Chien thang ki thi 9 vao 10 chuyen tap 1 chu de 5 dien hoc

Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ Đề 5: Điện Häc CHỦ ĐỀ : ĐIỆN HỌC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Dòng điện, tác dụng dòng điện + Dịng điện dịng chuyển dời có hướng điện tích  Trong kim loại điện tích chuyển động tạo dịng điện electron tự  Dịng điện chạy mạch ln theo chiều định Vì ta quy ước lấy chiều từ cực dương nguồn qua dây dẫn dụng cụ điện tới cực âm nguồn làm chiều dịng điện, gọi chiều dương  Vì điện tích phải dịch chuyển theo vịng kín, nên sau qua dây dẫn dụng cụ điện tới cực âm nguồn, chúng phải đưa qua nguồn trở lại cực dương Như bên nguồn chiều dòng điện lại chiều từ cực âm đến cực dương  Khi nói “ chiều dòng điện chiều từ cực dương đến cực âm nguồn” ta hiểu chiều mạch ngồi tức phần mạch điện nguồn, phần chứa dây nối dụng cụ điện + Dòng điện có nhiều tác dụng: Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng quang, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lý Riêng tác dụng từ xuất với dòng điện nên tác dụng từ tác dụng đặc trưng dòng điện Nguồn điện + Nguồn điện dụng cụ tạo trì hai cực hiệu điện nhằm trì dịng điện + Mỗi nguồn điện có cực Cực có điện cao cực dương, cực cực âm Cường độ dòng điện đơn vị đo Dụng cụ đo dòng điện - Tác dụng dịng điện mạnh yếu khác Để đặc trưng mạnh yếu tác dụng dòng điện gây người ta dùng khái niệm “ Cường độ dòng điện”  Cường độ dòng điện đo độ lớn tác dụng mà gây Do tác dụng từ có tính chất tổng qt nên người ta đo cường độ dòng điện độ lớn tác dụng từ  Đơn vị cường độ dòng điện Ampe, kí hiệu A Ước thơng dụng Ampe miniampe, kí hiệu mA, 1mA = 10-3A; microampe, kí hiệu µA, 1µA=10-6A + Dụng cụ dùng để đo cường độ dòng điện Ampe kế, mili Ampe kế microampe kế, tùy cỡ lớn cường độ dòng điện phải đo  Ampe kế phải mắc nối tiếp với dụng cụ điện ( mắc trước hay sau dụng cụ tiêu thụ điện) phải mắc cho dòng điện chạy qua ampe kế từ cực dương sang cực âm Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ Đề 5: Điện Häc Hiệu điện đơn vị đo Dụng cụ đo hiệu điện + Trong mạch điện kín, hiệu điện đầu máy thu điện tạo dịng điện chạy qua máy thu Đối với máy thu điện định, hiệu điện hai đầu máy thu điện lớn dịng điện chạy qua máy thu điện có cường độ lớn Đơn vị đo hiệu điện Vơn, kí hiệu V Ước thông dụng von mili vôn, kí hiệu mV, 1mV = 10-3V Bội thơng dụng Vôn kilôvôn, 1kV = 103V + Dụng cụ dùng để đo hiệu điện gọi Vôn kế, mili Vôn kế, kilô vôn kế, tùy cỡ lớn hiệu điện phải đo Vôn kế phải mắc song song với mạch điện mà ta muốn đo hiệu điện hai đầu, cược dương nối với điểm có hiệu điện cao Điện trở Biến trở - Đại lượng R đặc trưng cho tính cản trở dịng điện vật gọi điện trở vật dẫn  Đơn vị Ơm, kí hiệu Ω Ngồi đơn vị Ơm người ta cịn dùng bội số Ôm như: Kilô ôm (kΩ); 1kΩ = 1000Ω; mêga ôm (MΩ), 1MΩ = 1000000Ω R   S