Đề cương vật lí A2

-đ/nghĩa : cđ đtr tại 1 điểm nào đó trong đ/trường là đại lượng vật lý được đo = tỉ số giữa lực điện tác dụng lên điện tích điểm ta đang xét và điện lượng của d/tích đó: V/m.. -đ/nghĩa :

Câu 1: K/n đ/trường định nghĩa Tìm bthức tính gây ra bởi 1 điện tính điểm?

-K/n đ/trường : là 1 dạng tồn tại của vật chất bao quanh điện tích, đặc điểm cơ bản của đ/tr là tác dụng lực (gọi là điện lực) lên các đ/tích khác đặt ngoài nó

-đ/nghĩa : cđ đtr tại 1 điểm nào đó trong đ/trường là đại lượng vật lý được đo = tỉ số giữa lực điện tác dụng lên điện tích điểm ta đang xét và điện lượng của d/tích đó: (V/m) là đại lượng đặc trưng cho diện trường về phương diện tác dụng lực

-đ/nghĩa: Điện cảm tại 1 điểm nào đó trong đ/tr là 1 đại lượng vật lý có quan hệ với cđ đtr tại điểm đó bởi

hệ thức =ε.ε0.

Câu 2: đ/nghĩa cđ đ/trường, tìm gây bởi 1 đtích điểm, 1 hệ đtích điểm và 1 hệ mang điện bất kỳ.

-đ/nghĩa : cđ đtr tại 1 điểm nào đó trong đ/trường là đại lượng vật lý được đo = tỉ số giữa lực điện tác dụng lên điện tích điểm ta đang xét và điện lượng của d/tích đó: (V/m) là đại lượng đặc trưng cho diện trường về phương diện tác dụng lực

-E gây bởi 1 điện tích điểm: xét một đ/tích Q đặt trong môi trường đồng nhất có hằng số điện môi là ε,để

x/định do q gây ra tại điểm M cách q khoảng rM,ta tưởng tượng đặt vào M một điện tích điểm qo dương Ta có:

Hình 1-3 trang 12

Theo đ/nghĩa của :

-E do 1 hệ gây ra: Giả sử có một hệ gồm N điện tích q1, q2,…,qn Theo ng/lý chồng chất đ/tr, cường độ đ/tr tổng hợp tại một điểm M nào đó do hệ trên gây ra được xác định:

Với là cđộ đtr do đtích qi gây ra ở điểm M

-E do 1 vật gây ra: Cho một vật mang điện Q>0 như hình vẽ, ta có:

Hình 1-6 trang 15

d=

Câu 3: Các đại lượng đặc trưng cho điện trường: vtơ cđ đtr, điện thế.Với mỗi đại lượng nêu định nghĩa, ý

nghĩa, đơn vị đo

a.Véctơ cường độ điện trường:

-đ/nghĩa : cđ đtr tại 1 điểm nào đó trong đ/trường là đại lượng vật lý được đo = tỉ số giữa lực điện tác dụng lên điện tích điểm ta đang xét và điện lượng của d/tích đó:

-đơn vị đo: v/m

-ý nghĩa: nếu biết tại 1 điểm nào đó ta có thể xđ đc phương chiều và độ lớn của lực điện do đtr tác dụng lên điện tích điểm q bất kỳ tại điểm đó

b.Điện thế:

-đ/nghĩa: điện thế tại một điểm nào đó trong đ/tr là đại lượng được đo = tỷ số giữa công của điện lực khi di chuyển một điệm tích điểm q từ điểm đó về gốc và độ lớn của điện tích đó

VM =WtM/q =AM-0/q

-đơn vị đo: Von (v)

-ý nghĩa: q=+1(C) ta có:VM = WM = AM vậy điện thế tại 1 điểm nào đó trong điện trường có giá trị bằng thế năng của 1 đơn vị điện tích cđộng từ điểm đó đến gốc

Câu 4:Phát biểu định lý O-G đối với điện trường Ứng dụng định lý đó để tìm gây bởi mặt cầu mang điện.

