pdf

Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 TĨM TẮT CƠNG THỨC VẬT LÝ THPT ( LÝ 11) CHƯƠNG – TỪ TRƯỜNG TỪ TRƯỜNG 1- TƯƠNG TÁC TỪ A- NAM CHÂM VĨNH CỬU + Thanh (kim ) nam châm có hai cực từ Cực nam (S) cực bắc (N) Khi để tự cực ln hướng Bắc địa lí gọi cực Bắc, cịn cực ln hướng nam gọi cực Nam + Khi đặt hai nam châm gần chúng tương tác : Các cực từ tên đẩy nhau, cực từ khác tên hút B- TƯƠNG TÁC TỪ Tương tác nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ Lực tương tác trường hợp gọi lực từ 2- TỪ TRƯỜNG A- KHÁI NIỆM TỪ TRƯỜNG + Không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn từ trường Nam châm dịng điện có khả tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần + Người ta dùng kim nam châm (gọi nam châm thử) để nhận biết từ trường B- ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG VÀ TỪ TRƯỜNG + Từ trường dòng điện thực chất từ trường hạt điện tích chuyển động tạo thành dịng điện C- TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA TỪ TRƯỜNG + Tính chất từ trường gây lực từ tác dụng lên nam châm hay dịng điện đặt + Người ta dùng kim nam châm nhỏ( gọi nam châm thử) để nhận biết từ trường D- VÉCTƠ CẢM ỨNG TỪ + Để đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ, người ta đưa đại lượng véctơ cảm ứng từ r B r + Chiều véctơ cảm ứng từ B chiều từ cực Nam sang cực Bắc nam châm 3- TỪ PHỔ - ĐƯỜNG SỨC TỪ A- TỪ PHỔ Từ phổ hình ảnh cụ thể đường sức từ Có thể thu từ phổ cách rắc mạt sắt lên bìa đặt từ trường gõ nhẹ B- ĐƯỜNG SỨC TỪ Đường sức từ đường có hướng vẽ từ trường cho hướng tiếp tuyến điểm trùng với hướng véctơ cảm ứng từ điểm Trong từ trường, nơi mà đường sức từ “mau” cảm ứng từ “mạnh” ngược lại C- CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐƯỜNG SỨC TỪ + Tại điểm từ trường, vẽ đường sức từ qua mà + Các đường sức từ đường cong kín xuất phát cực Bắc kết thúc cực Nam + Các đường sức từ không cắt 4- TỪ TRƯỜNG ĐỀU Một từ trường mà véctơ cảm ứng từ điểm nhau, gọi từ trường Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 Khi vẽ đường sức từ trường cần ý phải vẽ đường song song cách TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC DÒNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN (I) – Từ trường dòng điện thẳng a) Các đường sức từ Dạng đường sức từ : Các đường sức từ dòng điện thẳng đường tròn đồng tâm nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện Tâm đường sức từ giao điểm mặt phẳng dòng điện Chiều đường sức từ : Chiều đường sức từ chiều dòng điện xác định theo qui tắc nắm tay phải : Giơ ngón tay bàn tay phải hướng theo chiều dịng điện, khum bốn ngón tay xung quanh dây dẫn chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều đường sức từ b) Cơng thức tính cảm ứng từ Trong hệ SI cảm ứng từ dịng điện thẳng đặt khơng khí tính theo cơng thức : B = 2.10 -7 I ( r khoảng cách từ điểm khảo sát đến dịng điện ) r (II)- Ngun lí chồng chất từ trường Từ trường tuân theo nguyên lí chồng chất từ trường Ta giả sử hệ có n nam châm (hoặc n dòng r r điện) , điểm M, từ trường nam châm