dây dẫn..
- Khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi sau đó tách rời nhau thì tổng điện tích ban đầu chia đều cho mỗi quả cầu..
- Khi nối hai quả cầu với nhau bằng dây dẫn rồi sau đó cắt dây nối thì tổng điện tích ban đầu chia đều cho mỗi quả cầu..
- Điện tích hệ hai quả cầu được bảo toàn : q ' q ' 1  2  q 1  q 2  const (1.
- Ví dụ 1: Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau, mang các điện tích q 1 , q 2 đặt trong không khí, cách nhau một đoạn R = 10cm.
- Tính điện tích q 1 , q 2.
- Vì hai quả cầu tiếp xúc nhau nên có sự phân bố lại điện tích trên chúng.
- Các quả cầu giống nhau nên điện tích của chúng sau khi phân bố lại bằng nhau : q 1.
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có:.
- Ví dụ 2: Hai quả cầu kim loại đặt xa nhau.
- Quả cầu (II) có bán kính R 2 = 15cm, q 2.
- Nối hai quả cầu bằng một dây dẫn mảnh.
- Tìm điện tích trên mỗi quả cầu sau đó và điện lượng đã di chuyển qua dây nối..
- Điện thế ban đầu của hai quả cầu lần lượt là V 1 , V 2.
- Khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn, điện tích sẽ di chuyển từ quả cầu này sang quả cầu kia tới khi điện thế hai quả cầu bằng nhau.
- Khi đó điện tích trên hai quả cầu thay đổi..
- Gọi điện tích và điện thế trên hai quả cầu sau khi nối dây là q 1.
- Với hệ hai quả cầu, điện tích được bảo toàn.
- Theo định luật bảo toàn điện tích có:.
- Nối hai quả cầu bằng dây dẫn.
- Tìm điện tích lúc đầu của các quả cầu..
- Khi chưa nối dây dẫn giữa hai quả cầu:.
- Do hai quả cầu hút nhau : q q 1 2.
- Khi nối dây dẫn giữa hai quả cầu, có sự phân bố lại điện tích trên hai quả cầu tới khi điện thế trên hai quả cầu là như nhau (thời gian các điện tích phân bố lại là rất ngắn).
- Gọi điện tích trên hai quả cầu sau khi phân bố lại là q .
- Theo định luật bảo toàn điện tích.
- Bảo toàn điện tích trên tụ điện..
- Khi tích điện cho một quả cầu sẽ có sự phân bố lại điện tích.
- Với V 1 là điện thế quả cầu nối với bản A.
- V 2 : điện thế quả cầu nối với bản B..
- a) Tính điện tích của tụ..
- a) Điện tích của tụ: Q = C.U = 1200pC = 1,2 (nC).
- b) Khi ngắt tụ khỏi nguồn, các bản tụ trở thành vật dẫn cô lập về điện nên điện tích tụ không đổi khi thay đổi khoảng cách hai bản tụ..
- người ta truyền cho quả cầu bán kính R 1 một điện tích Q.
- Hãy tính điện tích trên quả cầu R 2 .
- Gọi q 1 , q 2 là điện tích các quả cầu (1) và (2) sau khi đã truyền cho quả cầu (1) điện tích Q và hệ đạt trạng thái ổn định.
- Gọi q t là điện tích của tụ điện..
- Khi truyền điện tích Q cho quả cầu (1), do quả cầu được nối với bản tụ bằng dây dẫn nên sẽ có điện tích truyền tới bản tụ A → Bản tụ A sẽ được tích điện q t .
- Quả cầu (1) có điện tích q 1.
- Do nhiễm điện hưởng ứng nên bản tụ B sẽ tích điện -q t → Quả cầu 2 sẽ có điện tích q 2.
- (1) Điện thế ở trên hai quả cầu.
- Ngoài phương pháp trên, còn một phương pháp hữu hiệu để giải bài toán trên mà chúng ta bàn tới đó là phương pháp sử dụng Định luật bảo toàn điện tích.
- ta chỉ bàn đến phương pháp có sử dụng định luật bảo toàn điện tích..
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật cộng hiệu điện thế ta có.
- Tính điện tích trên mỗi tụ điện..
- a) Điện tích trên các tụ điện:.
- Giả sử điện tích trên các bản tụ như hình vẽ..
- Theo định luật bảo toàn điện tích và định luật cộng hiệu điện thế ta có..
- đến trung hòa điện tích dường ở hai bản nối với A của tụ C 1 và C 2.
- Viết phương trình định luật bảo toàn điện tích tại cho một nút trong mạch..
- Tính điện tích mỗi tụ..
- Theo định luật bảo toàn điện tích và định luật cộng hiệu điện thế ta có.
- Đối với hệ ghép các tụ đã tích điện trước vào mạch sẽ có sự phân bố lại điện tích trên các tụ điện.
- Nhưng tổng điện tích trên các tụ không đổi..
- Phương trình bảo toàn điện tích của hệ cô lập.
- :Tổng điện tích trên các bản tụ nối với một đầu của đoạn mạch lúc sau.
- :Tổng điện tích trên các bản tụ nói trên lúc trước..
- Ví dụ 1: Ba tụ C 1 = 1µF , C 2 = 3µF, C 3 = 6µF được tích điện đến cùng hiệu điện thế U = 90V, dấu điện tích trên các bản tụ.
- Giả sử khi ghép các tụ lại thành mạch kín, dấu điện tích trên các bản tụ không đổi..
- Gọi hiệu điện thế và điện tích mới của các tụ là U .
- (1) Theo định luật bảo toàn điện tích ta có:.
- Q 3 là điện tích các tụ trước khi nối với nhau..
- chứng tỏ dấu điện tích trên các bản tụ C 1 sau khi nối với các tụ khác ngược với dấu mà ta đã giả thiết.
- Tính điện tích , hiệu điện thế của mỗi tụ sau khi:.
- a) Nối hai bản điện tích cùng dấu..
- b) Nối hai bản điện tích trái dấu..
- Điện tích mỗi tụ trước khi nối với nhau:.
- U 2 ' là điện tích , hiệu điện thế của các tụ sau khi nối với nhau.
- Sau khi có sự phân bố lại điện tích trên các bản tụ..
- Theo định luật bảo toàn điện tích cho hệ cô lập.
- µC) b) Nối hai bản điện tích trái dấu..
- Theo định luật bảo toàn điện tích:.
- Điện tích trên các bản tụ sau khi nối là:.
- Gọi điện tích các tụ lúc K ở K và khi K chuyển sang (2) là : q 1 , q 2 , q 1.
- Bài 1: Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q 1 và q 2 đặt trong không khí cách nhau R = 2cm, đẩy nhau bằng lực F  2, 7.10 N  4 .
- Hai quả cầu đẩy nhau bằng lực F.
- Tính điện tích hai quả cầu q 1 , q 2.
- Bài 2: Hai quả cầu kim loại đặt xa nhau.
- Quả cầu (II) có bán kính R 2 = 4cm, q C.
- a) Tính điện tích Q của tụ điện..
- Tính điện dung C 1 , điện tích Q 1.
- Tôi hy vọng đề tài này giúp học sinh có thể nắm vững hơn về định luật bảo toàn điện tích trong chương trình vật lý 11.
- Giúp các em có được phương pháp và biết cách sử dụng định luật bảo toàn điện tích kết hợp với các định luật vật lí, kiến thức vật lý khác để có thể rèn luyện tốt kĩ năng giải bài tập..
- Trong phần bài tập tự luyện, ở bài cuối cùng ta cần sử dụng định luật bảo toàn điện tích kết hợp với định luật bảo toàn năng lượng