GV: Nguyễn Ngọc Bảo ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP VẬT LÍ LỚP 11 HKI Họ & Tên HS: ………………………………… A.Tĩnh điện Định luận bảo toàn điện tích: - Trong hệ cô lập điện (hệ không trao đổi điện tích với hệ khác) tổng đại số điện tích hệ số - Hệ thức q1+q2 = q1’+q2’ Định luật Cu lông: Lực tương tác điện tích điểm q 1; q2 đặt cách khoảng r môi trường có r r F12 ; F21 số điện môi ε có: - Điểm đặt: điện tích - Phương: đường nối điện tích - Chiều: + Hướng xa q1.q2 > (q1; q2 dấu) + Hướng vào q1.q2 < (q1; q2 trái dấu) - Độ lớn: - Biểu diễn: F21 q1q F =k ε r ; k = 9.109 N m ÷ C (ghi chú: F lực tĩnh điện) r F21 F12 r F12 q1.q2 < q1.q2>0 Điện trường, cường độ điện trường, đường sức điện: * Điện trường: Là môi trường tồn xung quanh điện tích tác dụng lực lên điện tích khác đặt * Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường khả tác dụng lực F E = ⇒ F = q.E q Đơn vị: E(V/m) q > : F phương, chiều với E F E q Hướng vào Q Q 0 rE M r E q < 0M r GV: Nguyễn Ngọc Bảo → → → → E = E1 + E2 + + En - Nguyên lí chồng chất điện trường: Xét trường hợp điểm xét có cường độ điện trường E = E1 + E2 + + E1 ↑↑ E2 ⇒ E = E1 + E2 E1 ↑↓ E2 ⇒ E = E1 − E2 + E ⊥ E E12 + E22 ⇒ E = + E E12 + E22 + E1E2 cos α , E2 = α ⇒ E = + α E1 = E2 ⇒ E = E1 cos Nếu * Đường sức điện: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tưyến điểm đường trùng với hướng véc tơ CĐĐT điểm Công lực điện điện tích dịch chuyển điện trường: : Công lực điện tác dụng vào điện tích không phụ thuộc vào dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối đường điện trường ( ) ' ' AMN = q.E M N = q.E.dMN ' ' (với d MN = M N độ dài đại số hình chiếu đường MN lên trục toạ độ ox với chiều dương trục ox chiều đường sức) * Liên hệ công lực điện hiệu điện tích AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q(VM-VN)=q.UMN Liên hệ hiệu điện cường độ điện trường: E= U MN ' M N E= ' U d hay : * Ghi chú: công thức chung cho phần 6, 7, 8: A U MN = VM − VN = MN = E.d MN q Điện thế, hiệu điện thế: (Điện điểm M, N) VM = Ed M ; VN = Ed N (V) + Đối với điện trường hai tụ: + Thế điện trường: WM = qEd M ; WN = qEd N (J) dM, dN khoảng cách từ điểm M, N đến âm tụ + Đối với điện trường điện tích: WM = qEd M = qk VM = WM q Q Q Q WN = q k d M ⇒ WM = q k rM rM ; rN Q VM = k rM Điện thế: suy ra: dM= rM, dN= rN khoảng cách từ Q đến M, N + Hiệu điện điểm điện trường đại lượng đặc trưng cho khả thực công điện trường có điện tích di chuyển điểm đó: GV: Nguyễn Ngọc Bảo U MN = VM − VN = AMN q Định nghĩa tụ điện: Hệ vật dẫn đặt gần nhau, vật tụ Khoảng không gian chân không hay điện môi Tụ điện phẳng có tụ kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với nhau: C= Với S diện tích đối diện hai tụ (Liên hệ C, Q U) Điện dung tụ : Là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ Q C= U (Đơn vị F.) micrôFara µ F = 10–6F nanôFara nF = 10–9F picôFara pF =10–12F Công thức tính điện dung tụ điện phẳng: C= ε S 9.10 9.4π d Với S