thứ B1 nam châm thứ hai B2 ,…Gọi r r r r r từ trường tổng hợp hệ , theo ngun lí chồng chất từ trường, ta có : B = B +B + + B B n 2.1 TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRÒN (a) – Các đường sức từ Dạng đường sức từ : Đường sức từ tâm vòng tròn đường thẳng, đường lại đường cong Chiều đường sức từ : Chiều dòng điện chiều đường sức từ tuân theo quy tắc nắm tay phải : Khum bàn tay phải theo vòng dây khung cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung ; ngón choải chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện (b) – Cơng thức tính cảm ứng từ Cảm ứng từ tâm dòng điện tròn đặt khơng khí tính theo cơng thức sau : B = 2π.10 -7 I R ….(1) Với R bán kính dịng điện trịn -7 Nếu khung dây trịn tạo N vịng dây sít : B = 2π.10 + N : số vòng dây khung dây + I (A) : cường độ dòng điện qua khung + R(m): bán kính khung 2.2 CẢM ỨNG TỪ CỦA ỐNG DÂY TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY (a) – Các đường sức từ : NI R Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 Dạng đường sức từ : Bên ống dây đường sức song song với trục ống dây cách Bên ống dây, dạng phân bố đường sức từ giống nam châm thẳng Chiều đường sức : Bên ống dây chiều đường sức xác định theo quy tắc nắm tay phải dòng điện trịn Bên ngồi đường sức từ đầu vào đầu ống giống nam châm thẳng Do ta coi ống dây mang dịng điện có hai cực, phía đầu ống mà đường sức cực bắc , phía đầu cực Nam (b) cơng thức tính cảm ứng từ : Nếu ống dây đặt khơng khí, cảm ứng từ bên ống dây tính theo cơng thức : B = 4π.10-7 nI n= (T) …(1) N : số vòng dây 1(m) chiều dài ống l + N : Số vòng dây ống dây + l (m) : Chiều dài ống dây + Nếu dùng sợi dây kim loại có đường kính d(m) , bên phủ lớp sơn cách điện mỏng quấn quanh hình trụ để tạo thành ống dây có chiều dài l(m), (Các vịng dây quấn sát nhau) số vịng dây mét chiều dài : n  l d + Nếu ống dây có chiều dài L(m) có đường kính d(m), dây quấn có chiều dài l(m) số vịng dây quấn tính theo cơng thức : N l πd , mật độ vòng dây ống : n = N hay L N= nL BÀI TOÁN 3.1 – LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN (1) – Phương lực từ tác dụng lên dòng điện Lực từ tác dụng lên đoạn dịng điện có phương vng góc với mặt phẳng chứa dịng điện véctơ cảm ứng từ điểm khảo sát (2) – Chiều lực từ tác dụng lên dòng điện Chiều lực từ tác dụng lên dòng điện xác định theo qui tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái cho đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện, ngón tay chỗi 900 chiều lực từ tác dụng lên dòng điện (3)- Định luật Ampe : F= BIl sin  …(1) Đó cơng thức định luật Ampe lực từ tác dụng lên dòng điện trường hợp đoạn dòng điện đường sức từ làm với góc  Trong : + B (T) : độ lớn cảm ứng từ 7 I Nhớ : Dịng điện thẳng B = 2.10 r I 7 Dòng điện tròn : B = 2π.10 N R 7 7 N ống dây : B = 4π.10 nI = 4π.10 I L + l (m) : Đoạn dây có dịng điện Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 r +   B,l   BÀI TOÁN 3.2 - TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG (1) – Tương tác hai dòng điện thẳng song song I1 I2 r F r B (a)- Chiều lực tương tác : Nếu hai dòng điện song song chiều, theo quy tắc nắm tay phải véctơ cảm ứng từ dịng điện MN điểm A có chiều hướng phía sau mặt phẳng hình vẽ Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta thấy lực từ tác dụng lên CD có chiều hướng sang phía trái, nghĩa bị hút phía dịng điện MN Nếu hai dịng điện song song ngược chiều hai dây đẫy (b)- Cơng thức tính lực tương tác hai dòng điện thẳng song song Gọi cường độ dòng điện dây MN I1 , dây PQ I2 , cảm ứng từ dòng điện I1 -7 I điểm A : B = 2.10 r Gọi l chiều dài đoạn CD dịng điện I2 Áp dụng cơng thức (2) ta viết công thức độ lớn -7 lực tác dụng lên đoạn CD : F = 2.10 I1 I 2l r Chia hai vế cho l ta công thức xác định độ lớn lực tác dụng lên đơn vị chiều dài -7 dòng điện I2 : F = 2.10 I1I r …(6) + Nếu hai dòng điện chiều F lực hút + Nếu hai dịng điện ngược chiều F lực đẩy (2) – Định nghĩa Ampe (A) Ampe cường độ dịng điện khơng đổi chạy hai dây dẫn thẳng tiết diện nhỏ, dài, song song với cách (m) chân khơng (khơng khí) mét dài dây dẫn có lực từ 2.10 – (N) tác dụng B TỐN – LỰC LO-REN-XƠ Lực Lorenxơ : Lực mà từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động a) Phương lực Lorenxơ : Có phương vng góc với mặt phẳng chứa véctơ vận tốc hạt mang điện véctơ cảm ứng từ điểm khảo sát Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 b) Chiều lực Lorenxơ : Chiều lực Loren tác dụng lên điện tích dương tuân theo qui tắc bàn tay trái lực từ tác dụng lên dòng điện Chiều lực loren tác dụng lên điện tích âm ngược lại c) Độ lớn lực Lorenxơ : Nếu véctơ vận tốc hạt khơng vng góc mà làm thành với véctơ cảm ứng từ góc thì người ta chứng minh rằng, độ lớn lực Lorenxơ xác định theo công thức : f L = qvBsinα …(1) r r r r Với q giá trị tuyệt đối điện tích âm ( độ lớn)   v , B : góc tạo bới v B   Độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt chuyển động từ trường theo phương vng góc với đường sức từ là: f L = qvB …(2) CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU (1) – Chú ý quan trọng : Giả sử hạt điện tích q0 khối lượng m chuyển động tác dụng r r lực Lorenzt Khi đó, lực tác dụng f ln ln vng góc với vận tốc v , cơng rr suất tức thời lực tác dụng : P = f v Vậy động hạt bảo toàn, nghĩa độ lớn vận tốc hạt không đổi, chuyyển động hạt chuyển động (2) Chuyển động hạt điện tích từ trường đêu r Khảo sát chuyển động hạt điện tích q0 , khối lương m từ trường B với giả thiết vận tốc ban đầu hạt vng góc với từ trường Chuyển động hạt điện tích chuyển động phẳng mặt phẳng vng góc với từ trường Trong mặt phẳng đó, lực r Lorenzt ln vng góc với vận tốc v , nghĩa đóng vai trị lực hướng tâm : mv f= = q vB R Với R bán kính cong quỹ đạo ( quỹ đạo đường tròn) Kết luận : Quỹ đạo hạt điện tích từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, đường trịn nằm mặt phẳng vng góc với từ trường, mv có bán kính : R = q0 B Lực Lorenzt có nhiều ứng dụng khoa học công nghệ : đo lường điện từ, ống phóng điện tử truyền hình , khối phổ kế , máy gia tốc, Cần nhớ : eV ( êléctrôn Vôn) , đơn vị đo lượng hạt eV = 1,6.10 – 19 J ; GeV = 109 eV BÀI TOÁN – KHUNG DÂY CĨ DỊNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dịng điện r + Độ lớn Momen ngẫu lực từ M véctơ cảm ứng từ B nằm mặt phẳng khung dây M = N.BIS.sin (N.m) : + N : Số vòng dây khung + B (T) : Độ lớn cảm ứng từ + S (m2): Diện tích khung r r +   n , B : góc hợp véctơ pháp tuyến véctơ cảm ứng từ   Sự từ hoá, chất sắt từ Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 1- TỪ HÓA + Các chất đặt từ trường bị nhiễm từ gọi bị từ hóa + Chỉ có số chất có tính từ hóa mạnh chất sắt từ Đa số chất có tính từ hóa yếu, chất có tính từ hóa yếu gồm chất thuận từ nghịch từ + Nguyên nhân từ hóa chất thuận từ nghịch từ phân tử chất có dịng điện kín 2- CÁC CHẤT SẮT TỪ Các chất có tính từ hóa mạnh hợp thành nhóm gọi chất sắt từ : Sắt, Niken, Cơban ba chất sắt từ điển hình (thông dụng) 3- NAM CHÂM ĐIỆN NAM CHÂM VĨNH CỬU ống dây có thêm lõi sắt cho dóng điện qua tạo thành nam châm điện Nguyên nhân lõi sắt bị từ hóa + Khi ngắt dịng điện từ tính lõi sắt nhanh + Nếu thay lõi sắt lõi thép ngắt dịng điện từ tính lõi thép cịn tồn lâu, thép trở thành nam châm vĩnh cửu 4- SẮT TỪ MỀM- SẮT TỪ CỨNG + Một chất sắt từ mà từ tính nhanh từ trường triệt tiêu gọi chất sắt từ mềm + Một chất sắt từ mà từ tính tồn lâu từ trường triệt tiêu gọi chất sắt từ cưngs 5- HIỆN TƯỢNG TỪ TRỄ + lõi thép bị từ từ hóa từ trường ngồi, triệt tiêu từ trường từ trường lõi thép tồn gọi từ dư + Khi lõi thép có từ dư, ta áp từ trường ngồi có chiều ngược với chiều từ dư độ lớn BC từ trường lõi sắt triệt tiêu, BC gọi từ trường kháng từ + Đường cong kín hay chu trình từ trễ chất diễn tả phụ thuộc từ hóa (từ trường) chất vào từ trường 6- ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẤT VẬT SẮT TỪ + Trong đời sống : Nam châm cửa tủ lạnh, cửa kính, quạt điện, thiết bị ghi âm, chng điện, ống nghe, loa phát thanh,… + thực tế , kĩ thuật : rơ le điện, cần cẩu điện, máy gia tốc,… BÀI TOÁN – TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT 1- ĐỘ TỪ THIÊN ĐỘ TỪ KHUYNH 1.1 ĐỘ TỪ THIÊN : Các đường sức từ từ trường Trái Đất nằm mặt đất gọi kinh tuyến từ Kinh tuyến từ kinh tuyến địa lí khơng trùng Góc lệch kinh tuyến từ kinh tuyến địa lí gọi độ từ thiên hay góc từ thiên D Tùy theo vị trí khác mặt đất mà có nơi cực Bắc kim la bàn lệch sang phía Đơng, có nơi lại lệch sang phía tây Người ta quy ước độ từ thiên ứng với trường hợp cực bắc kim la bàn sang phía đơng độ từ thiên dương ( D > 0) , ngược lại độ từ thiên âm ( D < ) Ở Việt Nam độ từ thiên nhỏ có giá trị âm 1.2 ĐỘ TỪ KHUYNH Góc hợp kim nam châm la bàn mặt phẳng nằm ngang gọi độ từ khuynh (hay góc từ khuynh) kí hiệu I Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 Loại la bàn để đo độ từ khuynh la bàn từ khuynh La bàn ta thường dùng la bàn từ thiên Bắc bán cầu, cực Bắc kim nam châm nằm phía mặt phẳng nằm ngang, người ta quy ước độ từ khuynh dương nam bán cầu, cực Bắc kim nam châm phía mặt phẳng nằm ngang, người ta quy ước độ từ khuynh âm Trên Trái Đất hai từ cực có độ từ khuynh lớn 900 