Trong đó:  điện trở suất (Ωm),  chiều dài dây dẫn  Điện trở dây dẫn: (m), S tiết diện ngang dây dẫn (m2) - Biến trở dây dẫn cấu tạo cho làm cho điện trở cyả biến thiên từ giá trị nhỏ Rmin ( Rmin 0) đến giá trị Rmax lớn  Biến trở mắc nối tiếp mạch điện thường dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện chạy mạch  Khi sử dụng biến trở, ta phải ý tới hai giá trị R Rmax mà cịn phải ý tới giá trị Imax qua biến trở Định luật Ơm - Nội dung: Cường độ dịng điện dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu dây dẫn tỉ lệ nghịch với điện trở dây U I R Trong đó: I dịng điện chạy qua điện trở R, U hiệu điện hai đầu - Biểu thức: R Công suất điện - Công suất điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện qua đoạn mạch đó: P = U.I Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ §Ị 5: §iƯn Häc Trong đó: U hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V), I cường độ dịng điện(A), P cơng suất (W) U2 P UI I R  R - Các công thức tính cơng suất: - Số t ghi dụng cụ dùng điện cho biết công suất định mức dụng cụ điện, nghĩa công suất điện dụng cụ hoạt động bình thường Điện – Cơng dịng điện - Dịng điện có lượng có khả thực cơng cung cấp nhiệt lượng Năng lượng dịng điện gọi điện - Cơng địng diện sản đoạn mạch số đo điện chuyển hóa thành dạng lượng khác đoạn mạch đó: U2 A P.t U I t I R.t  t R Trong đó: A cơng (J); P công suất (W); t thời gian (s); U hiệu điện (V); I cường độ dòng điện (A) Định luật Jun-lenxơ - Nội dung: Nhiệt lượng tỏa dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện với điện trở dây dẫn thời gian dòng điện chạy qua - Biểu thức: Q = I2.R.t Trong đó: Q nhiệt lượng tỏa (J); t thời gian (s); R điện trở dây dẫn (Ω); I cường độ dịng điện (A) - Khi có cân nhiệt Qtỏa = Qthu với Qthu = mc(t2 – t1) Qtỏa tính theo định luật Jun-lenxơ H - Hiệu suất sử dụng là: Qi P 100%  i 100% Qtp Ptp Chú ý: 1KW = 103W; 1MW = 106W số điện = 1kW.h = 36.105 J 1J = 0,24 calo 10 Truyền tải điện xa - Nguyên nhân gây hao phí đường dây tải điện tỏa nhiệt dây dẫn P  P I R   R U  - Cơng thức tínhc ơng suất hao phí truyền tải điện: Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ Đề 5: Điện Häc Trong đó: ∆P cơng suất hao phí tỏa nhiệt trên(J); P công suất cần truyền tải (W); R điện trở đường dây tải (Ω); U hiệu điện (V); I cường độ dịng điện (A) Cách làm giảm hao phí đường dây tải điện: Người ta tăng hiệu điện hai đầu dây dẫn, điều thật đơn giản có máy biến Hơn tăng U thêm n lần ta ta giảm cơng suất hao phí n2 lần 11 Máy biến ( gọi máy biến áp) U1 n1  - Công thức máy biến U n2 Trong đó: U1 hiệu điện đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp U2 hiệu điện đặt vào hai đầu cuộn dây thứ cấp n1 số vòng dây cuộn sơ cấp n2 số vòng dây cuộn thứ cấp - Cấu tạo máy biến thế: Là thiết bị dùng để tăng giảm hiệu điện dịng xoay chiều Bộ phận máy biến gồm hai cuộn dây có số vịng dây khác quấn lõi sắt - Nguyên tắc hoạt động máy biến thế: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Khi đặt vào đầu cuộn sơ cấp hiệu điện xoay chiều từ trường dòng điện xoay chiều tạo cuộn dây đổi chiều liên tục theo thời gian, từ trường biến đổinày xuyên qua tiết diện S cuộn dây thứ cấp tạo hiệu điện xoay chiều đầu cuộn dây thứ cấp Chính lí mà máy biến hoạt động với dòng điện xoay chiều, dòng điện chiều chạy qua cuộn dây sơ cấp không tạo từ trường biến đổi Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang ChiÕn th¾ng kú thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh HiƯp – Chđ §Ị 5: §iƯn Häc Dạng 1: CÁC LOẠI MẠCH CHỨA ĐIỆN TRỞ R ĐỊNH LUẬT ÔM - Mạch điện mắc nối tiếp điện trở: R1  R  R1  R2    Rn   I  I1  I    I n U  U  U    U n  R2 Rn 1 1     R R R Rn    I  I1 + I +  I n U  U1 = U  = U n - Mạch điện mắc song song điện trở: Nếu có điện trở thì: 1 R R    R R R1 R2 R1  R2 Nếu có n điện trở Ro giống thì: R 1 1      R R R0 R0 R0 n R1 R2 Rn U I R Trong đó: I dịng điện chạy mạch, R điện trở - Định luật Ôm cho toàn mạch: tương đương mạch, U hiệu điện hai đầu mạch U I1  R1 Trong đó: I dịng điện chạy qua R ; U hiệu điện hai đầu - Định luật Ôm cho R1: 1 R1 Chú ý: - Khi mắc nối tiếp điện trở điện trở điện trở mạch tăng lên, mắc song song điện trở mạch giảm xuống - Số ampe kế I, số Vôn kế U Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 R4 Trang A K Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Đề 5: §iƯn Häc R2 HiƯp – ChđR3 M B A N cụm nối tiếp, cụm - Nếu điện trở R mắc hỗn hợp nối tiếp song song tính song song đưa tốn mắc song song nối tiếp R1 - Dể tính hiệu điện hai điểm A, B ta từ A đến B gặp điện trở lấy U cho điện trở đó, U lấy dấu dương di qua điện trở R theo chiều từ đầu dương sang đầu ấm ngược lại U lấy dấu trừ + Đi từ A  M  N thì: UAN = UAM + UMN = U3 + U2 + Đi từ A  M  B  N thì: UAN = UMA + UMB + UBN = U3 + U1 – U4 * Lưu ý: Nên chọn cách ngắn đơn giản Loại 1: Mạch điện đơn giản Số ampe kế vôn kế - Ampe kế mắc nối tiếp với điện trở R, để đo dịng điện chạy qua nó, số ampe kế cường độ dòng điện chạy qua R - Vôn kế mắc song song với điện trở R, để đo hiệu điện hai đầu điện trở R, số vôn kế hiệu điện hai đầu R Ví dụ 1: Cho mạch điện hình vẽ Biết R1 = R4 = 2Ω; R2 = 4Ω; R3 = 8Ω Hiệu điện giữaΩ Hiệu điện hai điểm A,B UAB = 12V Bỏ qua điện trở dây nối khóa K Tính điện trở tương đương mạch AB dòng điện qua điện trở trường hợp sau: R2 K2 R4 R1 A R3 B K3 a) Đóng K2 mở K3 b) Đóng K3 mở K2 c) Đóng K2 K3 Hướng dẫn: a Khi đóng K2 mở K3 mạch điện có R1 nt R2 nt R4 Điện trở tương đương mạch AB là: RAB = R1 + R2 + R4 = +4 + = 8Ω Hiệu điện giữaΩ U 12 I  AB  1,5A RAB 8Ω Hiệu điện Dịng điện mạch chính: Vì điện trở mắc nối tiếp nên I = I1 = I2 = I4 = 1,5A b Khi đóng K3 mở K2 mạch điện có R1 