phần diện tích đối diện Ghi : Với tụ điện có hiệu điện giới hạn định, sử dụng mà đặt vào tụ hđt lớn hđt giới hạn điện môi bị đánh thủng - Ghép tụ điện song song, nối tiếp Cách mắc : Điện tích Hiệu điện Điện dung Ghi GHÉP NỐI TIẾP Bản thứ hai tụ nối với thứ tụ 2, tiếp tục QB = Q1 = Q2 = … = Qn UB = U1 + U2 + … + Un 1 1 = + + + C B C1 C Cn CB < C1, C2 … Cn GHÉP SONG SONG Bản thứ tụ nối với thứ tụ 2, 3, … QB = Q1 + Q2 + … + Qn UB = U1 = U2 = … = Un CB = C + C + … + C n CB > C1, C2, C3 Hiệu điện giới hạn tụ điện: Q.U C.U Q W= = = 2 2C 10 Năng lượng tụ điện: - Năng lượng điện trường: Năng lượng tụ điện lượng điện trường tụ điện ε E V W= 9.109.8.π Tụ điện phẳng với V=S.d thể tích khoảng không gian tụ điện phẳng W ε E2 w= = V k 8π Mật độ lượng điện trường: B Dòng điện không đổi GV: Nguyễn Ngọc Bảo 11 Khái niệm: Dòng điện có chiều cường độ không thay đổi theo thời gian gọi dòng điện không đổi (cũng gọi dòng điệp chiều) I= q t I A Cường độ dòng điện tính bởi: q điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn thời gian t Ghi chú: a) Cường độ dòng điện không đổi đo ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc xen vào mạch điện (mắc nối tiếp) b) Với chất dòng điện định nghĩa cường độ dòng điện ta suy ra: * cường độ dòng điện có giá trị điểm mạch không phân nhánh * cường độ mạch tổng cường độ mạch rẽ It −19 12 Số electron chạy qua dây dẫn: ne = 1.6.10 Đơn vị [e] 13 Điện trở: a) Điện trở mắc nối tiếp: điện trở tương đươngR1 tính R2 bởi: R3 Rn Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn U Im = Il = I2 = I3 =… = In Im = m Um = Ul + U2+ U3+… + Un Rm b) Điện trở mắc song song: điện trở tương đương anh bởi: 1 1 = + + + ×××+ U Rm R1 R2 R3 Rn Im = m R1 R2 R3 Rn Im = I l + I + … + In Rm Um = Ul = U2 = U3 = … = Un c) Điện trở dây đồng chất tiết diện đều: ρ: điện trở suất (Ωm) l R=ρ S l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây dẫn (m2) 14 Nguồn điện, suất điện động nguồn điện: • Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện để trì dòng điện Mọi nguồn điện có hai cực, cực dương (+) cực âm (-) Để đơn giản hoá ta coi bên nguồn điện có lực lạ làm di chuyển hạt tải điện (êlectron; Ion) để giữ cho: * cực thừa êlectron (cực âm) * cực thiếu ẽlectron thừa êlectron bên (cực dương) • Khi nối hai cực nguồn điện vật dẫn kim loại êlectron từ cực (-) di chuyển qua vật dẫn cực (+) Bên nguồn, êlectron tác dụng lực lạ di chuyển từ cực (+) sang cực (-) Lực lạ thực công (chống lại công cản trường tĩnh điện) Công gọi công nguồn điện GV: Nguyễn Ngọc Bảo • Đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện gọi suất điện động E ξ= A q tính bởi: (đơn vị E V) : A công lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực sang cực nguồn điện |q| độ lớn điện tích di chuyển 15 Công dòng điện đoạn mạch: Công dòng điện công lực điện thực làm di chuyển điện tích tự đoạn mạch Công điện mà đoạn mạch tiêu thụ tính bởi: I A = U.q = U.I.t (J) A B U U : hiệu điện (V) I : cường độ dòng điện (A); q : điện lượng (C); t : thời gian (s) 16 Công suất dòng điện đoạn mạch: Công suất dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực công Đây công suất điện tiêu thụ đoạn mạch A P = = U I t Ta có : (W) * Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện: Công công suất dụng cụ toả nhiệt: U2 A = R.I t = ×t R - Công (điện tiêu thụ): (định luật Jun - Len-xơ) U2 P = R.I = R - Công suất : Công công suất máy thu điện a) Suất phản điện - Máy thu điện có công dụng chuyển hoá điện thành dạng lượng khác nội (cơ năng; hoá ; ) Lượng điện (A’) tỉ lệ với điện lượng truyền qua máy thu điện: A′ = ξ q = ξ I t ξp : đặc trưng cho khả biến đổi điện thành năng, hoá năng, máy thu điện gọi suất phản điện - Ngoài có phần điện mà máy thu điện nhận từ dòng điện chuyển Q′ = r I t thành nhiệt máy có điện trở rp: - Vậy công mà dòng điện thực cho máy thu điện tức điện tiêu thụ máy thu A = A′ + Q′ = ξ I t + r I t điện là: 17 Định luật Joule-Lens: Nếu đoạn mạch có điện trở R, công lực điện làm tăng nội vật dẫn Kết vật dẫn nóng lên toả nhiệt U2 A = Q = R.I t = ×t R Kết hợp với định luật ôm ta có: (J) 18 Các giá trị định mức dụng cụ điện: Bóng đèn: 20V – 10W Uđm = 20V; Pđm = 10W; Rđ = ; Iđ = 19 Công công suất nguồn điện: * Công: Công nguồn điện công lực lạ làm di chuyển điện tích hai cực để trì hiệu điện nguồn Đây điện sản toàn mạch GV: Nguyễn Ngọc Bảo Ta có : A = qξ = ξIt ξ : suất điện động (V) (J) I: cường độ dòng điện (A) q : điện tích (C) * Công suất A = ξ I t (W) P= Ta có : 20 Định luật Ôm toàn mạch (mạch kín): Cường độ dòng điện mạch kín: - tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện - tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch Ghi chú: I R B ξ = ( R + r ).I = U AB + Ir * Có thể viết : ξ ξ I= r+R A ξ =U (Lưu ý hình vẽ ξ = E ) ξ I= r : dòng điện có cường độ lớn; nguồn điện bị 21 Hiện tượng đoản mạch: Nếu R = Nếu I = (mạch hở) r 0: Chiều dòng điện chiều chọn I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều chọn R: Tổng điện trở mạch ∑r: Tổng điện trở nguồn máy phát ∑rp: Tổng điện trở nguồn máy thu * Mắc nguồn điện thành bộ: a Mắc nối tiếp: ξ = ξ1 + ξ + + ξ n rb = r1 + r2 + + ξ n ξ b = nξ rb = nr ξ1 ξ ξ ξn ξb ξ ý: Nếu có n nguồn giống GV: Nguyễn Ngọc Bảo b ξ Mắc xung đối: ξ ξ ξ b = ξ1 − ξ rb = r1 + r2 c ξ Mắc song song ( nguồn giống nhau) ξb = ξ rb = r / n d ξ Mắc hỗn hợp đối xứng (các nguồn giống nhau) m: số nguồn dãy (hàng ngang) n: số dãy (hàng dọc) ξ,r ξ,r ξ b = mξ mr rb = n Tổng số nguồn nguồn: N = n.m ξ,r ξ PN = r + RN 24 Tìm R theo công suất mạch ngoài: ξ ξ,r R 25 Mạch kín gồm nguồn điện biến trở R: Tìm để công suất cực đại: Ta cần tìm biểu thức P theo R, khảo sát biểu thức ta tìm R để P max giá trị Pmax Xét đạt giá trị cực tiểu R = r (bất đẳng thức côsi) Khi Pmax = 28, 29 Xác định cách mắc nguồn theo I P (Để dèn sáng bình thường): Bước 1: Tính công suất mạch PN = N Pđm (1) Với N số đèn P = ( ξ − Ir ) I N Bước 2: Biết