2- CÁC CỰC TỪ CỦA TRÁI ĐẤT + Trái đất có hai địa cực gọi Bắc cực Nam cực Ngồi cịn có hai từ cực khơng trùng với hai cực + Chiều đường sức từ Trái Đất chiều Nam – Bắc Do đó, từ cực Nam bán cầu phải từ cực Bắc, từ cực Bắc bán cầu phải từ cực Nam + Hiện từ cực Bắc vĩ độ 78005’ bắc, kinh độ 69001’ tây Từ cực Nam vĩ độ 78005’ nam, kinh độ 110009’ tây 2- BÃO TỪ Nếu yếu tố từ trường Trái Đất (cảm ứng từ, độ từ thiên, độ từ khuynh) thay đổi lúc qui mơ hành tinh ta gọi bão từ Bão từ yếu diễn thời gian ngắn Những bão từ mạnh kéo dài hàng chục giờ, chí vài ngày Bão từ mạnh xuất thời gian hoạt động Mặt Trời Những bão từ mạnh có ảnh hưởng đến việc liên lạc vô tuyến hành tinh CHƯƠNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1- TỪ THÔNG QUA MỘT KHUNG DÂY   + Từ thông qua diện tích S đặt từ trường đều:  = BScos( n, B )   BS cos  (1) Nếu khung dây có N vịng dây, từ thông qua khung dây :   N.BS.cos  (2) Đại lượng  xác định công thức (1) gọi cảm ứng từ thơng qua diện tích S, gọi tắt từ thơng qua diện tích S r + S (m2) : Diện tích vịng dây phẳng (C) đặt từ trường B r + n : Pháp tuyến dương diện tích S r r r +   B,n : Góc hợp từ trường B véctơ pháp tuyến khung   + Đơn vị từ thông  vêbe (Wb): Wb = T.m2 * Các trường hợp riêng : r r r r r + Khi    B,n   B//n ( hay từ trường B vng góc với mặt phẳng khung dây )     max  BS : từ thông đạt cực đại r r r r r 0 + Khi   90  B,n  90  B  n ( hay từ trường B song song với mặt phẳng khung dây) 0   + Chú ý : Nếu khung dây trịn có N vịng dây, từ trường B tính theo cơng thức chương : NI B = 2π.10 -7 (T) R Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ 1- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ a- Dòng điện cảm ứng : dịng điện xuất có biến đổi từ thơng mạch điện kín, gọi dịng điện cảm ứng b- Suất điện động cảm ứng : Khi có biến đổi từ thơng qua mặt giới hạn mạch điện kín, mạch xuất suất điện động cảm ứng Hiện tượng xuất suất điện động cảm ứng gọi tượng cảm ứng điện từ + Suất điện động cảm ứng trung bình N vịng dây khung dây E (V) : ΔΦ E   N Δt + Suất điện động cảm ứng tức thời N vòng dây khung dây : E (V) dΦ E   N dt c- Chiều dòng điện cảm ứng – Định luật Len-xơ Dịng điện cảm ứng có chiều cho từ trường sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh III- SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ : Nếu khoảng thời gian t đủ nhỏ, từ thông qua mạch biến thiên lượng  tốc độ biến thiên từ thơng Vì vậy, theo kết thực nghiệm ta viết : E = Dấu ( - ) biểu thị định luật Len-xơ Công thức (*) biểu thị định luật Fa-ra-đây cảm ứng điện từ Trường hợp từ thông  hàm sô theo thời gian suất điện động cảm ứng EC : EC = d đạo hàm  theo thời gian t dt CHÚ Ý : +     1 (Wb) : Độ biến thiên từ thông + B = B2 - B1 (T) : Độ biến thiên từ trường (cảm ứng từ)  t  (*) t d , với dt   NBS.cos   N.S.cos B   (V) : t t t Công thức tính giá trị suất điện động cảm ứng khung có N vịng dây B  T + : tốc độ biến thiên từ trường t  s SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG 1- Biểu thức suất điện động cảm ứng : + Vì từ thơng  = NBS.cos nên ta có, EC = - Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 r r r r Người ta chứng minh v B vng góc với đoạn dây, đồng thời v hợp với B góc θ độ lớn suất điện động đoạn dây : E  Blv.sinθ (V) + l (m) : Chiều dài đoạn dây chuyển động + v (m/s) : Vận tốc chuyển động r r +   v, B   Nếu đoạn dây dẫn chuyển động từ trường coi nguồn điện lực Lo-ren-xơ tác dụng lên êléctrơn tạo thành dịng điện đóng vai trị lực lạ 2- Quy tắc bàn tay phải Đặt bàn tay phải hứng đường sức từ, ngón tay chỗi 90 hướng theo chiều chuyển động đoạn dây, đoạn dây đóng vai trị nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay (4 ngón tay) chiều từ cực âm sang cực dương nguồn điện 3- Dịng điện Fu-cơ : 3.1 Dịng điện Fu – : Dịng điện cảm ứng sinh khối vật dẫn chuyển động từ trường hay đặt từ trường biến đổi theo thời gian dịng điện Phu-cơ Các đường dịng dịng điện Fu-cô khối vật dẫn đường cong khép kín, nên dịng điện Fu-cơ có tính xốy 3.2 Tác dụng dịng điện Fu – : Một số tác dụng có lợi số tác dụng có hại a- Tác dụng có lợi : Tác dụng gây lực hãm dịng Fu – số trường hợp cần thiết : dùng để hãm chuyển động quay phận số thiết bị Tác dụng hãm phanh điện từ xe có tải trọng lớn Tác dụng hãm ứng dụng công tơ điện b- Tác dụng có hại : Tác dụng nhiệt dịng Fu – cô lõi sắt thiết bị điện Chống lại quay động điện làm giảm cơng suất Để giảm tác dụng có hại người ta không dùng khối sắt liền mà dùng sắt ghép cách điện với 4- Máy phát điện : ứng dụng tượng cảm ứng điện từ 4.1 Máy phát điện xoay chiều : + Khi khung quay, khung xuất suất điện động đưa ngồi hai vịng đồng tiếp xúc hai chổi qt, chổi quét cực máy phát điện + Dịng điện đưa mạch ngồi có chiều thay đổi theo thời gian, nên gọi dòng điện xoay chiều 4.2 Máy phát điện chiều Khi khung quay, khung xuất suất điện động đưa hai bán khuyên đồng tiếp xúc hai chổi quét, chổi quét cực máy phát điện HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1- Hiện tượng tự cảm Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dịng điện mạch gây gọi tượng tự cảm 2- Suất điện động tự cảm : 2.1 Hệ số tự cảm : Cảm ứng từ B tỉ lệ với cường độ dịng điện I sinh B Vậy từ thơng qua diện tích giới hạn mạch điện tỉ lệ với cường độ dịng điện qua mạch :  = L.I (1) Hệ số tỉ lệ L công thưc (1) gọi Hệ số tự cảm (hay độ tự cảm ) mạch điện, đơn vị hệ số tự cảm Henri , kí hiệu H Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 + L (H) , mH = 1.10 – (H) 1μH  1.10 (H) , Biểu thức tính hệ số tự cảm ống dây dài đặt khơng khí : 7 S (2) L= 4π.10 n V =  4π.10 N L + n : Số vòng dây đơn vị chiều dài ống N + Nếu ống dây quấn thành N vịng n = , với L (m) chiều dài ống ( xem L chương 4) + V : Thể tích ống dây Ta có : V = S.h = πR h N2 Tổng quát , biểu thức hệ số tự cảm ống dây dài : L  4π.107 .S (H) L N2 + Độ tự cảm ống dây có lõi sắt : L  μ.4π.107 .S (H) L + μ : Độ từ thẩm , đặc trưng cho từ tính lõi sắt + Nếu ống dây có lõi sắt có độ từ thẩm μ từ trường ống tính : N N2 B  4π.107.μ I  L= 4π.107.