nt R3 nt R4 Điện trở tương đương mạch AB là: RAB = R1 + R3 + R4 = + 8Ω Hiệu điện + = 12Ω Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ §Ị 5: §iƯn Häc U 12 I  AB  1A RAB 12 Dịng điện mạch chính: Vì điện trở mắc nối tiếp nên I = I1 = I3 = I4 = 1A c Khi đóng K2 K3 mạch điện có R1 nt (R2//R3) nt R4 Điện trở tương đương mạch AB là: R23  R2 R3 4.8Ω Hiệu điện 8Ω Hiệu điện    R2  R3  8Ω Hiệu điện Điện trở tương đương AB là: Rtđ = R1 + R23 + R4 = + 8/3 + =20/3Ω U 12 I  AB  1,8Ω Hiệu điện giữaA R 20 / AB Dịng điện mạch chính: Vì điện trở mắc nối tiếp nên I = I1 = I23 = I4 = 1,8Ω Hiệu điện giữaA  U23 = I23 R23 = 4,8Ω Hiệu điện giữaV  U2 = U3 = 4,8Ω Hiệu điện giữaV U 4,8Ω Hiệu điện I2   1, 2A R Dòng điện qua điện trở R2 là: U 4,8Ω Hiệu điện I3   0,6A R 8Ω Hiệu điện Dịng điện qua điện trở R3 là: Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ Biết R = R6 = 2Ω; R2 = R3= 4Ω; R4= 8Ω Hiệu điện giữaΩ; R5= 6Ω Hiệu điện hai điểm A,B UAB = 12V Bỏ qua điện trở dây nối khóa K Tính điện trở tương đương mạch AB dòng điện qua điện trở R2 R3 R6 R1 A R4 R5 B Hướng dẫn: Ta có: R23 = R2 + R3 = + = 8Ω Hiệu điện giữaΩ R45 = R4 + R5 = + = 8Ω Hiệu điện giữaΩ R23 45   R23 R45 8Ω Hiệu điện giữa.8Ω Hiệu điện  4 R23  R45 8Ω Hiệu điện  8Ω Hiệu điện Điện trở tương đương mạch AB là: RAB = R1 + R23-45 + R6 = + + = 8Ω Hiệu điện giữaΩ U 12 I  AB  1,5A RAB 8Ω Hiệu điện Dòng điện mạch AB: Suy I = I23-45 = I6 = 1,5A  U23 =U45 = U23-45 = I23-45.R23-45 = 1,5.4 =6V Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang ChiÕn thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ Đề 5: Điện Học U 23  0, 75A R 8Ω Hiệu điện 23 Dòng điện qua điện trở R2 R3: I23 = I2 = I3 = U 45  0, 75A Dòng điện qua điện trở R4 R5: I45 = I4 = I5 = R45 8Ω Hiệu điện Ví dụ 3: Cho mạch điện sơ đồ Biết R = 10Ω R2 = 3R3 Ampe kế A1 4A R2 A2 R1 a Tìm số ampe kế A2 A3 b Hiệu điện hai đầu R3 15V Tìm số vơn kế V A1 R3 A Hướng dẫn: a Ta có: A3 V U23 = U2 = U3  I R2 I R3  I 3R3 I R3  I 3I Lại có: I = I1 = I2 + I3  I  3I  I 1A  I 3A Vậy số A2 1A số A3 3A b Hiệu điện hai đầu điện trở R1: U1 = I1R1 = 4.10 = 40 V Hiệu điện hai đầu mạch là: U1 = U1 + U3 = 40+15 = 55V Loại 2: Mạch điện phức tạp, vẽ lại mạch điện * Lý thuyết mạch đối xứng: - Mạch đối xứng mạch có trục mặt đối xứng - Có hai trục mặt đối xứng:  Trục mặt đối xứng ĐIỂM VÀO – RA: đường thẳng mặt phẳng nhận điểm VÀO điểm RA dòng điện làm điểm đối xứng nhau, đồng thời chia mạch thành nửa  Trục mặt đối xứng ĐƯỜNG VÀO – RA: đường thẳng mặt phẳng chứa điểm VÀO điểm RA dòng điện, đồng thời chia mạch thành nửa - Các điểm đối xứng qua trục mặt đối xứng ĐƯỜNG VÀO – RA có điện - Các điểm nằm trục đường mặt đối xứng ĐIỂM VÀO – RA có điện - Các đoạn mạch đối xứng có dịng điện Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang B Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ Đề 5: Điện Häc - Với mạch điện có tính đối xứng, điểm cách điểm VÀO điểm RA quãng theo đường tương đương có điện * Các bước vẽ lại sơ đồ mạch điện: - Bước 1: Đặt tên cho điểm hai đầu điện trở mạch điện - Bước 2: Xác định điểm có điện - Bước 3: Xác định điểm đầu điểm cuối mạch điện - Bước 4: Liệt kê điểm hai đầu điện trở hàng ngang theo thứ tự bắt đầu xuất phát từ điểm đầu mạch kết thúc điểm cuối mạch điện Mỗi điểm biểu diễn dấu chấm, điểm có điện dùng điểm chung điểm có ghi tên điểm trùng - Bước 5: Lần lượt đặt điện trở nằm hai điểm tương ứng với mạch ban đầu (lúc đầu nằm hai điểm lúc sau nằm hai điểm đó) Kiểu 1: Chập điểm nút có điện - Các điểm có điện là:  Các điểm nối với dây dẫn ampe kế có điện trở nhỏ bỏ qua  Các điểm đối xứng qua trục đối xứng mặt đối xứng - Khi điểm có điện chập (nhập) lại thành - Đối với vơn kế có RV =∞ dịng điện khơng qua nên bỏ chúng - Mạch điện có kháo K: Mạch kín đóng kháo K mạch hở mở khóa K Ví dụ 4: Cho mạch điện hình Cho biết R = R2 = 5Ω; R3 =R4 = R5 = R6 = 10Ω Điện trở ampe kế nhỏ khơng đáng kể a Tính điện trở tương đương RAB đoạn mạch AB b Cho hiệu điện hai điểm AB U AB = 30V Tìm cường độ dịng đeiện qua điện trở số ampe kế A1 A2 A3 R5 R4 R1 R6 R3 R2 Hướng dẫn: B A Bước 1: Đặt tên cho điểm hai đầu điện trở A, B, C, D, E, F , G ( xem hình 1) Bước 2: Xác định điểm có điện thế: VC = VD = VE = VB Bước 3: Xác định điểm đầu điểm cuối mạch điện Điểm đầu A, điểm cuối (B, C, D, E) Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 C A1 R4 R1 D A2 R5 R2 E A3 TrangR69 R3 F G Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên môn Vật Lý Trịnh Minh Hiệp Chủ §Ị 5: §iƯn Häc B A Bước 4: Liệt kê điểm mạch điện theo hàng ngang hình (xem hình 2) Hình A F G B (C;D;E) Hình Bước 5: Lần lượt đặt điện trở nằm hai điểm tương ứng với mạch điện ban đầu (xem hình 3) Cụ thể: Điện trở R1 nằm hai điểm A F; Điện trở R2 nằm hai điểm F G; Điện trở R3 nằm hai điểm G B; Điện trở R nằm hai điểm A C (cũng nằm A B); Điện trở R5 nằm hai điểm D F (cũng nằm F B); Điện trở R nằm hai điểm E G (cũng nằm G B) R6 R5 A R1 R2 F R3 B(C;D;E) G R4 Hình a Từ sơ đồ mạch điện vẽ lại hình 3, ta dễ dàng xác định sơ đồ mắc điện trở sau:   (R  / / R6 ) ntR2  / / R5 ntR1 / / R4 Ta có: RGB = RFB = R3 R6 10.10 = = 5Ω  RGB-2 = RGB + R2 = + = 10Ω R 3+ R6 10+ 10 R GB−2 R5 10.10 = = 5Ω  RFB-1 = RFB + R1 = + = 10Ω R GB−2+ R 10+10 + Vậy: RAB = R FB−1 R 10.10 = = 5Ω R FB−1 + R4 10+10 b) Dòng điện mạch chính: I = + Ta có: I4 = U AB 30 = = 6A R AB U U AB 30 = = = 3A, I = I1 + I4  I1 = I – I4 = – = 3A R R 10 + Hiệu điện hai đầu R1: U1 = I1R1 = 3.5 = 15V + Lại có: UFB = UAB – U1 = 30 – 15 = 15V = U3 + Dòng điện chạy qua R5: I5 = U 15 = = 1,5A R 10 + Dòng điện chạy qua R2: I2 = I1 – I5 = – 1,5 = 1,5A Nhãm VËt Lý THCS - https://www.facebook.com/groups/vatlic2 Trang 10