Điện năng tiêu thụ thường được tính ra kilôoat giờ (kWh). Định luật Ôm đối với toàn mạch.. + Tích của cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch và điện trở của nó được gọi là độ giảm thế[r]
(1)CHUYỆN DỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ 11 I TĨNH ĐIỆN
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1 Hai loại điện tích
+ Có hai loại điện tích: điện tích dương (+) điện tích âm (-) + Các điện tích dấu đẩy nhau, trái dấu hút + Đơn vị điện tích culơng (C)
2 Sự nhiễm điện vật
+ Nhiễm điện cọ xát: hai vật không nhiễm điện cọ xát với làm chúng nhiễm điện trái dấu
+ Nhiễm điện tiếp xúc: cho kim loại không nhiễm điện chạm vào cầu nhiễm điện kim loại nhiễm điện dấu với điện tích cầu Đưa kim loại xa cầu kim loại nhiễm điện
+ Nhiễm điện hưởng ứng: đưa kim loại không nhiễm điện đến gần cầu nhiễm điện không chạm vào cầu, hai đầu kim loại nhiễm điện Đầu gần cầu nhiễm điện trái dấu với điện tích cầu, đầu xa nhiễm điện dấu với điện tích cầu Đưa kim loại xa cầu kim loại trở trạng thái không nhiễm điện lúc đầu
3 Định luật Culông
+ Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm đứng yên tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng
F = k 22
| |
r q q
; k = 9.109 2
C Nm
; số điện môi môi trường; chân không (hay gần khơng khí) =
+ Véc tơ lực tương tác hai điện tích điểm: Có điểm đặt điện tích;
Có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích; Có chiều: đẩy dấu, hút trái dấu; Có độ lớn: F = 21
9
| | 10
r q q
+ Lực tương tác nhiều điện tích điểm lên điện tích điểm:
F F Fn
F 1 2
4 Thuyết electron
+ Bình thường tổng đại số tất điện tích ngun tử khơng, ngun tử trung hoà điện + Nếu nguyên tử bớt electron trở thành ion dương; nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm
+ Khối lượng electron nhỏ nên độ linh động electron lớn Vì electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển vật hay di chuyển từ vật sang vật khác làm vật bị nhiễm điện
+ Vật nhiễm điện âm vật thừa electron; vật nhiễm điện dương vật thiếu electron
+ Vật dẫn điện vật chứa nhiều điện tích tự Vật cách điện (điện môi) vật chứa điện tích tự Giải thích tượng nhiễm điện:
- Do cọ xát hay tiếp xúc mà electron di chuyển từ vật sang vật
- Do hưởng ứng mà electron tự di chuyển phía vật (thực chất phân bố lại electron tự vật) làm cho phía dư electron tích điện âm phía ngược lại thiếu electron nên tích điện dương
5 Định luật bảo tồn điện tích
+ Một hệ cô lập điện, nghĩa hệ khơng trao đổi điện tích với hệ khác thì, tổng đại số điện tích hệ số
+ Khi cho hai vật tích điện q1 q2 tiếp xúc với tách chúng điện tích chúng q1/= q/2=
2
2
1 q
q
(2)2
6 Điện trường
+ Điện trường môi trường vật chất tồn xung quanh điện tích
+ Tính chất điện trường tác dụng lực điện lên điện tích đặt + Điện trường tĩnh điện trường điện tích đứng yên gây
+ Véc tơ cường độ điện trường gây điện tích điểm: Có điểm đặt điểm ta xét;
Có phương trùng với đường thẳng nối điện tích với điểm ta xét;
Có chiều: hướng xa điện tích điện tích dương, hướng phía điện tích điện tích âm; Có độ lớn: E = 2
9
| | 10
r q
+ Đơn vị cường độ điện trường V/m
+ Nguyên lý chồng chất điện trường: E E E En
+ Lực tác dụng điện trường lên điện tích: F= q
E
+ Đường sức điện đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tuyến điểm đường sức trùng với hướng véc tơ cường độ điện trường điểm
+ Tính chất đường sức:
- Tại điểm điện trường ta vẽ đường sức điện mà Các đường sức điện không cắt
- Các đường sức điện trường tĩnh đường khơng khép kín
- Nơi cường độ điện trường lớn đường sức điện vẽ mau (dày hơn), nơi cường độ điện trường nhỏ đường sức điện vẽ thưa
+ Một điện trường mà cường độ điện trường điểm gọi điện trường Điện trường có đường sức điện song song cách
7 Công lực điện – Điện – Hiệu điện
+ Công lực điện tác dụng lên điện tích khơng phụ thuộc vào dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào điểm đầu điểm cuối đường điện trường, người ta nói điện trường tĩnh trường
AMN = q.E.MN.cos = qEd
+ 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 công lực điện tác dụng lên q q di chuyển từ M vô cực độ lớn q
VM =
q AM
+ Hiệu điện hai điểm M, N điện trường đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích từ M đến N Nó xác định thương số cơng lực điện tác dụng lên điện tích q di chuyển q từ M đến N độ lớn q
UMN = VM – VN = q AMN + Đơn vị hiệu điện vôn (V)
+ Hệ thức cường độ điện trường hiệu điện thế: E = d U
+ Chỉ có hiệu điện hai điểm điện trường có giá trị xác định điện điểm điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện
8 Tụ điện
+ Tụ điện hệ hai vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện Mỗi vật dẫn gọi tụ điện
+ Tụ điện dùng để chứa điện tích
+ Tụ điện dụng cụ dùng phổ biến mạch điện xoay chiều mạch vô tuyến Nó có nhiệm vụ tích phóng điện mạch điện
(3)+ Điện dung tụ điện C = U
Q
đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện định
+ Đơn vị điện dung fara (F) + Điện dung tụ điện phẵng C =
d S
4 10
9
Trong S diện tích (phần đối diện); d khoảng cách hai số điện môi lớp điện môi chiếm đầy hai
+ Mỗi tụ điện có hiệu điện giới hạn Khi hiệu điện hai tụ vượt hiệu điện giới hạn lớp điện môi hai tụ bị đánh thủng, tụ điện bị hỏng
+ Ghép tụ điện
* Ghép song song:
U = U1 = U2 = … = Un; Q = q1 + q2 + … + qn; C = C1 + C2 + … + Cn
* Ghép nối tiếp:
Q = q1 = q2 = … = qn; U = U1 + U2 + … + Un;
n C C
C C
1 1
2
+ Năng lượng tụ điện tích điện: W =
QU =
C Q2
=
(4)4
B CÁC CÔNG THỨC
+ Lực tương tác hai điện tích điểm: F = 21
| | 10
r q q + Lực tương tác nhiều điện tích lên điện tích:
F F Fn
F
+ Cường độ điện trường gây điện tích điểm: E = 2
9
| | 10
r q + Nguyên lí chồng chất điện trường:
E E En E 1 2 + Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm: F qE + Công lực điện trường: A = q(VB – VC) = qUBC + Liên hệ E U điện trường đều: E =
d U
;
Véc tơ E hướng từ nơi có điện cao sang nơi có điện thấp + Điện dung tụ điện C =
U Q
+ Điện dung tụ điện phẵng C =
d S
4 10
9
+ Các tụ điện ghép song song: U = U1 = U2 = … = Un; Q = q1 + q2 + … + qn; C = C1 + C2 + … + Cn;
Điện dung tụ ghép song song lớn điện dung tụ thành phần; ghép song song để tăng điện dung tụ
+ Các tụ điện ghép nối tiếp: Q = q1 = q2 = … = qn; U = U1 + U2 + … + Un;
n C C
C C
1 1
2
;
Điện dung tụ ghép nối tiếp nhỏ điện dung tụ thành phần; ghép nối tiếp để tăng hiệu điện giới hạn tụ
+ Năng lượng tụ điện tích điện: W =
QU =
C Q2
=
CU2 + Định lý động năng: Wđ = A
C BÀI TẬP TỰ LUẬN
1 Hai cầu nhỏ giống kim loại A B đặt khơng khí, có điện tích q1 = - 3,2.10-7 C q2 = 2,4.10-7 C, cách khoảng 12 cm
a) Xác định số electron thừa, thiếu cầu lực tương tác điện chúng
b) Cho hai cầu tiếp xúc điện với đặt chỗ cũ Xác định lực tương tác điện hai cầu sau
2 Hai điện tích q1 q2 đặt cách 20 cm khơng khí, chúng đẩy với lực F = 1,8 N Biết q1 + q2 = - 6.10-6 C |q1| > |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2
3 Hai điện tích q1 q2 đặt cách 30 cm khơng khí, chúng hút với lực F = 1,2 N Biết q1 + q2 = - 4.10-6 C |q1| < |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2
(5)5 Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện mơi dầu
6 Cho hai cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện cách 20 cm chúng hút lực 1,2 N Cho chúng tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách cũ chúng đẩy với lực đẩy lực hút Tính điện tích lúc đầu cầu
7 Tại điểm A, B cách 10 cm khơng khí, đặt điện tích q1 = q2 = - 6.10-6 C Xác định lực điện trường hai điện tích tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt C Biết AC = BC = 15 cm 8 Tại hai điểm A B cách 20 cm không khí, đặt hai điện tích q1 = -3.10-6C, q2 = 8.10-6C Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt C Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm 9 Có hai điện tích điểm q 4q đặt cách khoảng r Cần đặt điện tích thứ ba Q đâu có dấu để để hệ ba điện tích nằm cân bằng? Xét hai trường hợp:
a) Hai điện tích q 4q giữ cố định b) hai điện tích q 4q để tự
10 Hai cầu nhỏ giống kim loại, có khối lượng g, treo vào điểm O hai sợi dây không dãn, dài 10 cm Hai cầu tiếp xúc với Tích điện cho cầu thấy hai cầu đẩy hai dây treo hợp với góc 600 Tính điện tích truyền cho cầu Lấy g = 10 m/s2
11 Hai cầu nhỏ có khối lượng m, điện tích q, treo khơng khí vào điểm O hai sợi dây mãnh (khối lượng không đáng kể) cách điện, không co dãn, chiều dài l Do lực đẩy tĩnh điện chúng cách khoảng r (r << l)
a) Tính điện tích cầu
b) Áp dụng số: m = 1,2 g; l = m; r = cm Lấy g = 10 m/s2
12 Tại điểm A B cách 10 cm khơng khí có đặt điện tích q1 = q2 = 16.10-8 C Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C biết AC = BC = cm Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6 C đặt C
13 Tại hai điểm A B cách 10 cm khơng khí có đặt hai điện tích q1 = - q2 = 6.10-6C Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C biết AC = BC = 12 cm Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt C
14 Tại điểm A, B cách 20 cm khơng khí có đặt điện tích q1 = 4.10-6 C, q2 = -6,4.10-6 C Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C biết AC = 12 cm; BC = 16 cm Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = -5.10-8C đặt C
15 Tại hai điểm A B cách 10 cm không khí có đặt hai điện tích q1 = - 1,6.10-6 C q2 = - 2,4.10-6 C Xác định cường độ điện trường điện tích gây điểm C Biết AC = cm, BC = cm
16 Tại hai điểm A, B cách 15 cm khơng khí có đặt hai điện tích q1 = -12.10-6 C, q2 = 2,5.10-6 C
a) Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C Biết AC = 20 cm, BC = cm
b) Xác định vị trí điểm M mà cường độ điện trường tổng hợp hai điện tích gây
17 Tại hai điểm A, B cách 20 cm khơng khí có đặt hai điện tích q1 = - 9.10-6 C, q2 = - 4.10-6 C
a) Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C Biết AC = 30 cm, BC = 10 cm
b) Xác định vị trí điểm M mà cường độ điện trường tổng hợp hai điện tích gây
18 Đặt điện tích có độ lớn q đỉnh hình vng ABCD cạnh a với điện tích dương đặt A C, điện tích âm đặt B D Xác định cường độ tổng hợp giao điểm hai đường chéo hình vng
19 Đặt điện tích có độ lớn q đỉnh hình vng ABCD cạnh a với điện tích dương đặt A D, điện tích âm đặt B C Xác định cường độ tổng hợp giao điểm hai đường chéo hình vng
(6)6
21 Tại đỉnh A, B, C hình vng cạnh a đặt điện tích dương độ lớn q Trong điện tích A C dương, cịn điện tích B âm Xác định cường độ điện trường tổng hợp điện tích gây đỉnh D hình vng
22 Hai điện tích q1 = q2 = q > đặt hai điểm A B khơng khí cách khoảng AB = 2a Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M nằm đường trung trực đoạn AB cách trung điểm H đoạn AB đoạn x
23 Hai điện tích q1 = - q2 = q > đặt hai điểm A B khơng khí cách khoảng AB = a Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M nằm đường trung trực AB cách trung điểm H đoạn AB khoảng x
24 A, B, C ba điểm tạo thành tam giác vuông A đặt điện trường có E//BAnhư hình vẽ Cho = 600; BC = 10 cm U
BC = 400 V
a) Tính UAC, UBA E
b) Tính cơng thực để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B, từ B đến C từ A đến C
c) Đặt thêm C điện tích điểm q = 9.10- 10 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp A
25 Một prôtôn bay điện trường Lúc prôtôn điểm A vận tốc 2,5.104 m/s Khi bay đến B vận tốc prôtôn không Điện A 500 V Tính điện B Biết prơtơn có khối lượng 1,67.10-27 kg có điện tích 1,6.10-19 C
26 Một electron di chuyển đoạn 0,6 cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo đường sức điện lực điện sinh cơng 9,6.10-18 J
a) Tính công mà lực điện sinh electron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương chiều nói
b) Tính vận tốc electron đến điểm P Biết M, electron khơng có vận tốc ban đầu Khối lượng electron 9,1.10-31 kg
27 Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lững điện trường hai kim loại phẵng Các đường sức điện có phương thẳng đứng chiều hướng từ lên Hiệu điện hai 120 V Khoảng cách hai cm Xác định điện tích hạt bụi Lấy g = 10 m/s2
28 Một tụ điện phẵng khơng khí có điện dung 20 pF Tích điện cho tụ điện đến hiệu điện 250 V a) Tính điện tích lượng điện trường tụ điện
b) Sau tháo bỏ nguồn điện tăng khoảng cách hai tụ điện lên gấp đơi Tính hiệu điện hai
29 Cho tụ mắc hình vẽ Trong đó: C1 = C2 = C3 = F; C4 = F; C5 = F; q4 = 12.10-6 C
a) Tính điện dung tương đương tụ
b) Tính điện tích, hiệu điện tụ hiệu điện hai đầu đoạn mạch
đó C1 = C2 = F; C3 = F; C4 30 Cho tụ mắc hình vẽ Trong
= 6F; C5 = C6 = F U3 = V Tính: a) Điện dung tụ
b) Hiệu điện điện tích tụ HƯỚNG DẪN GIẢI
1 a) Số electron thừa cầu A: N1 = 19
7
10 ,
10 ,
= 2.1012 electron
Số electron thiếu cầu B: N2 = 19
7
10 ,
10 ,
= 1,5.1012 electron Lực tương tác điện chúng lực hút có độ lớn:
F = 9.109
2
1 |
| r
q q
(7)b) Khi cho hai cầu tiếp xúc với tách ra, điện tích cầu là: q’1 = q’2 = q’ =
2
1 q
q
= - 0,4.10-7 C; lực tương tác điện chúng lực hút có độ lớn: F’ = 9.109
2 ' ' | | r q q
= 10-3 N
2 Hai điện tích đẩy nên chúng dấu; q1 + q2 < nên chúng điện tích âm Ta có: F = 9.109| 122|
r q q
|q1q2| = 9
2
10
Fr
= 8.10-12; q1 q2 dấu nên |q1q2| = q1q2 = 8.10-12 (1) q1 + q2 = - 6.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình:
x2 + 6.10-6x + 8.10-12 = 6 10 10 x x
Kết
C q C q 6 10 10 C q C q 6 10 10 Vì |q1| > |q2| q1 = - 4.10-6 C; q2 = - 2.10-6 C
3 Hai điện tích hút nên chúng trái dấu; q1 + q2 < |q1| < |q2| nên q1 > 0; q2 < Ta có: F = 9.109| 122|
r q q
|q1q2| = 9
2
10
Fr
= 12.10-12; q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1) q1 + q2 = - 4.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình:
x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = 6 10 10 x x
Kết
C q C q 6 10 10 C q C q 6 10 10 Vì |q1| < |q2| q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C
4 Hai điện tích hút nên chúng trái dấu; q1 + q2 > |q1| < |q2| nên q1 < 0; q2 > Véc tơ lực tương tác điện hai điện tích:
Ta có: F = 9.109| 122|
r q q
|q1q2| = 9
2
10
Fr
= 12.10-12; q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1) q1 + q2 = - 4.10-6 (2)
Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 =
6 10 10 x x
Kết
C q C q 6 10 10 C q C q 6 10 10 Vì |q1| < |q2| q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C
5 Khi đặt khơng khí: |q1| = |q2| = 9
2
10
Fr
= 4.10-12 C Khi đặt dầu: = 9.109
2 | | Fr q q = 2,25
6 Hai cầu hút nên chúng tích điện trái dấu Vì điện tích trái dấu nên:
|q1q2| = - q1q2 = 9
2
10
Fr
= 10 12
16
q1q2 = - 10 12 16 (1) 2
2
q q
= 9
2
10
Fr
= 10 12 48
q1 + q2 = 10
192
(2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình:
(8)8 6 10 58 , 10 96 , x x 6 10 58 , 10 96 , x x Kết quả: C q C q 6 10 58 , 10 96 , C q C q 6 10 96 , 10 58 , C q C q 6 10 58 , 10 96 , C q C q 6 10 96 , 10 58 ,
các lực
F
F có phương chiều 7 Các điện tích q1 q2 tác dụng lên điện tích q3
như hình vẽ, có độ lớn: F1 = F2 = 9.109| 32| AC
q q
= 72.10-3 N Lực tổng hợp q1 q2 tác dụng lên q3 là:
F= F +
F ; có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: F = F1cos + F2 cos = 2F1 cos = 2.F1
AC AH
AC2 136.10-3 N
điện tích q3 lực
F F có 8 Các điện tích q1 q2 tác dụng lên
phương chiều hình vẽ, có độ lớn: F1 = 9.109 32
| |
AC q q
= 3,75 N; F2 = 9.109| 32|
BC q q
= 5,625 N
lên q3 là:
F= F +
F ; có phương Lực tổng hợp q1 q2 tác dụng
chiều hình vẽ, có độ lớn: F = 2
1 F
F 6,76 N
9 a) Trường hợp điện tích q 4q giữ cố định: q 4q dấu nên để cặp lực q 4q tác dụng lên q cặp lực trực đối Q phải nằm đoạn thẳng nối điểm đặt q 4q Gọi x khoảng cách từ q đến Q ta có: 9.109
2
| |
x qQ
= 9.109 2 ) ( | | x r qQ
x = r
Vậy Q phải đặt cách q khoảng cách r
cách 4q khoảng cách 2r
; với q có độ lớn dấu tùy ý b) Trường hợp điện tích q 4q để tự do: ngồi điều kiện khoảng cách câu a cần có thêm điều kiện: cặp lực Q 4q tác dụng lên q phải cặp lực trực đối, đồng thời cặp lực q Q tác dụng lên 4q cặp lực trực đối Để thỏa mãn điều kiện Q phải trái dấu với q và:
9.109 2 | | r Q q
= 9.109| 42 | r
q q
Q = - 4q
10 Khi truyền cho cầu điện tích q tiếp xúc, cầu nhiễm điện tích q
, chúng đẩy
nhau vị trí cân cầu chịu tác dụng lực: trọng lực
P, lực tĩnh điện
Fvà sức
căng sợi dây T, đó:
(9)q2 = 9
2
10
2 tan 4r mg
Vì tan
= l r
r = 2l tan
Nên: |q| = 9
3
10
) ( tan 16mgl
= 4.10-7 C
11 a) Ở vị trí cân cầu chịu tác dụng lực: trọng lực P, lực tĩnh điện
Fvà sức căng
sợi dây T, đó:
tan = P F
=
mg r kq
2
=
2 mgr kq
(1)
Mặt khác, r << l nên nhỏ, đó:
tan sin = l r (2) Từ (1) (2) suy |q| =
lk mgr
3
b) Thay số: |q| = 1,2.10-8 C
cường điện trường E1và
E có 12 Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ
phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = E2 = 9.109 | 12|
AC q
= 225.103 V/m
Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là:
E=
E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos
= 2E1
AC AH
AC2 351.103 V/m
dụng lên q3 là:
F= q3
E Vì q3 > Lực điện trường tổng hợp q1 q3 tác
0, nên
F phương chiều với
E có độ lớn: F = |q3|E = 0,7 N
13 Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường
E
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn:
E1 = E2 = 9.109 | 12| AC
q
= 375.104 V/m
điện tích q1 q2 gây là:
E= Cường độ điện trường tổng hợp C
E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos
= 2E1 AC AH
312,5.104 V/m
dụng lên q3 là:
F= q3
E Lực điện trường tổng hợp q1 q3 tác
Vì q3 < 0, nên
F phương ngược chiều với
(10)10
14 Tam giác ABC vuông C Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1và
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = 9.109 | 12|
AC q
= 25.105 V/m; E2 = 9.109 22
| | BC
q
= 22,5.105 V/m
Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là:
E= E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn:
E = E12E22 33,6.105 V/m Lực điện trường tổng hợp q1 q3 tác dụng lên q3 là:
F = q3
E Vì q3 < 0, nên
F phương ngược chiều với E có độ lớn:
F = |q3|E = 0,17 N
15 Tam giác ABC vuông C Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1và
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = 9.109 12
| | AC
q
= 255.104 V/m;
E2 = 9.109 22 | | BC
q
= 600.104 V/m
Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là:
E= E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn:
E = 22
1 E
E 64.105 V/m
16 a) Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ
E
E có phương chiều cường độ điện trường
hình vẽ; có độ lớn:
E1 = 9.109 | 12| AC
q
= 27.105 V/m; E2 = 9.109| 22| BC
q
= 108.105 V/m Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là:
E= E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn:
E = E2 – E1 = 81.105 V/m b) Gọi '
1 E
'
E cường độ điện trường q1 q2 gây M cường độ điện trường tổng hợp q1 q2 gây M là:
E= ' E + ' E = ' E =
- ' E ' E '
E phải phương, ngược chiều độ lớn Để
thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB gần q2
9.109 | 1|2
AM q
= 9.109 2
) ( | | AB AM q
Với E’1 = E’2
| | | | q q AB AM AM
= AM = 2AB = 30 cm
Vậy M nằm cách A 30 cm cách B 15 cm; ngồi cịn có điểm cách xa điểm đặt điện tích q1 q2 có cường độ điện trường cường độ điện trường điện tích q1 q2 gây xấp xĩ
17 a) Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1và
(11)có độ lớn: E1 = 9.109 12 | | AC
q
= 9.105 V/m; E2 = 9.109 22
| | BC
q
= 36.105 V/m
Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là:
E= E +
E ; có phương chiều hình vẽ;
có độ lớn: E = E2 + E1 = 45.105 V/m b) Gọi '
1 E
'
E cường độ điện trường q1 q2 gây M cường độ điện trường tổng hợp q1 q2 gây M là:
E= ' E + ' E = ' E =
- ' E ' E '
E phải phương, ngược chiều độ lớn Để
thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB
Với E1/ = E/2 9.109 | 1|2
AM q
= 9.109 2
) ( | | AM AB q | | | | q q AM AB AM
=
3
AM = 3AB
= 12 cm
Vậy M nằm cách A 12 cm cách B cm; ngồi cịn có điểm cách xa điểm đặt điện tích q1 q2 có cường độ điện trường cường độ điện trường điện tích q1 q2 gây xấp xĩ
18 Các điện tích đặt đỉnh hình vuông gây giao điểm O cường độ điện trường EA ,
B E , hai đường chéo hình vng véc tơ
C
E ,
D
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EA = EB = EC = ED = 2
2 a kq Cường độ điện tường tổng hợp O là:
E= A E + B E + C E + D E =
0 ;
A E + C E =
0
B E + D E =
19 Các điện tích đặt đỉnh hình vng gây giao điểm O độ điện trường EA,
B E , C E , D E ; hai đường chéo hình vng véc tơ cường
có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EA = EB = EC = ED = 2
2 a kq Cường độ điện tường tổng hợp O là:
E= A E + B E + C E + D E
Có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = 4EAcos450 = 2
a kq
20 Các điện tích đặt đỉnh A, B, C hình vng gây đỉnh D điện trường EA ,
B E ,
C
E ; có hình vng véc tơ cường độ
phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EA = EC = 2
a kq
; EB = 2 a
kq Cường độ điện trường tổng hợp D là:
E= A E + B E + C E ;
(12)12
E = 2EBcos450 + EA = (2 1)
2
kq
21 Các điện tích đặt đỉnh A, B, C hình vng gây đỉnh D điện trường EA ,
B E ,
C
E ; có hình vng véc tơ cường độ
phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EB = EC = 2
a kq
; EA = 2 a kq là: E= A E + B E + C
E ; có phương Cường độ điện trường tổng hợp D
chiều hình vẽ; có độ lớn:
E = 2EBcos450 + EA = (2 1)
2
kq
tơ cường độ điện trường E1và
22 Các điện tích q1 q2 gây M véc
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = E2 =
) (a2 x2
kq
Cường độ điện trường tổng hợp M điện tích q1 q2 gây là:
E= E +
E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: 2E1
2
x a
x
= 2
3 2 x a kqx E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos =
véc tơ cường độ điện trường E1và
23 Các điện tích q1 q2 gây M
E có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = E2 =
) (a2 x2
kq
điện tích q1 q2 gây là:
E= Cường độ điện trường tổng hợp M
E + E ;
có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E1cos + E2 cos = 2E1cos = 2E1
2
x a
a
= 2
3 2 x a kqa
24 a) UAC = E.AC.cos900 = UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V E = cos BC UBC
= 8.103 V/m b) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J
ABC = qUBC = 4.10-7 J AAC = qUAC =
A véc tơ cường độ điện trường /
E c) Điện tích q đặt C gây
có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E/ = 9.109
2
| | CA
q
= 9.109 2 ) sin ( | | BC q
= 5,4.103 V/m
Cường độ điện trường tổng hợp A là:
A E =
E +
/
E ; có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EA =
2
'
E
(13)25 Ta có: Wđ = WđB - WđA = -
mv2 = A = q(VA – VB)
VB = VA + q mv
2
2
= 503,26 V
26 a) AMN = q.E.MN E = MN q
AMN
= - 10
4 V/m; dấu “-“ cho biết E ngược chiều chuyển động electron (được chọn làm chiều dương); ANP = q.E.NP = 6,4.10-18 J
b) Ta có: Wđ = WđP – WđM =
mv2
P = AMP = AMN + ANP vp =
m A AMN NP) (
2
= 5,93.106 m/s
27 Hạt bụi nằm cân nên lực điện trường cân với trọng lực Lực điện trường phải có phương thẳng đứng hướng lên, hạt bụi phải mang điện tích dương (lực điện F phương, chiều
với E) Ta có: qE = q d U
= mg q = U mgd
= 8,3.10-11 C 28 a) q = CU = 5.10-9 C; W =
2
CU2 = 625.10-9 J b) C =
kd S
4 ; C’ = k d S 4 = C
= 10 pF; q’ = q; U’ = ' ' C q
= 500 V 29 Phân tích đoạn mạch: ((C1 nt C2 nt C3) // C4) nt C5
a) C123 =
1 3 2 C C C C C C C C C
= F; C1234 = C123 + C4 = F;
C = 1234 1234 C C C C
= F
b) U4 = U123 = U1234 =
4
C q
= V;
q1234 = q5 = Q = C1234U1234 = 24.10-6 C; U5 =
5 C
q
= V; q123 = q1 = q2 = q3 = C123.U123 = 12.10-6 C;
U1 =
1
C q
= V = U2 = U3; UAB = C Q
= 12 V
30 Phân tích đoạn mạch: (((C2 nt C3 nt C4) // C5) nt C1) // C6 a) C234 =
2 4 3 C C C C C C C C C
= F; C2345 = C234 + C5 = F; C12345 =
2345 2345 C C C C
= 1,5 F; C = C12345 + C6 = 6,5 F; b) q3 = q2 = q4 = q234 = C3U3 = 6.10-6 C;
U234 = U5 = U2345 =
234 234
C q
= V; q5 = C5U5 = 30.10-6 C;
q2345 = q1 = q12345 = C2345U2345 = 36.10-6 C; U1 =
1
C q
= 18 V;
U12345 = U6 = UAB =
12345 12345 C
q
(14)14
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
1 Cọ xát êbônit vào miếng dạ, êbơnit tích điện âm A Electron chuyển từ bônit sang
B. Electron chuyển từ sang bônit C Prôtôn chuyển từ sang bônit D Prôtôn chuyển từ bônit sang
2 Hai hạt bụi khơng khí, hạt chứa 5.108 electron cách cm Lực đẩy tĩnh điện hai hạt
A 1,44.10-5 N B 1,44.10-6 N C. 1,44.10-7 N D 1,44.10-9 N
3 Nếu tăng khoảng cách hai điện tích điểm lên lần lực tương tác tĩnh điện chúng A Tăng lần B Tăng lần C. Giảm lần D Giảm lần
4 Một bônit cọ xát với (cả hai cô lập với vật khác) thu điện tích -3.10-8 C Tấm có điện tích
A -3.10-8 C B -1,5.10-8 C C. 3.10-8 C D
5 Lực hút tĩnh điện hai điện tích 2.10-6 N Khi đưa chúng xa thêm cm lực hút 5.10-7 N Khoảng cách ban đầu chúng
A cm B. cm C cm D cm
6 Cách biểu diễn lực tương tác hai điện tích đứng yên sau sai?
A B C D
7 Hai điện tích điểm đứng n khơng khí cách khoảng r tác dụng lên lực có độ lớn F Khi đưa chúng vào dầu hoả có số điện mơi = giảm khoảng cách chúng
3 r
độ lớn lực tương tác chúng
A 18F B 1,5F C 6F D. 4,5F
8 Hai điện tích q1 = q, q2 = -3q đặt cách khoảng r Nếu điện tích q1 tác dụng lên điện tích q2 có độ lớn F lực tác dụng điện tích q2 lên q1 có độ lớn
A. F B 3F C 1,5F D 6F
9 Lực tương tác tĩnh điện hai điện tích điểm đứng yên đặt cách khoảng cm F Nếu để chúng cách cm lực tương tác chúng
(15)10 Hai cầu nhỏ có kích thước giống tích điện tích q1 = 8.10-6 C q2 = -2.10-6 C Cho hai cầu tiếp xúc với đặt chúng cách khơng khí cách 10 cm lực tương tác chúng có độ lớn
A 4,5 N B. 8,1 N C 0.0045 N D 81.10-5 N 11 Câu phát biểu sau đúng?
A Electron hạt sơ cấp mang điện tích 1,6.10-19 C B Độ lớn điện tích nguyên tố 1,6.1019 C
C. Điện tích hạt nhân số nguyên lần điện tích nguyên tố D Tất hạt sơ cấp mang điện tích
12 Đưa kim loại trung hoà điện đặt giá cách điện lại gần cầu tích điện dương Sau đưa kim loại thật xa cầu kim loại
A có hai tích điện trái dấu B tích điện dương
C tích điện âm
D. trung hồ điện
13 Thế electron điểm M điện trường điện tích điểm -3,2.10-19 J Điện điểm M
A 3,2 V B -3,2 V C. V D -2 V
14 Hai điện tích dương q1 = q q2 = 4q đạt hai điểm A, B khơng khí cách 12 cm Gọi M điểm đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 Điểm M cách q1 khoảng
A cm B cm C. cm D cm
15 Cường độ điện trường điện tích +Q gây điểm A cách khoảng r có độ lớn E Nếu thay điện tích -2Q giảm khoảng cách đến A cịn cường độ điện trường A có độ lớn
A. 8E B 4E C 0,25E D E
16 Tại điểm A điện trường, véc tơ cường độ điện trường có hướng thẳng đứng từ xuống, có độ lớn V/m có đặt điện tích q = - 4.10-6 C Lực tác dụng lên điện tích q có
A độ lớn 2.10-5 N, hướng thẳng đứng từ xuống
B. độ lớn 2.10-5 N, hướng thẳng đứng từ lên C độ lớn N, hướng thẳng đứng từ xuống D độ lớn 4.10-6 N, hướng thẳng đứng từ lên
17 Một điện tích điểm Q = - 2.10-7 C, đặt điểm A môi trường có số điện mơi = Véc tơ cường độ điện trường E điện tích Q gây điểm B với AB = cm có
A phương AB, chiều từ A đến B, độ lớn 2,5.105 V/m B phương AB, chiều từ B đến A, độ lớn 1,5.104 V/m
C. phương AB, chiều từ B đến A, độ lớn 2,5.105 V/m D phương AB, chiều từ A đến B, độ lớn 2,5.104 V/m
18 Cường độ điện trường tạo điện tích điểm cách cm 105 V/m Tại vị trí cách điện tích cường độ điện trường 4.105 V/m?
A cm B. cm C cm D cm
19 Hai điện tích q1 < q2 > với |q2| > |q1| đặt hai điểm A B hình vẽ (I trung điểm AB) Điểm M có độ điện trường tổng hợp hai điện tích gây nằm
A AI B IB C By D. Ax
20 Đặt điện tích có độ lớn q đỉnh hình vng ABCD cạnh a với điện tích dương A C, điện tích âm B D Cường độ điện trường giao điểm hai đường chéo hình vng có độ lớn
A E = 2
2
a kq
B E =
a kq
C E =
a kq
D E =
21 Đặt hai điện tích hai điểm A B Để cường độ điện trường hai điện tích gây trung điểm I AB hai điện tích
A dương B âm
(16)16
22 Tại đỉnh hình vng cạnh a đặt điện tích dương độ lớn Cường độ điện trường điện tích gây đỉnh thứ tư có độ lớn
A E = )
2 (
2
a q k
B. E = 2)
1 (
2
a q k
C E =
2
a q k
D E =
(17)
23 Câu phát biểu sau chưa đúng?
A Qua điểm điện trường vẽ đường sức B Các đường sức điện trường không cắt
C. Đường sức điện trường đường thẳng D Đường sức điện trường tĩnh không khép kín
24 Quả cầu nhỏ khối lượng m = 25 g, mang điện tích q = 2,5.10-9 C treo sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể đặt vào điện trường với cường độ điện trường E có phương nằm ngang có độ lớn E = 106 V/m Góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng
A 300 B. 450 C 600 D 750
25 Công lực điện trường điện tích di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường A = |q|Ed Trong d
A chiều dài MN
B chiều dài đường điện tích C đường kính cầu tích điện
D. hình chiếu đường lên phương đường sức
26 Một điện tích điểm di chuyển dọc theo đường sức điện trường có cường độ điện trường E = 1000 V/m, khoảng d = cm Lực điện trường thực công A = 15.10-5 J Độ lớn điện tích
A 5.10-6 C B 15.10-6 C C. 3.10-6 C D 10-5 C
27 Một điện tích q = 4.10-6 C dịch chuyển điện trường có cường độ điện trường E = 500 V/m quãng đường thẳng s = cm, tạo với hướng véc tơ cường độ điện trường góc = 600 Cơng lực điện trường thực trình di chuyển hiệu điện hai đầu quãng đường
A. A = 5.10-5 J U = 12,5 V. B A = 5.10-5 J U = 25 V C A = 10-4 J U = 25 V D A = 10-4 J U = 12,5 V
28 Một electron chuyển động với vận tốc v1 = 3.107 m/s bay từ điểm điện trường có điện V1 = 6000 V chạy dọc theo đường sức điện trường đến điểm vận tốc electron giảm xuống không Điện V2 điện trường điểm
A. 3441 V B 3260 V C 3004 V D 2820 V
29 Hai điện tích q1 = 2.10-6 C q2 = - 8.10-6 C đặt hai điểm A B với AB = 10 cm Xác định điểm M đường AB mà
E =
E A M nằm AB với AM = 2,5 cm
B M nằm AB với AM = cm
C M nằm AB với AM = 2,5 cm D M nằm AB với AM = cm
30 Khi điện tích q = C di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường lực điện sinh công -6 J, hiệu điện UMN
A 12 V B -12 V C. V D -3 V
31 Lực tương tác hai điện tích q1 = q2 = -3.10-9 C đặt cách 10 cm khơng khí A 8,1.10-10 N B 8,1.10-6 N C 2,7.10-10 N D 2,7.10-6 N
32 Hai kim loại phẵng đặt song song, cách cm, nhiễm điện trái dấu Một điện tích q = 5.10-9 C di chuyển từ đến lực điện trường thực công A = 5.10-8 J Cường độ điện trường hai kim loại
A 300 V/m B 500 V/m C 200 V/m D 400 V/m
33 Hai điện tích điểm đặt chân khơng cách khoảng cm đẩy lực 9.10-5 N Để lực đẩy chúng 1,6.10-4 N khoảng cách chúng
A cm B cm C cm D cm
34 Nếu truyền cho cầu trung hồ điện 5.105 electron cầu mang điện tích A 8.10-14 C B -8.10-14 C C -1,6.10-24 C D 1,6.10-24 C
35 Hai điện tích đẩy lực F đặt cách cm Khi đưa chúng cách cm lực tương tác chúng
A 0,5F B 2F C 4F D 16F
(18)18
A điện tích độ lớn
B điện tích đỉnh kề khác dấu
C điện tích đỉnh đối diện dấu độ lớn
D điện tích dấu
37 Hai cầu nhỏ giống nhau, có điện tích q1 q2 khác khoảng cách R đẩy với lực F0 Sau chúng tiếp xúc, đặt lại khoảng cách R chúng
A hút với F < F0 B hút với F > F0
C đẩy với F < F0 D đẩy với F > F0
38 Chọn câu sai Công lực điện trường làm dịch chuyển điện tích
A phụ thuộc vào hình dạng đường
B phụ thuộc vào điện trường
C phụ thuộc vào điện tích dịch chuyển
D phụ thuộc vào hiệu điện hai đầu đường
39 Hai cầu kim loại giống treo vào điểm O hai sợi dây cách điện, chiều dài, khơng co dãn, có khối lượng khơng đáng kể Gọi P = mg trọng lượng cầu, F lực tương tác tĩnh điện hai cầu truyền điện tích cho cầu Khi hai dây treo hợp với góc với
A tan = P F
B sin =
P F
C tan
= P F
D sin
= F P
40 Thả cho electron khơng có vận tốc ban đầu điện trường Electron A chuyển động dọc theo đường sức điện trường
B chuyển động từ nơi có điện cao sang nơi có điện thấp
C chuyển độngtừ nơi có điện thấp sang nơi có điện cao D đứng yên
41 Thả cho ion dương khơng có vận tốc ban đầu điện trường Ion dương A chuyển động dọc theo đường sức điện trường
B chuyển độngtừ nơi có điện cao sang nơi có điện thấp C chuyển động từ nơi có điện thấp sang nơi có điện cao D đứng yên
42 Hai cầu có kích thước khối lượng, tích điện lượng q1 = 4.10-11 C, q2 = 10-11 C đặt khơng khí, cách khoảng lớn bán kính chúng nhiều Nếu lực hấp dẫn chúng có độ lớn lực đẩy tĩnh điện khối lượng cầu
A. 0,23 kg B 0,46 kg C 2,3 kg D 4,6 kg
43 Hai viên bi sắt kích thước nhỏ, mang điện tích q1 q2, đặt cách khoảng r Sau viên bi phóng điện cho điện tích viên bi cịn điện tích lúc đầu, đồng thời đưa chúng đến cách khoảng 0,25r lực tương tác chúng tăng lên
A lần B lần C lần D lần
44 Một cầu tích điện +6,4.10-7 C Trên cầu thừa hay thiếu electron so với số prơtơn để cầu trung hồ điện?
A Thừa 4.1012 electron B Thiếu 4.1012 electron C Thừa 25.1012 electron D Thiếu 25.1013 electron
45 Tại A có điện tích điểm q1, B có điện tích điểm q2 Người ta tìm điểm M điện trường khơng M nằm đoạn thẳng nối A, B gần A B Có thể nói dấu độ lớn điện tích q1, q2?
A q1, q2 dấu; |q1| > |q2| B q1, q2 khác dấu; |q1| > |q2|
C q1, q2 dấu; |q1| < |q2| D q1, q2 khác dấu; |q1| < |q2|
46 Tại A có điện tích điểm q1, B có điện tích điểm q2 Người ta tìm điểm M điện trường khơng M nằm đoạn thẳng nối A, B gần B A Có thể nói dấu độ lớn q1, q2?
A q1, q2 dấu; |q1| > |q2| B q1, q2 khác dấu; |q1| > |q2| C q1, q2 dấu; |q1| < |q2| D q1, q2 khác dấu; |q1| < |q2|
(19)A Ba điện tích dấu nằm ba đỉnh tam giác B Ba điện tích dấu nằm đường thẳng
C Ba điện tích khơng dấu nằm đỉnh tam giác
D Ba điện tích khơng dấu nằm đường thẳng
48 Một electron chuyển động với vận tốc ban đầu 106 m/s dọc theo đường sức điện trường quãng đường cm dừng lại Cường độ điện trường điện trường có độ lớn
A 284 V/m B 482 V/m C 428 V/m D 824 V/m
49 Công lực điện tác dụng lên điện tích điểm q q di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường, khơng phụ thuộc vào
A vị trí điểm M, N B hình dạng dường từ M đến N C độ lớn điện tích q D cường độ điện trường M N
50 Khi điện tích di chuyển điện trường từ điểm A đến điểm B lực điện sinh cơng 2,5 J Nếu q A J q B
A - 2,5 J B 2,5 J C -7,5 J D 7,5J
51 Một electron bay từ điểm M đến điểm N điện trường, hai điểm có hiệu điện UMN = 100 V Công mà lực điện trường sinh
A 1,6.10-19 J B -1,6.10-19 J C 1,6.10-17 J D -1,6.10-17 J
52 Một electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường có cường độ điện trường E = 100 V/m với vận tốc ban đầu 300 km/s theo hướng véc tơ
E Hỏi electron chuyển động quãng
đường dài vận tốc giảm đến khơng?
