Tài liệu tham khảo bồi dưỡng học sinh môn vật lý lớp 9 (5)

Bồi dưỡng HSG: Tóm tắt lý thuyết phần điện CĐ1: ĐỊNH LUẬT ÔM - MẠCH ĐIỆN HỖN HỢP A/ Tóm tắt kiến thức 1/ Muốn trì dòng điện lâu dài vật dẫn cần trì điện trường vật dẫn Muốn cần nối đầu vật dẫn với cực nguồn điện thành mạch kín Càng gần cực dương nguồn điện cao Quy ước điện cực dương nguồn điện lớn nhất, điện cực âm nguồn điện Quy ước chiều dòng điện chiều chuyển dời có hướng hạt mang điện tích dương Theo quy ước bên nguồn điện dòng điện có chiều từ cực dương, qua vật dẫn đến cực âm nguồn điện (chiều từ nơi có điện cao đến nơi có diện thấp) Độ chênh lệch điện điểm gọi hiệu điện điểm đó: V A- VB= UAB Muốn trì dòng điện lâu dài vật dẫn cần trì HĐT đầu vật dẫn (U = → I = 0) 2/ Mạch điện: a Đoạn mạch điện mắc song song: * Đặc điểm: mạch điện bị phân nhánh, nhánh có chung điểm đầu điểm cuối Các nhánh hoạt động độc lập * Tính chất: HĐT chung: U = U1 = U2 = = Un Cường độ dòng điện mạch trổng cường độ dòng điện mạch rẽ: I = I1 + I2 + + In Nghịch đảo điện trở tương đương tổng nghịch đảo điện trở thành phần: 1 1 = + + + R R1 R2 Rn - Từ TC1 công thức định luật ôm ⇒ I1R1 = I2R2 = = InRn = IR - Từ TC3 ⇒ Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị r điện trở đoạn mạch mắc song song R=r/n - Từ TC3 → điện trở tương đương đoạn mạch mắc song song nhỏ điện trở thành phần b Đoạn mạch điện mắc nối tiếp: * Đặc điểm: phận (các điện trở) mắc thành dãy liên tục cực nguồn điện (các phận hoạt động phụ thuộc nhau) * Tính chất: CĐDĐ chung: I = I1 = I2 = = In U = U1 + U2 + + Un R = R1 + R2 + + Rn U1 U U U = = = n (trong đoạn mạch ⇒ R1 R2 Rn R U.R i nối tiếp, hiệu điện đầu vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở chúng) ⇒ U i = R - Từ TC1 công thức định luật ôm I = - Từ TC3 → có n điện trở giống mắc nt điện trở đoạn mạch R = nr - Cũng từ TC3 → điện trở tương đương đoạn mạch mắc nối tiếp lớn điện trở thành phần c Mạch cầu: * Mạch cầu cân (khi UAB ≠ ta nhận thấy I5 = 0) có tính chất sau: - Về điện trở R R1 = (R5 đường chéo cầu) R2 R4 - Về dòng: I5 = I1 = I2 ; I3 = I4 - Về HĐT: U5 = Bồi dưỡng HSG: Tóm tắt lý thuyết phần điện ⇒ Đặc điểm mạch cầu cân bằng: R R1 R R = = R2 R4 R3 R4 R I1 I R = 3; = + Về dòng: I1 = I2 ; I3 = I4 I3 R1 I R2 + Về điện trở + Về HĐT: U1 = U3 ; U2 = U4 * Mạch cầu không cân (khi UAB ≠ ta nhận thấy I5 ≠ 0): để giải toán cần áp dụng quy tắc biến đổi mạch điện tương đương (ở phần dưới) 3/ Một số quy tắc chuyển mạch: a/ Chập điểm điện thế: "Ta chập hay nhiều điểm có điện thành điểm biến đổi mạch điện tương đương" (Do VA - Vb = UAB = I.RAB → Khi RAB = 0; I ≠ RAB ≠ 0, I = → Va = Vb Tức A B điện thế) Các trường hợp cụ thể: Các điểm đầu dây nối, khóa K đóng, Ampe kế có điện trở không đáng kể Được coi có điện Hai điểm nút đầu R mạch cầu cân b/ Bỏ điện trở: ta bỏ điện trở khác khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tương đương cường độ dòng điện qua điện trở Các trường hợp cụ thể: vật dẫn nằm mạch hở; điện trở khác mắc song song với vật dãn có điện trở (điện trở bị nối tắt); vôn kế có điện trở lớn (lý tưởng) 4/ Vai trò ampe kế sơ đồ: * Nếu ampe kế lý tưởng (Ra = 0): chức dụng cụ đo có vai trò dây nối đó: Có thể chập điểm đầu ampe kế thành điểm biến đổi mạch điện tương đương (khi ampe kế điểm sơ đồ) Nếu ampe kế mắc nối tiếp với vật đo CĐDĐ qua vật Khi ampe kế mắc song song với vật điện trở bị nối tắt (đã nói trên) Khi ampe kế nằm riêng mạch dòng điện qua tính thông qua dòng nút mà ta mắc ampe kế (dưạ theo định lý nút) * Nếu ampe kế có điện trở đáng kể: sơ đồ chức dụng cụ đo ampe kế có chức điện trở bình thường Do số tính công thức: Ia= Ua Ra 5/ Vai trò vôn kế sơ đồ: * Trường hợp vôn kế có điện trỏ lớn (lý tưởng): - Vôn kế mắc song song với đoạn mạch số vôn kế cho biết HĐT đầu đoạn mạch đó: UV = UAB = IAB RAB - Trong trường hợp mạch phức tạp, HĐT điểm mắc vôn kế phải tính công thức cộng thế: UAB = VA - VB = VA - VC + VC - VB = UAC + UCB - Có thể bỏ vôn kế vẽ sơ đồ mạch điện tương đương - Những điện trở mắc nối tiếp với vôn kế coi dây nối vôn kế (trong sơ đồ tương đương ta thay điện trở điểm dây nối), theo công thức định luật ôm cường độ qua điện trở coi 0, (IR=IV=U/ ∞ =0) * Trường hợp vôn kế có điện trở hữu hạn: sơ đồ chức dụng cụ đo vôn kế có chức điện trở khác Do số vôn kế tính công thức UV=Iv.Rv Bồi dưỡng HSG: Tóm tắt lý thuyết phần điện 6/ Định lý nút: Tổng dòng điện vào nút tổng dòng điện khỏi nút