Soạn giáo án vật lí 11 kết nối tri thức Bài 21: Tụ điện

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh một số loại tụ điện (hình 21.1) và giới thiệu tụ điện thường được sử dụng trong các thiết bị điện.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ Nêu khái niệm tụ điện và điện môi.

+ Tụ điện được kí hiệu như thế nào?

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và mục Em có biết (SGK – tr84) để tìm hiểu về chức năng, cấu tạo, hình dạng và hoạt động nạp điện và phóng điện của tụ điện.

- GV tổng kết về nội dung tụ điện.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. TỤ ĐIỆN

- Tụ điện là một loại linh kiện điện tử gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi môi trường cách điện (điện môi). Mỗi vật dẫn được gọi là một bản tụ điện.

- Khi vẽ mạch điện, tụ điện được kí hiệu như hình

- Trong mạch điện, tụ điện có nhiệm vụ tích điện và phóng điện.

+ Để tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản cực của tụ điện với hai cực của nguồn điện một chiều. Bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm. Điện tích trên hai bản tụ điện có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. Ta gọi độ lớn của điện tích trên một bản tụ điện là điện tích của tụ điện.

+ Sau khi tích điện cho tụ điện, ta bỏ nguồn điện ra và nối hai bản tụ điện với một điện trở, sẽ có dòng điện chạy qua điện trở và điện tích trên tụ điện giảm nhanh, Ta gọi đó là sự phóng điện của tụ điện.

- Tụ điện gồm: tụ điện phẳng, tụ điện hình trụ.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ Nêu khái niệm điện dung của tụ điện.

+ Điện dung của tụ điện được tính như thế nào?

- GV kết luận về khái niệm và công thức tính tụ điện.

- GV đặt vấn đề: Tụ điện được sử dụng trong thực tế thường có điện dung cỡ khoảng từ 10^-12 F đến 10^-6 F nên người ta cũng thường dùng các đơn vị μF, nF, pF.

- GV đặt câu hỏi: Trên vỏ tụ điện thường ghi điện dung của tụ điện và hiệu điện thế tối đa được sử dụng, nếu dùng quá hiệu điện thế này, điều gì có thể xảy ra?

- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK – tr85) để tìm hiểu về tụ xoay.

- GV tổng kết về nội dung điện dung.

- Để củng cố kiến thức vừa xây dựng được và giúp HS vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr85)

1. Cho một tụ điện trên vỏ có  ghi là 2μF – 200V.

a) Đặt vào hai bản tụ điện một hiệu điện thế 35 V. Hãy tính điện tích mà tụ điện tích được.

b) Hãy tính điện tích mà tụ điện tích được ở hiệu điện thế tối đa cho phép.

2. Có hai chiếc tụ điện, trên vỏ tụ điện A có ghi 2 μF – 350 V, tụ điện B có ghi 2,3 μF – 300V.

a) Trong hai tụ điện trên, khi tích điện ở cùng một hiệu điện thế, tụ điện nào có khả năng tích điện tốt hơn?

b) Khi tích điện lên mức tối đa cho phép thì tụ điện nào sẽ có điện tích lớn hơn?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

II. ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN

1. Điện dung

- Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện khi đặt một hiệu điện thế U vào hai bản tụ điện.

Nó được tính bằng tỉ số giữa điện tích Q của tụ điện và hiệu điện thế U đặt vào hai bản tụ điện: .

- Định nghĩa đơn vị đo điện dung: fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt hiệu điện thế 1 V vào hai bản tụ điện thì điện tích của tụ điện là 1 C.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr85)

1. a) Điện tích mà tụ điện tích được khi đạt hiệu điện thế bằng 36 V sẽ là:

Q₁ = CU = 72.10^-6 (C)

b) Điện tích mà tụ điện tích được ở hiệu điện thế tối đa cho phép là:

Q_max = CU_max = 4.10­^-4 (C)

2. a) Điện dung tụ (A) là C₁ = 2μF nhỏ hơn điện dung tụ (B) là C₂ = 2,3 μF, nên tụ điện (B) có khả năng tích điện tốt hơn.

b) Khi tích điện ở mức tối đa cho phép thì tụ điện (A) tích được lượng điện tích là:

Q₁ = C₁U₁ = 2.10^-6.350 = 7.10^-4 (C)

Còn tụ điện (B) tích được lượng điện tích là:

Q₂ = C₂U₂ = 2,3.10^-6.300 = 6,9.10^-4 (C)

Khi tích điện đến mức tối đa cho phép, ta lại thấy tụ điện (A) tích được nhiều điện tích hơn tụ điện (B).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM