TONG HOP LY THUYET BAI TAP CAC DANG DE ON LUYEN VAT LY 9

1 BÀI TẬP BỔ TRỢ VÀ NÂNG CAO VẬT LÝ A- LÝ THUYẾT CHƯƠNG I : ĐIỆN HỌC I- ĐỊNH LUẬT ÔM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN 1- 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 - Cơng thức: I = U R Trong đó: I:Cường độ dòng điện (A), U Hiệu điện (V) R Điện trở (Ω) - Ta có: 1A = 1000mA 1mA = 10-3A  Chú ý: - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện hai dầu dây dẫn đường thẳng qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0) - Với dây dẫn (cùng điện trở) thì: U1 R1 = U2 R 2- Điện trở dây dẫn: U - Trị số R = I không đổi với dây dẫn gọi điện trở dây dẫn - Đơn vị: Ω 1MΩ = 103kΩ = 106Ω - Kí hiệu điện trở hình vẽ: (hay )  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 ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP 1/ Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp - Cường độ dòng điện có giá trị điểm: I=I1=I2=…=In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở thành phần: U=U1+U2+…+Un 2/ Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp a- Điện trở tương đương (Rtđ) đoạn mạch điện trở thay cho điện trở mạch, cho giá trị hiệu điện cường độ dòng điện mạch không thay đổi b- Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp tổng điện trở hợp thành: Rtđ=R1+R2+…+Rn 3/ Hệ quả:Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) hiệu điện hai đầu điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở U1 R1 = U2 R III- ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG 1/ Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc song song - Cường độ dòng điện mạch tổng cường độ dịng điện mạch rẽ: I=I1+I2+…+In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ U=U1=U2=…=Un 2/ Điện trở tương đương đoạn mạch song song - Nghịch đảo điện trở tương đương đoạn mạch song song tổng nghịch đảo điện trở đoạn mạch rẽ: 1 1 = + + + R td R1 R Rn 3/ Hệ - Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì: R R R td = R1+ R - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở (cùng U) tỷ lệ nghịch với điện trở đó: I1 R = I2 R1 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 Cơng thức tính điện trở dây dẫn (điện trở thuần): R =ρ l S Trong đó: l chiều dài dây (m) S tiết diện dây (m2) ρ điện trở suất (Ωm) R điện trở (Ω) * Ýnghĩa điện trở suất - Điện trở suất vật liệu (hay chất liệu) có trị số điện trở đoạn dây dẫn hình trụ làm vật liệu có chiều dài 1m tiết diện 1m2 - Điện trở suất vật liệu nhỏ vật liệu dẫn điện tốt * Chú ý: - Hai dây dẫn chất liệu, tiết diện: - Hai dây dẫn chất liệu, chiều dài: - Hai dây dẫn chất liệu: R1 l1 = R l2 R1 S2 = R S1 R1 l1 S2 = R l2 S1 - Cơng thức tính tiết diện dây theo bán kính (R) đường kính dây (d): S=πR =π d2 ⇒ S1  d1  = ÷ S2  d  - Đổi đơn vị: 1m = 100cm = 1000mm 1mm = 10-1cm = 10-3m 1mm2=10-2cm2=10-6m2 V- BIẾN TRỞ – ĐIỆN TRỞ DÙNG TRONG KỸ THUẬT 1/ 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 dòng điện mạch - Kí hiệu mạch vẽ: hoặc 2/ Điện trở dùng kỹ thuật - Điện trở dùng kỹ thuật thường có trị số lớn - Được chế tạo lớp than lớp kim loại mỏng phủ lớp cách điện - Có hai cách ghi trị số điện trở dùng kỹ thuật là: + Trị số ghi điện trở + Trị số thể vòng màu sơn điện trở (4 vịng màu) VI- CƠNG SUẤT ĐIỆN 1) Công suất điện: Công suất điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dịng điện qua Cơng thức: P = U.I , Trong đó: P cơng suất (W); U hiệu điện (V); I cường độ dòng điện (A) Đơn vị: Oát (W); 1MW=1000kW=1.000.000W 1W=103kW=10-6MW 2) Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R cơng suất điện tính cơng thức: P = I2.R P = U2 R P= tính cơng suất A t 3) Chú ý - Số oát ghi dụng cụ điện cho biết cơng suất định mức dụng cụ đó, nghĩa cơng suất điện dụng cụ hoạt động bình thường - Trên dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện định mức cơng suất định mức 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 - Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) thì: P1 R1 = P2 R - Trong đoạn mạch mắc song song (cùng U) (cơng suất tỉ lệ thuận với điện trở) P1 R = P2 R1 (công suất tỉ lệ nghịch với điện trở) - Dù mạch mắc song song hay nối tiếp Pm = P1+ P2+…+Pn VII- ĐIỆN NĂNG – CƠNG DỊNG ĐIỆN 1) Điện * 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 lượng khác - Điện chuyển hóa thành dạng lượng khác: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, lượng từ, hóa năng… 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 tồn điện tiêu thụ gọi hiệu suất sử dụng điện A Cơng thức: H = A1 100% Trong đó: A1: lượng có ích chuyển hóa từ điện A: điện tiêu thụ 2) Cơng dịng điện (điện tiêu thụ) * 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 Trong đó: A: cơng dồng điện (J) P: công suất điện (W) t: thời gian (s) U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) - Ngồi cịn tính cơng thức: A=I2Rt A= U2 t R * 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) kW.h = 600kJ =3 600 000J 1J = kWh 3600000 VIII- ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ (Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua) * Định luật: 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 Trong đó: Q: nhiệt lượng tỏa (J) I: cường độ dòng điện (A) R: điện trở ( Ω ) t: thời gian (s) * Chú ý: - Nếu nhiệt lượng Q tính đơn vị calo (cal) ta có cơng thức: Q=0,24I2Rt - Ngồi Q cịn tính cơng thức : Q=UIt Q= U2 t R - Cơng thức tính nhiệt lượng: Q=m.c.∆t Trong đó: m khối lượng (kg) c nhiệt dung riêng (JkgK) ∆t độ chênh lệch nhiệt độ (0C) IX Sử dụng an toàn điện tiết kiệm điện * Một số quy tắc an tồn điện: - Thực hành, làm thí nghiệm với hiệu điện an toàn: U < 40V - Sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện tốt phù hợp - Cần mắc cầu chì, cầu dao cho dụng cụ điện - Khi tiếp xúc với mạng điện 220V cần cẩn thận, đảm bảo cách điện - Khi sửa chửa dụng cụ điện cần: Ngắt nguồn điện, phải đảm bảo cách điện * Cần phải sử dụng tiết kiệm điện : - Giảm chi tiêu cho gia đình - Các dụng cụ thiết bị điện sử dụng lâu bền - Giảm bớt cố gây tổn hại chung hệ thống cung cấp bị tải - Dành phần điện tiết kiệm cho sản xuất - Bảo vệ môi trường - Tiết kiệm ngân sách nhà nước * Các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng: - Cần phải lựa chọn thiết bị có cơng suất phù hợp - Không sử dụng thiết bị lúc khơng cần thiết gây lãng phí điện * Những hệ quả: A1 P1 Q1 U1 R1 = = = = A P2 Q2 U R A1 P1 Q1 I1 R = = = = A P2 Q2 I2 R1 - Mạch điện gồm hai điện trở mắc nối tiếp: - Mạch điện gồm hai điện trở mắc song song: - Hiệu suất: H = A 100% = Ptp 100% = Qtp 100% - Mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp hay song song: P = P1 + P2 + + Pn Aci Pci Qci CHƯƠNG II: ĐIỆN TỪ Nam châm vĩnh cửu * Đặc điểm: Hút sắt bị sắt hút (ngồi cịn hút niken, coban…) - Ln có hai cực, cực Bắc (N) sơn đỏ cực Nam (S) sơn xanh trắng - Nếu để hai nam châm lại gần cực tên đẩy nhau, cực khác tên hút * Kim nam châm: Luôn hướng Bắc-Nam địa lý (la bàn) * Ứng dụng: Kim nam châm, labàn, Đi-na-mơ xe đạp, Loa điện (loa điện có hai loại nam châm), động điện đơn giản, máy phát điện đơn giản… 2: Tác dụng từ dịng điện – Từ trường * Thí nghiệm ơxtet: Đặt dây dẫn song song với kim nam châm Cho dòng điện chạy qua dây dẫn, kim nam châm bị lệch khỏi vị trí ban đầu ⇒ có lực tác dụng lên kim nam châm (lực từ) * Kết luận: Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng gây tác dụng lực (lực từ) lên kim NC đặt gần Ta nói dịng điện có tác dụng từ * Từ trường: khơng gian xung quanh NC, xung quanh dịng điện có khả tác dụng lực từ lên kim NC đặt * Cách nhận biết từ trường: Nơi khơng gian có lực từ tác dụng lên kim NC (làm kim nam châm lệch khỏi hướng Bắc-Nam) nơi có từ trường 3) Từ phổ - đường sức từ a 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 (ĐST): - Mỗi ĐST có chiều xác định Bên ngồi NC, ĐSTcó chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) NC - Nơi từ trường mạnh ĐST dày, nơi từ trường yếu ĐST thưa Từ trường 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 NC giống - Trong lịng ống dây có đường mạt sắt xếp gần song song với b Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, đặt cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua vòng dây ngón tay chỗi chiều ĐST lòng ống dây Sự nhiễm từ sắt, thép – Nam châm điện a Sự nhiễm từ sắt thép: * Sắt, thép, niken, côban vật liệu từ khác đặt từ trường, bị nhiễm từ * Sau bị bị nhiễm từ, sắt non khơng giữ từ tính lâu dài, cịn thép giữ từ tính lâu dài b Nam châm điện: - Cấu tạo: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non - Các cách làm tăng lực từ nam châm điện: + Tăng cường độ dòng điện chạy qua vòng dây + Tăng số vòng dây cuộn dây Ứng dụng NC điện: Ampe kế, rơle điện từ, rơle dịng, loa điện (loa điện có hai loại nam châm), máy phát điện kĩ thuật, động điện kĩ thuật, cần cẩu, thiết bị ghi âm, chuông điện… a Loa điện: - Cấu tạo: Bộ phận loa điện : Ống dây L, nam châm chữ E, màng loa M Ống dây dao động dọc theo khe nhỏ hai từ cực NC - Hoạt động: Trong loa điện, dịng điện có cường độ thay đổi truyền từ micrô qua phận tăng âm đến ống dây ống dây dao động.Phát âm Biến dao động điện thành âm b Rơle điện từ: - Rơle điện từ thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện - Bộ phận chủ yếu rơle gồm nam châm điện) sắt non c Rơ le dòng - Rơle dòng thiết bị tự động ngắt mạch điện bảo vệ động cơ, thường mắc nối tiếp với động Lực điện từ a .Tác dụng từ trường lên dây dẫn có dịng điện: - Dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt từ trường, khơng song song với ĐST chịu tác dụng lực điện từ - b Quy tắc bàn tay trái - Đặt bàn tay trái cho ĐST hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay hướng theo chiều dịng điện ngón tay chỗi 900 chiều lực điện từ 8: Động điện chiều a Cấu tạo động điện chiều đơn giản - ĐCĐ có hai phận NC tạo từ trường (Bộ phận đứng yên – Stato) khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (Bộ phận quay – Rơto) - Chuyển hóa lượng: Điện -> b Động điện chiều KT: - Trong ĐCĐ kĩ thuật, phận tạo từ trường NC điện (Stato) - Bộ phận quay (Rôto) ĐCĐ kĩ thuật gồm nhiều cuộn dây đặt lệch song song với trục khối trụ làm thép kĩ thuật ghép lại 9: Hiện tượng cảm ứng điện từ: a Cấu tạo hoạt động đinamô xe đạp - Cấu tao: Nam châm cuộn dây dẫn - Hoạt động: Khi núm quay nam châm quay theo, xuất dịng điện cuộn dây làm đèn sáng b Dùng NC để tạo dòng điện: - Dùng NC vĩnh cửu: Dòng điện xuất cuộn dây dẫn kín ta đưa cực nam châm lại gần hay xa đầu cuộn dây ngược lại - Dùng NC điện: Dòng điện xuất cuộn dây dẫn kín thời gian đóng ngắt mạch điện NC điện, nghĩa thời gian dòng điện NC điện biến thiên c Hiện tượng cảm ứng điện từ: - Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất dịng điện Dịng điện gọi dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng gọi tượng cảm ứng điện từ - Có thể dùng đèn LED mắc song song ngược chiều vào đầu cuộn dây để phát đổi chiều dịng điện cảm ứng, đèn LED sáng dòng điện chạy qua đèn theo chiều xác định 10- Dòng điện xoay chiều: - Dịng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín đổi chiều số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây tăng mà chuyển sang giảm ngược lại giảm chuyển sang tăng Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi dòng điện xoay chiều - Khi cho cuộn dây dẫn kín quay từ trường nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn cuộn dây xuất dịng điện cảm ứng xoay chiều 11 Máy phát điện xoay chiều: - Máy phát điện xoay chiều có hai phận nam châm cuộn dây dẫn Một hai phận đứng yên gọi stato, phận cịn lại quay gọi rơto - Có hai loại máy phát điện xoay chiều: + Loại 1: Khung dây quay (Rơto) có thêm góp (hai vành khuyên nối với hai đầu dây, hai vành khuyên tì lên hai quét, khung dây quay vành khuyên quay quét đứng yên) Loại khác động điện chiều góp (cổ góp) Ở máy phát điện chiều hai bán khuyên tì lên hai quét + Loại 2: Nam châm quay (nam châm nam châm điện)_Rôto - Khi rôto máy phát điện xoay chiều quay 1vịng dịng điện máy sinh đổi chiều lần Dịng điện khơng thay đổi đổi chiều quay rôto - Máy phát điện quay nhanh HĐT đầu cuộn dây máy lớn Tần số quay máy phát điện nước ta 50Hz 12-Các tác dụng dòng điện xoay chiều – Đo cường độ dòng điện hiệu điện xoay chiều - Dịng điện xoay chiều có tác dụng dòng điện chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ … - Lực điện từ (tác dụng từ) đổi chiều dòng điện đổi chiều - Dùng ampe kế vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng CĐDĐ HĐT xoay chiều Khi mắc ampe kế vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-) - Các cơng thức dịng điện chiều áp dụng cho giá trị hiệu dụng cường độ HĐT dòng điện xoay chiều 13-Truyền tải điện xa: - Khi truyền tải điện xa đường dây dẫn có phần điện hao phí tượng tỏa nhiệt đường dây - Cơng suất hao phí tỏa nhiệt đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn Php = P R U2 - Để giảm hao phí đường dây truyền tải điện xa ta có phương án sau: + Tăng tiết diện dây dẫn (tốn kém) + Chọn dây có điện trở suất nhỏ (tốn kém) + Tăng hiệu điện (thường dùng) - Khi truyền tải điện xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu tăng hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn máy biến 14 Máy biến - Khi đặt hiệu điện xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp máy biến hai đầu cuộn dây thứ cấp xuất hiệu điện xoay chiều - Không thể dùng dịng điện chiều khơng đổi (dịng điện chiều) để chạy máy biến - Tỉ số hiệu điện hai đầu cuộn dây máy biến tỉ số số vòng cuộn dây U1 n1 = U2 n2 - Nếu số vòng dây cuộn sơ cấp (đầu vào) lớn số vòng dây cuộn thứ cấp (đầu ra) máy gọi máy hạ Nếu số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ số vòng dây cuộn thứ cấp gọi máy tăng - Ở đầu đường dây tải điện phía nhà máy điện đặt máy tăng để giảm hao phí nhiệt đường dây tải, nơi tiêu thụ đặt máy hạ xuống HĐT định mức dụng cụ tiệu thụ điện CHƯƠNG III: QUANG HỌC 1- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Hiện tượng khúc xạ tượng tia sáng truyền từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác bị gãy khúc mặt phân cách hai mơi trường Trong hình vẽ: - SI tia tới - IK tia khúc xạ - PQ mặt phân cách - NN’ pháp tuyến · - SIN =i góc tới · - KIN ' =r góc khúc xạ - Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang mơi trường suốt rắn, lỏng khác góc khúc xạ nhỏ góc tới Ngược lại, tia sáng truyền từ môi trường suốt khác sang khơng khí góc khúc xạ lớn góc tới - Khi tăng (hoặc giảm) góc tới góc khúc xạ tăng (hoặc giảm) - Góc tới 0o (tia sáng vng góc với mặt phân cách) tia sáng khơng bị khúc xạ - Khi tia sáng truyền từ nước sang khơng khí góc tới i lớn 48 030’ có tượng phản xạ tồn phần 2- Thấu kính hội tụ: a) Đặc điểm thấu kính hội tụ: - Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng phần kí hiệu hình vẽ: - Một chùm tia tới song song với trục thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tiêu điểm thấu kính - Dùng thấu kính hội tụ quan sát dịng chữ thấy lớn so với nhìn bình thường - Trong đó: ∆ trục F, F’ hai tiêu điểm O quang tâm OF=OF’ = f gọi tiêu cự thấu kính b) Đường truyền ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ: (1): Tia tới qua quang tâm tia ló tiếp tục thẳng (khơng bị khúc xạ) theo phương tia tới (2): Tia tới song song với trục tia ló qua tiêu điểm (3): Tia tới qua tiêu điểm tia ló song song với trục c) Ảnh vật tạo thấu kính hội tụ: - Nếu d