Chñ ®Ò 1 M¾t CÊu t¹o, c¸c kh¸i niÖm, c¸c tËt cña m¾t vµ c¸ch kh¾c phôc Chủ đề 1 Định luật Cu lông Điện trường Công của lực điện Điện thế Hiệu điện thế A) Lí thuyết cơ bản 1) Có 3 cách nhiễm điện một v[.]
Chủ đề 1: Định luật Cu lông Điện trường Công lực điện Điện Hiệu điện A) Lí thuyết 1) Có cách nhiễm điện vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng 2) Định luật Cu lơng: ; Lực F có phương đường thẳng nối điện tích 3) Vật dẫn điện,điện mơi: Là vật có nhiều hạt mang điện(điện tích tự do) di chuyển khoảng khơng gian lớn nhiều lần kích thước phân tử vật Những vật có chứa điện tích tự điện mơi 4) Định luật bảo tồn điện tích: Trong hệ cô lập điện (hệ không trao đổi điện tích với hệ khác) tổng đại số điện tích hệ số 5) Điện trường +) Khái niệm: Một điện tích tác dụng lực điện lên điện tích khác gần xung quanh điện tích có điện trường +) Tính chất điện trường: Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt +) Cường độ điện trường: (nếu q>0 hướng với ); đơn vị V/m +) Đường sức điện trường: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tưyến điểm đường trùng với hướng véc tơ CĐĐT điểm Tính chất đường sức: Tại điểm điện trường ta vẽ đường sức điện qua mà Các đường sức điện không cắt Các đường sức điện đường cong khơng kín,nó xuất phát từ điện tích dương,tận điện tích âm Nơi có CĐĐT lớn đường sức vẽ mau ngược lại +) Điện trường đều: Có véc tơ CĐĐT điểm Các đường sức điện trường đường thẳng song song cách +) Điện trường điện tích điểm: ( hướng xa Q Q>0 ngược lại) +) Nguyên lí chồng chất điện trường: 6) Công lực điện trường +) Công lực điện tác dụng vào điện tích khơng phụ thuộc vào dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối đường điện trường AMN = q.E (với độ dài đại số hình chiếu đường MN lên trục toạ độ ox với chiều dương trục ox chiều đường sức) 7) Liên hệ công lực điện hiệu điện tích AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN (UMN hđt điểm M N) +) Hiệu điện điểm điện trường đại lượng đặc trưng cho khả thực cơng điện trường có điện tích di chuyển điểm Dùng tĩnh điện kế để đo hđt điện 8) Liên hệ E U Nếu chọn chiều dương trục ox chiều đường sức (E>0) thì: Biểu thức số học : B) Bài tập nâng cao Bài Một cầu khối lượng 10 g,được treo vào sợi cách điện Quả cầu mang điện tích q1= 0,1 Đưa cầu thứ mang điện tích q2 lại gần cầu thứ lệch khỏi vị trí lúc đầu,dây treo hợp với đường thẳng đứng góc =300 Khi cầu nằm mặt phẳng nằm ngang cách cm Tìm độ lớn q2 lực căng dây treo? g=10m/s2 HD: F=P.tan ; P=T.cos ; ĐS: Dộ lớn q2=0,058 ; T=0,115 N Bài Hai điện tích điểm q1=-9.10-5C q2=4.10-5C nằm cố định hai điểm AB cách 20 cm chân không 1) Tính cường độ điện trường tai điểm M nằm đường trung trực AB cách A 20 cm 2) Tìm vị trí CĐĐT khơng Hỏi phải đặt điện tích q0 đâu để nằm cân bằng? ĐS: Cách q2 40 cm Bài Một e di chuyển đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo đường sức điện điện trường lực điện sinh cơng 9,6.10-18J 1) Tính cơng mà lực điện sinh e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương chiều nói trên? 2) Tính vận tốc e tới P Biết vận tốc e M không HD: Ta dùng cơng thức: AMN =q.E AMN>0; q0 nên 0 Năng lượng tụ tăng nguồn thực cơng A để đưa thêm điện tích đến tụ: A= U Theo ĐLBTNL: A= W+Wtiêu hao Từ tính Wtiêu hao Bài Một tụ điện nạp điện tới hiệu điện U1=100 V nối với với tụ điện thứ hai điện dung nạp điện tới hiệu điện U2=200V Tính hiệu điện tụ điện hai trường hợp sau: 1) Các tích điện dấu nối với (150 V) 2) Các tích điện trái dấu nối với (50 V) Bài Ba tụ điện có điện dung C1=0,002 F; C2=0,004 F; C3=0,006 F mắc nối tiếp thành Hiệu điện đánh thủng tụ điện 4000 V.Hỏi tụ điện chịu hiệu điện U=11000 V khơng? Khi hiệu điện đặt tụ bao nhiêu? ĐS: Không Bộ bị đánh thủng; U1=6000 V; U2=3000 V; U3=2000 V Bài 10 Ba tụ điện có điện dung là: C1=1 F; C2=2 F; C3 =3 F chịu hiệu điện lớn tương ứng là: 1000V;200V; 500V Đem tụ điện mắc thành 1) Với cách mắc tụ điện chịu hiệu điện lớn 2) Tính điện dung hiệu điện tụ điện ĐS: C1nt(C2//C3); 1200 V; 5/6 F Bài 11 Sáu tụ mắc: ( ((C1nt(C2//C3))//C4 ) )nt C5 nt C6 ; C1=…C6=60 F; U=120V