Bài giảng môn học Vật lí Lớp 11 - Bài 2: Thuyết electron, Định luật bảo toàn điện tích

Nội dung text: Bài giảng môn học Vật lí Lớp 11 - Bài 2: Thuyết electron, Định luật bảo toàn điện tích

1. B À I GIẢ N G V Ậ T L Ý 11 THUY Ế T ELECTRON – Đ Ị N H LUẬ T B Ả O TOÀ N ĐIỆ N T Í CH
2. Bài 2: Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích
3. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Mô hình nguyên tử 1871 - 1937 -e 1911 - Rutherford F Cambridge - Anh Mẫu Hành Tinh Nguyên tử +q hn Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
4. I. Thuyết electron 1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện Thông số Điện tích ▪1 e = - 1,6.10-19 C (điện tích nguyên tố âm) ▪1 p = + 1,6.10-19 C (điện tích nguyên tố dương) ▪1 n = 0 ▪Thông thường: ne = np →nguyên tử trung hòa về điện ▪Khối lượng -31 ▪1 me = 9,1.10 kg -27 ▪1 mp ≈ 1 mn ≈ 1,67.10 kg Trong các hiện tượng điện ở VLPT thì điện tích của e và p là điện tích nhỏ nhất => gọi nó là điện tích nguyên tố. Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
5. Đây là nguyên tử của nguyên tố nào? 1 Hidrogen ( ) Deuterium 4 1 Helium ( 푒) 2 2 ( ) Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495 1
6. I. Thuyết electron 2. Thuyết electron "Electron có thể di chuyển giữa các nguyên tử" ▪ Nguyên tử có thể nhận thêm hay mất đi electron. ▪ Nguyên tử trung hòa + electron = ion âm ▪ Nguyên tử trung hòa- electron = ion dương ▪ Vật nhiễm điện (+) khi số proton > số electron. Ba SO 2 2 ▪ Vật nhiễm điện (-) khi số proton < số 4 Ba SO4 electron. Ba - 2 e → Ba2+ 2- SO4 + 2 e → SO4 Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
7. II. Vận dụng 1. Giải thích về vật dẫn điện và cách điện ▪ Một vật muốn dẫn điện → Cần chứa những hạt mang điện (electron, ion +, ion -) chuyển động tự do (điện tích tự do) ▪ Vật dẫn điện: chứa nhiều điện tích tự do. Ví dụ: axit, bazo, muối, kim loại. ▪ Vật cách điện: chứaít điện tích tự do. Ví dụ: dầu, thủy tinh, cao su, sứ, không khí khô . Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
8. 2/ HIỆN TƯỢNG NHIỄM ĐIỆN Nhiễm điện do cọ xát Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
9. HIỆN TƯỢNG NHIỄM ĐIỆN Nhiễm điện do tiếp xúc ĐL bảo toàn điện tích: Trong 1 hệ cô lập về điện, tổng đại số 12q các điện tích là không đổi. Thông thường khi 2 vật tích điện tiếp xúc nhau thì điện tích của mỗi vật sau tiếp xúc sẽ là: q1’= q2’ = ( q1+ q2) / 2 6q 6q Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
10. HIỆN TƯỢNG NHIỄM ĐIỆN Nhiễm điện do hưởng ứng Đưa 2 vật lại gần Khi nhiễm điện do hưởng ứng: Điện tích tự do cùng dấu bị đẩy ra xa nhau, trái dấu bị hút lại gần nhau. * Nếu đưa 2 vật ra xa nhau thì thanh KL trở về trạng thái trung hòa về điện ko còn bị nhiễm điện nữa Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
11. * Nhiễm điện do cọ xát: khi hai vật trung hòa về điện cọ xát với nhaunguyên tử một vật sẽ bị mất một số electron và tích điện dương. Vật còn lại sẽ nhận được electron của vật kia và sẽ tích điện âm. Theo định luật bảo toàn điện tích thì tổng điện tích của hai vật sau khi tiếp xúc bằng không. * Nhiễm điện do tiếp xúc: hai điện tích điện khác nhau, một vật có điện tích q1, một vật có điện tích q2. Khi tiếp xúc với nhau, một số electron sẽ di chuyển từ vật này sang vật kia cho đến khi cân bằng mật độ điện tích phân bố trên hai vật bằng nhau. Nếu hai vật giống hệt nhau thì điện tích của chúng lúc cân bằng là: q’1 = q2’ = (q1+q2)/2 * Nhiễm điện do hưởng ứng: – Một vật trung hòa điện đặt gần một vật nhiễm điện. Nếu vật đó nhiễm điện âm thì nó sẽ đẩy electron của vật trung hòa ra xa nónguyên tử khiến vật trung hòa phân thành hai miền điện tích khác nhaunguyên tử miền gần vật nhiễm điện sẽ tích điện dương và phần xa vật nhiễm điện sẽ tích điện âm, và ngược lại Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