-Đ/lý O-G đối với đtr: Điện trường gửi qua 1 mặt kín bất kỳ = tổng đại số các điện tích nằm trong mặt kín -ứng dụng:

Xét mặt cầu bán kính R mang điện Q (Q>0) như hình vẽ, qua M vẽ đường tròn đồng tâm với mặt cầu

Hình 1-18 trang 25

Theo định lý O.G ta có:

Theo đ/nghĩa điện thông: (vì cos=1)

và E=

M nằm trong mặt cầu:

Theo đ/nghĩa điện thông:

Câu 5: Công của lực tĩnh điện.Tính chất thế của trường tĩnh điện

-Công của lực tĩnh điện:

Giả sử cho điện tích điểm q>0 di chuyển từ điểm 1 →2 trong điện trường gây bởi một điện tích điểm Q>0 Công của lực tĩnh điện trong chuyển đổi vi phân dl là:

hình vẽ 1-22 trang 29

=Fcos

Dlcos=dr A1-2 ==

Vậy công của lực tĩnh điện AMN chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu (r1) và vị trí cuối (r2) mà không phụ thuộc vào dạng đường đi

Công của lực tĩnh điện do một hệ điện tích điểm gây ra:

-Tính chất thế của trường tĩnh điện

+Công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển điện tích q trong điện trường không phụ thuộc vào dạng đường đi

mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu điểm cuối của quá trình dịch chuyển

+Từ biểu thức tính công của lực điện trường A1-2=

+Nếu đường công dịch chuyển là đường công khép kín thì điểm (1) trùng điểm (2) ta có A1-2 =0 vậy =0 +Lưu số của véctơ cường độ điện trường dọc theo một đường công kín (tĩnh) luôn = 0

Câu 6: phát biểu Đ/N điện thế, hiệu điện thế.Tìm mối l/hệ giữa c/độ đtr và điện thế.

-đ/nghĩa: điện thế tại một điểm nào đó trong đ/tr là đại lượng được đo = tỷ số giữa công của điện lực khi di chuyển một điệm tích điểm q từ điểm đó về gốc và độ lớn của điện tích đó

VM =WtM/q =AM-0/q

-Hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ trong điện trường có giá trị bằng tỷ số giữa công của lực điện khi di chuyển 1 điện tích diểm q giữa 2 điểm đó và độ lớn của điện tích đó

-Tìm mlh giữa cđ đtr và đthế:

Xét 2 điểm M,N rất gần nhau cách nhau 1 khoảng trong điện trường.Điện thế tại điểm M là VM=V Điện thế tại N là VN=Vtdv (do dv>0 suy ra VN>VM)

Công của lực tình điện khi di chuyển điện tích q từ điểm M N lực tĩnh điện Theo đ/nghĩa công của lực tĩnh điện ta có =

Theo điện thế ta có

Với

E là hình chiếu của lên phương dịch chuyển (*)

(*) là biểu thức mô tả mlh giữa đ/tr và điện thế dưới dạng vi phân

Hình ngoài câu 6

Câu 7:đ/n điện thế, tìm biểu thức tính điện thế cho một điện tích điểm và vật mang điện bất kỳ gây ra?

-đ/nghĩa: điện thế tại một điểm nào đó trong đ/tr là đại lượng được đo = tỷ số giữa công của điện lực khi di chuyển một điệm tích điểm q từ điểm đó về gốc và độ lớn của điện tích đó

VM =WtM/q =AM-0/q

-tìm b/t tính điện thế:

+cho một điện tích điểm:

Từ biểu thức tính công của lực tĩnh điện: biểu thức tính điện thế tại 1 điểm trong điện trường gây bởi điện tích Q là V =

Q >0 V>0

Q<0 V<0

+cho một vật mang điện bất kỳ:

Câu 8:Đ/N và tính chất của mặt đẳng thế.cho 2 ví dụ về mặt đẳng thế

-Đ/N: mặt đẳng thế là mặt mà mọi điểm trên đó có cùng điện thế phương trình mặt đẳng thế: V

(r,y,z)=const

-Tính chất: công của lực điện khi di chuyển điện tích q giữa 2 điểm bất kỳ trên mặt đẳng thế bằng 0

-Ví dụ

1 Mặt đẳng thế trong điện trường gây bởi điện tích điểm từ công thức mặt đẳng thế là những mặt cầu đồng tâm

Hình

2.Mặt đẳng thế trong điện trường đều giữa 2 mp vô hạn đặt song song mang điện đều bằng nhau và trái dấu là những mp song song với 2 m/phẳng mang điện

Câu 9:Trạng thái cân bằng tĩnh điện của vật dẫn?

-đ/n: Một vật dẫn gọi là trạng thái cân bằng tĩnh điện khi các điện tích tự do của nó không có chuyển động định hướng

-đ/k: +Cường độ điện trường tại mọi điểm bên trong vật dẫn bằng 0

+Trên mặt vật dẫn, cđộ đt (nếu có) phải có phương vuông góc với mặt vật dẫn

-T/c:+Toàn bộ vật dẫn là một khối đẳng thế

+Nếu vật dẫn tích điện Q, thì lượng điện này chỉ phân bố trên mặt vật dẫn

+Đối với vật dẫn rỗng điện trường ở phần rỗng luôn luôn bằng không

Câu 10:Tìm biểu thức tính năng lượng của hệ điện tích điểm, một vật dẫn tích điện và của một tụ điện.

-Năng lượng của một hệ điện tích điểm: Xét điện tích điểm q2 nằm trong điện trường của điện tích điểm q1, ta có: W2=q2V2

Với V2 là điện thế do q1 gây ra ở điểm đặt q2, r khoảng cách hai điện tích q1, q2:

Tương tự ta có: ,

W1=W2=W q1V1=q2V2=1/2(q1V1+q2V2)

Tương tự đối với hệ điện tích điểm q1, q2, qn ta có: W=

- Một vật dẫn tích: W=

-Tụ điện tích điện: W= 0.5QU=0.5CU2=0.5Q2/C

Câu 11:Viết b/thức năng lượng của một vật dẫn mang điện Từ đó tìm b/t năng lượng của tụ điện phẳng và

năng lượng của một điện trường bất kỳ

-Năng lượng của tụ điện tích điện: W=0.5QC thay C= và U=Ed W=0.50E2

-Mật độ n/lượng điện trường wE của tụ: wE=W/V=0.5E2=0.5DE

Với V=là thể tích không gian trong lòng tụ, cũng là k/gian tồn tại điện trường của tụ

-Năng lượng của một điện trường bất kỳ: WE=S

Câu12:Tìm b/t của một đoạn dòng điện thẳng

Một phần tử dòng i nào đó nằm tại điểm M trong từ trường của một dòng điện gây ra thì chịu t/d lực của từ lực = i

Cảm ứng từ M tại điểm M do phần tử dòng i gây ra:

Về độ lớn:

Hình 4-5 trang 73

-Cường độ từ trường =

dM=

Về độ lớn:

Câu 13: Tìm , của một hạt mang điện chuyển động gây ra:

Xét 1 điện tích điểm q chuyển động với vận tốc , xác định cường độ từ trường do điện tích điểm q gây ra tại

M và cách q là

Giả sử điện tích q mà t đang xét là một trong những hạt điện tích do nằm trong phần tử dòng điện I với cùng chiều với tạo thành dòng các điện tích tự do

Hình 4.9 trang 77

Cường độ từ trường d M do I gây ra tại M: dM=

Hình 4.10 trang 77

Giả sử I có đáy là dSo vuông góc , gọi J là mật độ dòng điện ta có:

idl=Jdsodl=noqvdsodl

Với n là mật độ hạt điện tích tự do

dSodl=dv là tích của phần tử dòng và nodv=dn là số hạt điện tích tự do có trong phần tử dòng Idl, vậy:

Idl=noqvdsdl=noqvdv=qvdn

I=qdn

q

q0

vậy: dM

Vậy cường độ từ trường do 1 hạt điện tích tự do gây ra tại M là:

Câu 14: K/n từ thông,định lý O-G trong từ trường:phát biểu,c/m,ý nghĩa?

1.Từ thông:

-k/n: từ thông qua diện tích S nào đó là một đại lượng về trị số bằng tổng đại số số đường sức cảm ứng từ qua mặt đó

-c/m: xét vi phân diện tích ds nhỏ, ta có:

=BdSo=BcosdS với =()

là véctơ vi phân mặt, có độ lớn bằng dS, chiều là chiều pháp tuyến của dS

Khi: <90 :cos>0 d >0

>90 :cos<0 d <0

-ý/n:Từ thông gửi qua điện tích ds có giá trị bằng tổng đại số các đg CƯT vẽ qua diện tích ds

2 Đ/lý O-G trong từ trường:

-k/n: từ thông qua một mặt kín bất kì luôn bằng không:

-c/m: Xét một mặt s bất kì quy ước đối với 1 mặt kín ta chọn chiều (+) của vectơ pháp tuyến n hướng ra ngoài vì các đường sức từ là những đường kín nên số đg sức từ đi vào mặt kín bằng số đường sức từ ra khỏi mặt s

Kết quả là từ thông ứng với các đg CƯT đi ra khỏi mặt kín s và từ thông ứng với các đường CƯT ra khỏi mặt kín s bằng nhau về trị số nhưng trái dấu Do đó từ thông toàn phần gửi qua mặt kín s bất kì bằng 0 -ý/n: không có từ tích là các tâm thu hay phát đường sức như các điện tích của điện trường

Câu 15: Phát biểu và viết biểu thức suất từ động Ứng dụng để tính , của 1 ống dây hình xuyến.

-đ/n:Suất từ động dọc theo một đường cong L là đại lượng có giá trị bằng tích phân của dọc theo toàn bộ đường cong đó

-đ/lý: suất từ động dọc theo 1 đg cong lớn bất kì bằng tổng đại số cường độ các dòng điện mà đg cong đó vây quanh

-b/thức:

-Tính , của ống dây hình xuyến:

Xét ống dây hình xuyến có bán kính trong R1,bán kính ngoài R2 Trên ống có n vòng dây cách đều nhau Cho dđ có c/độ I chạy vào,dòng sinh ra từ trường Xđ cường độ từ trường tại điểm M bất kì trong từ trường

do ống dây hình xuyến gây ra

Hình 4-19 trang 82

Giả sử M nằm trong lòng ống dây hình xuyến cách tâm 1 khoảng r (R1< r<R2), qua M vẽ 1 đg tròn (O,r) chọn chiều (+) trên c thuận chiều kim đhồ

Từ đl suất từ động:

Từ đ/n suất từ động:

Do t/c đối xứng của hình xuyến ta có kết luận sau:

+Véctơ cường độ từ trường H (nếu có) tại mọi điểm trên đg cong c có cùng độ lớn

+Phương của véctơ H trên đg cong c có cùng phương với dl Vậy ta có:

(Chọn =0 cos=1)

Câu 16:Từ lực t/d lên 1 p/tử dđ và lên 1 đoạn dđ thẳng.Công của từ lực.

-Xét dòng điện I chạy trong một đoạn dây dẫn thẳng l trong một từ trường đều có cảm ứng từ

+Phân tử dòng I chịu từ lực: d

+Từ lực đoạn dòng điện thẳng: F= với là góc giữa dòng I (dây l) và đường sức từ

Hình 4-21 trang 85

-Khi dòng điện di chuyển trong từ trường thì lực từ t/d lên nó có thể sinh công Công của lực từ là: dA=ldx

Câu 17: Hiện tượng từ cảm, suất điện động tự cảm và hệ số tự cảm:c/thứ tính hệ số tự cảm of ống dây thẳng

dài vô hạn

-Hiện tượng từ cảm: là ht cảm ứng xuất hiện chính trong nhiều mạch mà ở đó có dòng điện biến đổi chạy qua

-Hệ số tự cảm của một mạch điện dạng ống dây dẫn có dòng điện I chạy qua ống dây có từ thông phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của mạch điện và hằng số từ môi trường xung quanh

(đơn vị Henry)

-Nếu I biến đổi đều theo t/gian thì từ thông cũng biến đổi đều theo t và như vậy trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng, gọi là suất điện động tự cảm Etc

-Hệ số tự cảm của ống dây thăng dài vô hạn: với 1 ống dây thẳng dài vô hạn, trên ống dây có N vòng dây dẫn cách đều nhau trên chiều dài l có tiết diện phẳng là S, có dòng điên I đi qua, từ trường trong ống dây là đều, cảm ứng từ B trong lòng ông dây là:

Với: - Độ từ thẩm của mtrường trong lòng ống

no = N/l- là số vòng dây trên 1 đơn vị dài của ống

hình 5-6 trang 103

Câu 18:Tìm b/thức năng lượng từ trường của một ống dây điện và mật độ năng lượng từ trường.

-Năng lượng từ trường của ống dây điện:

Xét mạch điện như hình vẽ

hình 5-10 trang 105

+Khi khóa k đóng, điều chỉnh biến trở R để đèn sáng bình thường

+Ngắt khóa k, đèn không tắt ngay mà bừng sang lên rồi từ tù mới tắt nhờ dòng điện từ cuộn L phóng xuống, lúc năng suất điện động tự cảm Etc cung cấp năng lượng cho đèn sau khi ngắt khóa k chính là năng lương tồn tại trong từ trường của cuộn dây L khi k đóng

+Khi k đóng, dòng qua L là I, khi ngắt khóa k, dòng qua L giảm, ở thời điểm t, ta có:

Nlượng do Etc sinh ra trong thời gian đt là: dWM = EtcIdt = -LIdI

Nlượng do Etc sinh ra từ lúc ngắt K tới khi I = 0 là: WH =

-Mật độ năng lượng từ trường

Với ống dây đủ dài, từ trường coi như chỉ có trong lòng ống và là từ trường đề có và ta có:

Mật độ năng lượng từ trường wH là: wH =WH/V = hay wH =

Câu 19:Luận điểm thứ 1 mắcxoen

-Luận điểm thứ 1 của mắcxoen: bất kì một từ trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra 1 điện trường xoáy

-Điện trường xoáy: trong không gian nào ở đó từ trường biến đổi theo thời gian đó xuất hiện một điện trường mới, điện trường này có 2 điểm cơ bản là:

+Tác dụng lực lên các điện tích, gọi là điện trường

+Có khả năng sinh ra công khi đẩy điện tích theo đường cong kín, nói cách khác là trường này có đường sức khép kín

-Thiết lập phương trình mắxoen-faraday: Xét một vòng dây dẫn kín như hình vẽ h 7-1 trang 123

Suất điện động cảm ứng Ec =

Theo định luật Farađê: Ec =

=

Trong đó:

Vậy:

Pương trình Mácxoen-Farađê dạng tính phân:

Phương trình Mácxoen-Farađê dạng vi phân: rot

Câu 20: Luận điểm thứ 2 of MắcXoen

-Luận điểm thứ 2 of MắcXoen: Bất kỳ 1 điện trường nào biến đổi theo tgian cũng sinh ra 1 từ trường

-K/n dđ dịch: Mácxoen đã đưa ra giả thuyết là chính điện trường biến thiên trong lòng tụ C đã sinh ra từ trường Để dễ quan niệm ông cho rằng trong tụ C đã tồn tại 1 dđ khác gọi là khác-gọi là dđ dịch (để phân biệt với dđ dẫn là dòng các điện tích tự do trong vật dẫn) và chính dòng dịch đã nối tiếp dòng dẫn trong phần không gian dòng dẫn không qua được trong lòng tụ

-Thiết lập phương trình Mắcxoen-Ampe:

Ta có:

Gọi S là điện tích đường L vây quanh, là mật độ dòng điện dẫn, là mật độ dòng điện dịch phương trình của định lý suất từ động được viết lại dưới dạng tổng quát:  phương trình Mắcxoen-Ampe

Phương trình dạng vi phân: rot

Câu 21: k/n quang lộ p/biểu ng/lý Fecma và đ/luật Ma luýt

-Quang lộ giữa hai điểm A, B là đoạn đường as truyền đc trong chân không trong khoảng thời gian t mà ánh sáng đi đc doạn đường AB trong đoạn môi trường đó

-Nguyên lý Fecma: Giữa 2 điểm A và B, as sẽ truyền theo con đương nào mà quang lộ là cực trị (cực đại, cực tiểu, không đổi)

-Định luật Ma luýt: Quang lộ of các tia sáng nằm giữa 2 mặt trực giao của 1 chùm sáng luôn bằng nhau -Ví dụ: Xét 1 chùm sáng ss tới mặt fân cách giữa 2 môi trường trong suốt có chiết suất n1, n2 như hình vẽ Hình trang 144

Ta có quang lộ của tia (1) và (2)

L1=n2.I1H1

L2=n1.I2H2

Theo định luật khúc xạ thì:

n1.sin i=n2sin r

n1.I2H2= n2.I1H1S

Hay: L1=L2

Vậy định lý Maluýt cũng tương đương với các định luật của Đề các

Câu 22:Phân biệt hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng

-HTGT as là ht khi 2 hay nhiều sóng as gặp nhau thì trong trường giao thoa xuất hiện các miền sáng và miền tối HTGT chỉ xảy ra khi các sóng gặp nhau là các sóng kết hợp, tức là các sóng fải có cùng fương dao động, cùng tần số và cùng pha không thay đổi theo thời gian

-HTNXAS là ht as bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi gần các chướng ngại vật

-Nguyên lý chồng chật: Khi 2 hay nhiều sóng as gặp nhau thì chúng k làm nhiễu nhau Sau khi gặp nhau, các sóng as vẫn truyền đi như cũ, còn ở những chỗ gặp nhau, dao động sáng bằng tổng các dao động sáng thành phần

-Nguyên lý Huy ghen-Fresnen: mọi điểm mà as truyền tới đều trở thành nguồn sáng thứ cấp phát sáng về phía trước nó Biên độ và pha của nguồn sáng thứ cấp và biên độ và pha của nguồn thực gây ra tại vị tưis của nguồn thứ cấp, đồng thời các sóng as thứ cấp có thể giao thoa với nhau

Câu 23:trình bày nêm không khí

Nêm không khí là một lớp không khí hình nêm giới hạn bằng 2 bản thuỷ tinh đặt nhiêng với nhau 1 góc α nhỏ ( 1 và 2 là 2 mặt của nêm, CC’ là cạnh của nêm)

Chiếu 1 chùm sáng đơn sắc ss vuông góc vs mặt 2 Xét tia SI of chùm tia tới tia đó đi vào bản thuỷ tinh G1

và đến M lại tách làm 2: một phần phản xạ tại M, một phần truyền qua nêm kk pxạ trên mặt 2, trở về m và ló

ra ngoài theo đường MIS Như vậy tại điểm M sẽ có sự găọ nhau của 2 tia pxạ trên mặt nêm Vì từ 1 tia tách

ra nên 2 tia đó là 2 tia kết hợp Kquả là trên mặt 1 quan sát đc các vân giao thoa

Hình trang 153

Ứng dụng: Kiểm tra độ phẳng của tấm kính phẳng: Đặt nó vào vị trí của bản 2 là 1 tấm kính fẳng chuẩn ta

có nêm kk chiếu vào nó 1 chùm sáng đơn sắc, tại những chỗ không fẳng của mặt kiểm tra ta sẽ quan sát thấy vân giao thoa bị cong chứ k fải là những đoạn thẳng ss với cạnh nêm

Câu 24:hiện tượng nhiễu xạ của chùm sáng ss qua khe hẹp.

Chùm sáng đơn sắc có bước sóng đc chiếu qua khe hẹp rộng là b Que khe chùm sáng có thể nhiễu xạ theo các phương khác nhau Xét chùm sáng ss nhiễu xạ theo phương nào đó Nhờ thấu kính L2 mà chùm tia này hội tụ tại P trên màn E2 P sáng hay tối tuỳ thuộc vào

- , các tia sáng từ mặt khe qua L2 đều hội tụ tại điểm F và do đó có quang lộ như nhau nên giao động of chúng tăng cường lẫn nhau và F rất sáng tạo nên cực đại giữa

- bất kỳ, áp dụng cách chia đớ Frenen Vì mặt sóng tại khe là mặt fẳng và chùm nhiễu xạ ss nên các mặt 0, 1,

2, …là các mặt fẳng cách nhau vuông góc với chùm nhiễu xạ theo phương và chia khe thành các dải Bề rộng mỗi dải là a=, số dải trên khe là n=

Hìnhtrang 160