A 1,13 mm B 2,26 mm C 5,12 mm D khơng giảm
53 Khi điện tích q = -2.10-6 C di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường lực điện sinh cơng -18.10-6 J Hiệu điện M N
A 36 V B -36 V C V D -9 V
54 Một electron thả không vận tốc ban đầu sát âm điện trường hai kim loại phẵng tích điện trái dấu Cường độ điện trường hai 100 V/m Khoảng cách hai cm Tính động electron đến đập vào dương
A 1,6.10-17 J B 1,6.10-18 J C 1,6.10-19 J D 1,6.10-20 J
55 Một điện tích chuyển động điện trường theo đường cong kín Gọi cơng lực điện chuyển động A
A A > q > B A > q < C A > q < D A =
56 Một tụ điện phẵng tích điện đến hiệu điện U1 = 300 V Sau ngắt khỏi nguồn điện người ta giảm khoảng cách tụ xuống Lúc hiệu điện hai
A 300 V B 600 V C. 150 V D V
57 Sau ngắt tụ điện phẵng khỏi nguồn điện, ta tịnh tiến hai để khoảng cách chúng tăng lên hai lần Khi lượng điện trường tụ
A không đổi B Giảm lần C tăng lần D tăng lần
58 Một tụ điện phẵng khơng khí tích điện đưa vào hai thuỷ tinh có số điện mơi =
A Hiệu điện hai không đổi B Điện tích tụ tăng gấp lần
C. Điện tích tụ điện khơng đổi D Điện tích tụ giảm lần
59 Một tụ điện phẵng khơng khí có điện dung C = 2.10-3 F tích điện đến hiệu điện U = 500 V Ngắt tụ khỏi nguồn nhúng vào chất lỏng hiệu điện tụ U’ = 250 V Hằng số điện môi chất lỏng điện dung tụ lúc
A = C’ = 8.10-3 F B = C’ = 10-3 F C = C’ = 2.10-3 F D = C’ = 4.10-3 F.
60 Bốn tụ điện nhau, tụ có điện dung C ghép nối tiếp với Điện dung tụ điện
A 4C B 2C C 0,5C D 0,25C
61 Bốn tụ điện nhau, tụ có điện dung C ghép song song với Điện dung tụ điện
(20)20
62 Chọn câu sai
A. Khi nối hai tụ vào hai cực nguồn điện không đổi hai tụ điện tích B Nếu tụ điện tích điện điện tích hai tụ trái dấu độ lớn C Hai tụ phải đặt cách điện với
D Các tụ điện phẳng phải vật dẫn phẵng đặt song song cách điện với với
63 Ba tụ điện C1 = F, C2 = F, C3 = F Cách ghép sau cho điện dung tụ 2,1 F? A Ba tụ ghép nối tiếp B. (C1 song song C3) nối tiếp C2
C (C2 song song C3) nối tiếp C1 D Ba tụ ghép song song
64 Một tụ gồm tụ giống ghép song song với nối vào nguồn điện khơng đổi có hiệu điện 20 V Điện dung tụ 1,5 F Điện tích tụ có độ lớn
A. 10-5 C. B 9.10-5 C C 3.10-5 C D 0,5.10-7 C
65 Một tụ điện có điện dung 0,2 F nạp điện đến hiệu điện 100V Điện tích lượng tụ điện
A q = 2.10-5 C ; W = 10-3 J B q = 2.105 C ; W = 103 J C q = 2.10-5 C ; W = 2.10-4 J D q = 2.106 C ; W = 2.104 J
66 Một tụ điện phẵng mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50 V Ngắt tụ điện khỏi nguồn kéo cho khoảng cách hai tụ tăng lên gấp lần Hiệu điện tụ điện
A 50V B 100V C 200V D 400V
67 Một tụ điện có điện dung 24 nF tích điện đến hiệu điện 450 V có electron di chuyển đến tích điện âm tụ?
A 6,75.1012 B 13,3.1012 C 6,75.1013 D 13,3.1013
68 Trên vỏ tụ điện có ghi 20 F - 200 V Nối hai tụ điện với hiệu điện 120 V Điện tích tụ điện
A 12.10-4 C B 24.10-4 C C 2.10-3 C D 4.10-3 C 69 Hai tụ điện chứa điện tích
A chúng phải có điện dung B chúng phải có hiệu điện
C tụ điện có điện dung lớn có hiệu điện lớn
D tụ điện có điện dung nhỏ có hiệu điện lớn
70 Tụ điện phẵng, khơng khí có điện dung nF Cường độ điện trường lớn mà tụ chịu 3.105 V/m, khoảng cách hai tụ mm Điện tích lớn tích cho tụ
A 2.10-6 C B 2,5.10-6 C C 3.10-6 C D 4.10-6 C 71 Một điện tích q = 3,2.10-19 C chạy từ điểm M có điện V
M = 10 V đến điểm N có điện VN = V Khoảng cách từ M đến N cm Công lực điện trường
A 6,4.10-21 J B 32.10-19 J C 16.10-19 J D 32.10-21 J
72 Một tụ điện phẵng có điện dung 200 pF tích điện hiệu điện 40 V Khoảng cách hai 0,2 mm Điện tích tụ điện cường độ điện trường bên tụ điện
A q = 5.10-11 C E = 106 V/m
B q = 8.10-9 C E = 2.105 V/m C q = 5.10-11 C E = 2.105 V/m D q = 8.10-11 C E = 106 V/m ĐÁP ÁN
(21)II DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI A TĨM TẮT LÝ THUYẾT
1 Dòng điện
+ Dịng điện dịng điện tích dịch chuyển có hướng
+ Chiều qui ước dòng điện chiều dịch chuyển điện tích dương tức ngược chiều dịch chuyển electron
+ Các tác dụng dịng điện: dịng điện có tác dụng nhiệt, tác dụng hoá học, tác dụng từ, tác dụng tác dụng sinh lí, tác dụng từ tác dụng đặc trưng dòng điện
+ Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu dòng điện xác định thương số điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t khoảng thời gian đó: I =
t q
Dịng điện có chiều cường độ không thay đổi theo thời gian gọi dịng điện khơng đổi Với dịng điện khơng đổi ta có: I =
t q
+ Điều kiện để có dịng điện mơi trường mơi trường phải có điện tích tự phải có điện trường để đẩy điện tích tự chuyển động có hướng Trong vật dẫn điện có điện tích tự nên điều kiện để có dịng điện phải có hiệu điện đặt vào hai đầu vật dẫn điện
2 Nguồn điện
+ Nguồn điện thiết bị để tạo trì hiệu điện nhằm trì dịng điện mạch + Nguồn điện có hai cực: cực dương (+) cực âm (-)
+ Các lực lạ (khác chất với lực điện) bên nguồn điện có tác dụng làm cho hai cực nguồn điện tích điện khác trì hiệu điện hai cực
+ Suất điện động nguồn điện đặc trưng cho khả thực công nguồn điện đo công lực lạ làm dịch chuyển đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên nguồn điện: E =
q A
Để đo suất điện động nguồn ta dùng vôn kế mắc vào hai cực nguồn điện mạch để hở + Điện trở r nguồn điện gọi điện trở
3 Điện Công suất điện
+ Lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ có dịng điện chạy qua để chuyển hóa thành dạng lượng khác đo công lực điện thực dịch chuyển có hướng điện tích + Cơng suất điện đoạn mạch cơng suất tiêu thụ điện đoạn mạch có trị số điện mà đoạn mạch tiêu thụ đơn vị thời gian, tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch
P = t A
= UI
+ Nhiệt lượng tỏa vật dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với điện trở vật dẫn, với bình phương cường độ dịng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó: Q = RI2t
+ Cơng suất tỏa nhiệt P vật dẫn có dịng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt vật dẫn xác định nhiệt lượng tỏa vật dẫn đơn vị thời gian: P =
t Q
= RI2 + Công nguồn điện điện tiêu thụ toàn mạch
Ang = EIt
+ Công suất nguồn điện công suất tiêu thụ điện toàn mạch: Png = EI
+ Để đo cơng suất điện người ta dùng ốt-kế Để đo cơng dịng điện, tức điện tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện hay công tơ điện
(22)22
+ Cường độ dịng điện chạy mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện tỉ lệ nghịch với điện trở tồn phần mạch đó: I =
r
N
R
E
+ Tích cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch điện trở gọi độ giảm đoạn mạch Suất điện động nguồn điện có giá trị tổng độ giảm điện mạch mạch trong: E = IRN + Ir
+ Hiện tượng đoản mạch xảy nối hai cực nguồn điện dây dẫn có điện trở nhỏ Khi đoản mạch, dòng điện qua mạch có cường độ lớn có hại
+ Định luật Ơm tồn mạch hồn tồn phù hợp với định luật bảo tồn chuyển hóa lượng + Hiệu suất nguồn điện: H =
E
N U
= r R
R
B CÁC CÔNG THỨC
+ Điện trở dây kim loại hình trụ đồng chất: R = S l
+ Định luật Ơm cho đoạn mạch có R:
I = R U
hay UAB = VA – VB = IR + Các điện trở ghép nối tiếp:
I = I1 = I2 = = In; U = U1 + U2 + + Un; R = R1 + R2 + + Rn + Các điện trở ghép song song:
I = I1 + I2 + + In; U = U1 = U2 = = Un;
n R R
R R
1 1
2
+ Công cơng suất dịng điện: A = UIt; P = UI + Định luật Jun – Len-xơ: Q = t
R U2
= RI2t + Suất điện động nguồn điện: E =
It A q A
+ Công công suất nguồn điện: A = EIt; P = EI + Công suất dụng cụ tiêu thụ điện tỏa nhiệt:
P = UI = RI2 = R U2
+ Định luật Ơm cho tồn mạch: I =
r
N
R
E
+ Hiệu điện mạch ngoài: UN = IR = E – Ir + Hiệu suất mạch điện: H =
E
N U
= r R
R
+ Định luật Ôm cho loại đoạn mạch: UAB = I.RAB ei
Với qui ước: trước UAB đặt dấu “+” dòng điện chạy từ A đến B; dấu “-” dòng điện chạy từ B đến A; trước ei đặt dấu “+” dòng điện chạy qua từ cực dương sang cực âm; trước ei đặt dấu “–” dịng điện qua từ cực âm sang cực dương
+ Các nguồn ghép nối tiếp: eb = e1 + e2 + + en ; rb = r1 + r2 + + rn + Các nguồn giống ghép nối tiếp: eb = ne; rb = nr
+ Các nguồn điện giống ghép song song: eb = e; rb = m
r + Các nguồn giống ghép hỗn hợp đối xứng: eb = ne; rb =
m nr
Với m số nhánh, n số nguồn nhánh
(23)1 Cường độ dịng điện khơng đổi chạy qua dây tóc bóng đèn 0,64 A
a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc thời gian phút b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc khoảng thời gian nói 2 Một acquy có suất điện động V, sản công 360 J acquy phát điện
a) Tính lượng điện tích dịch chuyển acquy
b) Thời gian dịch chuyển lượng điện tích phút Tính cường độ dịng điện chạy qua acquy
3 Một acquy cung cấp dịng điện A liên tục phải nạp lại
a) Tính cường độ dịng điện mà acquy cung cấp liên tục 40 phải nạp lại
b) Tính suất điện động acquy thời gian hoạt động sản sinh cơng 172,8 kJ
Trong R1 = R2 = ; R3 = 4 Cho mạch điện hình vẽ
;
R4 = ; R5 = 10 ; UAB = 24 V Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện qua điện trở
Trong R1 = 2,4 ; R3 = ; R2 5 Cho mạch điện hình vẽ
= 14 ; R4 = R5 = ; I3 = A Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB hiệu điện hai đầu điện trở
Trong R1 = R3 = R5 = ; R2 6 Cho mạch điện hình vẽ
= ; R4 = ; U5 = V Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện chạy qua điện trở
đó R1 = ; R3 = 10 ; R2 = R4 = 7 Cho mạch điện hình vẽ Trong
R5 = 20 ; I3 = A
Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB, hiệu điện cường độ dòng điện điện trở
8 Cho mạch điện hình vẽ
Nếu đặt vào AB hiệu điện 100 V người ta lấy hai đầu CD hiệu điện UCD = 40 V ampe kế 1A
Nếu đặt vào CD hiệu điện 60 V người ta lấy hai đầu AB hiệu điện UAB = 15 V Coi điện trở ampe kế khơng đáng kể Tính giá trị điện trở
9 Cho mạch điện hình vẽ Biết R3 = R4
Nếu nối hai đầu AB vào hiệu điện 120 V cường độ dịng điện qua R2 A UCD = 30 V
Nếu nối đầu CD vào hiệu điện 120 V UAB = 20 V Tính giá trị điện trở
10 Một nguồn điện mắc với biến trở Khi điện trở biến trở 1,65 hiệu điện hai cực nguồn 3,3 V, điện trở biến trở 3,5 hiệu điện hai cực nguồn 3,5 V Tính suất điện động điện trở nguồn
11 Một nguồn điện có suất điện động 12 V điện trở Nối điện trở R vào hai cực nguồn điện thành mạch kín cơng suất tiêu thụ điện trở R 16 W Tính giá trị điện trở R hiệu suất nguồn
đó E = 48 V; r = 0; R1 = ; R2 12 Cho mạch điện hình vẽ Trong
= ; R3 = ; R4 = 16 Điện trở dây nối khơng đáng kể Tính hiệu điện hai điểm M N Muốn đo UMN phải mắc cực dương vôn kế với điểm nào?
đó E = V; r = 0,1 ; Rđ = 11 13 Cho mạch điện hình vẽ Trong
(24)24
đèn, biết đèn sáng bình thường
e = V; r = 0,5 ; R1 = R2 = ; 14 Cho mạch điện hình vẽ Trong
R3 = R5 = ; R4 = Điện trở ampe kế dây nối khơng đáng kể Tìm cường độ dịng điện qua điện trở, số ampe kế hiệu điện hai cực nguồn điện
E = V; r = 0,5 ; R1 = ; R2 = 15 Cho mạch điện hình vẽ Trong
R3 = ; R4 = Tính:
a) Cường độ dịng điện mạch b) Hiệu điện hai đầu R4, R3 c) Công suất hiệu suất nguồn điện
16 Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có suất điện động e = 6,6 V, điện trở r = 0,12 ; bóng đèn Đ1 loại V - W; bóng đèn Đ2 loại 2,5 V - 1,25 W
a) Điều chỉnh R1 R2 bóng đèn Đ1 Đ2 sáng bình thường Tính giá trị R1 R2
biến trở R2 đến giá trị R2 = b) Giữ nguyên giá trị R1, điều chỉnh
Khi độ sáng bóng đèn thay đổi so với trường hợp a? 17 Một nguồn điện có suất điện động V, điện trở , mắc với mạch biến trở R để tạo thành mạch kín
a) Tính R để cơng suất tiêu thụ mạch ngồi W
b) Với giá trị R cơng suất tiêu thụ mạch ngồi đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại 18 Hai nguồn có suất điện động e1 = e2 = e, điện trở r1 r2 có giá trị khác Biết công suất điện lớn mà nguồn cung cấp cho mạch ngồi P1 = 20 W P2 = 30 W Tính cơng suất điện lớn mà hai nguồn cung cấp cho mạch ngồi chúng mắc nối tiếp chúng mắc song song
19 Mắc điện trở R = vào nguồn gồm hai pin có suất điện động điện trở giống Nếu hai pin ghép nối tiếp cường độ dịng điện qua R I1 = 0,75 A Nếu hai pin ghép song song cường độ dòng điện qua R I2 = 0,6 A Tính suất điện động điện trở pin
20 Một nguồn điện có suất điện động e = 18 V, điện trở r = dùng để thắp sáng bóng đèn loại V - W
a) Có thể mắc tối đa bóng đèn để đèn sáng bình thường phải mắc chúng nào? b) Nếu có bóng đèn phải mắc chúng để bóng đèn sáng bình thường Trong cách mắc cách mắc lợi
2 V; r1 = 0,1 ; e2 = 1,5 V; r2 = 0,1 21 Cho mạch điện hình vẽ Trong e1 =
; R = 0,2 Điện trở vôn kế lớn Tính cường độ dịng điện qua e1, e2, R số vôn kế
= 18 V; r1 = ; e2 = 10,8 V; r2 = 22 Cho mạch điện hình vẽ Trong e1
2,4 ; R1 = ; R2 = ; RA = ; C = F Tính cường độ dòng điện qua e1, e2, số ampe kế, hiệu điện điện tích tụ điện C K đóng K mở
e3 = V; e2 = V; r1 = r2 = 0,5 ; 23 Cho mạch điện hình vẽ Biết e1 = V;
r3 = ; R1 = R3 = ; R2 = Tính hiệu điện điểm A, B cường độ dòng điện qua nhánh mạch
55 V; r1 = 0,3 ; e2 = 10 V; r2 = 24 Cho mạch điện hình vẽ Trong e1 =
0,4 ; e3 = 30 V; r3 = 0,1 ; e4 = 15 V; r4 = 0,2 ; R1 = 9,5 ; R2 = 19,6 ; R3 = 4,9 Tính cường độ dịng điện qua nhánh
= V; E2 = V; r1 = r2 = 0,4 ; 25 Cho mạch điện hình vẽ Trong E1
Đèn Đ loại V - W; R1 = 0,2 ; R2 = ; R3 = ; R4 = Tính: a) Cường độ dịng điện chạy mạch
b) Hiệu điện hai điểm A N
(25)= Tính:
a) Cường độ dịng điện chạy qua mạch b) Hiệu điện hai điểm A M
27 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có nguồn giống nhau, trở r = 0,2 mắc nguồn có suất điện động e = V, điện
= 2,2 ; R2 = ; R3 = hình vẽ Đèn Đ có loại V - 12 W; R1
Tính UMN cho biết đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao? HƯỚNG DẪN GIẢI
1 a) q = It = 38,4 C b) N = e q
= 24.1019 electron 2 a) q =
E
A
= 60 C b) I = t q
= 0,2 A 3 a) q = It = 28800 C; I’ =
' t q
= 0,2 A b) E =
q A
= V
4 Phân tích đoạn mạch: R1 nt ((R2 nt R3) // R5) nt R4 R23 = R2 + R3 = 10 ; R235 =
5 23 23 R R R R
= ;
R = R1 + R235 + R4 = 12 ; I = I1 = I235 = I4 = R UAB
= A; U235 = U23 = U5 = I235R235 = 10 V;
I5 =
5
R U
= A; I23 = I2 = I3 =
23 23
R U
= A
5 Phân tích đoạn mạch: R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5) R24 =
4 R R R R
= 4,2 ; R35 =
5 R R R R
= 2,4 ;
R = R1 + R24 + R35 = ; U3 = U3 = U35 = I3R3 = V; I35 = I24 = I1 = I =
35 35 R U = 10 A;
U24 = U2 = U4 = I24R24 = 14 V; U1 = I1R1 = V 6 Phân tích đoạn mạch: (R1 nt (R3 // R4) nt R5) // R2 R34 =
4 R R R R
= ; R1345 = R1 + R34 + R5 = ;
R = 1345 1345 R R R R
= ; I5 = I34 = I1 = I1345 = 5 R U
= A; U34 = U3 = U4 = I34R34 = V;
I3 =
3 R U =
A; I4 =
4 R U =
A; U1345 = U2 = UAB = I1345R1345 = 16 V;
I2 =
2
R U
= A
7 Phân tích đoạn mạch: R4 nt (R2 // (R3 nt R5)) // R1 R35 = R3 + R5 = 30 ; R235 =
35 35 R R R R
= 12 ; R4235 = R4 + R235 = 32 ; R =
4235 4235 R R R R
= 6,4 ; I3 = I5 = I35 = A; U35 = U2 = U235 = I35R35 = 60 V; I2 =
2
R U
(26)26
I235 = I4 = I4235 =
235 235 R U
= A; U4235 = U1 = UAB = I4235R4235 = 160 V;
I1 =
1
U U
= 20 A
8 Trường hợp đặt vào A B hiệu điện 100 V đoạn mạch có (R3 nt R2)// R1, nên I3 = I2 = IA = A; R2 =
2
I
UCD = 40 ;
UAC = UAB – UCD = 60 V; R3 =
3 I
UAC = 60
Trường hợp đặt vào C D hiệu điện 60 V đoạn mạch có (R3 nt R1)// R2 Khi UAC = UCD - UAB = 45 V;
I3 = I1 =
3
R UAC
= 0,75 A; R1 =
1
I
UAB = 20
9 Trường hợp đặt vào A B hiệu điện 120 V đoạn mạch có ((R3 // R2) nt R4) // R1 Ta có: R2 =
2
I
UCD = 15 ; U
AC = UAB – UCD = 90 V Vì R3 = R4 I4 =
3
90
R R UAC
= I2 + I3 = +
3
30
R R3 = 30 = R4
Trường hợp đặt vào C D hiệu điện 120 V đoạn mạch có (R1 nt R4) // R2) // R3 Khi UAC = UCD – UAB = 100 V;
I4 = I1 =
4 R UAC = 10
A; R1 =
1
I UAB
=
10 Ta có: I1 =
1
R U
= = r
1
R
E
3,3 + 2r = E (1);
I2 =
2 R U
= =
r
2
R
E
3,5 + r = E (2) Từ (1) (2) r = 0,2 ; E = 3,7 V
11 Ta có: P = I2R =
2 r R E
R 16 =
4 12 2 R R R
R2 - 5R + = R = R = Khi H =
r R
R
= 67% H = 33%
12 Ta có: R =
4
1 )( )
( R R R R R R R R
= ; I = r R
E
= A;
UAB = IR = 36 V; I1 = I3 = I13 =
3
1 R
R UAB
= 4,5 A;
I2 = I4 = I24 =
4
2 R
R UAB
= 1,5 A;
UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = UAN – UAM = I2R2 – I1R1 = V
Vì UMN > nên VM > VN ta phải mắc cực dương vơn kế vào điểm M 13 I =
r R Rđ
E
= 0,5 A; Uđ = IRđ = 5,5 V; Pđ = I2Rđ = 2,75 W 14 Điện trở ampe kế không đáng kể nên mạch gồm:
R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5) Ta có: R = R1 +
4 R R R R
+
5 R R R R
(27)I = r R
E
= A = I1 = I24 = I35; U24 = U2 = U4 = I24R24 = I24
4 R R R R
= 1,5 V;
I2 =
2
R U
= 0,75 A; I4 =
4
R U
= 0,25 A;
U35 = U3 = U5 = I35R35 = I35
5 R R R R
= V; I3 = 3
3 R U
= 0,5 A;
I5 =
5
R U
= 0,5 A; IA = I2 – I3 = 0,25 A;
15 a) Chập N với A ta thấy mạch ngồi có ((R2 // R3) nt R1) // R4 Do đó: R23 =
3 R R R R
= ; R123 = R1
+ R23 = ; R =
4 123 123 R R R R
= ;
I = r R
E
= 2,4 A
b) U4 = U123 = UAB = IR = 4,8 A; I123 = I1 = I23 =
123 123
R U
= 1,6 A; U23 = U2 = U3 = I23R23 = 3,2 V
c) Công suất nguồn: P = EI = 14,4 W; Hiệu suất nguồn: H =
E
AB U
= 0,8 = 80%
16 Ta có: Rđ1 =
1 đ đ P U
= 12 ; Rđ2 =
2 2 đ đ P U
= ; a) Các đèn Đ1 Đ2 sáng bình thường nên: Uđ1 = Uđ2R2 = Uđ1đ2R2 = V; Iđ1 =
1 đ đ R U
= 0,5 A;
Iđ2 = Iđ2R2 =
2 đ đ R U
= 0,5 A; I = Iđ1 + Iđ2 = A; Rđ2R2 =
2 2 R đ R đ I
U = 12 ; R
2 = Rđ2R2 – Rđ2 = ; Rđ1đ2R2 =
I
Uđ1đ2R2 = ; R =
I
e - r = 6,48 ; R
1 = R - Rđ1đ2R2 = 0,48 b) Khi R2 = : Rđ2R2 = Rđ2 + R2 = ;
Rđ1đ2R2 =
1 2 2 đ R đ đ R đ R R R R
= ;
R = R1 + Rđ1đ2R2 = 4,48 ; I = r R
e
1,435 A;
Uđ1đ2R2 = Uđ1 = Uđ2R2 = IRđ1đ2R2 = 5,74 V < V nên đèn Đ1 sáng yếu hơn; Iđ2R2 = Iđ2 = IR2 =
2 2 R đ R đ R U = 0,96 A > 2 đ đ U P
= 0,5 A nên đèn Đ2 sáng mạnh
17 a) Ta có: P = I2R =
2 r R E
R 4 =
4 2 R R R
(28)28
b) Ta có: P = I2R =
2 r R E R = R r r R E 2
Vì E r khơng đổi nên P = Pmax (R + R r2
) có giá
trị cực tiểu, mà theo bất đẵng thức Côsi (R + R r2
) có giá trị cực tiểu R = R r2
R = r = Khi
Pmax = r
2 E
= 4,5 W
18 Công suất cực đai mà nguồn cung cấp: P1 =
1
4r e
; P2 =
2 4r e 1 e r
P ;
2 e r P
Khi hai nguồn mắc nối tiếp công suất cực đại mà nguồn cung cấp: Pnt =
) ( 4 2 r r e
1 2
2 4 1 P P e r e r
Pnt
Pnt =
2 P P P P
= 48 W
Khi hai nguồn mắc song song, công suất cực đại mà nguồn cung cấp: P// =
2 2 2 4 r e r e r r r r
e
= P1 +
P2 = 50 W
19 Khi mắc nối tiếp ta có: 0,75 = r e
2
2
(1)
Khi mắc song song ta có: 0,6 =
r e r e 2 (2)
Từ (1) (2) ta có r = ; e = 1,5 V
20 Điện trở cường độ dòng điện định mức bóng đèn là: Rđ =
đ đ P U2
= 12 ; Iđ = đ đ U
P
= 0,5 A
a) Gọi N số bóng đèn thắp sáng Khi chúng sáng bình thường cơng suất tiêu thụ mạch là:
P = 3N = UI = (e – rI)I = 24I – 6I26I2 – 8I + N = (1) Để phương trình có nghiệm ’ = 16 – 2N N Vậy số bóng đèn tối đa bóng
Với N = phương trình (1) có nghiệm kép I = A
Nếu bóng đèn mắc thành m dãy, dãy có n bóng ta phải có I = mIđm = đ I
I
= 4; n =
m N
=
Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng
b) Với N = phương trình (1) có nghiệm: I1 = A v I2 = A Với I1 = A, ta có: m =
đ I I1
= 2; n = m N
= Vậy phải mắc thành hai dãy, dãy có bóng Khi điện trở mạch ngồi: R =
2 3Rđ
= 18 Hiệu suất mạch là: H1 =
r R
R
= 0,75
Với I2 = A, ta có: m = đ I I2
= 6; n = m N
(29)Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng đèn Khi điện trở mạch ngoài: R =
6 đ
R = 2
Hiệu suất mạch là: H2 = r R
R
= 0,25
Vậy, cách mắc thành hai dãy, dãy gồm bóng đèn có lợi 21 Giả sử dịng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1r1 – e1 (1)
– UAB = I2r2 – e2 (2) UAB = IR (3) I1 + I2 = I (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
0,1I1 + 0I2 + 0,2I = (1’) 0I1 + 0,1I2 + 0,2I = 1,5 (2’) I1 + I2 – I = (3’)
Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = A; I2 = A; I = A Thay I vào (3), ta có UAB = UV = 1,4 V Vì I1 > 0; I2 > 0; I > nên dòng điện chạy nhánh mạch chiều ta giả sử
22 Khi K mở, mạch hở; số ampe kế IA = 0; e1 nguồn, e2 máy thu nên I1 = I2 =
2
2
r r
e e
= 1,125 V;
UAB = UC = I2R2 + e2 = 13,5 V; q = CUC = 27.10-6 C
Khi K đóng, giả sữ dịng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1r1 – e1 (1)
– UAB = I2r2 – e2 (2) UAB = I(R1 + R2 + RA) (3) I1 + I2 = I (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
4I1 + 0I2 + 6I = 18 (1’) 0I1 + 2,4I2 + 6I = 10,8 (2’) I1 + I2 – I = (3’)
Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,8 A; I2 = 0; I = 1,8 A; IA = 1,8 A; UC = UR2 = IR2 = 5,4 V; q = CUC = 10,8.10-6 C
23 Giả sử dịng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1(r1 + R1) – e1 (1)
– UAB = I2(r2 + R2) – e2 (2) UAB = I3(r3 + R3) – e3 (3) I1 + I2 = I3 (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
4,5I1 + 0I2 + 5I3 = 14 (1’) 0I1 + 5,5I2 + 5I3 = 10 (2’) I1 + I2 – I3 = (3’)
Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,30 A; I2 = 0,33 A; I3 = 1,63 A Thay I3 vào (3), ta có UAB = 2,15 V Vì I1 > 0; I2 > 0; I3 > nên dòng điện chạy nhánh mạch chiều ta giả sử
24 Giả sử dòng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: UAB = I1(r1 + r4 + R1) – e1 + e4 (1)
– UAB = I2(r2 + R2) – e2 (2) UAB = I3(r3 + R3) – e3 (3) I1 + I3 = I2 (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
10I1 + 20I2 + 0I3 = 50 (1’) 0I1 + 20I2 + 5I3 = 40 (2’) I1 – I2 + I3 = (3’)
(30)30
25 Ta có: Eb = E1 + E2 = V; rb = r1 + r2 = 0,8 ; Rđ =
đ đ P
U2 = 12 ; R
24 = R2 + R4 = ; Rđ24 =
24 24
R R
R R
đ đ
= ;
R = R1 + Rđ24 + R3 = 7,2 ; a) I =
b b
r R
E
= A
b) Uđ24 = Uđ = U24 = IRđ24 = V; I24 = I2 = I4 =
24 24
R U
= 0,75 A; UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN
= I(r1 + R1) – E1 + I2R2 = – 3,15 V
UMN < cho biết điện điểm M thấp điện điểm N 26 Ta có: Eb = 4e = V; rb =
2 4r
= 0,8 ; Rđ = đ
đ P U2
= ;
R2đ = R2 + Rđ = 12 ; R2đ4 =
4
4
R R
R R
đ đ
= ;
R = R1+ R2đ4+ R3 = 7,2 ; a) I =
b b
r R
E
= A
b) U2đ4 = U2đ = U4 = IR2đ4 = V; I2đ = I2 = Iđ = đ đ R U
2
2 = 0,25 A;
UAN = VA – VN = VA – VC + VC – VN = UAC + UCN = IR1 + I2R2 = 1,7 V 27 Ta có: Eb = 3e + 2e = 10 V; rb = 3r +
2
2r = 0,8 ;
Rđ = đ
đ P U2
= ; R23 = R2 + R3 = ; Rđ23 =
23 23
R R
R R
đ đ
= ;
R = R1 + Rđ23 = 4,2 ; a) I =
b b
r R
E
= A
b) Uđ23 = Uđ = U23 = IRđ23 = V; I23 = I2 = I3 =
23 23
R U
=
A; UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN
= I(3r + R1) – 3e + I2R2 = 2,3 V
Uđ = V < Uđm = V nên đèn sáng yếu bình thường D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
1 Điều kiện để có dịng điện A cần có vật dẫn B cần có hiệu điện C cần có nguồn điện
D cần trì hiệu điện hai đầu vật dẫn
2 Điện tiêu thụ đo
A vôn kế B ampe kế C tĩnh điện kế D công tơ điện
3 Khi mắc điện trở nối tiếp với thành đoạn mạch Điện trở tương đương đoạn mạch A nhỏ điện trở thành phần nhỏ đoạn mạch
B lớn điện trở thành phần lớn đoạn mạch
C trung bình cộng điện trở đoạn mạch
D tổng điện trở lớn nhỏ đoạn mạch
(31)A nhỏ điện trở thành phần nhỏ đoạn mạch
B lớn điện trở thành phần lớn đoạn mạch C trung bình cộng điện trở đoạn mạch
D tổng điện trở lớn nhỏ đoạn mạch
5 Một nguồn điện suất điện động E điện trở r nối với mạch ngồi có điện trở tương đương R Nếu R = r
A dịng điện mạch có giá trị cực tiểu B dịng điện mạch có giá trị cực đại C cơng suất tiêu thụ mạch ngồi cực tiểu
D cơng suất tiêu thụ mạch ngồi cực đại
6 Điện trở R1 tiêu thụ công suất P mắc vào hiệu điện U không đổi Nếu mắc nối tiếp với R1 điện trở R2 mắc vào hiệu điện U nói cơng suất tiêu thụ R1
A giảm B không thay đổi
C tăng D tăng giảm
7 Một dòng điện 0,8 A chạy qua cuộn dây loa phóng có điện trở Hiệu điện hai đầu cuộn dây
A 0,1 V B 5,1 V C 6,4 V D 10 V
8 Điện trở R1 tiêu thụ công suất P mắc vào hiệu điện U không đổi Nếu mắc song song với R1 điện trở R2 mắc vào hiệu điện U nói cơng suất tiêu thụ R1
A giảm B tăng giảm
C không thay đổi D tăng
9 Việc ghép nối tiếp nguồn điện để
A có nguồn có suất điện động lớn nguồn có sẵn
B có nguồn có suất điện động nhỏ nguồn có sẵn C có nguồn có điện trở nhỏ nguồn có sẵn D có nguồn có điện trở điện trở mạch
10 Hiệu điện hai đầu mạch điện gồm điện trở 10 30 ghép nối tiếp 20 V Cường độ dòng điện qua điện trở 10
A 0,5 A B 0,67 A C A D A 11 Việc ghép song song nguồn điện giống
A có nguồn có suất điện động lớn nguồn có sẵn B có nguồn có suất điện động nhỏ nguồn có sẵn
C có nguồn có điện trở nhỏ nguồn có sẵn
D có nguồn có điện trở điện trở mạch
12 Một bếp điện 115 V - kW bị cắm nhầm vào mạng điện 230 V nối qua cầu chì chịu dịng điện tối đa 15 A Bếp điện
A có cơng suất toả nhiệt kW B có cóng suất toả nhiệt kW
C có cơng suất toả nhiệt lớn kW
D nổ cầu chì
13 Một bếp điện 230 V - 1kW bị cắm nhầm vào mạng điện 115 V nối qua cầu chì chịu dịng điện tối đa 15 A Bếp điện
A có cơng suất toả nhiệt kW
B có cơng suất toả nhiệt kW C có cơng suất toả nhiệt lớn kW D nổ cầu chì
14 Hiệu điện hai đầu mạch điện gồm điện trở 10 30 ghép nối tiếp 20 V Hiệu điện hai đầu điện trở 10
A V B 10 V C 15 V D 20 V
15 Hai điện trở nối song song có điện trở tương đương Nếu điện trở mắc nối tiếp điện trở tương đương chúng
A B C D.16 16 Điện trở hai điện trở 10 30 ghép song song
(32)32
17 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp 12 V Dòng điện chạy qua điện trở
A 0,5 A B A C A D 16 A
18 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch điện gồm điện trở mắc song song 12 V Dòng điện chạy qua điện trở
A 0,5 A B A C A D 16 A
19 Một điện trở R1 mắc song song với điện trở R2 = 12 mắc vào nguồn điện có suất điện động 24 V, điện trở không đáng kể Cường độ dòng điện qua hệ A Giá trị R1
A B 12 C 24 D 36
20 Công suất sản điện trở 10 90 W Hiệu điện hai đầu điện trở A 90 V B 30 V C 18 V D V
21 Người ta cắt đoạn dây dẫn có điện trở R thành ghép đầu chúng lại với Điện trở đoạn dây đôi
A 2R B 0,5R C R D 0,25R
22 Tại hiệu điện 220 V cơng suất bóng đèn 100 W Khi hiệu điện mạch giảm xuống cịn 110 V, lúc cơng suất bóng đèn
A 20 W B 25 W C 30 W D 50 W
23 Khi hai điện trở giống mắc nối tiếp vào nguồn điện U cơng suất tiêu thụ chúng 20 W Nếu điện trở mắc song song nối vào nguồn U nói cơng suất tiêu thụ tổng cộng A 10 W B 20 W C 40 W D 80 W
24 Cường độ dòng điện điện khơng đổi chạy qua dây tóc bóng đèn I = 0,273 A Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc phút
A 1,024.1018 B 1,024.1019 C 1,024.1020 D 1,024.1021
25 Điện biến đổi hoàn toàn thành nhiệt dụng cụ hay thiết bị chúng hoạt động?
A Bóng đèn nêon B Quạt điện
C Bàn ủi điện D Acquy nạp điện
26 Hiệu điện hai đầu điện trở tăng lên lần cường độ dịng điện qua điện trở
A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần
27 Một bàn ủi điện sử dụng với hiệu điện 220 V cường độ dịng điện chạy qua bàn ủi A Tính nhiệt lượng toả 20 phút
A 132.103 J B 132.104 J. C 132.105 J D 132.106 J
28 Một acquy có suất điện động 12 V Tính cơng mà acquy thực electron dịch chuyển bên acquy từ cực dương tới cực âm
A 192.10-17 J B 192.10-18 J. C 192.10-19 J D 192.10-20 J
29 Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngồi điện trở cường độ dòng điện chạy mạch
A tỉ lệ thuận với điện trở mạch
B giảm điện trở mạch tăng
C tỉ lệ nghịch với điện trở mạch D tăng điện trở mạch tăng
30 Khi mắc điện trở R1 = vào hai cực nguồn điện dịng điện mạch có cường độ I1 = 0,5 A Khi mắc điện trở R2 = 10 dịng điện mạch I2 = 0,25 A Điện trở r nguồn A B C D
31 Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngồi điện trở hiệu điện hai cực nguồn điện
A tăng điện trở mạch tăng
B giảm điện trở mạch ngồi tăng
C khơng phụ thuộc vào điện trở mạch
D lúc đầu tăng sau giảm điện trở mạch ngồi tăng
32 Hiệu điện hai đầu dây dẫn 10 V cường độ dịng điện qua dây dẫn A Nếu hiệu điện hai đầu dây dẫn 15 V cường độ dịng điện qua dây dẫn
A
A B
A C A D
(33)A Tạo trì hiệu điện B Tạo dòng điện lâu dài mạch
C Chuyển dạng lượng khác thành điện
D Chuyển điện thành dạng lượng khác
34 Một điện trở R = mắc vào nguồn điện có suất điện động 1,5 V để tạo thành mạch kín cơng suất toả nhiệt điện trở 0,36 W Tính điện trở r nguồn điện
A B C D
35 Công lực lạ làm dịch chuyển điện lượng q = 1,5 C nguồn điện từ cực âm đến cực dương 18 J Suất điện động nguồn điện
A 1,2 V B 12 V C 2,7 V D 27 V 36 Công suất định mức dụng cụ điện
A Cơng suất lớn mà dụng cụ đạt B Cơng suất tối thiểu mà dụng cụ đạt
C Cơng suất mà dụng cụ đạt hoạt động bình thường
D Cơng suất mà dụng cụ đạt lúc
37 Suất điện động nguồn điện chiều V Công lực lạ làm di chuyển điện lượng mC hai cực bên nguồn điện
A 0,032 J B 0,320 J C 0,500 J D 500 J
38 Một bếp điện có hiệu điện công suất định mức 220 V 1100 W Điện trở bếp điện hoạt động bình thường
A 0,2 B 20 C 44 D 440
39 Một bóng đèn mắc vào mạng điện có hiệu điện 110 V cường độ dòng điện qua đèn 0,5 A đèn sáng bình thường Nếu sử dụng mạng điện có hiệu điện 220 V phải mắc với đèn điện trở để bóng đèn sáng bình thường?