Tính điện dung điện tích tụ Bài 12 Hai tụ điện phẳng(diện tích 200 cm2) nhúng dầu có số điện mơi 2,2 mắc vào nguồn điện có hđt 200 V Tính cơng cần thiết để giảm khoảng cách từ cm đến cm(sau cắt tụ khỏi nguồn) (1,2.10-7J) Bài 13 Tại đỉnh hình vng LMNP có điện tích điểm qL=qM=q=4.10-8C; qN=qP=-q Đường chéo hình vng có độ dài a=20 cm Hãy xác đinh: Điện tâm hình vng? Điện đỉnh L hình vng? Cơng tối thiểu để đưa q từ L-O ĐS: V; -1800 V; Công lực điện A=-7,2.10-5J; công ngoại lực A’=-A Bài 14 Hai phẳng song song cách d=5,6 mm, chiều dài cm Một điện tử bay vào khoảng với vận tốc v0=200 000 km/s hướng song song cách Hỏi hiệu điện lớn đặt lên để bay khỏi điện tử không bị chạm vào mép (50 V) Bài 15 Hiệu điện tụ điện phẳng U=300 V Một hạt bụi nằm cân tụ điện cách tụ d1=0,8 cm Hỏi sau hạt bụi rơi xuống tụ hiệu điện giảm 60 V (0,09 s) Bài 16 Hai điện tích q1=6,67.10-9C q2=13,35.10-9C nằm khơng khí cách 40 cm Tính cơng cần thiết để đưa hệ điện tích lại gần cách 25 cm ( 1,2.10-6 J) Bài 17 Một điện tử bay đến gần iơn âm Điện tích iơn gấp lần điện tích điện tử Lúc đầu điện tử cách xa iơn có tốc độ 105m/s Tính khoảng cách bé mà điện tử tiến gần đến iơn Cho điện tích khối lượng e ( 1,5.10-7m) Bài 18 Một mặt cầu bán kính 10 cm có mật độ điện mặt 3.10-5C/m2 Cách mặt cầu 0,9 m có đặt điện tích q0=7.10-9C Tính cơng cần thiết để đưa điện tích điểm q0 cách tâm mặt cầu 50 cm biết môi trường xung quanh điện tích K2 ( 2,4.10-4 J) Chương II Dịng điện khơng đổi Chủ đề 1: Cơng,cơng suất dịng điện Định luật Ơm cho đoạn mạch trở Định luật Jun Lenxơ A) Tóm tắt lý thuyết 1) Định nghĩa dòng điện: Là dòng điện tích chuyển dịch có hướng 2) Dịng điện khơng đổi: Là dịng điện có chiều cường độ khơng đổi theo thời gian Cường độ dòng điện: I = q / t ( q: Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t ) 3) Định luật Ơm cho đoạn mạch có R: I= U/R Dịng điện có chiều từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp Cơng thức tính điện trở dây dẫn đồng tính,hình trụ: 4) Suất điện động nguồn điện: e = A/ q ( e công lực lạ ) 5) Đơn vị dung lượng acqui A.h (1Ah=3600C) 6) Cơng ,cơng suất dịng điện: A=q.U=I.t.U; P=A/t=U.I (A điện tiêu thụ) 7) Định luật Jun-Lenxơ: A=Q=U.I.t=R.I2.t 8) Công công suất nguồn điện: Là công lực lạ (vì cơng lực điện để dịch chuyển điện tích mạch kín khơng) A= e.q=e.I.t; P=A/t=e.I 9) Có loại dụng cụ tiêu thụ điện : Dụng cụ toả nhiệt máy thu điện a) Điện tiêu thụ dụng cụ toả nhiệt: A=U.I.t=R.I2.t=(U2/R).t; P=A/t=U.I= b) Điện tiêu thụ điện khoảng thời gian t là: A=A’+Q’=eP.I.t+rP.I2.t Công suất máy thu: P=A/t=eP.I + rPI2 (eP suất phản điện máy thu) Mà P=U.I nên U=eP+rP.I (U hđt cực máy thu) Với P’=eP.I cơng suất có ích máy thu điện c) Hiệu suất máy thu điện: H= d) Lưu ý: +) Trên vỏ dụng cụ tiêu thụ điện có ghi: Pđ; Uđ; Iđ với Iđ=Pđ/Uđ +) Trong kỹ thuật để đo điện tiêu thụ(A) ta dùng công tơ điện (1kw.h=3,6.106J) B) Bài tập Bài Cường độ dịng điện khơng đổi chạy qua dây tóc bóng đèn I=0,273A Tính điện lượng số e dịch qua tiết diện thẳng dây tóc thời gian phút (1,02.1020 e) Bài Pin Lơclăngsê có suất điện động 1,5V Hỏi sản cơng 270J dịch chuyển lượng điện tích dương bên cực pin? ( 180 C) Bài Một acqui cung cấp dòng điện 4A liên tục 1h phải nạp lại a) Tính cường độ dịng điện mà ác qui cung cấp sử dụng liên tục 20h phải nạp lại b) Tính SĐĐ acqui thời gian hoạt động sản sinh công 86,4 kJ HD: Dung lượng acqui Q=4.3600 (C) I’= Q/20.3600=0,2A; e=86400/Q=6 V Bài Có bóng đèn vỏ ngồi có ghi: Đ1(220V-100W); Đ2(220V-25W) 1) Hai bóng sáng bình thường khơng mắc chúng song song vào mạng điện 220V Sau tính cường độ dịng điện qua bóng 2) Mắc chúng nối tiếp vào mạng điện 440 V bóng sáng bình thường khơng? Nếu khơng cho biết bóng cháy trước? Nếu có tính cường độ dịng điện qua bóng? Bài Một đèn ống loại 40W chế tạo để có cơng suất chiếu sáng đèn dây tóc loại 100W Hỏi sử dụng đèn ống trung bình ngày 5h 30 ngày giảm tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc thời gian Giá tiền điện 700 đ/kwh HD: Mỗi giây tiết kiệm 100-40=60J Dùng 30 ngày tiết kiệm được:30.5.3600.60 (J) Đổi kwh 30.5.3600.60/3 600 000 =9 kwh tiết kiệm được: 700.9=6300 (đ) Bài Một ấm điện dùng với hđt 220 V đun sơi 1,5 lít nước từ nhiệt độ 200C 10 phút Biết nhiệt dung riêng nước là: 4190 J/kg.K; D=1000 kg/m3; H=90% 1) Tính điện trở ấm điện 2) Tính cơng suất điện ấm HD: Tính nhiệt lượng thu vào nước: Q=c.(D.V)(100-20) (năng lượng có ích) H= Q/A=Q/P.t (t=20.60=1200 s) từ suy P Mà P=U2/RR=4,232 ơm; P=931 W Bài Hai dây dẫn, đồng , nhơm có điện trở,cùng khối lượng Hỏi chiều dài dây dẫn lần Cho biết khối lượng riêng điện trở suất dây là: DAl=2700 kg/m3; DCu=8900 kg/m3; (ĐS: 1,4) HD: m1=m2 V1.D1=V2.D2 l1.S1.D1= l2.S2.D2 (1) Viết biểu thức R1;R2 cho R1=R2 Cuối ta được: =1,4 Bài Hai dây dẫn hình trụ làm từ chất, có chiều dài Tỷ số điện trở chúng 1:2 Hỏi dây nặng nặng bao nhiêu? (ĐS: Hơn lần) HD: Chúng có D điện trở suất,chiều dài Bài Một ấm điện có dây dẫn R1 R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 nước ấm sơi thời gian 10 Cịn dùng riêng dây R2 thời gian nước sơi 40 Tính khoảng thời gian đun sôi ấm nước trường hợp: 1) R1 song song với R2 (8 min) 2) R1 nối tiếp với R2 (50 min) Coi điện trở dây maiso không phụ thuộc vào nhiệt độ, hiệu suất ấm 100% HD: Dùng công thức với Q U không đổi trường hợp Bài 10 (điện trở phụ thuộc nhiệt độ) Một bàn có hiệu điện công suất định mức 220 V-1,1 KW 1) Tính điện trở R0 cường độ dòng điện định mức I0 bàn 2) Để hạ bớt nhiệt độ bàn mà dùng mạng điện có hđt 220 V người ta mắc nối tiếp với điện trở R= ơm Khi bàn cịn tiêu thụ cơng suất P’= 800 W Tính cường độ dịng điện I’, hiệu điện U’ điện trở R’ bàn HD: 1) I0= P0/U0=5A; R0=U0/I0=44 ôm 2) (1) Mà (2) Từ (1) (2) ta U’=180V (loại U’=40 V) Vì cơng suất khơng thể 80 W được; R’=40,5 ơm Định luật Ơm tồn mạch Mắc nguồn thành A) Tóm tắt lý thuyết 1) Giả sử dịng điện mạch có cường độ I thời gian t có điện lượng q=I.t chuyển qua mạch Nguồn điện thực công A: A=q.e=I.t.e Trong thời gian t nhiệt lượng toả toàn mạch là: Q=(R+r).I2.t B A Theo ĐLBTNL: Q=A Vậy e=I.R+I.r I Nhận xét: Suất điện động nguồn tổng độ giảm điện e,r mạch mạch (R+r điện trở toàn phần mạch) U=I.R= e-I.r (U hiệu điện mạch hđt cực nguồn) Lưu ý: +) Nếu r=0 mạch ngồi để hở(I=0) U=e +) Nếu R=0 I=Imax= e / R ta nói nguồn điện bị đoản mạch 2) Trường hợp mạch có máy thu điện thì: A=Q+A’=(R+r)I2.t+ eP.I.t+ rP.I2.t= e.I.t Vậy ta được: 3) Hiệu suất nguồn: 4) Mắc nguồn thành a) Mắc nối tiếp eb=e 1+e2+….en B e1,r1 A e2,r2 rb=r1+r2+…rn Trường hợp đặc biệt nguồn giống b) Mắc xung đối Nếu e1>e2 e1 nguồn phát Khi eb=e1-e2; rb=r1+r2 Nếu e1 I=I1+I2 b U=eb-I.rb UR=U-UMN R=10 Bài Cho mạch điện sau:R1=4 ;R2=R3=6 ;UAB=33V R1 1) Mắc vào C,D A có RA=0; lúc R4=14 Tính số A1 ampe kế chiều dòng điện qua A (0,5 A) 2) Thay A vơn kế có RV lớn R2 a) Tìm số vôn kế Cực + vôn kế mắc vào điểm nào? (3,3 V) A2 b) Điều chỉnh R4 đến vơn kế số khơng Tìm R4 (9 ) 3) Nếu điều chỉnh cho R4=6 Tìm điện trở tương đương B A đoạn mạch AB HD: Dùng phương pháp điện nút A) Lý thuyết Chương : Từ trường 1) Khái niệm tương tác từ: Là tương tác nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm, dòng điện với dòng điện Lực tương tác lực từ 2) Từ trường: +) Nguồn gốc: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường +) Tính chất từ trường tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt nó(tổng quát lên hạt mang điện chuyển động chuyển động nó) +) Véc tơ cảm ứng từ B: Véc tơ B điểm điện trường có phương trùng với phương nam châm thử nằm cân điểm đó, chiều véc tơ B chiều từ cực nam sang cực bắc nam châm thử Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ, đơn vị T 3) Đường sức từ: +) Là đường mà hướng tiếp tuyến điểm đường trùng với hướng véc tơ B điểm +) Các tính chất: Tại điểm từ trường vẽ đường sức từ qua; Các đường sức từ đường cong kín(đi cực bắc vào cực nam nam châm); Các đường sức từ không cắt nhau; Nơi cảm ứng từ lớn đường sức vẽ mau +) Từ phổ hình ảnh xếp mạt sắt từ trường(xếp đường sức từ) +) Từ trường đều: Cảm ứng từ điểm 4) Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dịng điện: Phương: Vng góc với mặt phẳng chứa đoạn dịng điện véc tơ B điểm khảo sát Chiều: Tuân theo qui tắc bàn tay trái Độ lớn tuân theo CT Ampe : F=B.I.l sin ( góc dịng điện véc tơ B) ) Nguyên lí chồng chất từ trường: Giả sử ta có hệ n nam châm(hay dịng điện) Tại điểm M từ trường nam châm …… Gọi từ trường hệ M thì: 6) Từ trường số dịng điện có dạng đơn giản a) Từ trường dịng điện thẳng: +) Đường sức từ từ trường dòng điện thẳng đường tròn đồng tâm nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện, tâm đường sức từ giao điểm mặt phẳng dây dẫn +) Chiều đường sức từ tuân theo qui tắc nắm tay phải: Ngón tay bàn tay phải hướng theo chiều dịng điện, khum ngón xung quanh dây dẫn, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều đường sức từ +) Cơng thức tính B(dây k2:) (r khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện) b) Từ trường dòng điện tròn +) Các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng vòng dây đường cong (đường qua trục thẳng) +) Chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng khung dây tuân theo qui tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải theo vòng dây khung,chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung, ngón chỗi chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dịng điện +) Cơng thức tính độ lớn cảm ứng từ tâm khung dây(khung k2): với N số vòng, I cđdđ chạy qua vòng c) Từ trường dòng điện ống dây: Xét với ống dây đủ dài( chiều dài>>đường kính) Từ trường ống dây từ trường đều; chiều đường sức từ tuân theo qui tắc nắm tay phải Công thức tính độ lớn B điểm lịng ống dây: (n số vòng/1 m chiều dài) 7) Tương tác dòng điện thẳng song song: 8) Lực Lorenxơ: +) Lực mà từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động gọi lực Lorenxơ Lực Lorenxơ có phương vng góc với mặt phẳng chứa véc tơ vận tốc hạt mang điện véc tơ cảm ứng từ điểm khảo sát Chiều lực Lorenxơ tuân theo qui tắc bàn tay trái (với hạt mang điện dương) Độ lớn lực Lorenxơ: với B) Bài tập Bài Tính cảm ứng từ tâm vòng tròn dây dẫn đồng tâm; bán kính vịng R= cm, vịng 2R; vịng có dịng điện cường độ I = 10 A chạy qua Xét trường hợp sau: a) Hai vòng nằm mặt phẳng, dòng điện chiều (ĐS: 11,8.10-5 T) b) Hai vòng nằm mặt phẳng, dòng điện ngược chiều ( 3,9.10-5 T) c) Hai vòng nằm mặt phẳng vng góc với (8,8.10-5 T) Bài Nối điểm M,N vòng tròn dây dẫn với cực nguồn điện Tính cảm ứng từ tâm O vịng trịn (hình vẽ) HD: ; B2=……; Vì l1 l2 đoạn dây mắc song song nên U1=U2 Bài Một dây dẫn dài căng thẳng có đoạn nhỏ dây uốn thành vòng tròn bán kính 1,5 cm Cho dịng điện I=3 A chạy qua dây Tìm B tâm O vịng trịn TH: 1) Cả đoạn dây dẫn đồng phẳng 2) Đoạn dây thẳng vng góc với mặt phẳng khung dây tròn Bài Dùng dây đồng đường kính d=0,8 mm có lớp sơn cách điện mỏng quấn quanh hình trụ có đường kính D=4 cm để làm ống dây Khi nối đầu ống dây với nguồn điện có hđt U=3,3 V cảm ứng từ bên ống dây 15,7.10-4 T Tính chiều dài ống dây cường độ dòng điện ống Biết điện trở suất đồng 1,76.10-8 Biết vòng dây quấn sát HD: với n= 1/ d thay số I=1 A Chiều dài sợi dây: L= Mặt khác: Bài Dùng dây đồng có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ dài 50 cm,đường kính d=4cm để làm ống dây Hỏi cho dòng điện cường độ I=0,1 A vào ống dây cảm ứng từ ống dây bao nhiêu? Biết sợi dây làm ống dây dài l=95 m vòng quấn sát HD: Số vòng dây m chiều dài dây là: Sau áp dụng cơng thức tính B Bài Cho dòng điện thẳng song song (I1=I2=I3=10 A) vng góc với mp hình vẽ Khoảng cách từ M đến dịng điện cho hình vẽ Tìm M Xét trường hợp: 1) Cả dòng điện hướng trước (10-4T) 2) I2,I3 hướng phía trước, I1 hướng phía sau mp hình vẽ Bài Một khung dây trịn bán kính R=4 cm gồm 10 vòng dây Dòng điện chạy vòng dây có cường độ I=0,3 A Tính cảm ứng từ tâm khung dây ( B=4,7.10-5 T) Bài 8: Một khung dây trịn có 24 vịng dây, dịng điện khung có I=0,5 A Theo tính tốn cảm ứng từ tâm khung 6,3.10-5 T Thực tế cảm ứng từ 4,2.10-5 T lý số vịng dây quấn ngược chiều quấn với đa số vịng khung Tìm số vịng quấn nhầm bkính khung HD: 6,3.10-5=2 10-7.24.I/ R (1); 4,2.10-5=2 10-7.N’.I/R (2) Từ (1) (2) N’=16 có 24-16=8 vịng khơng gây cảm ứng từ tức vịng quấn nhầm Thay N’ vào (2) ta có R=12 cm Bài