μ S l l 2.2 Suất điện động tự cảm : ( Etc ) Suất điện động sinh tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm Hệ số tự cảm mạch điện đại lượng khơng đổi Do đó, viết :  = LI (3) Từ ta suy công thức xác định suất điện động tự cảm sau : ΔI Etc   L (V) (4) Δt + I = I - I1 (A) : Độ biến thiên dòng điện +  =  - 1 (Wb) : Độ biến thiên từ thông ΔI + ( A/s) : Tốc độ biến thiên dòng Δt Trường hợp cường độ dòng điện (i) hàm số theo thời gian suất điện động tự cảm Etc : di di , với ; đạo hàm dòng điện (i) theo thời gian dt dt Chú ý : tính độ lớn suất điện động cảm ứng ta lấy trị tuyệt đối , ; Δi i -i E  L = L Δt t - t1 Etc   L NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG 1- Năng lượng từ trường ống dây có dịng điện : có dịng điện I chạy qua ống dây có độ tự cảm L lượng ống dây : W = (J) .(1) 2- Năng lượng từ trường : 10 LI Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 cho dịng điện chạy qua ống dây ống dây có từ trường Vì vậy, lượng ống dây lượng từ trường ống dây W= 10 B2 V (J) .(2) 8 Từ trường ống dây từ trường nên gọi w mật độ lượng từ trường có 107 B2 (J/m3) thể viết W = w.V Do đó, ta tìm : w = (3) 8 E * Chú ý : Cường độ dòng điện I tính theo cơng thức ; I  C R + EC (V) : Suất điện động cảm ứng + R() : Điện trở khung dây hay đó, Bvl Do đó, đoạn dây dẫn chuyển động : I  R * Điện lượng di chuyển khung dây : q = I.Δt * Hiệu điện hai tụ điện suất điện động : U = EC nên điện tích tụ điện : q = C.EC * Xem lại công thức cách tính cường độ dịng điện I chương dịng điện không đổi * Trong ống dây, nguồn điện cung cấp cho ống dây lượng (A) để cường độ dòng 2 điện tăng từ giá trị I1 đến I2 ta có : A = W - W0 = L  i - i  (J) PHẦN HAI – QUANG HÌNH HỌC BÀI – KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1- ĐỊNH NGHĨA HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Khúc xạ tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột qua mặt phân cách hai môt trường truyền ánh sáng Tia sáng (1 = SI) gọi tia tới , tia sáng (2 = IR) gọi tia khúc xạ Mặt ngăn cách hai môi trường gọi mặt lưỡng chất S N N I I r r S i N’ i N’ Mặt phân Mặt cách phân cách R R 11 Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 2- ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ Từ thí nghiệm người ta rút định luật khúc xạ ánh sáng (còn gọi định luật Snell – Descartes) : tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới tia tới tia khúc xạ nằm hai bên pháp tuyến điểm tới Đối với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới sin góc khúc sini =n xạ số : (1) sinr Hằng số n gọi chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ (môi trường chứa tia khúc xạ) môi trường tới (môi trường chứa tia tới) Ta viết cơng thức dạng sini = n.sinr (2) + Nếu n > ( ta nói mơi trường khúc xạ chiết quang mơi trường tới) sini > sinr hay i > r Trong trường hợp này, qua mặt phân cách, tia khúc xạ gần pháp tuyến tia tới + Nếu n < (ta nói mơi trường khúc xạ chiết quang mơi trường tới) sini < sinr hay i < r Trong trường hợp này, qua mặt phân cách, tia khúc xạ xa pháp tuyến tia tới 3- CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG A- CHIẾT SUẤT TỈ ĐỐI Trong biểu thức định luật khúc xạ, n chiết suất tỉ đối môi trường (2) môi trường (1) Chiết suất tỉ đối tỉ số tốc độ v1 v2 ánh sáng n2 v = môi trường (1) mơi trường (2) ; ta có : n  n 21 = (3) n1 v2 B- CHIẾT SUẤT TUYỆT ĐỐI Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết tỉ đối mơi trường chân c không Vậy chiết suất môi trường (1) : n1 = v1 Vì tốc độ ánh sáng truyền môi trường nhỏ tốc độ ánh sáng chân khơng (khơng khí) hay (v < c = 3.108 m/s), nên chiết suất chất n2 lớn suy , n 21 = (4) n1 n2 sinr  n1sini = n 2sinr Ta có : sini = n.sinr = n21.sinr = (5) n1 4- TÍNH THUẬN NGHỊCH TRONG SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG 12 Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 Nếu tia sáng ta cho truyền theo đường cho truyền ngược lại tia sáng trùng lại với Hay tia sáng truyền theo chiều từ A  B truyền từ B  A hay viết kí hiệu : A ‚ B PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN THẤU KÍNH CÂU : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f Đặt thấu kính vật AB (song song với vật) cho ảnh AB rõ gấp hai lần vật Để ảnh cao gấp lần vật ta phải tăng khoảng cách vật – thêm 10 cm Tìm tiêu cự f thấu kính ? GIẢI CÁCH :  1 f  d = f  1+  Giả sử ảnh cao k lần vật : k = k d-f  d' - f + k =  d ' = f  1+ k f  1 ' (1) Khoảng cách vật - ảnh : L = d + d  f   k   k   Khi ảnh lần vật , thay k = vào (1) Ta có : L1 = 4,5 f 16 Khi ảnh cao lần vật , thay k = vào (1) ta có : L2 = f 16 Theo giả thuyết : 10 = f – 4,5 f = f  f  12 (cm) CÁCH : DÙNG CƠNG THỨC THẤU KÍNH ' + Ở vị trí : Vật thật cho ảnh thật lần vật , nên d1 = 2d1 1 1 3  + ' = + = =  d1 = f d1 d1 d1 2d1 2d1 f  d1' = 2d1 = 3f  '  L1 =d1 +d1 = 4,5f .(1) ' + Ở vị trí : Vật thật cho ảnh thật, lần vật nên d = 3d 1 1 4  + ' = + = =  d2 = f d2 d2 d2 3d 3d f  d '2 = 3d = 4f   '  L =d +d =  16 (2) f Từ (1) (2) ta có, dịch đoạn : L - L1 = 16 f - 4,5f = 10  f  12 (cm) CÁCH : TA DÙNG HAI MỆNH ĐỀ SAU 13 Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 + Muốn ảnh cao gấp n lần vật đặt vật cách tiêu điểm vật khoảng + Khi ảnh cao gấp n lần vật ảnh cách tiêu điểm ảnh khoảng nf + Khoảng cách vật - ảnh (ở khoảng cách vật ) : f 1  L= + 2f + nf = f  + n +  n n  B A’ A F f n O F’ nf 2f B’ * Vị trí : n1 = , nên ta có : L1 = (2 + + 0,5)f = 4,5 f 16 * Vị trí : n2 = 3, nên ta có : L2 = (2 + + )f = f 3 16 Ta có : 10 = f – 4,5 f = f  f  12 (cm) CÁCH : TA SỬ DỤNG CÔNG THỨC CỦA ĐỘ PHĨNG ĐẠI : k = + Vị trí : k1 = - nên : - = -f  d1 = f  d1'  2d1  f d1 - f ' Khoảng cách vật đến : L1  d1  2d1 (1) -f  d2 = f + Vị trí : k2 = - nên : - = d2 - f  d '2  f 14 -f d-f f n Giáo viên biên soạn : Lê Văn Mỹ - ĐT : 0913.540.971 ' Khoảng cách từ vật đến : L = d + d = Từ (1) (2) suy : 10 = 16 f (2) 16 f – 4,5 f = f  f  12 (cm) d' - f CÁCH : TA DÙNG CƠNG THỨC ĐỘ PHĨNG ĐẠI : k = -f ' d -f + Vị trí : k1 = - =  d1' = 3f -f ' d (1)  d1 = = f  L1 = d1 + d1' = 4,5f 2 d '- f + Vị trí : k = -3=  d '2 = 4f -f ' d 16  d = = f  L = d + d '2 = f (2) 3 Từ (1) (2) ta có : 10 = L2 – L1 = f  f  12 (cm) 15