ĐỀ CƢƠNG HỌC KÌ I MƠN: VẬT LÝ A/ NHỮNG KIẾN THỨC CẦN NHỚ: Chương I: ĐIỆN HỌC I ĐỊNH LUẬT ÔM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN Định luật Ơm: “Cường độ dịng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỷ lệ nghịch với điện trở dây” U Cơng thức: I R I: Cường độ dòng điện (A) U: Hiệu điện (V) R: Điện trở ( ) Điện trở dây dẫn: U Trị số R không đổi với dây dẫn gọi điện trở dây dẫn I Chú ý: - Điện trở dây dẫn đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện dây dẫn - Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào thân dây dẫn II ĐỊNH LUẬT ƠM CHO ĐOẠN MẠCH CĨ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP U R1 R2 Cƣờng độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp Cường độ dịng điện có giá trị điểm I I1 I Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở thành phần U U1 U 2 Điện trở tƣơng đƣơng đoạn mạch nối tiếp Rtđ R1 R2 III- ĐỊNH LUẬT ƠM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG U R1 R2 1 Cƣờng độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc song song Cường độ dịng điện mạch tổng cường độ dòng điện mạch rẽ I I1 I Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ U U1 U 2 Điện trở tƣơng đƣơng đoạn mạch song song Nghịch đảo điện trở tương đương đoạn mạch song song tổng nghịch đảo điện trở đoạn mạch rẽ R R 1 hay Rtd Rtñ R1 R2 R1 R2 IV ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VÀO CÁC YẾU TỐ CỦA DÂY “Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện dây phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn” R: điện trở dây dẫn, có đơn vị ( ) l l: chiều dài dây dẫn, có đơn vị (m) Cơng thức: R Trong : S S: tiết diện dây, có đơn vị (m2) : điện trở suất, có đơn vị là( m) V BIẾN TRỞ Biến trở Được dùng để thay đổi cường độ dòng điện mạch Các loại biến trở sử dụng là: biến trở chạy, biến trở tay quay, biến trở than (chiết áp) Biến trở điện trở thay đổi trị số dùng để điều chỉnh cường độ dịng điện mạch Các kí hiệu biến trở hoặc VI CÔNG SUẤT ĐIỆN Công suất điện Công suất điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dịng điện qua P : cơng suất điện, có đơn vị (W) Cơng thức: P = U.I Trong U: hiệu điện thế, có đơn vị (V) I: cường độ dịng điện, có đơn vị (A) Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R cơng suất điện tính cơng thức: U2 P = I R P = R Chú ý Số oát ghi dụng cụ điện cho biết công suất định mức dụng cụ đó, nghĩa cơng suất điện dụng cụ hoạt động bình thường Số vôn ghi dụng cụ điện cho biết hiệu điện định mức dụng cụ đó, nghĩa hiệu điện dụng cụ hoạt động bình thường Trên dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện định mức công suất định mức Đối với bóng đèn (dụng cụ điện) : Điện trở bóng đèn (dụng cụ điện ) tính là: Ví dụ: Trên bịng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V cơng suất điện qua bóng đèn 75W VII ĐIỆN NĂNG Điện gì? Dịng điện có mang lượng thực cơng, làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi điện Sự chuyển hóa điện thành dạng lƣợng khác Điện chuyển hóa thành dạng lượng khác : nhiệt năng, quang năng, năng, hóa … Ví dụ: - Bóng đèn dây tóc : điện biến đổi thành nhiệt quang - Đèn LED : điện biến đổi thành quang nhiệt - Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt quang - Quạt điện, máy bơn nước : điện biến đổi thành nhiệt Hiệu suất sử dụng điện Tỷ số phần lượng có ích chuyển hóa từ điện toàn điện tiêu thụ gọi hiệu suất sử dụng điện A Công thức: H 100% A1: Năng lượng có ích chuyển hóa từ điện năng, đơn vị J A A : Điện tiêu thụ, đơn vị J H : Hiệu suất Chú ý : + Hiệu suất: A P Q H ci 100% ci 100% ci 100% A Ptp Q VIII CÔNG DÕNG ĐIỆN (điện tiêu thụ) 1/ Cơng dịng điện Cơng dịng điện sinh đoạn mạch số đo lượng điện chuyển hóa thành dạng lượng khác đoạn mạch Cơng thức: A = P.t = U.I.t với: A : cơng dồng điện (J) P : công suất điện (W) U : hiệu điện (V) t : thời gian (s) 2/ Đo điện tiêu thụ Lượng điện sử dụng đo công tơ điện Mỗi số đếm công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng kilôoat (KW.h) KWh = 600 000J IX ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ (Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua) “Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, tỉ lệ thuận với điện trở thời gian dịng điện chạy qua” Cơng thức: Q = I2.R.t với: Q : nhiệt lượng tỏa (J) I : cường độ dòng điện (A) R : điện trở ( ) t : thời gian (s) * Chú ý: Nếu nhiệt lượng Q tính đơn vị calo (cal) ta có cơng thức: Q 0,24.I R.t Jun = 0,24 calo calo = 4,18 Jun Chương II: ĐIỆN TỪ HỌC Nam châm vĩnh cửu a) Từ tính nam châm: Nam châm có hai từ cực, để tự cực luôn hướng bắc gọi cực Bắc, kí hiệu N (màu đậm) Cịn cực ln hướng Nam gọi cực Nam, kí hiệu S (màu nhạt) b) Tương tác hai nam châm.: Khi đưa từ cực nam châm lại gần chúng hút cực khác tên, đẩy cực tên Tác dụng từ dòng điện – Từ trƣờng a) Lực từ: * Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng gây tác dụng lực (Lực từ) lên kim nam châm đặt gần Ta nói dịng điện có tác dụng từ b)Từ trường: Khơng gian xung quanh nam châm, xung quanh dịng điện có khả tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt Ta nói khơng gian có từ trường c) Cách nhận biết từ trường: Nơi không gian có lực từ tác dụng lên kim nam châm nơi có từ trường Từ phổ - đƣờng sức từ a) Từ phổ Từ phổ hình ảnh cụ thể đường sức từ, thu từ phổ rắc mạt sắt lên nhựa đặt từ trường gõ nhẹ b) Đường sức từ : - Mỗi đường sức từ có chiều xác định Bên nam châm, đường sức từ có chiều từ cực N, vào cực S nam châm - Nơi từ trường mạnh đường sức từ dày, nơi từ trường yếu đường sức từ thưa Từ trƣờng ống dây có dịng điện chạy qua a)Từ phổ, Đường sức từ ống dây có dịng điện chạy qua: - Từ phổ bên ống dây có dịng điện chạy qua bên ngồi nam châm giống - Trong lòng ống dây có đường mạt sắt xếp gần song song với b) Quy tắc nắm tay phải: (áp dụng tìm chiều dịng điện, chiều đường sức từ) Nắm bàn tay phải, đặt cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua vòng dây ngón tay chỗi chiều đường sức từ lòng ống dây B/ BÀI TẬP Chương I: ĐIỆN HỌC Bài 1: Một dây dẫn nikêlin có chiều dài 100m, tiết diện 0,5mm2 mắc vào nguồn điện có hiệu điện 120V 1/ Tính điện trở dây 2/ Tính cường độ dòng điện qua dây Bài 2: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 3ôm; R2 = 5ôm; R3 = 7ôm, mắc nối tiếp với Hiệu điện hai đầu đoạn mạch U = 6V 1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2/ Tính hiệu điện hai đầu điện trở Bài 3: Cho ba điện trở R1 = ; R2 = 12 ; R3 = 16 mắc song song với vào hiệu điện A U = 2,4V B 1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch R2 2/ Tính cường độ dịng điện qua mạch qua điện trở R1 R3 Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ: Với: R1 = 30ơm; R2 = 15ơm; R3 = 10ơm UAB = 24V 1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính cường độ dịng điện qua điện trở 3/ Tính cơng dịng điện sinh đoạn mạch thời gian phút Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ:Với R1 = 6ôm; R2 = 2ôm; R3 = 4ôm, cường độ dịng điện qua mạch A B I = 2A 1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính hiệu điện mạch 3/ Tính cường độ dịng điện cơng suất tỏa nhiệt điện trở R1 R2 R3 Bài 6: Một bếp điện có ghi 220V – 1000W sử dụng với hiệu điện 220V để đun sôi 2,5lít nước nhiệt độ ban đầu 20oC thời gian 14 phút 35 giây 1/ Tính hiệu suất bếp Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K 2/ Mỗi ngày đun sơi 5lít nước điều kiện 30 ngày phải trả tiền điện cho việc đun nước Cho biết giá 1kWh điện 800đồng Bài 7: Một hộ gia đình có dụng cụ điện sau đây: bếp điện 220V – 600W; quạt điện 220V – 110W; bóng đèn 220V – 100W Tất sử dụng hiệu điện 220V, trung bình ngày đèn dùng giờ, quạt dùng 10 bếp dùng 1/ Tính cường độ dịng điện qua dụng cụ 2/ Tính điện tiêu thụ tháng (30 ngày) tiền điện phải trả biết kWh điện giá 800 + – đồng M N Bài 8: Cho mạch điện hình vẽ R1 Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, vơn kế có điện trở lớn R2 Biết R1 = 4ôm; R2 = 20ôm; R3 = 15ôm Ampe kế 2A R3 a/ Tính điện trở tương đương mạch b/ Tính hiệu điện hai điểm MN số vơn kế V c/ Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở d/ Tính nhiệt lượng tỏa toàn mạch thời gian phút đơn vị Jun calo A II BÀI TẬP Bài 1: Đổi S 0,5mm 0,5.106 m l 100 1/ Điện trở dây : R 0,4.10 6 80 6 S 0,5.10 U 120 2/ Cường độ dòng điện qua dây: I 1,5A R 80 Bài 2: 1/ Điện trở tương đương mạch: R tñ R1 R R = + + = 15 U 2/ Cường độ dịng điện mạch chính: I 0,4A R tđ 15 Vì mắc nối tiếp nên I Nêu ta có hiệu điện hai đầu điện trở là: U1 I.R1 0,4.3 1,2V U I.R 0,4.5 2V U I.R 0,4.7 2,8V Bài 3: 1/ Điện trở tương đương mạch: 48 1 1 1 15 R tñ 3,2 15 R tñ R1 R R 12 16 48 2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính: U 2,4 I 0,75A R tđ 3,2 Vì mắc song nên U Nên cường độ dòng điện qua điện trở là: U 2,4 U 2,4 I1 0,4A I 0,2A R1 R 12 U 2,4 I3 0,15A R 16 Bài 4: R R 15.10 6 1/ Điện trở tương đương R2 R3: R 2,3 R R 15 10 R tñ R1 R 2,3 30 = 36 Điện trở tương đương mạch: 2/ Cường độ dịng điện qua mạch chính: I U AB 24 0,67A R tñ 36 Mà: I I1 I 2,3 0,67A Ta có: U 2,3 I 2,3 R 2,3 0,67.6 4V Vì R2 // R3 nên U2 = U3 = U2,3 Ta có: U 2,3 I2 0,27A R2 15 U 2,3 I3 0,4A R3 10 3/ t = ph = 300s Cơng dịng điện là:A = UAB.I.t = 24 0,67 300 = 824J Bài 5: 1/ Điện trở tương đương R2 R3 là: R 2,3 R R 6 R1 R 2,3 6.6 Điện trở tương đương mạch: R tñ 3 R1 R 2,3 2/ Hiệu điện mạch: U AB I.R tđ 2.3 6V Ta có: U AB U1 U 2,3 = 6V Nên ta có: U I1 1A R1 U 2,3 I I I 2,3 1A R 2,3 Công suất tỏa nhiệt điện trở: P1 = I12 R1 12.6 6W P2 = I 22 R 12.2 2W P3 = I 32 R 12.4 4W Bài 6: Vì bếp sử dụng hiệu điện 220V với hiệu điện định mức bếp nên công suất điện bếp 1000W 1/ Nhiệt lượng cung cấp cho nước: Q1 m.c.t (với t 100 20 80o C ) = 2,5 4200 80 = 840 000J Nhiệt lượng bếp tỏa ra:Q = I2.R.t = P.t (với t = 14ph 35s = 875s)= 1000 875 = 875 000J Q 840000 100% 96% Hiệu suất bếp: H 100% Q 875000 2/ Nhiệt lượng bếp tỏa ngày lúc bây giờ: Q’ = 2Q = 875000 = 1750000J (vì 5l = 2,5l) Điện tiêu thụ 30 ngày: A = Q’.30 = 1750000 30 = 52500000J = 14,6kWh Tiền điện phải trả:T = 14,6 800 = 11680 đồng Bài 7: 1/ Vì tất dụng cụ sử dụng với hiệu điện định mức nên công suất đạt với công suất ghi dụng cụ Nên ta có: P 600 Pb U.I b I b b 2,72A U 220 Tương tự tính được: Iđ = 0,45A Iq = 0,5A 2/ Điện tiêu thụ dụng cụ tháng: Ab = Pb.t = 0,6 30 = 72kWh Aq = Pq.t = 0,11 10 30 = 108kWh Ađ = Pđ.t = 0,1 30 = 132kWh Tổng điện tiêu thụ:A = Ab + Aq + Ađ = 312kWh Tiền điện phải trả: T = 312 800 = 249600 đồng Bài 8: R R 20.15 8,57 a/ Điện trở tương đương R2 R3 : R 2,3 R R 20 15 R R1 R 2,3 8,57 12,57 Điện trở tương đương mạch b/ Hiệu điện hai điểm MN U MN I.R 2.12,57 25,14V U 2,3 I.R 2,3 2.8,57 17,14V Số vôn kế c/ Hiệu điện hai đầu R1 U1 = UMN – U2,3 = 25,14 – 17,14 = 8V Công suất tỏa nhiệt điện trở U12 82 16W P1 = R1 P2 = U 22,3 R2 17,14 14,69W 20 U 22,3 17,14 19,58W P3 = R3 15 d/ t = 3ph = 180s Nhiệt lượng tỏa toàn mạch Q I R.t 2.12,57.180 9050,4J Tính calo: Q = 0,24 9050,4 = 2172 cal Chương II: ĐIỆN TỪ HỌC Câu 1: Hãy xác định cực nam châm trường hợp sau: a) b) c) Câu 2: Hãy xác định đường sức từ từ trường ống dây qua kim nam chân trường hợp sau Biết AB nguồn điện: B A a) B A B A b) c) Câu 3: Hãy xác định cực ống dây cực kim nam châm trường hợp sau: – + – + a) – b) + c) Câu 4: Xác định cực nguồn điện AB trường hợp sau: A B a) A B b) B A c) 10