A 110 B 220 C 440 D 55 40 Nhiệt lượng toả dây dẫn có dịng điện chạy qua A tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện
B tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện
C tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dịng điện D tỉ lệ thuận với bình phương điện trở dây dẫn
41 Để trang trí người ta dùng bóng đèn 12 V - W mắc nối tiếp vào mạng điện có hiệu điện 240 V Để bóng đèn sáng bình thường số bóng đèn phải sử dụng
A bóng B bóng C 20 bóng D 40 bóng
42 Nguồn điện có r = 0,2 , mắc với R = 2,4 thành mạch kín, hiệu điện hai đầu R 12 V Suất điện động nguồn
A 11 V B 12 V C 13 V D 14 V
43 Một nguồn điện có suất điện động 15 V, điện trở 0,5 mắc với mạch ngồi có hai điện trở R1 = 20 R2 = 30 mắc song song Cơng suất mạch ngồi
A 4,4 W B 14,4 W C 17,28 W D 18 W
44 Một nguồn gồm 18 nguồn giống nhau, có suất điện động V điện trở 0,15 mắc thành dãy, dãy có nguồn mắc nối tiếp Suất điện động điện trở nguồn
A 12 V; 0,3 B 36 V; 2,7 C 12 V; 0,9 D V; 0,075
45 Hai acquy có suất điện động 12 V V, có điện trở khơng đáng kể mắc nối tiếp với mắc với điện trở 12 thành mạch kín Cường độ dịng điện chạy mạch
A 0,15 A B A C 1,5 A D A
46 Một acquy suất điện động V điện trở khơng đáng kể mắc với bóng đèn V - 12 W thành mạch kín Cường độ dịng điện chạy qua bóng đèn
A 0,5 A B A C A D A 47 Số đếm công tơ điện gia đình cho biết
A Cơng suất điện gia đình sử dụng B Thời gian sử dụng điện gia đình
C Điện gia đình sử dụng
D Số dụng cụ, thiết bị gia đình sử dụng
(34)34
A Lượng điện tích mà nguồn điện sinh giây B Công mà lực lạ thực nguồn điện hoạt động
C Cơng dịng điện mạch kín sinh giây
D Cơng làm dịch chuyển đơn vị điện tích dương
49 Một acquy có suất điện động V, điện trở Nối hai cực acquy với điện trở R = cơng suất tiêu thụ điện trở R
A 3,6 W B 1,8 W C 0,36 W D 0,18 W 50 Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho A khả tác dụng lực nguồn điện
B khả thực công nguồn điện
C khả dự trử điện tích nguồn điện D khả tích điện cho hai cực
51 Đặt vào hai đầu điện trở R hiệu điện U nhiệt lượng tỏa vật dẫn thời gian t A Q = IR2t B Q = t
R U2
C Q = U2Rt D Q = 2 R
U t
52 Hai điện trở giống dùng để mắc vào hiệu điện không đổi Nếu mắc chúng nối tiếp với mắc vào hiệu điện cơng suất tiêu thụ chúng 20 W Nếu mắc chúng song song mắc chúng vào hiệu điện cơng suất tiêu thụ chúng
A W B 10 W C 20 W D 80 W
53 Một nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở mắc với điện trở R = thành mạch kín cơng suất tiêu R 16 W, giá trị điện trở R
A B C D
54 Một mạch điện kín gồm nguồn điện có điện trở đáng kể với mạch biến trở Khi tăng điện trở mạch ngồi cường độ dòng điện mạch
A tăng B tăng tỉ lệ thuận với điện trở mạch C giảm D giảm tỉ lệ nghịch với điện trở mạch
55 Một nguồn điện với suất điện động E, điện trở r, mắc với điện trở ngồi R = r cường độ dòng điện chạy mạch I Nếu thay nguồn điện nguồn điện giống hệt mắc nối tiếp cường độ dịng điện mạch
A 3I B 2I C 1,5I D 2,5I
56 Một nguồn điện mắc với biến trở thành mạch kín Khi điện trở biến trở 1,65 hiệu điện hai cực nguồn 3,3 V, điện trở biến trở 3,5 V hiệu điện hai cực nguồn 3,5 V Suất điện động điện trở nguồn
A 3,7 V; 0,2 B 3,4 V; 0,1 C 6,8 V; 0,1 D 3,6 V; 0,15
57 Một nguồn điện với suất điện động E, điện trở r, mắc với điện trở ngồi R = r cường độ dòng điện chạy mạch I Nếu thay nguồn điện nguồn điện giống hệt mắc song song cường độ dịng điện mạch
A I B 1,5I C
3
I D 0,5I
58 Một nguồn có ba nguồn giống mắc nối tiếp Mạch điện trở không đổi Nếu đảo hai cực nguồn
A độ giảm hiệu điện điện trở nguồn không đổi B cường độ dòng điện mạch giảm hai lần
C hiệu điện hai đầu điện trở mạch giảm ba lần
D cơng suất tỏa nhiệt mạch ngồi giảm bốn lần
59 Một nguồn điện có suất điện động V điện trở cung cấp cho mạch ngồi công suất lớn
A W B W C W D 12 W
60 Có 15 pin giống nhau, có suất điện động 1,5 V điện trở 0,6 Nếu đem ghép chúng thành ba dãy song song dãy có pin suất điện động điện trở nguồn
(35)61 Tăng chiều dài dây dẫn lên hai lần tăng đường kính dây dẫn lên hai lần điện trở dây dẫn
A tăng gấp đôi B tăng gấp bốn
C giảm D giảm bốn lần
62 Một nguồn điện có suất điện động V điện trở tạo dịng điện có cường độ lớn
A A B A C A D A
63 Ba bóng đèn loại V - W mắc song song vào hai cực nguồn điện có suất điện động V điện trở cường độ dòng điện chạy nguồn điện
A 0,5 A B A C 1,2 A D 1,5 A
64 Ghép nối tiếp pin có suất điện động điện trở 2,2 V; 1,1 V; 0,9 V 0,2 ; 0,4 ; 0,5 thành nguồn Trong mạch có dịng điện cường độ A chạy qua Điện trở mạch
A 5,1 B 4,5 C 3,8 D 3,1
65 Một ắc qui có suất điện động e = V, điện trở r = 0,2 Khi bị chập mạch (R = 0) dịng điện chạy qua ắc qui có cường độ
A 20 A B 30 A C 40 A D 50 A
66 Một máy thu lắp ráp thích hợp với mạch điện 110 V tiếp nhận cơng suất 50W Để có thể sử dụng mạng điện 220 V, cần phải mắc nối tiếp với điện trở
A 110 B 220 C 242 D 484 67 Một bóng đèn dây tóc loại 220 V - 100 W có điện trở :
A 242 B 484 C 968 D 440 68 Dấu hiệu tổng quát để nhận biết dòng điện :
A tác dụng hóa học B tác dụng từ C tác dụng nhiệt D tác dụng sinh lí ĐÁP ÁN
(36)36
III DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG A TĨM TẮT LÝ THUYẾT
1 Dòng điện kim loại
+ Hạt tải điện kim loại electron tự Mật độ electron tự kim loại cao nên kim loại dẫn điện tốt
+ Bản chất dòng điện kim loại dịng dịch chuyển có hướng electron tác dụng điện trường
+ Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ gần theo hàm bậc nhất: = 0(1 + (t – t0))
+ Chuyển động nhiệt mạng tinh thể cản trở chuyển động hạt tải điện làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ Đến gần 00 K, điện trở kim loại nhỏ
+ Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn T TC
+ Cặp nhiệt điện hai dây kim loại khác chất, hai đầu hàn vào Khi nhiệt độ hai mối hàn T1, T2 khác nhau, mạch có suất điện động nhiệt điện E = T(T1 – T2)
2 Dòng điện chất điện phân
+ Các dung dịch muối, axit, bazơ hay muối nóng chảy gọi chất điện phân
+ Hạt tải điện chất điện phân ion dương, ion âm bị phân li từ phân tử muối, axit, bazơ + Chất điện phân khơng dẫn điện tốt kim loại mật độ ion chất điện phân nhỏ mật độ electron kim loại, khối lượng kích thước ion lớn khối lượng kích thước electron nên tốc độ chuyển động có hướng chúng nhỏ
+ Dòng điện chất điện phân dòng ion dương ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược điện trường
+ Hiện tượng dương cực tan xảy anion tới anôt kéo ion kim loại điện cực vào dung dịch
+ Khối lượng chất cực bình điện phân tính gam: m = kq =
n A F
It; với F = 96500 C/mol
+ Dịng điện chất điện phân khơng tải điện lượng mà tải vật chất theo Tới điện cực có electron tiếp, lượng vật chất động lại điện cực, gây tượng điện phân
+ Hiện tượng điện phân áp dụng công nghệ luyện kim, hóa chất, mạ điện, … 3 Dịng điện chất khí
+ Hạt tải điện chất khí ion dương, ion âm electron, có chất khí bị ion hố + Dịng điện chất khí dịng chuyển dời có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm, electron ngược chiều điện trường
+ Q trình dẫn điện khơng tự lực chất khí xảy ta phải dùng tác nhân ion hóa từ bên ngồi để tạo hạt tải điện chất khí
+ Có bốn cách để dịng điện tạo hạt tải điện chất khí:
- Dịng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng cao, khiến phân tử khí bị ion hóa - Điện trường chất khí lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa nhiệt độ thấp
- Catơt bị dịng điện nung nóng đỏ, làm cho có khả phát electron Hiện tượng gọi tượng phát xạ nhiệt electron
- Catôt khơng nóng đỏ bị ion dương có lượng lớn đập vào làm bật electron + Q trình phóng điện tự lực chất khí q trình phóng điện tiếp tục giữ khơng cịn tác nhân ion hóa tác động từ bên ngồi
+ Tia lửa điện q trình phóng điện tự lực hình thành chất khí có điện trường đủ mạnh để làm ion hóa chất khí
Tia lửa điện hình thành khơng khí điều kiện thường, điện trường đạt đến ngưỡng vào khoảng 3.106 V/m
Tia lửa điện dùng phổ biến động nổ để đốt hỗn hợp nổ xilanh
+ Hồ quang điện q trình phóng điện tự lực hình thành dịng điện qua chất khí giữ nhiệt độ cao catơt để phát electron tượng phát xạ nhiệt electron
Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt tỏa sáng mạnh
Hồ quang điện có nhiều ứng dụng hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, … 4 Dòng điện chất bán dẫn
(37)+ Điện trở suất chất bán dẫn có giá trị nằm khoảng trung gian kim loại điện môi + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ tạp chất
+ Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện electron lỗ trống
+ Dòng điện chất bán dẫn dịng chuyển dời có hướng electron lỗ trống tác dụng điện trường
+ Bán dẫn chứa đôno (tạp chất cho) bán dẫn loại n, có mật độ electron lớn so với lỗ trống Bán dẫn chứa axepto (tạp chất nhận) bán dẫn loại p, có mật độ lỗ trống lớn so với mật độ electron
+ Lớp chuyển tiếp p-n chổ tiếp xúc hai miền mang tính dẫn điện p n tinh thể bán dẫn Dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều từ p sang n, nên lớp chuyển tiếp p-n dùng làm điôt bán dẫn để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
B CÁC CÔNG THỨC
+ Sự phụ thuộc điện trở điện trở suất vào nhiệt độ:
R = R0(1 + (t – t0)); = 0(1 + (t – t0)) + Suất điện động nhiệt điện: E = T(T2 – T1)
+ Định luật Farađay: m = n A F
1
It; m tính gam F = 96500 C/mol
C BÀI TẬP TỰ LUẬN
1 Một bóng đèn 220 V - 100 W có dây tóc làm vơnfram Khi sáng bình thường nhiệt độ dây tóc bóng đèn 20000 C Xác định điện trở bóng đèn thắp sáng khơng thắp sáng Biết nhiệt độ môi trường 200 C hệ số nhiệt điện trở vônfram = 4,5.10-3 K-1
2 Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm vơnfram Điện trở dây tóc bóng đèn 200 C R = 121 Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Cho biết hệ số nhiệt điện trở vônfram = 4,5.10-3 K-1
3 Dây tóc bóng đèn 220 V - 200 W sáng bình thường nhiệt độ 25000 C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở 1000 C Tìm hệ số nhiệt điện trở điện trở R
0 dây tóc 1000 C
4 Ở nhiệt độ t1 = 250 C, hiệu điện hai cực bóng đèn U1 = 20 mV cường độ dịng điện qua đèn I1 = mA Khi sáng bình thường, hiệu điện hai cực bóng đèn U2 = 240 V cường độ dịng điện chạy qua đèn I2 = A Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn đèn sáng bình thường Biết hệ số nhiệt điện trở dây tóc làm bóng đèn = 4,2.10-3 K-1
5 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T = 65 V/K đặt khơng khí 200 C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 3200 C Tính suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện
6 Một mối hàn cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá tan, mối hàn nhúng vào nước sôi Dùng milivôn kế đo suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện 4,25 mV Tính hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện
7 Nhiệt kế điện thực chất cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ cao thấp mà ta dùng nhiệt kế thông thường để đo Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động T = 42 V/K để đo nhiệt độ lò nung với mối hàn đặt khơng khí 200 C cịn mối hàn đặt vào lị thấy milivơn kế 50,2 mV Tính nhiệt độ lị nung
8 Một nguồn điện gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp, nhóm có 10 pin mắc song song; pin có suất điện động 0,9 V điện trở 0,6 Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có điện trở 205 mắc vào hai cực nguồn nói Anơt bình điện phân đồng Tính khối lượng đồng bám vào catơt bình thời gian 50 phút Biết Cu có A = 64; n =
9 Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại h = 0,05 mm sau điện phân 30 phút Diện tích mặt phủ kim loại 30 cm2 Xác định cường độ dịng điện chạy qua bình điện phân Biết niken có A = 58, n = có khối lượng riêng = 8,9 g/cm3
10 Muốn mạ đồng sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng sắt làm catơt bình điện phân đựng dùng dịch CuSO4 anôt đồng ngun chất, cho dịng điện có cường độ I = 10 A chạy qua thời gian 40 phút 50 giây Tìm bề dày lớp đồng bám mặt sắt Cho biết đồng có A = 64; n = có khối lượng riêng = 8,9.103 kg/m3
(38)38
Tính lượng kẻm bám vào catơt bình điện phân thời gian phút 20 giây Biết Zn có A = 65; n =
12 Cho điện hình vẽ Trong nguồn có n pin mắc nối tiếp, pin có suất điện động 1,5 V điện trở 0,5 Mạch gồm điện trở R1 = 20 ; R2 = ; R3 = ; đèn Đ loại 3V - 3W; Rp bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực đương bạc Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể; điện trở vôn kế lớn Biết ampe kế A1 0,6 A, ampe kế A2 0,4 A Tính:
a) Cường độ dịng điện qua bình điện phân điện trở bình điện phân
b) Số pin công suất nguồn c) Số vôn kế
d) Khối lượng bạc giải phóng catơt sau 32 phút 10 giây e) Đèn Đ có sáng bình thường khơng? Tại sao?
13 Cho mạch điện hình vẽ Ba nguồn điện giống nhau, có suất điện động e điện trở r R1 = ; R2 = ; bình điện phân chứa dung dịch Rp = 0,5 Sau thời gian CuSO4 với cực dương đồng có điện trở
điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng cực làm catôt tăng lên 0,636 gam
a) Xác định cường độ dịng điện qua bình điện phân qua điện trở b) Dùng vơn có điện trở lớn mắc vào đầu A C nguồn Nếu bỏ mạch ngồi vơn kế 20 V Tính suất điện động điện trở nguồn điện 14 Cho mạch điện hình vẽ Biết nguồn có suất điện động E = 24 V, điện trở r = ; tụ điện có điện dung C = F; đèn Đ loại V - W; điện trở có giá trị R1 = ; R2 = ; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có anốt làm Cu, có điện trở Rp = 2 Bỏ qua điện trở dây nối Tính:
a) Điện trở tương đương mạch
b) Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút giây c) Điện tích tụ điện
15 Cho mạch điện hình vẽ:
Bộ nguồn gồm nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động e = 2,25 V, điện trở r = 0,5 Bình điện phân có điện trở Rp chứa dung dịch CuSO4, anốt làm đồng Tụ điện có điện dung C =
trở có giá trị R1 =
R2 = R3 = F Đèn Đ loaij4 V - W, điện
1 Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, bỏ qua điện trở dây nối Biết đèn Đ sáng bình thường Tính:
a) Suất điện động điện trở nguồn b) Hiệu điện UAB số ampe kế
c) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây điện trở Rp bình điện phân d) Điện tích lượng tụ điện
16 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn gồm nguồn giống có điện trở r = 0,25 mắc nhau, có suất điện động e = V;
; R2 = R3 = ; RB = nối tiếp; đèn Đ có loại V - W; R1 =
là bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương Al Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường Tính:
a) Điện trở biến trở tham gia mạch
b) Lượng Al giải phóng cực âm bình điện phân thời gian pht 20 giây Biết Al có n = có A = 27
c) Hiệu điện hai điểm A M
(39)a) Cường độ dòng điện chạy mạch
b) Lượng Ag giải phóng cực âm bình điện phân thời gian phút 40 giây Biết Ag có n = có A = 108
c) Hiệu điện hai điểm M N
18 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có nguồn giống nhau, trở r = 0,5 , mắc thành nguồn có suất điện động e = 1,5 V, điện
nhánh, nhánh có nguồn mắc nối tiếp Đèn Đ loại V - W; R1 = R2 = ; R3 = ; RB = bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, có cực dương Cu Tính:
a) Cường độ dịng điện chạy mạch
b) Tính lượng Cu giải phóng cực m thời gian 32 phút 10 giây Biết Cu có ngun tử lượng 64 có hố trị
c) Hiệu điện hai điểm M N
19 Một bình điện phân có anơt Ag nhúng dung dịch AgNO3, bình điện phân khác có anơt Cu nhúng dung dịch CuSO4 Hai bình mắc nối tiếp vào mạch điện sau giờ, khối lượng hai catôt tăng lên 4,2 g Tính cường độ dịng điện qua hai bình điện phân khối lượng Ag Cu bám vào catơt bình
20 Một điơt điện tử có dịng điện bảo hịa Ibh = mA hiệu điện anôt catôt U = 10 V a) Tính số electron đập vào anơt giây
b) Tính động electron đến anôt, biết electron rời catôt không vận tốc ban đầu HƯỚNG DẪN GIẢI
1 Khi thắp sáng điện trở bóng đèn là: Rđ = đ
đ P U2
= 484 Khi khơng thắp sáng điện trở bóng đèn
là: R0 =
) ( t t0
Rđ
= 48,8 2 Khi sáng bình thường: Rđ =
đ đ P U2
= 1210
Vì: Rđ = R0(1+(t – t0)) t =
0
R Rđ -
1
+ t0 = 20200 C
3 Khi sáng bình thường: Rđ = đ
đ P U2
= 242
Ở nhiệt độ 1000 C: R0 = , 10
đ R
= 22,4
Vì Rđ = R0(1+(t – t0)) =
)
( 0
0 t t
R Rđ
-
1 t
t = 0,0041 K -1
4 Điện trở dây tóc 250 C: R =
1
I
U = 2,5 Điện trở dây tóc sáng bình thường: R =
2
I U
= 30
Vì: R2 = R1(1+(t2 – t1)) t2 =
1
R R -
1
+ t1 = 26440 C 5 Ta có: E = T(T2 – T1) = 0,0195 V
6 Ta có: E = T(T2 – T1) T =
1
2 T
T
E
= 42,5.10-6 V/K
7 Ta có: E = T(T2 – T1) T2 = T E
+ T1 = 14880 K = 12150 C 8 Ta có: Eb = 3e = 2,7 V; rb =
10 r
= 0,18 ; I = b b
r R
E
(40)40 m = n A F
It = 0,013 g
9 Ta có m = V = Sh = 1,335 g; m = n A F
It I = At mFn
= 2,47 A 10 Ta có: m =
n A F
1 It = Sh
h = S Fn
AIt
= 0,018 cm 11 Gọi x số nhánh nhánh có y =
x 36
nguồn Khi đó:
Eb = ye = x 36
.1,5 = x 54
; rb = x yr
= 322,4
x ; I = b b r R E = x x 32,4
6 , 54
Để I = Imax 3,6x = x
4 , 32
x =
Vậy phải mắc thành nhánh, nhánh có 12 nguồn mắc nối tiếp Khi Imax = 2,5 A; m = n A F
It = 3,25 g
12 a) Ta có: Rđ = đ
đ P
U2 = ; R
2đ = R2 + Rđ = 12 ;
U2đ = U3p = UCB = IA2.R2đ = 4,8 V; I3p = I3 = Ip = IA1 – IA2 = 0,2 A; R3p =
p p
I U
3 = 24 ; R
p = R3p – R3 = 22
b) Điện trở mạch ngoài: R = R1 + RCB = R1 + I
UCB = 28 ;
I = nr R
ne
16,8 + 0,3n = 1,5n n = 14 nguồn;
Công suất nguồn: Png = Ieb = Ine = 12,6 W c) Số vôn kế: UV = U = IR = 16,8 V d) Khối lượng bạc giải phóng: m =
n A F
1
Ipt = 0,432 g e) Iđ = IA2 = 0,4 A < Iđm =
đ đ U
P
= A nên đèn sáng yếu bình thường
13 a) Ta có: m = n A F
It I = At mFn
= A; R12 =
2 R R R R
= ;
U12 = U1 = U2 = IR12 = 10 V; I1 =
1 R U = 10
A; I2 =
2 R U = A b) Khi bỏ mạch ngồi UV = Eb = 2e e =
2 V U
= 10 V; R = R12 + Rp = 2,5 ; I =
r r R Eb
12,5 + 7,5r = 20 r =
14 a) Ta có: Rđ = đ
đ P U2
= ; R1đ = R1 + Rđ = 12 ;
R1đ2 =
2 R R R R đ đ
= ; R = Rp + R1đ2 =
b) I = Ip = r R
E
= A; m = n A F
Ipt = 12,8 g c) U1đ2 = U1đ = U2 = IR1đ2 = 12 V; I1đ = I1 = Iđ =
đ đ R U 1
(41)UC = UAM = UAN + UNM = IRp + I1R1 = 14 V; q = CUC = 56.10-6 C 15 a) Ta có: Eb = e + 2e + e = 4e = V ; rb = r +
r r
2 + r = 3r = 1,5
b) Ta có: Rđ = đ
đ P U2
= ; R1đ = R1 + Rđ = Vì đèn sáng bình thường nên: I1đ = I1 = Iđ = Iđm =
đ đ U
P
= 0,5 A;
UAB = U1đ = Up2 = I1đ R1đ = 4,5 V; I =
b AB b AB AB r R R E R U
4,5RAB + 11,25 = 9RAB RAB = 2,5 Số ampe kế: IA = I =
AB AB R U
= 1,8 A
c) Ta có: Ip2 = Ip = I2 = I – I1đ = 1,3 A; m = n A F
Ipt = 0,832 g;
Rp2 =
2 p p I U
= 3,46 ; Rp = Rp2 – R2 = 2,96
d) Ta có: UC = UMN = VM – VN = VM – VB + VB – VN = UMB – UNB = IđRđ - I2R2 = 3,35 V;
q = CUC = 20,1.10-6C; W =
CU2 = 33,67.10-6 J
16 a) Ta có: Rđ = đ
đ P U2
= ; R3đ = R3 + Rđ = ;
R2B = R2 + RB = ; RCD =
đ B đ B R R R R 3
= 2,4
Vì đèn sáng bình thường nên: I3đ = I3 = Iđ = Iđm = đ đ U
P
= A;