tập dòng điện kim loại chất điện phân Bài Một bóng đèn 220V-40 W có dây tóc làm vơnfram Điện trở dây tóc đèn 200C R0=121 Tính nhiệt độ t dây tóc đèn sáng bình thường Giả thiết điện trở dây tóc đèn khoảng nhiệt độ tăng bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở =4,5.10-3 K-1 HD: Tính điện trở đèn sáng bình thường sau dùng cơng thức R=R0 =2020 Bài Một bình điện phân chứa dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5 , anốt bạc, hiệu điện đặt vào cực bình 10 V Sau 16 phút 5s, khối lượng m Ag bám vào catốt bao nhiêu? Biết khối lượng mol nguyên tử Ag 108 g/mol ĐS: 4,32 g Bài Một bình điện phân chứa dung dịch muối Niken với điện cực Niken Đương lượng điện hố Niken k=0,3 g/C Khi cho dịng điện I=5 A chạy qua bình khoảngt thời gian t=1 h khối lượng m Niken bám vào catốt bao nhiêu? HD: Dùng CT: m=k.q=k.I.t ĐS: 5,4 kg Bài Một nguồn điện gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp nhóm có 10 pin mắc song song, pin có SĐĐ e=0,9 V ĐTT 0,6 Một bình điện phân có điện trở R=205 mắc vào cực nguồn nói Tính khối lượng đồng bám vào catốt bình 50 phút (0,013 g) Bài Muốn mạ đồng sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2 người ta dùng sắt làm catốt bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 anốt đồng nguyên chất, cho dòng điện I=10 A chạy qua thời gian 2h40min50s Tìm chiều dày lớp đồng bám sắt Biết nguyên tử lượng đồng 64, KLR đồng 8,9 g/cm3 ĐS: 1,8.10-2 cm Bài Khi điện phân dung dịch muối ăn nước người ta thu khí hiđrơ vào bình thể tích V=1 lít Hãy tính cơng thực dịng điện điện phân, biết hđt đặt vào cực bình U=50 V, áp suất khí hiđrơ bình p=1,3 at nhiệt độ khí hiđrơ 27 độ C; NA=6,022.1023/mol; at=105 Pa ĐS: 5,09.105 J HD: Cứ phân tử khí hiđrơ tới điện cực trao cho điện cực điện tích 2e=3,2.10-19 C Gọi n số ngun tử khí hiđrơ đến điện cực q=n.2e nên cơng A=q.U=n.2e.U Bây ta tính n Dùng PTTT: với p=1,3.105 N/m2; V=10-3 m3; T=300 K; p0=1 at=105 N/m2; T0=273K từ tính V0 Số phân tử n= NA.V0 / 22,4 Bài Giả sử ta điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực Cu; Catốt gồm đồng có diện tích 10 cm2, khoảng cách chúng đến anốt 30 cm, 20 cm, 10 cm Đặt vào cực bình hđt 15 V Tìm khối lượng Cu bám vào catốt h Điện trở suất d2 điện phân 0,2 Ôm.m ĐS: 298 mg; 447 mg; 895 mg HD: Dùng công thức để tính điện trở bình catốt khác với l khoảng cách từ anốt đến catốt S diện tích catốt Bài Tính kl đồng lấy trình điện phân biết điện tiêu thụ W=5 kwh Hiệu điện cực 10 V Hiệu suất 75%; đương lượng điện hoá Cu k=3,3.10-7 kg/C (445 g) HD: A=W.75/100= q.U với m=k.q Luyện tập học kỳ I Câu Hai cầu nhỏ giống kim loại, khối lượng g treo vào điểm O sợi không dãn, dài 10 cm Hai cầu tiếp xúc với Tích điện cho cầu thấy cầu đẩy dây treo hợp với góc 600 Tính điện tích truyền cho cầu Lấy g=10 m/s2 ( ĐS: ) Câu Tính lực hút tĩnh điện 1e hạt nhân nguyên tử hêli Biết e cách hạt nhân 2,94.10-11 m Nếu e chuyển động tròn quanh hạt nhân tốc độ góc bao nhiêu? ĐS: 5,33.10-7 N; 1,41.1017 rad/ s Câu Có điện tích điểm q1=2.10-8 C; q2= 4.10-8 C q3 đặt điểm A,B,C Hệ thống nằm cân khơng khí; AB= cm Tìm q3 khoảng cách AC Tìm CĐĐT A,B,C ĐS: q3= -0,684.10-8 C; AC= 0,414 cm; EA=EB=EC=0 Câu Có điện tích điểm q1=q2=-q3= 10-6 C đặt đỉnh tam giác có cạnh a=10 cm khơng khí Tính cường độ điện trường A,B,C Câu Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10 m/s dọc theo đường sức điện điện trường quãng đường cm dừng lại Xác định CĐĐT ( ĐS: 284 V/m) Câu Một e bay từ dương sang âm điện trường tụ điện phẳng theo đường thẳng MN dài cm, có phương làm với phương đường sức điện góc 600 Biết CĐĐT tụ 1000 V/m Công lực điện dịch chuyển bao nhiêu? (ĐS: -1,6.10-19 J) Câu Một điện tích q=4.10-8 Cdi chuyển điện trường có cường độ E=100 v/m theo đường gấp khúc ABC Biết AB=20 cm làm với đường sức điện góc 300 Đoạn BC dài 40 cm làm với đường sức điện góc 1200 Tính cơng lực điện (ĐS: - 0,108.10-6 J) Bài Một e bay từ điểm M đến điểm N điện trường, điểm có VM=50 V; VN= -50 V Tính cơng mà lực điện sinh ( ĐS: -1,6.10-17 J) Bài Một hạt bụi kim loại mang điện tích âm có khối lượng 10-8 g nằm cân khoảng kim loại đặt song song cách 10 cm có hđt U=100 V Xác định véc tơ cường độ điện trường E khoảng kim loại điện q hạt bụi (g=10 m/s2) ( 10-13 ) Bài 10 Một e bắn với vận tốc ban đầu 5.107 m/s theo phương nằm ngang, vuông góc với đường sức điện trường có E= 18200 V/m tụ nằm ngang, chiều dài 10 cm Tìm độ lệch e khỏi phương ban đầu vận tốc e vừa khỏi điện trường.Tính cơng lực điện trường Bỏ qua tác dụng trọng lực ( 6,4.10-3 m) Bài 11 Có tụ điện phẳng C1= 0,3 nF; C2=0,6 nF Khoảng cách tụ d=2 mm Tụ điện chứa đầy chất điện môi chịu cường độ điện trường lớn 10000 v/m Hai tụ ghép nối tiếp Tìm hđt giới hạn tụ HD: Gọi U hđt đặt vào tụ điện tích qb=Cb.U=q1=q2U1;U2 Cho U1 UGh1… Bài 12 Tụ điện có C1=0,5.10-6 m nạp điện tới hđt U1=100 Vsau cắt khỏi nguồn điện Nối song song tụ C1 với tụ C2 chưa tích điện Tính điện tích tụ lượng tia lửa điện phóng Bài tập phần từ trường (tiếp) Bài Một hạt mang điện chuyển động từ trường Mặt phẳng quĩ đạo hạt vng góc với đường sức từ Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1=1,8.106 m/s lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn f1=2.10-6 N Nếu hạt chuyển động với vận tốc v2=4,5.107 m/s lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn bao nhiêu? ( ĐS: 5.10-5 N) Bài 10 Một hạt e tăng tốc hđt U=1000 V(vận tốc ban đầu hạt không) Sau tăng tốc hạt bay vào từ trường theo phương vng góc với đường sức từ (B=2T) Tính độ lớn lực Lorenxo tác dụng lên e Tìm bán kính quĩ đạo e từ trường? Bài 11 Một e chuyển động thẳng miền có từ trường điện trường Véc tơ vận tốc nằm mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ trái sang phải Chiều đường sức từ cho hình vẽ Với v=2.106 m/s; B=0,004 T Xác định ( ĐS: E=8000 v/m; hướng xuống) Bài 12 Thành phần nằm ngang từ trường trái đất 3.10-5T, thành phần thẳng đứng nhỏ Một prôtôn chuyển động theo phương nằm ngang theo chiều từ tây sang đông Độ lớn lực Loren xơ tác dụng lên prơtơn trọng lượng Tính vận tốc prơtơn Cho mP=1,67.10-27kg; g=10m/s2 ĐS: v= 3,5 mm/s Bài 13 Có dịng điện thẳng song song I1=12 A; I2=6A; I3=8,4 A nằm mặt phẳng hình vẽ Khoảng cách I1 I2 cm; I2 I3 cm Xác định lực từ tác dụng lên mối đơn vị dài dòng điện I2,I3 (F2=43,2.10-5 N; F3=2,4.10-5N) Bài 14 M?t ?ng dõy dài l = 25cm cú I = 0,5A ch?y qua d?t khụng khớ bờn ?ng dõy 6,28.10-3T S? vũng dõy du?c qu?n trờn ?ng dõy ? Bài 15 M?t cu?ng d? I = 3A ch?y dõy d?n th?ng dài d?t khụng khớ t?i N b?ng 6.10-5T Tớnh kho?ng cỏch t? N d?n dõy d?n Bài 16 Hai dõy d?n dài vụ h?n song song cỏch 10cm, dú cú hai I1=I2=10 A ch?y song song cựng chi?u t? tỏc d?ng lờn m?i dài c?a m?i dõy là? Bài 17 M?t q=3,2.10-6 C bay vào d?u cú B = 0,04T v?i 2.106 m/s theo phuong vuụng gúc v?i L?c Lo-ren-xo tỏc d?ng lờn q cú d? l?n b?ng: Bài 18 H?t proton theo qui d?o trũn bỏn kớnh 5m du?i tỏc d?ng c?a m?t d?u B=10-2 T Cho proton b?ng 1,672.10-27kg; 1,6.10-19C c?a proton b?ng bao nhiêu? Bài 19 M?t khung dõy trũn bỏn kớnh 31,4cm cú 10 vũng dõy qu?n cỏch di?n v?i nhau, d?t khụng khớ cú I ch?y qua t?i tõm khung dõy Cu?ng d? ddi?n vũng dõy ? Lưu ý: Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện 1) Trường hợp mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ lực từ tác dụng lên cạnh khung nằm mặt phẳng khung khung khơng quay(cân bằng) 2) Nếu đường sức từ nằm mặt phẳng khung dây (giả sử đường sức từ vng góc với cạnh AD,CB song song với cạnh CD,AB có lực từ tác dụng lên cạnh AD,CB tạo ngẫu lực từ làm quay khung quanh trục đối xứng khung: M=FAD.CD=B.I.l.d=B.I.S 3) Nếu đường sức từ không nằm mặt phẳng khung dây mà hợp với pháp tuyến khung góc M=I.B.S sin ( quay đinh ốc theo chiều dòng điện khung chiều tiến đinh ốc chiều ) Bài 20 Một khung dây HCN MNPQ đặt từ trường có B=0,1 T, cạnh MN=2 cm; NP=4 cm; dịng điện khung có I=1 A 1) Tính độ lớn lực từ tác dụng lên cạnh khung giá trị lớn mô men ngẫu lực từ tác dụng lên khung trường hợp: a) Đường sức từ song song với cạnh MN b) Đường sức từ song song với cạnh NP (HD: M=I.B.S) 2) Tính độ lớn hướng lực từ tác dụng lên cạnh trường hợp mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ 3) Tính độ lớn lực từ mơ men ngẫu lực từ tác dụng lên khung trường hợp mặt phẳng khung dây hợp với đường sức từ góc 300 Bài 21 Một khung dây có dạng hình tam giác ABC cạnh a=10 cm, khung dây đặt từ trường cho đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây vng góc với cạnh BC khung Dịng điện khung có cường độ I=1A Xác định lực từ tác dụng lên cạnh A khung tìm mơ men ngẫu lực từ tác dụng lên khung HD: Ta tìm hợp lực lực hợp lực đặt N trung điểm AH: FN=FAB+FCA=I.B.a = FBC Vậy FN FBC tạo thành ngẫu lực: M=FN.NH=FN.0,5 AH=I.B.S Bài 22 Đoạn dây CD dài 20 cm khối lượng 10 g treo dây mềm cách điện D B cho đoạn dây CD nằm ngang D Dây từ trường có B=0,2 T đường C sức từ đường thẳng đứng C hướng lên Dây treo chịu lực kéo lớn FK=0,06 N Hỏi cho dịng điện qua dây đồng CD có cường độ lớn để dây treo không đứt Coi khối lượng dây treo nhỏ; g=10m/s2 ( ĐS: I 1,66 A) HD: Gọi T lực căng dây thi cân F2+P2=(2T)2 với T FK (F=B.I.l); Bài 23 Hai vòng dây dẫn bán kính cm, vịng dây có dịng điện I1=2 A; I2=1 A Vòng dây đặt mặt phẳng ngang, vòng dây đặt mặt phẳng thẳng đứng, tâm vịng dây trùng Tìm B tâm vịng Bài 24 Hai dịng điện thẳng đặt vng góc với nhau, không nối với điểm bắt chéo, nằm mặt phẳng Dòng I1 đặt dọc theo trục ox, dòng I2 đặt dọc theo trục oy Chiều dịng chiều với trục toạ độ 1) Lập biểu thức tính cảm ứng từ điểm đường thẳng y=-x Chỉ rõ chiều véc tơ cảm I2 x y ứng từ điểm đường 2) Tìm điểm mà cảm ứng từ khơng I1=I2 I1 HD: 1) B=B1+B2=2.10-7(I1+I2)/ ; 2) Nằm đường y=x Hiện tượng cảm ứng điện từ Suất điện động cảm ứng A) Lý thuyết 1) Phân tích thí nghiệm: *) Thí nghiệm 1: Di chuyển nam châm lại gần hay xa ống dây ống dây có dòng điện (dòng điện cảm ứng) Nhận thấy: Số đường sức từ qua ống dây thay đổi *) Thí nghiệm 2: Nguồn điện nối với ống dây thông qua biến trở Khi dịch chuyển biến trở vịng dây (lồng ngồi ống dây) xuất dịng điện cảm ứng Khi số đường sức từ xuyên qua vòng dây biến thiên 2) Khái niệm từ thông : Xét mặt phẳng diện tích S đặt từ trường Gọi véc tơ pháp tuyến S (chiều véc tơ n chọn tuỳ ý); ( , )= Đại lượng =B.S.cos gọi cảm ứng từ thơng (hay từ thơng) qua diện tích S Thường hay chọn >0 để >0 +) ý nghĩa từ thơng =0 =B.S Từ thơng số đường sức từ xuyên qua diện tích S đặt vng góc với đường sức +) Đơn vị từ thơng vêbe (Wb): Wb=1T.1m2 3) Dịng điện cảm ứng, SĐĐ cảm ứng : +) Là dòng điện xuất có biến đổi từ thơng qua mạch điện kín +) Là SĐĐ sinh dịng điện cảm ứng mạch điện kín Kết luận: Khi có biến đổi từ thơng qua diện tích giới hạn mạch điện kín mạch xuất SĐĐ cảm ứng Hiện tượng xuất SĐĐ cảm ứng gọi HT Cưđt 4) Định luật Lenxơ: Nội dung: Dịng điện cảm ứng có chiều cho từ trường sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh 5) Định luật Farađây cảm ứng điện từ: Nội dung: Độ lớn SĐĐ cảm ứng mạch kín tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch : ( N số vòng dây khung dây) B) Bài tập Bài Một khung dây dẫn HCN kích thước 10 cm x 20 cm đặt từ trường có B=0,01 T Các đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 600 Tính từ thơng qua khung dây Bài Một khung dây dẫn phẳng, diện tích 50 cm2 gồm 20 vòng đặt từ trường Véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 300 có độ lớn 4.10-4 T Tính suất điện động cảm ứng xuất khung thời gian từ trường biến đổi Xét trường hợp sau: 1) Khung dây chuyển động tịnh tiến từ trường khoảng thời gian 0,1 s 2) Từ trường giảm đặn đến không thời gian 0,01 s 3) Tăng từ trường lên gấp lần 0,02 s 4) Quay khung quanh trục đối xứng 1/2 vịng với vận tốc góc rad/s Bài 3: Khung dây MNPQ cứng ,phẳng, diện tích 50cm2 gồm 20 vịng Khung đặt từ trường có đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây, chiều hình vẽ Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian đồ thị Tính độ biến thiên từ thông qua khung khoảng thời gian từ t=0t=0,4s Xác định SĐĐ cảm ứng chiều dòng điện cảm ứng thời gian Bài 4: Một khung dây dẫn cứng HCN diện tích 200 cm2,ban đầu vị trí song song với đường sức từ từ trường B=0,01 T Khung quay thời gian 40s đến vị trí vng góc với đường sức từ Xác định chiều độ lớn SĐĐ cảm ứng khung ĐS: Vì từ thơng tăng nên