12. III. Định luật bảo toàn điện tích ▪ Trong một hệ cô lập về điện (không trao đổi điện tích được với các vật ngoài hệ), tổng đại số của các điện tích là không đổi. Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
13. Vận dụng: Ảo thuật với tĩnh điện Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
14. Bài 5 (trang 14 SGK Vật Lý 11) Chọn câu đúng. Đưa một quả cầu tích điện Q lại gần một quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q .Sau đó thì A. M tiếp tục bị hút vào Q B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q C. M rời Q về vị trí thẳng đứng D. M bị đẩy lệch về phía bên kia Giải: Đầu tiên M bị hút dính vào Q do hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng. Khi dính vào Q nó lại bị nhiễm điện tiếp xúc với Q nên M và Q bị nhiễm điện giống nhau và bị đẩy ra xa. Đáp án : D Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
15. Bài 6 (trang 14 SGK Vật Lý 11) Đưa một quả cầu Q tích điện dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN( hình 2.4) . Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trái dấu. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I trung điểm của MN? A.Điện tích ở M và N không thay đổi B.Điện tích ở M và N mất hết C.Điện tích ở M còn, ở N mất D.Điện tích ở M mất, ở N còn Giải: Vì các điện tích tập trung ở hai đầu M và N, ở I hầu như không có điện tích Đáp án : A Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
16. Củng cố Câu 1: Ion âm được hình thành khi nào? a. Khi nguyên tử nhận thêm các electron. b. Khi nguyên tử nhận thêm các proton. c. Khi nguyên tử cho các electron. d. Khi nguyên tử tiếp xúc với một nguyên tử khác. ĐÚNG SAI Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
17. Trong sự nhiễm điện do tiếp xúc, sau khi tiếp xúc Câu 2: với vật đã nhiễm điện và được tách ra, hai vật sẽ A. luôn trở thành các vật trung hoà về điện. B. mang điện tích có độ lớn bằng nhau. C. nhiễm điện trái dấu. D. nhiễm điện cùng dấu. Đoàn Thị Thu Hoàng - 0905889495
18. Các chất nào sau đây đều là chất dẫn điện? A.Dung dịch axit, không khí khô và muối chứa nhiều ion tự do. B.Dung dịch axit, không khí khô và muối chứa nhiều ion tự do. C.Dung dịch axit, bazo và muối chứa nhiều ion tự do. D.Dung dịch axit, bazo và không khí khô.
19. Chân không dẫn điện hay cách điện? Tại sao? Chân không là chất cách điện vì trong chân không không có điện tích tự do.
20. Có các dụng cụ sau: 1 lọ chứa muối ăn, 1 bình ắc quy, 1 bóng đèn, 3 cái tô, dây dẫn điện, 1 chai nước lọc. Em hãy đề xuất quy trình tiến hành thí nghiệm chứng tỏ muối ăn và nước lọc không dẫn điện nhưng dung dịch muối thì dẫn điện.
21. Cho một ít muối ăn vào nước, quấy đều. Ta nối dung dịch trên với bóng đèn và bình ắc quy thành một mạch kín như hình vẽ. Kết quả đèn sáng. Tại sao đèn lại sáng? Đèn sáng vì dung dịch muối ăn dẫn điện.
22. Dung dịch muối ăn dẫn điện vì sao? Dung dịch muối ăn dẫn điện vì muối ăn khi vào nước phân li thành các ion tự do. Chúng đều là chất dẫn điện.
23. Dung dịch nào dưới đây không dẫn điện? A.Dung dịch muối ăn. B.Dung dịch CuSO4. C.CH3OH D.HCl CH3OH không thuộc 1 trong 3 loại axit, bazo, muối nên không thể phân li ra ion và không thể dẫn điện.
24. Vào mùa đông, khi ta chải tóc băng lược nhựa thì thấy những sợi tóc dựng ngược lên. Vì sao lại có hiện tượng đó? Khi chải đầu thường là dùng lược bằng nhựa, chúng ta tạo ra sự ma sát giữa lược và tóc, sự ma sát này làm dịch chuyển điện tích âm từ tóc sang lược kết quả là lược mang nhiều điện tích âm hơn nên nó nhiễm điện âm, còn tóc bị mất điện tích âm nên nhiễm điện dương. Do tóc và lược nhiễm điện trái dấu nên chúng cứ muốn hút chặt lấy nhau không rời.
25. Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì khi cọ xát A. eletron chuyển từ vật này sang vật khác. B. vật bị nóng lên. C. các điện tích tự do được tạo ra trong vật. D. các điện tích bị mất đi.
26. Khi cọ xát thước nhựa vào vải, do ma sát và theo thuyết electron một số electron ở bề mặt ngoài cùng của thước nhựa đã dịch chuyển sang bên vải làm thước nhựa nhiễm điện. Khi thước nhựa bị nhiễm điện nó có khả năng hút được các vật nhẹ như mẩu giấy, mẩu gỗ Đó là hiện tượng nhiễm điện do A.Cọ xát B.Tiếp xúc C.Hưởng ứng
27. Với các dụng cụ như sau: 1 quả bóng, 1 mảnh vải dày, 1 vòi nước. Em hãy đề xuất phương án thí nghiệm chứng minh hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng?
28. Cọ xát vải vào một quả bóng bay làm cho quả bóng bay nhiễm điện, sau đó đưa lại gần một dòng nước đang chảy thẳng, ta thấy dòng nước như đang bị hút về phía của bóng bay. Em hãy giải thích hiện tượng trên? Khi đưa quả bóng nhiễm điện dương lại gần dòng nước đang chảy, các điện tích dương bên trong dòng nước (trung hòa về) bị đẩy ra phía xa quả bóng, còn các điện tích âm bị hút lại gần phía quả bóng, lực hút này làm dòng nước đang chảy thẳng bị uốn cong về phía quả bóng. Trong hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng, các điện tích cùng dấu bị đẩy ra xa, các điện tích trái dấu dồn về một phía tạo nên lực hút tĩnh điện.
29. Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng là hiện tượng A. Đầu thanh kim loại bị nhiễm điện khi đặt gần 1 quả cầu mang điện. B. Thanh thước nhựa sau khi mài lên tóc hút được các vụn giấy. C. Mùa hanh khô, khi mặc quần vải tổng hợp thường thấy vải bị dính vào người. D. Quả cầu kim loại bị nhiễm điện do nó chạm vào thanh nhựa vừa cọ xát vào len dạ.
30. Em hãy giải thích vì sao khi cọ xát một chiếc thước vào dạ, ta thấy chiếc thước nhựa hút được mẫu xốp (mẫu giấy nhỏ). Khi ta dùng mảnh vải khô để cọ xát vào chiếc thước nhựa rồi đưa lại gần các mẫu thì lúc này chiếc thước nhựa đã bị nhiễm điện do cọ xát với mảnh vải khô nên nó có khả năng hút các vật khác .
31. Giải thích tại sao các xe chở xăng, dầu thường có một đoạn dây xích thả xuống mặt đường? Vì khi di chuyển xe chở xăng, dầu sẽ cọ xát với không khí và cọ xát với xăng trong thùng nên dễ bị nhiễm điện, có thể gây ra cháy nổ nên xe chở xăng dầu thường có một đoạn dây xích thả xuống mặt đường để truyền điện tích từ xe xuống mặt đường, làm cho xe không còn bị nhiễm điện nữa.
32. Hiện tượng nhiễm điện do cọ xát có thể xảy ra ở nhiệt độ nào? A. Nhiệt độ cao B. Nhiệt độ thấp C. Nhiệt độ cơ thể người D. Bất kì nhiệt độ nào
33. Nêu nội dung thuyết electron? *Là thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật. *Trong một số điều kiện, nguyên tử có thể mất êlectron và trở thành ion dương. Nguyên tử cũng có thể nhận thêm êlectron và trở thành ion âm.
34. Em hãy giải thích hiện tượng xuất hiện sấm , sét và chớp vào ngày mưa. Sự cọ xát mạnh giữa những giọt nước trong luồng không khí bốc lên là một trong những nguyên nhân tạo thành các đám mây dông bị nhiễm điện. Khi đó giữa các đám mây này hoặc giữa chúng với mặt đất xuất hiện tia lửa điện phát ánh sáng chớp chói lòa. Do nhiệt độ cao của tia lửa điện, không khí giãn nở đột ngột, phát ra tiểng nổ gọi là tiếng sấm (khi có tia lửa điện giữa hai đám mây), hoặc tiếng sét (khi có tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất).