Giáo án Năng lượng và ứng dụng của tụ điện Vật lí 11 Chân trời sáng tạo

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 15: NĂNG LƯỢNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Thảo luận để xây dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện.
- Lựa chọn và sử dụng thông tin để xây dựng được báo cáo tìm hiểu một số ứng
dụng của tụ điện trong cuộc sống. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động, tích cực thực hiện các nhiệm vụ được đặt ra cho các
nhóm; tự điều chỉnh thái độ, hành vi của bản thân, bình tĩnh và có cách cư xử
đúng khi giao tiếp trong quá trình làm việc nhóm.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Chủ động trong giao tiếp khi làm việc nhóm; biết
khiêm tốn tiếp thu sự góp ý và nhiệt tình chia sẻ, hỗ trợ các thành viên trong nhóm.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Thảo luận và nêu được ý tưởng về ứng dụng của tụ
điện trong cuộc sống; trình bày được nguyên lí hoạt động của ứng dụng đó.
Năng lực vật lí:
- Nêu được đặc điểm của chất điện môi khi được đặt trong điện trường.
- Nêu được khái niệm tụ điện.
- Nêu được định nghĩa điện dung và đơn vị đo điện dung của tụ điện.
- Giải thích được các cách ghép tụ điện và vận dụng được công thức tính điện
dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp, ghép song song. 3. Phẩm chất


- Chăm chỉ: Tích cực tìm tòi, sáng tạo trong học tập, có ý thức vượt qua khó khăn
để đạt kết quả tốt trong học tập.
- Trách nhiệm: Sẵn sàng chịu trách nhiệm về những lời nói và hành động của bản
thân trong quá trình tìm hiểu ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống và thảo luận nhóm.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên: - SGK, SGV, Giáo án.
- Hình vẽ và bảng số liệu trong SGK: hình ảnh bệnh nhân đang được cấp cứu bằng
máy khử rung tim xách tay; đồ thị hiệu điện thế - điện tích của tụ điện; hình ảnh
xe ô tô đang sạc điện;…
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh:
- HS cả lớp: Hình vẽ và đồ thị liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học
tập theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Thông qua ví dụ thực tế về máy khử rung tim, GV dẫn dắt HS vào vấn đề
cần tìm hiểu của bài học.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS quan sát hình ảnh và thảo luận về hoạt động của máy khử rung tim xách tay.
c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về nội
dung liên quan đến năng lượng tụ điện.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh bệnh nhân đang được cấp cứu bằng máy khử rung tim xách tay (hình 15.1) cho HS quan sát.


Máy khử rung tim xách tay là thiết bị được các đội y tế thường dùng để cấp cứu bệnh
nhân bị rối loạn nhịp tim và tạo nhịp tim ổn định cho bệnh nhâ. Khi hoạt động, các điện
cực của máy được đặt trên ngực của bệnh nhân để tạo dòng điện đi qua tim bệnh nhân
trong thời gian rất ngắn, tạo điều kiện cho tim bệnh nhân hoạt động bình thường.
Thiết bị này hoạt động dựa vào khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện bên trong thiết bị.
- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Theo em, tụ điện dự trữ được năng lượng dựa
trên nguyên tắc nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát chú ý lắng nghe và đưa ra câu trả lời.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi này chúng ra vào bài
học ngày hôm nay: Bài 15: Năng lượng và ứng dụng của tụ điện.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu năng lượng tụ điện
a. Mục tiêu: HS thảo luận để xây dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận các nội dung trong SGK, thảo luận để xây
dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện.
c. Sản phẩm học tập: HS thảo luận và trả lời được các câu hỏi mà GV đưa ra để xây
dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện.
d. Tổ chức thực hiện:


HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học I. NĂNG LƯỢNG TỤ ĐIỆN tập
*Trả lời Thảo luận 1 (SGK – tr94)
- GV chiếu đồ thị hiệu điện thế - điện tích - Ta có: A=1 QU 2
của tụ điện (hình 15.2) cho HS quan sát và Công tổng cộng để tích điện cho tụ từ
yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, tìm trạng thái ban đầu đến khi có điện tích
hiểu về năng lượng tụ điện.
Q là năng lượng được dự trữ trong tụ
điện dưới dạng năng lượng điện trường.
- Và Q = CU, nên thay vào công thức
trên ta thu được: W =1 QU=1 C U2= Q2 2 2 2C *Kết luận
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi Năng lượng điện trường được dự trữ
và trả lời nội dung Thảo luận 1 (SGK – bên trong tụ điện:
tr94) để xây dựng được biểu thức tính năng lượng tụ điện
W =1 QU =1 C U2= Q2 2 2 2C
Vận dụng kiến thức đã học và công thức *Trả lời Luyện tập (SGK – tr94)
(15.1), em hãy rút ra công thức (15.2).
Năng lượng của tụ điện:
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nội (3 ,2. 10−8)2 W = Q2 = =2 ,56. 10−4 J
dung năng lượng tụ điện. 2 C 2 , 2.10−12
- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả Tụ điện này không thể duy trì dòng điện
lời nội dung Luyện tập (SGK – tr94)
trong mạch trong một thời gian dài vì
Một tụ điện có điện dung C = 2 pF được sau quá trình phát điện cho các dụng cụ
tích điện đến điện tích 3,2.10-8 C. Tính tiêu thụ điện thì độ lớn điện tích của tụ
năng lượng của tụ điện. Tụ điện này có giảm dần, năng lượng tụ điện cũng giảm
thể được dùng để duy trì dòng điện trong dần do phải chuyển hóa thành dạng
mạch hay không? Vì sao? năng lượng khác.