chiều SĐĐ cảm ứng ngược với chiều véc tơ B: e=0,5.10-5 V Bài 5: Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vịng dây, diện tích vịng S=100 cm2 Biết ống dây có R=16 ơm hai đầu nối đoản mạch đặt từ trường đều, véc tơ B song song với trục hình trụ có độ lớn tăng 0,04 T/s Tính cơng suất toả nhiệt ống dây HD: =NBS.cos0; e= Bài 6: Một ống dây dẫn hình trụ gồm 1000 vịng dây,mỗi vịng có đường kính 10 cm; dây có diện tích tiết diện 0,4 mm2, điện trở suất 1,75.10-8 ơm.m; ống dây đặt từ trường có véc tơ B song song với trục hình trụ,độ lớn tăng theo thời gian theo qui luật 10-2T/s Nếu nối đầu ống dây với tụ điện C=10-4F lượng tụ điện bao nhiêu? Nếu nối đoản mạch đầu ống dây cơng suất toả nhiệt ống dây bao nhiêu? HD: Tính e tương tự W=1/2 CU2=1/2 Ce2=30,8.10-8 J; P= e2/R =44,8.10-4 W Bài 7: (Bài 24.2 SBTVL bản): Một khung dây phẳng quay quanh trục thẳng đứng từ trường có véc tơ B nằm ngang Lúc t=0 ( , )= =0; khung quay với tốc độ góc /T Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc từ thông SĐĐ cảm ứng theo thời gian t (vẽ 1/2 T) Suất điện động cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động A) Lý thuyết 1) Suất điện động cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động từ trường Cho kim loại chuyển động cắt đường sức từ Thanh trượt ray, đầu lại ray nối với điện kế G làm thành mạch kín Khi mạch có dịng điện cảm ứng Vậy đoạn dây chuyển động có vai trị nguồn điện, ray có vai trị dây nối tạo thành mạch kín Nếu kloại chuyển động không nối với ray có ec 2) Qui tắc bàn tay phải (để xác định cực kim loại chuyển động) Đặt bàn tay phải hứng đường sức từ, ngón tay chỗi 900 hướng theo chiều chuyển động đoạn dây,chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều từ cực âm đến cực dương nguồn điện 3) Cơng thức tính độ lớn SĐĐ cảm ứng thanh: Thanh kim loại có vai trị nguồn điện, lực Lorenxơ tác dụng B I lên e đóng vai trị lực lạ tạo dòng điện B) Bài tập v e Bài f Một dẫn điện dài 40 cm nối đầu với đầu đoạn mạch điện có điện trở R=2 (ôm) Cho chuyển động tịnh tiến từ trường có B=0,04 T với tốc độ 10m/s Biết véc tơ vận tốc vng góc với đường sức từ, điện trở nhỏ Tính SĐĐ cảm ứng CĐDĐ mạch N Bài e,r B Thanh dẫn điện MN dài 60 cm chuyển động ray v đặt nằm ngang Hai ray đặt từ trường có phương R thẳng đứng có chiều hướng từ sau trước mặt phẳng hình vẽ Biết B=1,6 T Thanh chuyển bên phải với vận tốc 0,5m/s M Biết R=0,2 ơm; ; e=0,96 V;r=0,1 ơm 1) Tính cường độ dòng điện qua MN 2) Xác định lực F tác dụng lên MN để chuyển động với vận tốc cho Biết điện trở ray MN nhỏ HD: 1) 2) Chiều lực F hướng sang trái(cân với lực từ tác dụng lên thanh) F=B.I.l =1,536 N Bài Cho ray dẫn điện đặt thẳng đứng, đầu nối với điện trở R=0,5 ôm Hai đặt từ trường đều, đường sức từ vng góc với mặt phẳng chứa chiều hình vẽ Thanh MN có m=10 g trượt theo ray Biết MN=25 cm Điện trở MN ray nhỏ.Biết B=1 T Ma sát MN ray nhỏ Sau bng tay MN trượt ray lâu MN chuyển động với vận tốc v Tính v (g=10 m/s2) HD: eC =Blv; Do vậy: F=P Bài Thanh chuyển động lực từ cân với trọng lực P v=0,8 m/s Một kim loại dài l=1m quay từ trường với vận tốc góc 20 rad/s Trục quay qua đầu song song song với đường sức từ Biết B=0,05T Biết vuông góc với đường sức từ Tính SĐĐCU (ĐS: 0,5 V) Chủ đề 5: Mắt: Cấu tạo, khái niệm, tật mắt cách khắc phục A) Lí thuyết 1) Cấu tạo: +) Các phận cho ánh sáng truyền qua mắt tương đương với thấu kính hội tụ gọi thấu kính mắt Tiêu cự TK mắt thay đổi độ cong mặt thể thuỷ tinh thay đổi(nhờ co dãn vòng) ... 50 cm biết môi trường xung quanh điện tích K2 ( 2,4.10-4 J) Chương II Dịng điện khơng đổi Chủ đề 1: Cơng,cơng suất dịng điện Định luật Ơm cho đoạn mạch trở Định luật Jun Lenxơ A) Tóm tắt lý thuyết... R1=R2 Cuối ta được: =1,4 Bài Hai dây dẫn hình trụ làm từ chất, có chiều dài Tỷ số điện trở chúng 1:2 Hỏi dây nặng nặng bao nhiêu? (ĐS: Hơn lần) HD: Chúng có D điện trở suất,chiều dài Bài Một ấm... Lưu ý: Nếu mắc hỗn tạp: Mắc thành n hàng hàng m nguồn nối tiếp eb=m.e; rb=m.r/n B) Bài tập Bài 1: Cho mạch điện sơ đồ hình vẽ: e=12 V; r=0 R1=3 ; R2=4 ; R3=5 1) Tính cường độ dịng điện chạy mạch