Tài liệu lý lớp 11 - daythem.edu.vn

Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn PHẦN 1: ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC Chương I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1: ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT COULOMB Sự nhiễm điện vật, điện tích, tương tác điện: + Khi vật cọ xát vào vật khác có khả hút vật nhẹ: vật bị nhiễm điện +VD: Thanh thủy tinh, nhựa, mảnh polietilencoj xát vào hay lụa hút mẩu giấy, sợi bơng Điện tích, điện tích điểm: + Vật bị nhiễm điện gọi vật mang điện(vật tích điệnhay điện tích) Điện thuộc tính vật , điện tích số đo độ lớn thuộc tính + Điện tích điểm: vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét Tương tác điện Hai loại điện tích: + Tương tác điện: đẩy hay hút điện tích + Hai loại điện tích: - Các điện tích loại( dấu) đẩy - Các điện tích khác loại( dấu) hút  Điện tích thủy cọ xát với lụa quy ước điện tích +, Điện tích ebơnit nhựa cọ xát với lông thú quy ước điện tích –  Các điện tích + đo số +, Các điện tích - đo số Định luật Cu- Lông Hằng số điện môi:  Định luật Cu- Lông: Lực hút hay đẩy điện tích điểm đặt chân khơng có phương trùng với đường thẳng nối điện tích điểm có độ lớn tỉ lên thuận với tích độ lớn điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách F=k q1 q2 r2 (1) F(N); Trong đó: + k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ.; : số điện môi + r : khoảng cách hai điện tích điểm (m); + q1, q2 : độ lớn hai điện tích điểm (C) r q2 q10 - Có k : hệ số tỉ lệ phụ thuộc hệ đơn vị ta dùng - Trong hệ SI k = 109 N.m2/C2  Hằng số điện môi: + Điện môi mơi trường cách điện + Khi đặt điện tích điểm điện mơi đồng tính ( VD: dầu cách điện ) lực tương tác chúng yếu  lần so với chúng đặt chân không  số điện môi môi trường (   1) F=k q1 q2 r (2) Chân không  =1  Chú ý bảng 1.1(tr 9)  Ý nghĩa: ( đặc trưng cho t/c điện chất cách điện ) cho biết đặt điện tích chất lực tác dụng chúng nhỏ lần so với đặt chúng chân không  (2) áp dụng cho trường hợp cầu nhỏ mang điện , r khoảng cách tâm cầu công thức chr áp dụng xác cho trường hợp điện mơi đồng chất chiếm đầy khoảng khơng gian xq điện tích thay giá trị số công thức cần ý: - Chỉ lấy giá trị tuyệt đối điện tích - liệu đầu phải chuyển đổi tính theo đơn vị SI - vật mang điện nằm cân hợp lực tác dụng lên Chú ý: Khi giải loại toán để ý tới điểm sau đây: + Hợp lực hai véc tơ phương, ngược chiều là: F  F1  F2 + Hợp lực hai véc tơ phương, chiều là: F  F1  F2 + Hợp lực hai lực tạo với góc  là: F  F12  F22  2F1 F2 cos  + Để ý tới tính chất tam giác đều, hình thoi, hình chữ nhật, hình vng… Bài 2: THUYẾT ELECTRON – ĐL BẢO TỒN ĐT I Thuyết electron Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích ngun tố * Ngun tử có cấu tạo gồm: Hạt nhân mang điện + tâm & e mang điện âm chuyển động xung quanh * Trong hạt nhân có cấu tạo gồm: loại hạt n không mang điện p mang điện (+) e có điện tích -1,6.10-19C khối lượng 9,1.10-31kg p điện tích +1,6.10-19C khối lượng 1,67.10-27kg( mn xấp xỉ mp) * Điện tích nguyên tố: Là điện tích nhỏ mà ta có (đt e p) Thuyết electron * Cơ sở thuyết electron :Dựa vào cư trú di chuyển e để giải thích tượng điện tính chất điện vật * Các nội dung thuyết electron e rời khỏi ngtử để di chuyển từ nơi đến nơi khác Ngtử e  ion+ (ng tử Na e Na+) Một ngtử trung hòa nhận thêm e để trở thành ion-( ngtử Cl nhận e Cl-) Một vật nhiễm điện – số e mà chứa > số điện tích nguyên tố +(p) Nếu số e số p vật nhiễm điện + II Định luật bảo tồn điện tích - Hệ lập điện: Là hệ khơng trao đổi điện tích với vật ngồi hệ - Định luật bảo tồn điện tích: Trong hệ vật cô lập điện, tổng đại số điện tích khơng đổi  q  số ∑q = q1 + q2 + = số III Vận dụng 1.Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện - Điện tích tự do:Là điện tích di chuyển từ điểm đến điểm khác phạm vi thể tích vật dẫn - Vật(chất)dẫn điện: Là vật(chất) có chứa điện tích tự Ví dụ:Các dung dịch Axit, ba zơ, muối - Vật (chất)cách điện: Là vật(chất) không chứa electron tự Ví dụ:Khơng khí khơ, dầu, thủy tinh, sứ Sự nhiễm điện tiếp xúc - Hiện tượng: Nếu cho vật tiếp xúc với vật nhiễm điện nhiễm điện dấu với vật - Giải thích:Nếu cho cầu KL tích điện tiếp xúc nhau, đo xác điện tích  tổng điện tích cầu sau tiếp xúc tổng đại số điện tích cầu trước tiếp xúc  Trong nhiễm điện tiếp xúc: điện tích vật loại - Cho hai cầu kim loại tích điện q1, q2 tiếp xúc với nhau, điện tích hai cầu sau tiếp xúc q’1, q’2: Sự nhiễm điện hưởng ứng - Hiện tượng: Đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M kim loại MN trung hồ điện đầu M nhiễm điện âm đầu N nhiễm điện dương - Giải thích: Khi đưa cầu A nhiễm điện + lại gần đầu M  cầu A hút e tự MN phía  e tập trung đầu M nhiều hơn M nhiễm điện - ,đầu N thiếu e nhiễm điện +  Trong nhiễm điện hưởng ứng: đặt vật A nhiễm điện gần vật B chưa nhiễm điện đầu B gần A nhiễm điện trái dấu với điện tích A điện tích đầu B dấu với điện tích đầu A  Ghi nhớ:  Bình thường tổng đại số tất điện tích nguyên tử khơng, ngun tử trung hồ điện * Nếu ngtử bị đi1 số e tổng đại số điện tích ngtử số+(ion+) * Nếu ngtử nhận thêm số electron ion âm  Khối lượng e nhỏ nên chúng có độ linh động cao Do e dễ dàng bứt khỏi ngtử, di chuyển vật hay di chuyển từ vật sang vật khác làm cho vật bị nhiễm điện  Vật nhiễm điện âm vật thiếu e; Vật nhiễm điện dương vật thừa e Bài 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN I Điện trường - KN: Điện trường dạng vật chất bao quanh điện tích gắn liền với điện tích - Tính chất bản: Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt - Điện tích thử : Là vật có kích thước nhỏ, mang điện tích nhỏ, dùng để phá lực điện tác dụng lên (Người ta dùng điện tích thử để xác định điện trường) II Cường độ điện trường 1.KN: E điểm đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu điện trường điểm 2.Định nghĩa: E điểm đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực điện trường điểm Nó xác định thương số độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (+) đặt điểm độ lớn q Biểu thức: E= F q Đơn vị đo: N/C V/m 3.Vectơ cường độ điện trường * Biểu thức:   F E q  * Véc tơ cường độ điện trường E gây điện tích điểm có : - Điểm đặt: điểm ta xét - Phương chiều: trùng với phương chiều lực điện tác dụng lên điện tích thử +q - Chiều dài: ( mơ đun) biểu diễn độ lớn cường độ điện trường theo tỉ xích Cường độ điện trường điện tích điểm * Vẽ véc tơ cường độ điện trường điện tích Q gây điểm M hai trường hợp M M E E Q0 * Cường độ điện trường điểm M gây điện tích điểm Q chân khơng: - Điểm đặt: Tại điểm ta xét - Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét - Chiều: + hướng xa điện tích điện tích dương + hướng phía điện tích điện tích âm - Độ lớn: E  9.109 Q r2 Tổng quát: E  r khoảng cách từ Q đến điểm mà ta xét Q F  k chân không ε = q r  Nhận xét: Độ lớn E không phụ thuộc vào độ lớn điện tích thử q Nguyên lí chồng chất điện trường     Các E điểm tổng hợp theo quy tắc hình bình hành: E = E + E + Hai véc tơ phương chiều : E = E1 + E2 + Hai véc tơ phương chiều thì: E = | E1 - E2| + Hai véc tơ vng góc: E  E12  E22 + Hai véc tơ hợp với góc α : E  E12  E 22  2E1 E cos  III Đường sức điện Người ta biểu diễn điện trường đường sức điện Các đặc điểm đường sức điện - Qua điểm điện trường có đường sức điện mà thơi  - Hướng đường sức điện điểm hướng E điểm - Đường sức điện điện trường tĩnh điện đường không khép kín Nó từ điện tích + kết thúc điện tích - - Quy ước: Ở chỗ E lớn đường sức điện mau, chỗ E nhỏ đường sức điện thưa Điện trường  + Điện trường đều: có E điểm có phương, chiều độ lớn + Đường sức có dạng: đường thẳng // cách + Ví dụ: điện trường điện mơi đồng tính, nằm kim loại phẳng rộng, đặt // với tích điện trái dấu Bài 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN I Công lực điện Đặc điểm lực điện tác dụng lên điện tích đặt điện trường  Đặt điện tích q > điểm M E chịu tác dụng lực điện:   F = qE   F lực khơng đổi có: - Phương: // đường sức điện - Chiều: + với điện tích +: chiều hướng từ + bản + với điện tích -: chiều hướng từ -  + - Độ lớn: F = qE Công lực điện E Một điện tích q nằm E đềuchịu tác dụng lực điện * Điện tích q> di chuyển theo đường thẳng MN, làm với đường sức điện góc  , với MN = s ta có: AMN = F.S = Fs Cos  Với F = qE ; scos  = d  AMN = qEd (1) d độ dài đại số   Vì q>  F  E   vừa góc F s vừa góc hướng đường sức hướng độ dời s + Nếu  < 900 cos  >  d >  AMN > + Nếu  > 900 cos  <  d <  AMN < * Điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN ta có : AMPN= qEd Vậy: cơng lực điện di chuyển điện tích E từ M đến N AMN = qE khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M điểm cuối N đường * Điện tích q < có t/c trên( cơng thức, quy ước dấu) Chú ý: MN khoảng cách điểm cuối điểm đầu có giá trị đại số với  chiều + chiều E Công lực điện di chuyển điện tích điện trường * Cơng lực điện di chuyển điện tích từ M đến N điện trường khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu điểm cuối đường * Lực tĩnh điện lực thế, trường tĩnh điện trường II Thế điện tích điện trường Khái niệm: - Ý nghĩa vật lý Wt: Thế điện tích q điện trường đặc trưng cho khả sinh công điện trường đặt điện tích q điểm mà ta xét điện trường - Biểu thức: A = q Ed = WM d: kc từ điểm M đến (-); WM điện tích q M - Khi điện tích q nằm điểm M điện trường nhiều điện tích điểm gây : WM = AM∞ (2) Ở vơ cực, tức xa điện tích gây điện trường E = 0, F = Sự phụ thuộc WM vào điện tích q: Vì độ lớn lực điện ln tỷ lệ thuận điện tích thử q lên cơng AM∞ đó, điện tích M tỷ lệ thuận với q AM∞ = WM = VM q (3) VM hệ số tỉ lệ, không phụ thuộc q mà phụ thuộc điểm vị trí điểm M điện trường Công lực điện độ giảm điện tích điện trường: Theo ĐLBT& chuyển hóa W: Khi điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường cơng mà lực điện tác dụng lên điện tích sinh độ giảm điện tích q điện trường AMN= WM-WN (4)  Ghi Bài 5: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ I Điện 1) Khái niệm: Điện điểm điện trường đặc trưng cho điện trường phương diện tạo điện tích Ta có WM = AM∞= VM.q Điện M VM = VM = AM q 2) Định nghĩa: Điện điểm M điện trường đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường phương diện tạo đặt điện tích q Nó xác định thương số cơng lực điện tác dụng lên q q di chuyển từ điểm vơ cực A  Biểu thức: VM = M (1) q  Đơn vị: V ( vôn) 3) Đặc điểm điện thế:  đại lượng đại số  Trong 5.1 q > nên: + nêú AM∞>0 VM>0 + nêú AM∞< VM C1, C2, C3 * Mỗi tụ điện C có hiệu điện định mức U đm hay Ugh (hiệu điện giới hạn) hiệu điện đặt vào hai tụ phải : U ≤ U đm U > Uđm tụ cháy Do QMax = CUđm * Khi tính điện lượng tụ điện nhớ phải đổi đơn vị khác đơn vị F( fara) * Nối tụ điện vào nguồn U = const, ngắt tụ điện khỏi nguồn Q = const * Những điểm có điện chập lại * Tính hiệu điện điểm nhánh rẽ , chèn thêm điện : UMN = UMA+ UAN , phải để ý hiệu điện tụ tính từ dương đến âm *Vận dụng định luật bảo tồn điện tích cho trường hợp ghép song song hai tụ điện tích điện với nhau: Ta có: Qb = Q1’ + Q2’ ; Cb = C1 + C2; Q1’ = C1 U1’ ; Q2’= C2 U2’ ; Ub = U1’ = U2’ TH1 ghép cặp tụ dấu: QTrc = Q1 + Q2; Qsau = Q’1+Q2’ Theo ĐL BTĐT ta có: Qtrc = Qsau suy Qb = Q1 + Q2 TH2 ghép cặp tụ trái dấu: QTrc = Q1 - Q2; Qsau = Q’1+ Q2’ Theo ĐL BTĐT ta có: Qtrc = Qsau suy Qb = Q1 - Q2; * Ub ≤ Ubđm QbMax = CbUbđm ... loại hạt n không mang điện p mang điện (+) e có điện tích -1 ,6.1 0-1 9C khối lượng 9,1.1 0-3 1kg p điện tích +1,6.1 0-1 9C khối lượng 1,67.1 0-2 7kg( mn xấp xỉ mp) * Điện tích nguyên tố: Là điện tích... điện - Qua điểm điện trường có đường sức điện mà  - Hướng đường sức điện điểm hướng E điểm - Đường sức điện điện trường tĩnh điện đường khơng khép kín Nó từ điện tích + kết thúc điện tích - - Quy... điện:   F = qE   F lực không đổi có: - Phương: // đường sức điện - Chiều: + với điện tích +: chiều hướng từ + bản + với điện tích -: chiều hướng từ -  + - Độ lớn: F = qE Công lực điện E Một