U3đ = U2B = UCD = I3đR3đ = V; I = CD CD R U = 10
A; Eb = 8e = 40 V;
rb = 8r = ; I = b b
r R
E
10 =
2 40
R 10R + 20 = 120 R = 10 ; Rt = R – R1 – RCD = 4,5
b) Ta có: UCD = U2B = U3đ = IRCD = V; I2B = I2 = IB =
B B R U 2 =
A; m = n A F
IBt = 0,48 g c) UAM = VA – VM = VA – VC + VC – VM = UAC + UCM = IR1 + I2R2 = 12,67 V
17 a) Eb = E1 + E2 = V; rb = r1 + r2 = 0,8 ; Rđ = đ
đ P U2
= 12 ;
R2B = R2 + RB = ; RCD =
B đ B đ R R R R 2
= ;
R = R1 + RCD + R3 = 7,2 ; I = b b
r R
E
= A
b) UCD = Uđ = U2B = IRCD = V; I2B = I2 = IB = B
B R U
1
2 = 0,75 A;
m = n A F
IBt = 6,48 g
(42)42
= I(R1 + r1) – E1 + I2R2 = - 3,15 V; dấu “-“ cho biết điện điểm M thấp điện điểm N 18 a) Eb = 4e = V; rb =
2
4r= ; R đ =
đ đ P
U2 = ;
Rđ2 = Rđ + R2 = ; RB3 = RB + R3 = ; RCB =
3
3
B đ
B đ
R R
R R
= ;
R = R1 + RCB = ; I = b b
r R
E
= 1,2 A
b) UCB = Uđ2 = UB3 = IRCB = 2,4 V; IB3 = IB = I3 =
3
B B R U
= 0,8 A;
m = n A F
1
IBt = 0,512 g c) Iđ2 = Iđ = I2 =
2
đ đ R U
= 0,4 A;
UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = - UCM + UCN
= - IđRđ + IBRB = - 0,4 V; dấu “-“ cho biết điện điểm M thấp điện điểm N 19 m1 =
1
Fn It A
; m2 =
2
Fn It A
; m1 + m2 = (
1
n A
+
1
n A
) F It
I =
t n A n A
F m m
2 1
2
1 )
(
= 0,4 A; m1 =
1
Fn It A
= 3,24 g;
m2 = m – m1 = 0,96 g 20 a) n =
e Ibh
= 3,125.1016 electron/s b) Wđ = eU = 1,6.10-18 J
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 1 Hạt mang tải điện kim loại
A ion dương ion âm B electron ion dương
C electron D electron, ion dương ion âm 2 Hạt mang tải điện chất điện phân
A ion dương ion âm B electron ion dương
C electron D electron, ion dương ion âm
3 Cho dòng điện có cường độ 0,75 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương đồng thời gian 16 phút giây Khối lượng đồng giải phóng cực âm
A 0,24 kg B 24 g C 0,24 g D 24 kg 4 Khi nhiệt độ tăng điện trở kim loại tăng
A số electron tự kim loại tăng B số ion dương ion âm kim loại tăng
C ion dương electron chuyển động hỗn độn D sợi dây kim loại nở dài
5 Khi nhiệt độ tăng điện trở chất điện phân giảm A số electron tự bình điện phân tăng
B số ion dương ion âm bình điện phân tăng
C ion electron chuyển động hỗn độn D bình điện phân nóng lên nên nở rộng
6 Phát biểu không đúng? Bán dẫn tinh khiết khác bán dẫn pha lẫn tạp chất chổ A bán dẫn tinh khiết có mật độ electron lổ trống gần
B nhiệt độ, mật độ hạt mang điện tự bán dẫn tinh khiết bán dẫn có pha tạp chất
(43)D thay dổi nhiệt độ điện trở bán dẫn tinh khiết thay đổi nhanh điện trở bán dẫn có pha tạp chất
7 Dịng chuyển dời có hướng ion dương, ion âm electron dòng điện môi trường A kim loại B chất điện phân C chất khí D chất bán dẫn
8 Để có bán dẫn loại n ta phải pha vào bán dẫn tinh khiết silic tạp chất nguyên tố A thuộc nhóm II bảng hệ thống tuần hồn
B thuộc nhóm III bảng hệ thống tuần hồn C thuộc nhóm IV bảng hệ thống tuần hồn
D thuộc nhóm V bảng hệ thống tuần hoàn
9 Hiện tượng tạo hạt tải điện dung dịch điện phân A kết dòng điện chạy qua chất điện phân B nguyên nhân chuyển động phân tử C dòng điện chất điện phân
D cho phép dòng điện chạy qua chất điện phân
10 Cho dịng điện có cường độ A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối đồng có cực dương đồng phút 20 giây Khối lượng đồng bám vào cực âm
A 2,65 g B 6,25 g C 2,56 g D 5,62 g
11 Nguyên nhân làm xuất hạt tải điện chất điện phân A chênh lệch nhiệt độ hai điện cực
B phân li chất tan dung môi
C trao đổi electron với điện cực
D nhiệt độ bình điện phân giảm có dịng điện chạy qua
12 Bóng đèn tivi hoạt động điện áp (hiệu điện thế) 30 kV Giả thiết electron rời khỏi catôt với vận tốc ban đầu khơng Động electron chạm vào hình
A 4,8.10-16 J B 4,8.10-15 J C 8,4.10-16 J D 8,4.10-15 J 13 Trong điôt bán dẫn, người ta sử dụng
A hai loại bán dẫn tinh khiết có chất khác B bán dẫn tinh khiết bán dẫn có pha tạp chất
C hai loại bán dẫn có pha tạp chất có chất khác
D hai loại bán dẫn có pha tạp chất có chất giống 14 Khi nhiệt độ tăng điện trở chất điện phân
A tăng B giảm
C không đổi D có tăng có giảm
15 Nguyên nhân làm xuất hạt tải điện chất khí điều kiện thường A electron bứt khỏi phân tử khí
B ion hóa va chạm
C ion hố tác nhân đưa vào chất khí
D khơng cần ngun nhân có sẵn 16 Chọn câu sai câu sau
A Trong bán dẫn tinh khiết hạt tải điện electron lỗ trống B Trong bán dẫn loại p hạt tải điện lổ trống
C Trong bán dẫn loại n hạt tải điện electron
D Trong bán dẫn loại p hạt tải điện electron 17 Điều sau sai nói lớp chuyển tiếp p-n? Lớp chuyển tiếp p-n
A có điện trở lớn gần có hại tải điện tự B dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n
C dẫn điện tốt theo chiều từ n sang p
D có tính chất chỉnh lưu
18 Dịng điện kim loại dịng chuyển động có hướng A ion dương chiều điện trường
B ion âm ngược chiều điện trường
C electron tự ngược chiều điện trường
D prôtôn chiều điện trường
19 Nguyên nhân gây điện trở vật dẫn làm kim loại
(44)44
B electron dịch chuyển chậm C ion dương va chạm với
D nguyên tử kim loại va chạm mạnh với
20 Trong dung dịch điện phân, hạt tải điện tạo thành A electron bứt khỏi nguyên tử trung hòa
B phân li phân tử thành ion
C nguyên tử nhận thêm electron D tái hợp ion thành phân tử
21 Khi nhiệt độ tăng điện trở chất bán dẫn tinh khiết
A tăng B giảm
C không đổi D có tăng có giảm
22 Hiện tượng siêu dẫn tượng mà ta hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ TC điện trở kim loại (hay hợp kim)
A tăng đến vô cực
B giảm đến giá trí khác khơng
C giảm đột ngột đến giá trị không
D không thay đổi
23 Khi vật dẫn trạng thái siêu dẫn, điện trở A vơ lớn B có giá trị âm
C khơng D có giá trị dương xác định
24 Chọn câu sai
A Ở điều kiện bình thường, khơng khí điện mơi B Khi bị đốt nóng chất khí trở nên dẫn điện
C Nhờ tác nhân ion hóa, chất khí xuất hạt tải điện
D Khi nhiệt độ hạ đến 0C chất khí dẫn điện tốt
25 Để tạo phóng tia lửa điện hai điện cực đặt khơng khí điều kiện thường A hiệu điện hai điện cực không nhỏ 220 V
B hai điện cực phải đặt gần
C điện trường hai điện cực phải có cường độ 3.106V/m D hai điện cực phải làm kim loại
26 Khi chất khí bị đốt nóng, hạt tải điện chất khí A ion dương B electron
C ion âm D electron, ion dương ion âm
27 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T đặt khơng khí 200 C, cịn mối hàn nung nóng đến 5000 C, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện mV Hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện
A 125.10-6 V/K B 25.10-6 V/K
C 125.10-7 V/K D 6,25.10-7 V/K
28 Để tạo hồ quang điện hai than, lúc đầu người ta cho hai than tiếp xúc với sau tách chúng Việc làm nhằm mục đích
A để tạo phát xạ nhiệt electron
B để than nhiễm điện trái dấu C để than trao đổi điện tích D để tạo hiệu điện lớn 29 Ở bán dẫn tinh khiết
A số electron tự nhỏ số lỗ trống B số electron tự lớn số lỗ trống
C số electron tự số lỗ trống
D tổng số electron lỗ trống 30 Lớp chuyển tiếp p - n:
A có điện trở nhỏ
B dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n
C không cho dòng điện chạy qua
(45)31 Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có điện trở 2,5 Anơt bình bạc hiệu điện đặt vào hai điện cực bình điện phân 10 V Biết bạc có A = 108 g/mol, có n = Khối lượng bạc bám vào catơt bình điện phân sau 16 phút giây
A 4,32 mg B 4,32 g C 2,16 mg D 2,14 g 32 Một dây bạch kim 200 C có điện trở suất
0 = 10,6.10-8 m Tính điện trở suất dây dẫn 5000 C Biết hệ số nhiệt điện trở bạch kim = 3,9.10-3 K-1
A = 31,27.10-8 m B = 20,67.10-8 m
C = 30,44.10-8m D = 34,28.10-8 m
33 Một bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat (CuSO4) với anôt đồng Khi cho dịng điện khơng đổi chạy qua bình khoảng thời gian 30 phút, thấy khối lượng đồng bám vào catơt 1,143 g Biết đồng có A = 63,5 g/mol, n = Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân
A 1,93 mA. B 1,93 A C 0,965 mA D 0,965 A
34 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt nhiệt điện động T = 65 V/K đặt khơng khí 20 0C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 232 0C Suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện
A 13,00 mV B 13,58 mV C 13,98 mV D 13,78 mV 35 Tia lửa điện hình thành
A Catơt bị ion dương đập vào làm phát electron B Catơt bị nung nóng phát electron
C Quá trình tao hạt tải điện nhờ điện trường mạnh D Chất khí bị ion hóa tác dụng tác nhân ion hóa 36 Điện trở suất vật dẫn phụ thuộc vào
A chiều dài vật dẫn
B chiều dài tiết diện vật dẫn D tiết diện vật dẫn
C nhiệt độ chất vật dẫn
37 Phát biểu không đúng với kim loại? A Điện trở suất tăng nhiệt độ tăng
B Hạt tải điện ion tự
C Khi nhiệt độ khơng đổi, dịng điện tn theo định luật Ôm D Mật độ hạt tải điện không phụ thuộc vào nhiệt độ
38 Một bóng đèn sáng bình thường hiệu điện 220 V dây tóc có điện trở xấp xĩ 970 Hỏi bóng đèn thuộc loại đây?
A 220 V - 25 W B 220 V - 50 W C 220 V - 100 W D 220 V - 200 W
39 Đương lượng điện hóa niken k = 0,3.10-3 g/C Một điện lượng 2C chạy qua bình điện phân có anơt niken khối lượng niken bám vào catôt
A 6.10-3 g B 6.10-4 g C 1,5.10-3 g D 1,5.10-4 g
40 Một cặp nhiệt điện có đầu A đặt nước đá tan, đầu B cho vào nước sơi, suất điện động nhiệt điện mV Nếu đưa đầu B khơng khí có nhiệt độ 200 C suất điện động nhiệt điện bao nhiêu?
A 4.10-3 V B 4.10-4 V C 10-3 V D 10-4 V
41 Đương lượng điện hóa đồng k = 3,3.10-7 kg/C Muốn cho catơt bình điện phân chứa dung dịch CuSO4, với cực dương đồng xuất 16,5 g đồng điện lượng chạy qua bình phải A 5.103 C B 5.104 C C 5.105 C D 5.106 C
42 Đối với dịng điện chất khí
A Muốn có q trình phóng điện tự lực chất khí phải có electron phát từ catơt B Muốn có q trình phóng điện tự lực chất khí, catơt phải đốt nóng đỏ
C Khi phóng điện hồ quang, ion khơng khí đến đập vào catơt làm catơt phát electron
D Hiệu điện hai điện cực để tạo tia lửa điện không khí phụ thuộc vào hình dạng điện cực, không phụ thuộc vào khoảng cách chng
43 Để tiến hành phép đo cần thiết cho việc xác định đương lượng điện hóa kim loại đó, ta cần phải sử dụng thiết bị
(46)46
B cân, vôn kế, đồng hồ bấm giây C vôn kế, ôm kế, đồng hồ bấm giây D ampe kế, vôn kế, đồng hồ bấm giây
44 Một kim loại có điện trở 10 nhiệt độ 200 C, nhiệt độ 1000 C điện trở 12 Hệ số nhiệt điện trở kim loại
A 2,5.10-3 K-1 B 2.10-3 K-1 C 5.10-3 K-1 D 10-3 K-1
45 Ở nhiệt độ 250 C, hiệu điện hai đầu bóng đèn 20 V, cường độ dòng điện A Khi đèn sáng bình thường, cường độ dịng điện A, nhiệt độ bóng đèn 26440 C Hỏi hiệu điện hai đầu bóng đèn lúc bao nhiêu? Biết hệ số nhiệt điện trở dây tóc bóng đèn 4,2.10-3 K-1
A 240 V B 300 V C 250 V D 200 V 46 Lớp chuyển tiếp p-n có tính dẫn điện
A tốt dịng điện từ n sang p dòng điện từ p sang n
B tốt dòng điện từ p sang n khơng tốt dịng điện từ n sang p
C tốt dòng điện từ p sang n dòng điện từ n sang p
D khơng tốt dịng điện từ p sang n dòng điện từ n sang p
47 Câu nói tạp chất đơno tạp chất axepto bán dẫn không đúng? A Tạp chất đơno làm tăng electron dẫn bán dẫn tính khiết
B Tạp chất axepto làm tăng lỗ trống bán dẫn tinh khiết
C Tạp chất axepto làm tăng electron bán dẫn tinh khiết
D Bán dẫn tinh khiết không pha tạp chất mật độ electron tự lỗ trống tương đương ĐÁP ÁN
(47)IV TỪ TRƯỜNG A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Từ trường
+ Xung quanh nam châm hay dòng điện tồn từ trường
+ Từ trường dạng vật chất mà biểu cụ thể xuất lực từ tác dụng lên nam châm hay dịng điện đặt khoảng khơng gian có từ trường
+ Tại điểm không gian có từ trường, hướng từ trường hướng Nam - Bắc kim nam châm nhỏ nằm cân điểm
+ Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có phương trùng với phương từ trường điểm
+ Các tính chất đường sức từ:
- Tại điểm khơng gian có từ trường vẽ đường sức từ - Các đường sức từ đường cong khép kín vơ hạn hai đầu
- Chiều đường sức từ tuân theo quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam Bắc)
- Quy ước vẽ đường sức từ cho chổ từ trường mạnh đường sức từ mau chổ từ trường yếu đường sức từ thưa
2 Cảm ứng từ
+ Tại điểm không gian có từ trường xác định véc tơ cảm ứng từ: - Có hướng trùng với hướng từ trường;
- Có độ lớn Il F
, với F độ lớn lực từ tác dụng lên phần tử dịng điện có độ dài l, cường độ I,
đặt vng góc với hướng từ trường điểm Đơn vị cảm ứng từ tesla (T)
Từ trường từ trường mà cảm ứng từ điểm Đường sức từ từ trường đường thẳng song song, cách
+ Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện thẳng dài gây ra: Có điểm đặt điểm ta xét;
Có phương vng góc với mặt phẵng chứa dây dẫn điểm ta xét;
Có chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải: để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, ngón khum lại cho ta chiều đường sức từ;
Có độ lớn: B = 2.10-7 r I
+ Véc tơ cảm ứng từ Bdo dòng điện chạy khung dây tròn gây tâm vịng dây:
Có điểm đặt tâm vịng dây;
Có phương vng góc với mặt phẳng chứa vịng dây;
Có chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải vào Nam Bắc Có độ lớn: B = 2.10-7.
r NI
(N số vòng dây)
+ Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện chạy ống dây dài lịng ống dây (vùng có từ trường đều):
Có điểm đặt điểm ta xét;
Có phương song song với trục ống dây;
Có chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải vào Nam Bắc; Có độ lớn: B = 4.10-7
l N
I = 4.10-7nI
+ Nguyên lý chồng chất từ trường:
B B Bn
B
3 Lực từ
+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dịng điện I chạy qua đặt từ trường: Có điểm đặt trung điểm đoạn dây;
(48)48
Có chiều xác định theo qui tắc bàn tay trái: để bàn ta trái cho véc tơ cảm ứng từ
B hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều dịng điện chạy đoạn dây, chiều ngón tay choãi chiều lực từ
F; Có độ lớn: F = BIlsin
+ Lực Lo-ren-xơ
Lực Lo-ren-xơ lực từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động Lực Lo-ren-xơ f :
- Có điểm đặt điện tích; - Có phương vng góc với
vvà
B;
- Có chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng cho véc tơ
B hướng vào lịng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều v q > ngược chiều
v q < Lúc đó, chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón chỗi ra;
- Có độ lớn f = |q|vBsin B CÁC CÔNG THỨC
+ Cảm ứng từ dòng điện chạy dây dẫn thẳng gây điểm cách dây dẫn khoảng r: B = 2.10-7r
I
+ Cảm ứng từ dòng điện chạy vòng dây tròn gây tâm vòng dây: B = 2.10-7. r NI
(N số vòng dây)
+ Cảm ứng từ dòng điện chạy ống dây dài hình trụ gây lịng ống dây: B = 4.10-7 l N
I = 4.10-7nI
+ Nguyên lý chồng chất từ trường:
B B Bn
B
+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: F = BIlsin
C BÀI TẬP TỰ LUẬN
1 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 12 A; I2 = 15 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 15 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm
2 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm không khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 cm cách dây dẫn mang dòng I2 15 cm
3 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 16 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm
4 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 16 cm cách dây dẫn mang dòng I2 12 cm
5 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 30 cm
6 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dòng điện chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 20 cm
(49)a) Khi x = 10 cm Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện chạy hai dây dẫn gây điểm M
b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại
8 Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song không khí cách đoạn d = 2a có dòng điện ngược chiều cường độ I1 = I2 = I chạy qua
a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn đoạn x
b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại
9 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 15 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = 10 A, I2 = A chạy qua Xác định điểm M mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây
10 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 20A, I2 = 10A chạy qua Xác định điểm N mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây
11 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dịng điện qua dây Ox chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I1 = A, dịng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I2 = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm A có tọa độ x = cm y = -2 cm
12 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt không khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dòng điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I1 = A, dòng điện qua dây Oy chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I2 = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M có tọa độ x = cm y = cm
13 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt khơng khí, trùng với hai trục toạ độ vng góc xOy Dịng điện qua dây dẫn chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I1 = I2 = 12 A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm A có tọa độ x = - cm y = - cm 14 Một vòng dây trịn đặt chân khơng có bán kín R = 10 cm mang dòng điện I = 50 A
a) Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây
b) Nếu cho dịng điện qua vịng dây có bán kín R’ = 4R cảm ứng từ tâm vịng dây có độ lớn bao nhiêu?
15 Một khung dây trịn đặt chân khơng có bán kín R = 12 cm mang dòng điện I = 48 A Biết khung dây có 15 vịng Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây
16 Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, khoảng uốn thành vịng trịn, bán kính R = 20 cm hình vẽ Dịng điện chạy qua dây dẫn có cường độ A Xác định cảm ứng từ tâm O vịng trịn
17 Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5 mm phủ lớp sơn cách điện mỏng quấn thành ống dây, vòng dây quấn sát Cho dòng điện có cường độ I = A chạy qua ống dây Xác định cảm ứng từ điểm trục ống dây
18 Cho dòng điện cường độ I = 0,15 A chạy qua vòng dây ống dây, cảm ứng từ bên ống dây B = 35.10-5 T Ống dây dài 50 cm Tính số vịng dây ống dây
19 Dùng dây đồng có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = cm để làm ống dây Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm vòng dây quấn sát Hỏi cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, cảm ứng từ bên ống dây bao nhiêu?
20 Một ống dây đặt khơng khí cho trục ống dây vng góc với mặt phẵng kinh tuyến từ Thành phần nằm ngang từ trường Trái Đất B0 = 2.10-5 T Ống dây dài 50 cm quấn lớp vòng dây sát Trong lịng ống dây có treo kim nam châm
a) Cho dòng điện I = 0,2 A chạy qua ống dây kim nam châm quay lệch so với hướng Nam - Bắc lúc đầu 450 Tính số vịng dây ống dây
b) Cho dòng điện I’ = 0,1 A qua ống dây kim nam châm quay lệch góc bao nhiêu?
(50)50
22 Một prôtôn bay vào từ trường theo phương làm với đường sức từ góc 300 với vận tốc 3.107 m/s, từ trường có cảm ứng từ 1,5 T Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên prơtơn
23 Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25 cm, có dịng điện I = 5A chạy qua đặt từ trường có đường cảm ứng từ vng góc với mặt phẵng chứa khung dây hướng từ ngồi vào hình vẽ Biết B = 0,02T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh khung dây
24 Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10 cm ; BC = 20 cm, có dịng điện I = 4A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ song song với mặt phẵng chứa khung dây hình vẽ Biết B = 0,04 T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh khung dây 25 Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dịng điện I = A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ
với cạnh AD góc = 300 như song song với mặt phẵng chứa khung dây hợp
hình vẽ Biết B = 0,02 T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh AB AD
26 Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song khung dây hình chữ nhật nằm mặt phẵng đặt khơng khí có dịng điện chạy qua hình vẽ
Biết I1 = 15 A; I2 = 10 A; I3 = A; a = 15 cm; b = 10 cm; AB = 15 cm; BC = 20 cm Xác định lực từ từ trường hai dòng điện chạy hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC khung dây
27 Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song khung dây hình chữ nhật nằm mặt phẵng đặt khơng khí có dịng điện chạy qua hình vẽ Biết I1 = 12 A; I2 = 15 A; I3 = 4A; a = 20 cm; b = 10 cm; AB = 10 cm; BC = 20 cm Xác định lực từ từ trường hai dòng điện chạy hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC khung dây HƯỚNG DẪN GIẢI
1 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 B dịng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = 2.10-7
AM I1
= 1,6.10-5 T; B2 = 2.10- BM
I2
= 6.10-5 T Cảm ứng từ tổng hợp M
B=
B +
B Vì
B
B phương, chiều nên
Bcùng phương, chiều với
1
B
B có độ lớn B = B1 + B2 = 7,6.10-5 T
2 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 B dòng điện I1 I2 gây
B
B có phương chiều M véc tơ cảm ứng từ
hình vẽ, có độ lớn: B1 = 2.10-7
AM I1
= 2,4.10-5 T; B2 = 2.10-7 BM
I2
= 1,6.10-5 T Cảm ứng từ tổng hợp M là: B=
B +
B Vì
B
B phương, ngược chiều B1 > B2 nên
Bcùng phương, chiều với
1
B có độ lớn: B = B1 - B2 = 0,8.10-5 T
3 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 vào B Tam giác AMB vuông M Các dòng điện
B
B có phương chiều I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ
(51)B1 = 2.10-7 AM
I1
= 3.10-5 T; B2 = 2.10-7 BM
I2
= 4.10-5 T Cảm ứng từ tổng hợp M là:
B=
B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = 22
1 B
B = 5.10-5 T
4 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Tam giác AMB vng M Các dịng điện
B
B có phương chiều hình I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ
vẽ, có độ lớn: B1 = 2.10-7
AM I1
= 1,5.10-5 T; B2 = 2.10-7
BM I2
= 2.10-5 T Cảm ứng từ tổng hợp M là: B=
B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = 22
1 B
B = 2,5.10-5 T
5 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7
AM I1
= 6.10-6 T Cảm ứng từ tổng hợp M là: B=
B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn:
B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2B1
AM AH
= 4.10-6 T
6 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7
AM I1
= 6.10-6 T Cảm ứng từ tổng hợp M là:
B=
B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = 2B1cos = 2B1
AM AH AM2
= 11,6.10-6 T
7 a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ
B
B có phương chiều hình vẽ, có độ lớn:
B1 = B2 = 2.10-7 x I
= 2.10-5 T Cảm ứng từ tổng hợp M là:
B=
B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos
= 2B1
x d x
2
2
(52)52
B1 = B2 = 2.10-7 x I
;
B = 2B1cos = 2.2.10-7 x I x d x 2
2
= 10-7I 4
2 x d x ; B đạt cực đại 4
2 x d
x =
22
2 2 x d x d
d đạt cực đại; theo bất đẵng thức Côsi
22
2 2 x d x d
d đạt cực đại
2
4x d
= - 2
2
4x d
x =
2 d
= 8,5 cm Khi Bmax = 3,32.10-5 T
8 a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7
x I
Cảm ứng từ tổng hợp M
B= B +
B có phương chiều hình vẽ có độ lớn: x I x a
= 4.10-7 I 2 x
a B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2.10
b) Đặt MH = y; ta có x2 = a2 + y2 B = 4.10-7 I 2 2 y a
a
; B đạt cực đại y = x = a; Bmax =
4.10-7 a I
9 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B B= B + B = 0
B =
-
B tức Để cảm ứng từ tổng hợp M
là B
B phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB
Với B1 = B2 2.10-7 AM
I1
= 2.10-7
AM AB
I
2
AM =
2 1 I I I AB
= 10 cm; MB = cm
Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 10 cm cách dây dẫn mang dịng I2 cm; ngồi cịn có điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dòng điện gây điểm cách xa
10 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1và
B Để cảm ứng từ tổng hợp M B=
B + B = 0
B =
-
B tức
B
(53)Với B1 = B2 2.10-7 AM
I1
= 2.10-7
AB AM
I
2
AM =
2 1 I I I AB
= 20 cm; BM = 10 cm
Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 20 cm cách dây dẫn mang dịng I2 10 cm; ngồi cịn có điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dòng điện gây điểm cách xa
11 Dịng I1 gây A véc tơ cảm ứng từ
B vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn:
B1 = 2.10-7 | |
1
y I
= 2.10-5 T
B vng góc với mặt phẵng xOy, Dòng I2 gây A véc tơ cảm ứng từ
hướng từ ra, có độ lớn: B2 = 2.10-7
| |
2
x I
= 1,5.10-5 T
Cảm ứng từ tổng hợp A
B= B +
B Vì
B
B phương, ngược chiều B1 > B2 nên
Bcùng phương, chiều vớiB1và có độ lớn B = B1 – B2 = 0,5.10-5 T
B vng góc với mặt phẵng xOy, 12 Dịng I1 gây M véc tơ cảm ứng từ
hướng từ ngồi vào, có độ lớn: B1 = 2.10-7
| |
1
y I
= 2.10-5 T
B vng góc với mặt phẵng xOy, Dòng I2 gây M véc tơ cảm ứng từ
hướng từ ngồi vào, có độ lớn: B2 = 2.10-7
| |
2
x I
= 4,5.10-5 T
Cảm ứng từ tổng hợp M
B= B +
B Vì
B
B phương, chiều nên
Bcùng phương,
cùng chiều vớiB1và
2
B có độ lớn B = B1 + B2 = 6,5.10-5 T
ứng từ B1vng góc với mặt
13 Dòng I1 gây A véc tơ cảm
phẵng xOy, hướng từ vào, có độ lớn: B1 = 2.10-7
| |
1
y I
= 6.10-5 T
từ B2vng góc với mặt phẵng
Dịng I2 gây A véc tơ cảm ứng xOy, hướng từ ra, có độ lớn: B2 = 2.10-7
| |
2
x I
= 4.10-5 T
Cảm ứng từ tổng hợp A
B= B +
B Vì
B
B phương, ngược chiều B1 > B2 nên
B
cùng phương, chiều vớiB1và có độ lớn B = B1 – B2 = 2.10
-5 T 14 a) Độ lớn cảm ứng từ tâm vòng dây:
B = 2.10-7 R I
= 31,4.10-5 T
b) Với vịng dây có bán kính R’ = 4R thì: B’ = 2.10-7
R I =
B
(54)54
15 B = 2.10-7N R I
= 367,8.10-5 T
tại tâm O cảm ứng từ B1vng
16 Dịng điện chạy vịng trịn gây
góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngồi vào có độ lớn: B1 = 2.10-7
R I
= 15,7.10-6T
tại tâm O cảm ứng từ B2 vng
Dịng điện chạy dây dẫn thẳng gây
và có độ lớn: B2 = 2.10-7 R
I
= 5.10 -góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ
6T
Cảm ứng từ tổng hợp O
B=
B +
B Vì
B
B phương, ngược chiều B1 > B2 nên
Bcùng phương, chiều vớiB1và có độ lớn B = B1 – B2 = 10,7.10-6 T
17 Số vòng dây quấn sát ống dây: N = d
l
Cảm ứng từ điểm bên ống dây: B = 4.10-7
l N
I = 5.10-4 T 18 B = 4.10-7
l N
I N =
I lB
7
10
4 = 929 vòng 19 Chu vi vòng dây: d, số vòng dây: N =
d l Cảm ứng từ bên ống dây:
B = 4.10-7 L N
I = 4.10-7 dL
l
I = 2,5.10-5 T
20 a) Kim nam châm định hướng theo hướng từ trường tổng hợp Vì cảm ứng từ Bd dịng điện chạy ống dây gây vng góc với cảm ứng từ
hợp B=
d
B +
B hợp với
0
B góc 450
B từ trường Trái đất, mà cảm ứng từ tổng
nên Bd = B0 = 2.10-5 T Ta có: Bd = 4.10-7 L N
I = B0
N =
I LB
7
10
4 = 40 vòng b) Bd/ = 4.10-7 L
N I’ =
2 d B
= 10-5 T (vì I’ =
2
I ); tan’ =
0 /
B Bd
=
= tan26,60 ’ = 26,60 21 Ta có: f = evBsin = 0,64.10-14 N
22 Ta có: f = evBsin = 7,2.10-12 N
23 Các lực từ tác dụng lên cạnh khung dây có điểm đặt trung điểm cạnh, có phương nằm mặt phẵng chứa khung dây vng góc với cạnh, có chiều hình vẽ có độ lớn:
fAB = fCD = B.I.AB = 15.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC = 25.10-3 N
(55)fBC = fAD = B.I.BC = 32.10-3 N; hai lực tạo thành ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay đến vị trí mà mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ
25 Các lực từ tác dụng lên cạnh khung dây có điểm đặt trung điểm cạnh, có phương vng góc với mặt phẵng chứa khung dây vng góc với cạnh, lực tác dụng lên cạnh AB BC hướng từ ra, lực tác dụng lên cạnh CD AD hướng từ vào có độ lớn:
fAB = fCD = B.I.AB.sin(900 - ) = 8,66.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC.sin = 10-2 N
26 Dòng I1 gây điểm cạnh BC khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vng góc với mặt phẵng hình vẽ, có chiều hướng từ ngồi vào có độ lớn B1 = 2.10-7
b AB a
I
1 ; từ trường dòng I
1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1đặt trung điểm cạnh BC, có phương nằm mặt phẵng hình
vẽ, vng góc với BC hướng từ A đến B, có độ lớn: F1 = B1I3BCsin900 = 2.10-7
b AB a
BC I I
3
= 60.10-7 N
Lập luận tương tự ta thấy từ trường dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ
F có điểm đặt, phương, chiều với F1và có độ lớn F2 = 2.10
-7 b
BC I I2 3
= 128.10-7 N
Lực từ tổng hợp từ trường hai dòng I1 I2 tác dụng lên cạnh BC khung dây
F =
F +
F phương chiều với
F
F có độ lớn F = F1 + F2 = 188.10-7 N
27 Dòng I1 gây điểm cạnh BC khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vng góc với mặt phẵng hình vẽ, có chiều hướng từ có độ lớn B1 = 2.10 -7
b I1
; từ trường dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ
F đặt trung điểm cạnh BC, có phương nằm mặt phẵng hình vẽ, vng góc với
B1I3BCsin900 = 2.10-7 a
BC I I1 3
= BC hướng từ B đến A, có độ lớn F1 =
192.10-7 N
Lập luận tương tự ta thấy từ trường dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ
F có điểm đặt, phương, ngược chiều với F1và có độ lớn F2 = 2.10
-7 b a
BC I I
3
= 80.10-7 N
Lực từ tổng hợp từ trường hai dòng I1 I2 tác dụng lên cạnh BC khung dây
F =
F +
F phương chiều với
(56)56
TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 1 Mọi từ trường phát sinh từ
A Các nguyên tử sắt B Các nam châm vĩnh cửu C Các mômen từ D Các điện tích chuyển động
2 Một nam châm vĩnh cửu không tác dụng lực lên
A Thanh sắt chưa bị nhiễm từ B Thanh sắt bị nhiễm từ
C Điện tích khơng chuyển động.D Điện tích chuyển động
3 Cảm ứng từ bên ống dây dài không phụ thuộc vào A Môi trường ống dây
B Chiều dài ống dây
C Đường kính ống dây
D Dịng điện chạy ống dây
4 Khi lỏi sắt từ luồn vào ống dây dẫn diện, cảm ứng từ bên lòng ống dây A Bị giảm nhẹ chút B Bị giảm mạnh
C Tăng nhẹ chút D Tăng mạnh
5 Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện ngược chiều I1, I2 Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn nằm mặt phẵng chứa hai dây dẫn
A B = B1 + B2 B B = |B1 - B2| C B = D B = 2B1 - B2
6 Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện chiều I1, I2 Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn nằm mặt phẵng chứa hai dây dẫn
A B = B1 + B2 B B = |B1 - B2| C B = D B = 2B1 - B2
7 Đặt dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện 20 A từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với dây, người ta thấy 50 cm dây chịu lực từ 0,5 N cảm ứng từ có độ lớn
A T B 0,5 T C 0,05 T D 0,005 T
8 Khi electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo song song với đường sức từ,
A Chuyển động electron tiếp tục không bị thay đổi
B Hướng chuyển động electron bị thay đổi C Vận tốc electron bị thay đổi
D Năng lượng electron bị thay đổi
9 Một vòng dây trịn bán kính 30 cm có dịng điện chạy qua Cảm ứng từ tâm vòng dây 3,14.10-5 T Cường độ dòng điện chạy vòng dây
A A B 10 A C 15 A D 20 A
10 Một dòng điện 20 A chạy dây dẫn thẳng dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây 10 cm
A 10-5T B 10-5T C 10-5T D 10-5T
11 Hai dây dẫn thẳng, dài vô hạn trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy, có dịng điện I1 = A, I2 = A chạy qua chiều với chiều dương trục toạ độ Cảm ứng từ điểm A có toạ độ x = cm, y = cm
A 10-5 T B 10-5 T C 10-5 T. D 10-5 T
12 Khi electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo vng góc với đường sức từ, A Chuyển động electron tiếp tục không bị thay đổi
B Hướng chuyển động electron bị thay đổi
C Độ lớn vận tốc electron bị thay đổi D Năng lượng electron bị thay đổi
13 Khi hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với có hai dịng điện chiều chạy qua
A Chúng hút B Chúng đẩy C Lực tương tác khơng đáng kể D Có lúc hút, có lúc đẩy
14 Từ trường nam châm thẳng giống với từ tường tạo A Một dây dẫn thẳng có dịng điện chạy qua
B Một chùm electron chuyển động song song với
C Một ống dây có dịng điện chạy qua
D Một vịng dây có dịng điện chạy qua
15 Một khung dây dẫn có dịng điện chạy qua nằm từ trường ln ln có xu hướng quay mặt phẵng khung dây đến vị trí
A Vng góc với đường sức từ
(57)C Song song vng góc với đường sức từ tuỳ theo chiều dịng điện chạy khung dây D Tạo với đường sức từ góc 450
16 Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với có dòng điện chạy qua tương tác với lực lớn
A Hai dây dẫn có khối lượng
B Trong hai dây dẫn có điện tích tự
C Trong hai dây dẫn có ion dương dao động quanh nút mạng
(58)58
17 Dùng nam châm thử ta biết
A Độ mạnh yếu từ trường nơi đặt nam châm thử B Dạng đường sức từ nơi đặt nam châm thử
C Độ lớn hướng véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử
D Hướng véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử
18 Tương tác điện tích đứng yên điện tích chuyển động A Tương tác hấp dẫn. B Tương tác điện
C Tương tác từ D Vừa tương tác điện vừa tương tác từ 19 Kim nam cham la bàn đặt mặt đất hướng Bắc - Nam địa lí
A Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho B Lực điện Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho
C Từ trường Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho
D Vì lí khác chưa biết
20 Một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường Lực từ lớn tác dụng lên đoạn dây dẫn
A Đoạn dây dẫn đặt song song với đường sức từ
B Đoạn dây dẫn đặt vng góc với đường sức từ
C Đoạn dây dẫn đặt hợp với đường sức từ góc 450 D Đoạn dây dẫn đặt hợp với đường sức từ góc 600
21 Đoạn dây dẫn dài 10 cm mang dòng điện A đặt từ trường có cảm ứng từ 0,08 T Đoạn dây đặt vng góc với đường sức từ Lực từ tác dụng lên đoạn dây
A 0,01 N B 0,02 N C 0,04 N D N
22 Đoạn dây dẫn dài 10cm mang dịng điện A đặt từ trường có cảm ứng từ 0,08 T Đoạn dây đặt hợp với đường sức từ góc 300 Lực từ tác dụng lên đoạn dây
A 0,01 N B 0,02 N C 0,04 N D 0,05 N
23 Một hạt mang điện tích q = 3,2.10-19 C bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,5 T, với vận tốc v = 106 m/s theo phương vng góc với đường sức từ Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là:
A B 1,6.10-13 N C 3,2.10-13 N D 6,4.10-13 N
24 Một dòng điện 20 A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt không khí Cảm ứng từ điểm cách dây dẫn 20 cm
A 10-5 T B 2.10-5 T C 4.10-5 T D 8.10-5 T
25 Một dịng điện chạy dây dẫn thẳng, dài khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây dẫn 10 cm 4.10-5 T Cảm ứng từ điểm cách dây 40 cm
A 10-5 T B 2.10-5 T C 4.10-5 T D 8.10-5 T
26 Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với khơng khí cách 16 cm có dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua chiều Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn cm
A B 10-5 T C 2,5.10-5 T D 10-5 T
27 Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với khơng khí cách 16 cm có dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua ngược chiều Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn cm
A B 10-5 T C 2,5.10-5 T D 10-5 T
28 Khung dây trịn bán kính 30 cm có 10 vịng dây Cường độ dịng điện qua vòng dây 0,3 A Cảm ứng từ tâm khung dây
A 10-6 T B 3,14.10-6 T C 6,28.10-6 T D 9,42.10-6 T
29 Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vịng dây đặt khơng khí Cảm ứng từ bên ống dây 75.10-3 T Cường độ dòng điện chạy ống dây
A A B 10 A C 15 A D 20 A
30 Một ống dây dài 20 cm, có 2400 vịng dây đặt khơng khí Cường độ dịng điện chạy vòng dây làg 15 A Cảm ứng từ bên ống dây
A 28 10-3 T B 56 10-3 T C 113 10-3 T D 226 10-3 T.