PN tính I cường độ dòng điện mạch việc giải pt bậc 2: (2) Bước 3: Tính n số dãy mắc song song, m số đèn mắc nt dãy công thức: I = n.I đm (3) ; N = n.m (4) 30 Xác định cách mắc nguồn để công suất mạch cực đại: C Dòng diện môi trường 31 Sự phụ thuộc điện trở suât kim loại vào nhiệt độ: ρ = ρ [1 + α (t − t0 )] GV: Nguyễn Ngọc Bảo α : hệ số nhiệt điện trở, đơn vị : K-1, độ-1 [ R = R + α (t − t ) ] 0 32 Sự phụ thuộc điện trở R vào nhiệt độ: 33.34 Suất diện động nhiệt điện: Nếu lấy dây kim loại khác hàn đầu lại, mối hàn giữ nhiệt độ cao, mối lại nhiệt độ thấp hiệu điện đầu nóng đầu lạnh không giống nhau, mạch có suất điện động gọi SĐĐ nhiệt điện hai dây dẫn hàn hai đầu gọi cặp nhiệt điện ξ = α T [TC − TT ] Trong đó: (T -T ) hiệu to đầu nóng & đầu lạnh ; α hệ số to điện C T T động (V.K-1 ) 35 Hiện tượng siêu dẫn, ý nghĩa: Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC đó, điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị không Hiện tượng gọi tượng siêu dẫn * Ý nghĩa: tạo nam châm điện với từ trường cực mạnh 36 Bản chất dòng điện chất điện phân: Dòng điện chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường - Chất điện phân không dẫn điện tốt kim loại - Dòng điện chất điện phân không tải điện mà tải vật chất theo 37 Ứng dụng tượng điện phân: - Luyện kim: Người ta dựa vào tượng cực dương tan để tinh chế kim loại, điều chế kim loại - Mạ điện: dùng phương pháp điện phân để phủ lớp kim loại lên đồ vật kim loại khác Khi vật cần mạ dùng làm cực âm, kim loại dùng để mạ làm cực dương, chất điện phân dung dịch muối kim loại dùng để mạ 38 Bản chất kim loại làm catot bình điện phân: d= m S D Trong đó: S diện tích (m2 ), khối lượng riêng Định luật I Faraday: Khối lượng chất giải phóng điện cực tượng điện phân: k.q =k.I.t k: đượng lượng điện hoá chất giải phóng điện cực, đơn vị kg/C Định luật II Faraday: Khối lượng chất giải phóng điện cực tượng điện phân: • F=96.500C/mol số Faraday – số chất • A: khối lượng mol nguyên tử chất giải phóng điện cực • N hoá trị chất giải phóng điện cực 40 Thể tích khí thu điện phân nước pha axit: *Bước 1: Áp dụng định luật Faraday tính khối lượng chất khí 39 Bề dày lớp mạ kim loại bẳng điện phân dd muối: *Bước 2: Áp dụng công thức Hoặc áp dụng PTTTKLT: V= D m= mkhí 22,4 M khí Nếu khí đktc, p0V0 pV = T0 T ... đường sức) * Liên hệ công lực điện hiệu điện tích AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q(VM-VN)=q.UMN Liên hệ hiệu điện cường độ điện trường: E= U MN ' M N E= ' U d hay : * Ghi chú: công thức chung cho... từ cực (+) sang cực (-) Lực lạ thực công (chống lại công cản trường tĩnh điện) Công gọi công nguồn điện GV: Nguyễn Ngọc Bảo • Đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện gọi suất điện động... cho tốc độ thực công Đây công suất điện tiêu thụ đoạn mạch A P = = U I t Ta có : (W) * Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện: Công công suất dụng cụ toả nhiệt: U2 A = R.I t = ×t R - Công (điện tiêu