31 Một electron bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 1,2 T Lúc lọt vào từ trường vận tốc hạt 107 m/s hợp thành với đường sức từ góc 300 Lực Lorenxơ tác dụng lên electron
A B 0,32.10-12N C 0,64.10-12N D 0,96.10-12N
32 Một khung dây tròn bán kính R = cm, có 12 vịng dây có dịng điện cường độ I = 0,5 A chạy qua Cảm ứng từ tâm vòng dây
(59)33 Chọn câu
A Chỉ có từ trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron B Chỉ có điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron C Từ trường điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron
D Từ trường điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron
34 Một dây dẫn thẳng, dài có dịng điện I = 12 A chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây cm
A 1,2.10-5T B 2,4.10-5T C 4,8.10-5T D 9,6.10-5T 35 Trong trường hợp sau trường hợp tương tác từ
A Trái Đất hút Mặt Trăng
B Lược nhựa sau cọ xát với hút mẫy giấy vụn C Hai cầu tích điện đặt gần
D Hai dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt gần
36 Một dòng điện cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm M có giá trị B = 4.10-5 T Điểm M cách dây
A cm B 2,5 cm C cm D 10 cm
37 Một dòng điện chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm M cách dây 10 cm có giá trị B = 2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy dây dẫn
A A B A C 10 A D 15 A
38 Một hạt mang điện tích q = 4.10-10 C, chuyển động với vận tốc 2.105 m/s từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vng góc với véc tơ cảm ứng từ Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt f = 4.10-5 N Cảm ứng từ B từ trường là:
A 0,05 T B 0,5 T C 0,02 T D 0,2 T
39 Một hạt tích điện chuyển động từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vng góc đường sức từ Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,6.106 m/s lực Lorenxơ tác dụng lên hạt f1 = 2.10-6 N Nếu hạt chuyển động với vận tốc v
2 = 4.107 m/s lực Lorenxơ f2 tác dụng lên hạt A 4.10-6 N B 10-5 N C 5.10-6 N D 5.10-5 N
40 Một hạt (điện tích 3,2.10-19C) bay với vận tốc 107m/s theo phương vng góc với đường sức từ từ trường có cảm ứng từ B = 1,8 T Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt
A 5,76.10-12 N B 57,6.10-12 N C 0,56.10-12 N D 56,25.10-12 N 41 Cảm ứng từ điểm từ trường
A Vng góc với đường sức từ
B Nằm theo hướng đường sức từ
C Nằm theo hướng lực từ D Khơng có hướng xác định 42 Chọn câu trả lời sai
A Tương tác dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ B Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ
C Xung quanh điện tích đứng n có điện trường từ trường D Ta vẽ đường sức từ qua điểm từ trường 43 Trong nam châm điện, lỏi nam châm dùng
A Kẻm B Sắt non C Đồng D Nhôm
44 Một dây dẫn thẳng, dài có dịng điện chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây cm 1,2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy dây dẫn
A 1A B 3A C 6A D 12A
45 Để xác định điểm khơng gian có từ trường hay khơng, ta A Đặt điện tích B Đặt kim nam châm
C Đặt sợi dây dẫn D Đặt sợi dây tơ
46 Một đoạn dây có dịng điện đặt từ trường có cảm ứng từ B Để lực từ tác dụng
lên dây đạt giá trị cực đại góc dây dẫn B phải A = 00 B = 300 C = 600 D = 900
47 Một đoạn dây có dịng điện đặt từ trường có cảm ứng từ B Để lực từ tác dụng
(60)60
A = 00. B = 300 C = 600 D = 900
48 Một dòng điện cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng khí gây cảm ứng từ điểm M BM = 6.10-5 T Khoảng cách từ M đến dây dẫn
A cm B 3,14 cm C 10 cm D 31,4 cm
49 Khung dây trịn bán kính 31,4 cm có 10 vịng dây quấn cách điện với nhau, có dòng điện I chạy qua Cảm ứng từ tâm khung dây 2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy qua vòng dây
A mA B 10 mA C 100 mA D A
50 Một ống dây dài l = 25 cm có dịng điện I = 0,5 A chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ bên ống dây 6,28.10-3 T Số vòng dây quấn ống dây
A 1250 vòng B 2500 vòng C 5000 vòng D 10000 vòng ĐÁP ÁN
(61)V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Từ thông Cảm ứng điện từ
+ Từ thơng qua diện tích S đặt từ trường đều: = BScos(n,B) Đơn vị từ thông vêbe (Wb): Wb = T.1 m2
+ Mỗi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên mạch kín (C) xuất dòng điện gọi dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng (C) gọi tượng cảm ứng điện từ + Dòng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín
+ Khi từ thơng qua (C) biến thiên kết chuyển động từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói
+ Khi khối kim loại chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên khối kim loại xuất dòng điện cảm ứng gọi dòng điện Fu-cô
Mọi khối kim loại chuyển động từ trường chịu tác dụng lực hãm điện từ Tính chất ứng dụng phanh điện từ ô tô hạng nặng
Khối kim loại chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên nóng lên Tính chất ứng dụng lị cảm ứng để nung nóng kim loại
Trong nhiều trường hợp xuất dịng Fu-cơ gây nên tổn hao lượng vơ ích Để giảm tác dụng nhiệt dịng Fu-cơ người ta tăng điện trở khối kim loại cách khoét lỗ khối kim loại thay khối kim loại nguyên vẹn khối gồm nhiều kim loại xếp liền nhau, cách điện
2 Suất điện động cảm ứng
+ Khi từ thơng qua mạch kín (C) biến thiên mạch kín xuất suất điện động cảm ứng tạo dòng điện cảm ứng
+ Định luật Fa-ra-đay suất điện động cảm ứng: ec = - N t
3 Tự cảm
+ Trong mạch kín (C) có dịng điện có cường độ i chạy qua dịng điện i gây từ trường, từ trường gây từ thông qua (C) gọi từ thông riêng mạch: = Li
+ Hệ số tự cảm ống dây dài: L = 4.10-7 l N2
S Đơn vị độ tự cảm henry (H)
+ Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện mà biến thiên từ thơng qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch
+ Suất điện động tự cảm: etc = - L t i
+ Năng lượng từ trường ống dây có dịng điện: WL =
Li2 B CÁC CÔNG THỨC
+ Từ thơng qua diện tích S đặt từ trường: = NBScos(n,B) + Suất điện động cảm ứng: ec = - N
t
+ Hệ số tự cảm ống dây: L = 4.10-7
l N2
S
+ Từ thông tự cảm qua ống dây có dịng điện i chạy qua: = Li + Suất điện động tự cảm: etc = - L
t i
+ Năng lượng từ trường ống dây: WL =
2
(62)62
1 Một vịng dây phẵng giới hạn diện tích S = cm2 đặt từ trường cảm ứng từ B = 0,1 T Mặt phẵng vòng dây làm thành với B góc = 300 Tính từ thông qua S
2 Một khung dây đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,06 T cho mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ Từ thông qua khung dây 1,2.10-5 Wb Tính bán kín vịng dây
3 Một khung dây phẵng giới hạn diện tích S = cm2 gồm 20 vòng dây đặt từ trường có cảm ứng từ từ B = 0,1 T cho mặt phẵng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ góc 600 Tính từ thơng qua diện tích giới hạn khung dây
4 Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng đặt từ trường Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 300 có độ lớn 2.10-4 T Người ta làm cho từ trường giảm đến thời gian 0,01 s Tính suất điện động cảm ứng xuất khung dây thời gian từ trường biến đổi
5 Một khung dây trịn bán kính 10 cm gồm 50 vịng dây đặt từ trường Cảm ứng từ hợp với mặt phẵng khung dây góc 600 Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị 0,05 T Tìm suất điện động cảm ứng khung khoảng 0,05 s:
a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi b) Cảm ứng từ giảm đến
6 Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu vị trí song song với đường sức từ từ trường có độ lớn B = 0,01 T Khung quay thời gian t = 0,04 s đến vị trí vng góc với đường sức từ Xác định suất điện động cảm ứng xuất khung
7 Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vịng dây, diện tích vịng S = 20 cm2 đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến
ncủa mặt phẵng khung dây góc = 600, độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T, điện trở khung dây R = 0,2 Tính suất điện động cảm ứng cường độ dịng điện xuất khung dây thời gian t = 0,01 giây, cảm ứng từ:
a) Giảm từ B đến b) Tăng từ đến 0,5B
8 Một khung dây dẫn đặt vng góc với từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian Tính suất điện động cảm ứng tốc độ biến thiên cảm ứng từ, biết cường độ dòng điện cảm ứng IC = 0,5 A, điện trở khung R = diện tích khung S = 100 cm2
9 Một ống dây hình trụ dài gồm 103 vịng dây, diện tích vịng dây S = 100 cm2 Ống dây có điện trở R = 16 , hai đầu nối đoản mạch đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ song song với trục ống dây có độ lớn tăng 10-2 T/s Tính cơng suất tỏa nhiệt ống dây
10 Một vịng dây diện tích S = 100 cm2 nối vào tụ điện có điện dung C = 200 F, đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẵng chứa khung dây, có độ lớn tăng 5.10-2 T/s Tính điện tích tụ điện
11 Một khung dây có 1000 vịng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẵng khung Diện tích mặt phẵng giới hạn vòng dm2 Cảm ứng từ từ trường giảm từ 0,5T đến 0,2 T thời gian 0,1 s Tính suất điện động cảm ứng xuất vòng dây khung dây
12 Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vịng dây, đường kính vịng dây d = cm có dịng điện với cường độ i = A qua
a) Tính độ tự cảm ống dây b) Tính từ thơng qua vịng dây
c) Thời gian ngắt dịng điện t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất ống dây
13 Một cuộn tự cảm có L = H nối với nguồn điện có suất điện động V, điện trở không đáng kể, điện trở cuộn dây không đáng kể Hỏi sau thời gian kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị A? giả sử cường độ dòng điện tăng theo thời gian
14 Một cuộn tự cảm có L = 50 mH mắc nối tiếp với điện trở R = 20 , nối vào nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở khơng đáng kể Xác định tốc độ biến thiên cường độ dòng điện I tại:
a) Thời điểm ban đầu ứng với I = b) Thời điểm mà I = A
(63)16 Tìm độ tự cảm ống dây hình trụ gồm 400 vịng, dài 20cm, tiết diện ngang cm2 hai trường hợp:
a) Ống dây khơng có lỏi sắt
b) Ống dây có lỏi sắt với độ từ thẩm = 400
17 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống cm Cho dòng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ đến 1,5 A Tính suất điện động tự cảm ống dây
18 Tính độ tự cảm độ biến thiên lượng từ trường ống dây, biết sau thời gian t = 0,01 s, cường độ dòng điện ống dây tăng từ A đến 2,5 A suất điện động tự cảm 30 V HƯỚNG DẪN GIẢI
1 Mặt phẵng vịng dây làm thành với B góc 300 nên góc
B pháp tuyến
n 600 Do đó: = BScos(
B
n, ) = 25.10-6 Wb
2 Ta có: = BScos(n,B) = BR2cos(
B n, ) R =
) , cos( B n
B = 8.10
-3 m = mm
3 Ta có: = NBScos(n,B) = 8,7.10-4 Wb
4 Ta có: ec = - t = - t B n NBS
cos(,)
= 2.10-4 V 5 Từ thông qua khung dây lúc đầu:
1 = NBScos(
B
n, ) = 6,8.10-2 Wb a) Khi 2 = 21 ec = -
t
2
= - 1,36 V Dấu “-“ cho biết khung dây khép kín suất điện động cảm ứng gây dòng điện cảm ứng với từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường b) Khi 2 = ec = -
t
2
= 1,36 V 6 Ta có: 1 = lúc đầu
n
B; 2 = BS = 2.10-4 Wb lúc sau
n//
B Do đó: ec = - t
2
= - 5.10-3 V
7 Ta có: |ec| = | t
2 1
| = t B n NS ) , cos(
.|B2 – B1|
a) |ec| =
01 , 60 cos 10
10 3
.|0 – 0,04| = 0,04 V; i = R ec| |
= 0,2 A
b) |ec| =
01 , 60 cos 10
10 3
.|0,02 – 0| = 0,02 V; i = R ec| |
= 0,1 A
8 Ta có: Ic = R ec| |
|ec| = IcR = V;
|ec| = t S B | | t B | | = S ec| |
= 100 T/s 9 Ta có: |ec| =
t NS B | |
= 0,1 V; i = R ec| |
= 0,625.10-2 A; P = i2R = 6,25.10-4 W
10 Ta có: U = |ec| = t S B | |
= 5.10-4 V; q = CU = 10-7 C 11 Trong vòng dây: |ec| =
t S B | |
(64)64
12 a) L = 4.10-7 l
N2 S = 4.10-7 l
N2
2
d = 0,02 H
b) Từ thông qua ống dây: = Li = 0,04 Wb Từ thông qua vòng dây: =
N
= 4.10-5 Wb c) |etc| = |- L
t i
| = 0,4 V 13 Ta có: e + etc = e - L
t i
= (R + r)i =
t i
= t i
= L e
t = e Li
= 2,5 s 14 Ta có: e + etc = e - L
t i
= RI t i
= L
RI e
a) Thời điểm ban đầu với I = 0:
t i
= L e
= 1,8.103 A/s b) Thời điểm I = A:
t i
= L
RI e
= 103 A/s 15 |etc| = |- L
t i
| | t i
| = L etc| |
= 500 A/s 16 a) L = 4.10-7
l N2
S = 9.10-4 H b) L = 4.10-7 l N2
S = 0,36 H 17 L = 4.10-7
l
N2 S = 4.10-7 l
N2
2
d = 5.10-4
H;
|etc| = |- L t i
| = 0,075 V 18 |etc| = |- L
t i
| L = |etc| i t
= 0,2 H; W=
2
(65)D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 1 Chọn câu sai
A Khi đặt diện tích S vng góc với đường sức từ, S lớn từ thơng có giá trị lớn B Đơn vị từ thông vêbe (Wb)
C Giá trị từ thơng qua diện tích S cho biết cảm ứng từ từ trường lớn hay bé
D Từ thơng đại lượng vơ hướng, dương, âm 2 Trong mạch kín dòng điện cảm ứng xuất
A mạch có nguồn điện
B mạch điện đặt từ trường
C mạch điện đặt từ trường không
D từ thông qua mạch điện biến thiên theo thời gian
3 Một khung dây phẵng diện tích S = 12 cm2, đặt từ trường cảm ứng từ B = 5.10-2 T Mặt phẵng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B góc = 300 Từ thơng qua diện tích S
A 3 3.10-4Wb B 3.10-4Wb C 3.10-5Wb D 3.10-5Wb
4 Muốn cho khung dây kín xuất suất điện động cảm ứng cách A làm thay đổi diện tích khung dây
B đưa khung dây kín vào từ trường
C làm cho từ thông qua khung dây biến thiên D quay khung dây quanh trục đối xứng
5 Một vịng dây dẫn trịn, phẵng có đường kính cm đặt từ trường có cảm ứng từ B =
1 T Từ thơng qua vịng dây véc tơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẵng vịng dây góc = 300
A 3.10-5 Wb B 10-5 Wb C 3.10-4 Wb D 10-4 Wb
6 Một ống dây có độ tự cảm L = 0,01 H Khi có dịng điện chạy qua ống dây có lượng 0,08 J Cường độ dịng điện chạy ống dây
A A B A C A D A 7 Trong hệ SI đơn vị hệ số tự cảm
A Tesla (T) B Henri (H) C Vêbe (Wb) D Fara (F) 8 Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào tượng A lực điện điện trường tác dụng lên hạt mang điện
B cảm ứng điện từ
C lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động D lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện 9 Hiện tượng tự cảm thực chất
A tượng dòng điện cảm ứng bị biến đổi từ thông qua mạch kín bị triệt tiêu B tượng cảm ứng điện từ xảy khung dây đặt từ trường biến thiên
C tượng xuất suất điện động cảm ứng dây dẫn chuyển động từ trường
D tượng cảm ứng điện từ mạch biến đổi dịng điện mạch gây
10 Khi dòng điện qua ống dây giảm lần lượng từ trường ống dây A giảm lần B giảm lần
C giảm lần D giảm 2 lần
11 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H, có dịng điện biến thiên 200 A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị
A 10 V B 20 V C 0,1 kV D 2,0 kV
12 Dòng điện cuộn cảm giảm từ 16 A đến A 0,01 s, suất điện động tự cảm cuộn có độ lớn 64 V, độ tự cảm có giá trị:
A 0,032 H B 0,04 H C 0,25 H D 4,0 H 13 Suất điện động tự cảm có giá trị lớn
A dòng điện tăng nhanh B dịng điện có giá trị nhỏ C dịng điện có giá trị lớn D dịng điện khơng đổi
(66)66
A 0,6 V B 1,2 V C 3,6 V D 4,8 V
15 Một mạch kín (C) khơng biến dạng đặt từ trường đều, trường hợp mạch xuất dịng điện cảm ứng
A mạch chuyển động tịnh tiến
B mạch quay xung quanh trục vng góc với mặt phẵng (C) C mạch chuyển động mặt phẵng vng góc với từ trường
D mạch quay quanh trục nằm mặt phẵng (C)
16 Chọn câu sai: Từ thông qua mặt S đặt từ trường phụ thuộc vào A độ nghiêng mặt S so với B
B độ lớn chu vi đường giới hạn mặt S
C độ lớn cảm ứng từ B D độ lớn diện tích mặt S
17 Cuộn tự cảm có độ tự cảm L = 2,0 mH, có dịng điện có cường độ 10 A Năng lượng từ trường cuộn dây
A 0,05 J B 0,10 J C 1,0 J D 0,1 kJ 18 Ống dây điện hình trụ có chiều dài tăng gấp đơi độ tự cảm A không đổi B tăng lần C tăng hai lần D giảm hai lần
19 Ống dây điện hình trụ có số vịng dây tăng hai lần độ tự cảm A tăng hai lần B tăng bốn lần C giảm hai lần D giảm lần
20 Ống dây điện hình trụ có số vịng dây tăng bốn lần chiều dài tăng hai lần độ tự cảm
A tăng tám lần B tăng bốn lần C giảm hai lần D giảm bấn lần
21 Cách làm dây tạo dịng điện cảm ứng? A Nối hai cực pin vào hai đầu cuộn dây dẫn
B Nối hai cực nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn
C Đưa cực ắc qui từ ngồi vào cuộn dây dẫn kín
D Đưa nam châm từ vào cuộn dây dẫn kín
22 Một ống dây có độ tự cảm L, ống dây thứ hai có số vịng dây tăng gấp đơi diện tích vịng dây giảm so với ống dây thứ Nếu hai ống dây có chiều dài độ tự cảm ống dây thứ hai
A L B 2L C 0,5L D 4L
23 Phát biểu sai?
Suất điện động tự cảm có giá trị lớn
A Dòng điện tăng nhanh B Dòng điện giảm nhanh
C Dòng điện có giá trị lớn D Dịng điện biến thiên nhanh
24 Một khung dây dẫn có 100 vòng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẵng khung dây Diện tích vịng dây dm2, cảm ứng từ giảm từ 0,5 T đến 0,2 T thời gian 0,1 s Suất điện động cảm ứng khung dây
A V B 60 V C V D 30 V
25 Cho dòng điện 10 A chạy qua vịng dây tạo từ thơng qua vòng dây 5.10- Wb Độ tự cảm vòng dây
A mH B 50 mH C 500 mH D H
26 Một ống dây dài 40 cm, bán kính tiết diện cm, gồm 1500 vòng dây Cho dòng điện có cường độ A qua ống dây Năng lượng từ trường ống dây (lấy 2 = 10)
A 288 mJ B 28,8 mJ C 28,8 J D 188 J
27 Một ống dây dài 40 cm, đường kính cm có 400 vịng dây quấn sát Ống dây mang dòng điện cường độ A Từ thông qua ống dây
A 512.10-5 Wb B 512.10-6 Wb
C 256.10-5 Wb. D 256.10-6 Wb
28 Dòng điện qua ống dây biến đổi theo thời gian Trong thời gian 0,01 s cường độ dòng điện tăng từ A đến A Suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn 20 V Độ tự cảm ống dây
A 0,1 H B 0,2 H C 0,3 H D 0,4 H
(67)A 50.10-4 H B 25.10-4 H C 12,5.10-4 H D 6,25.10-4 H
30 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống dây cm Cho dịng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ đến A Suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn
A 0,15 V B 1,50 V C 0,30 V D 3,00 V 31 Định luật Len-xơ hệ định luật bảo tồn
A điện tích B động C động lượng D lượng
32 Một khung dây hình vng có cạnh cm, đặt từ trường 0,08 T; mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ Trong thời gian 0,2 s; cảm ứng từ giảm xuống đến không Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung khoảng thời gian
A 0,04 mV B 0,5 mV C mV D V
33 Một khung dây hình chữ nhật kích thước cm x cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 5.10 -4 T Véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẵng khung góc 300 Từ thơng qua khung dây
A 1,5 3.10-7 Wb B 1,5.10-7 Wb
C 3.10-7 Wb D 2.10-7 Wb
34 Một hình vng cạnh cm, đặt từ trường có cảm ứng từ B = 4.10-4 T Từ thông qua diện tích hình vng 10-6 Wb Góc hợp véc tơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến hình vng
A = 00. B = 300 C = 600 D = 900
35 Một khung dây phẵng, diện tích 20 cm2, gồm 10 vịng đặt từ trường Véc tơ cảm ứng từ hợp thành với mặt phẵng khung dây góc 300 có độ lớn 2.10-4 T Người ta làm cho từ trường giảm đến không khoảng thời gian 0,01 s Suất điện đông cảm ứng xuất khung
A 2 3.10-4 V B 2.10-4 V C 3.10-4 V D 3 3.10-4 V
36 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H, dịng điện biến thiên với tốc độ 200 A/s suất điện động tự cảm có giá trị
A 10 V B 20 V C 100 V D 200 V
37 Dòng điện cuộn tự cảm giảm từ 16 A đến A 0,01 s suất điện động tự cảm có giá trị trung bình 64 V Độ tự cảm cuộn cảm
A 0,032 H B 0,25 H C 0,04 H D H
38 Cuộn tự cảm có L = mH có dịng điện cường độ 10 A qua Năng lượng từ trường cuộn tự cảm
A 0,05 J B J C J D 0,1 J
39 Một ống dây có độ tự cảm L = 0,5 H Để có lượng từ trường ống dây 100 J cường độ dòng điện chạy qua ống dây
A A B A C 10 A D 20 A
40 Nếu ống dây xuất suất điện động tự cảm 10 V cường độ dịng điện chạy thay đổi từ A đến 10 A thời gian 0,1 s độ tự cảm ống dây
A 0,2 H B 0,5 H C H D H ĐÁP ÁN
(68)68
VI QUANG HÌNH A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Khúc xạ ánh sáng
+ Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai mơi trường suốt khác
+ Định luật khúc xạ ánh sáng:
Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới
Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) số:
r i sin sin
= số
+ Chiết suất tỉ đối: tỉ số không đổi r i sin
sin
tượng khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối n21 môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới):
r i sin
sin
= n21
+ Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân khơng
+ Liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n21 =
1 n n
+ Biểu thức định luật khúc xạ viết dạng khác: n1sini = n2sinr; i r nhỏ (nhỏ 100) thì: n1i = n2r
+ Tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng: ánh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đường Theo tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng ta có: n12 =
21
1 n 2 Hiện tượng phản xạ toàn phần
+ Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt
+ Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
- Ánh sáng phải truyền từ môi trường sang môi trường chiết quang (n2 < n1) - Góc tới lớn góc giới hạn: i ≥ igh; với sinigh =
1 n n
+ Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi quang dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ tồn phần
Sợi quang có lỏi làm thủy tinh siêu có chiết suất lớn (n1) bao quanh lớp vỏ có chiết suất n2 nhỏ n1 Phản xạ toàn phần xảy mặt phân cách lỏi vỏ làm cho ánh sáng truyền theo sợi quang Ngoài lớp võ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp có độ bền độ dai học
Cáp quang ứng dụng vào việc truyền thơng tin với nhiều ưu điểm: dung lượng tín hiệu lớn; nhỏ nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn; không bị nhiễu xạ điện từ bên ngoài; khơng có rủi ro cháy (vì khơng có dịng điện)
Trong y học, người ta dùng cáp quang để nội soi 3 Lăng kính
+ Lăng kính khối suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa ), thường có dạng lăng trụ tam giác Một lăng kính đặc trưng góc chiết quang A chiết suất n
+ Lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng truyền qua thành nhiều chùm sáng màu khác Đó tán sắc ánh sáng qua lăng kính Lăng kính phận máy quang phổ lăng kính
Tia ló khỏi lăng kính ln bị lệch phía đáy lăng kính so với tia tới
+ Lăng kính phản xạ tồn phần lăng kính có tiết diện thẳng tam giác vng cân, sử dụng để tạo ảnh thuận chiều, dùng thay gương phẵng số dụng cụ quang ống dịm, máy ảnh, 4 Thấu kính
+ Thấu kính khối suốt (thủy tinh, nhựa, ) giới hạn hai mặt cong mặt cong mặt phẵng
(69)Trong khơng khí thấu kính lồi thấu kính hội tụ, thấu kính lỏm thấu kính phân kì + Các cơng thức:
D = f
= ' 1
d
d ; k = AB B A' '
= - d d'
= d f
f
+ Qui ước dấu:
Thấu kính hội tụ: D > 0; f > 0; phân kì: D < 0; f <
Vật thật: d > 0; vật ảo: d < 0; ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo: d’ < k > 0: ảnh vật chiều; k < 0: ảnh vật ngược chiều + Cách vẽ ảnh qua thấu kính: sử dụng tia sau:
- Tia tới qua quang tâm -Tia ló thẳng
- Tia tới song song trục -Tia ló qua tiêu điểm ảnh F’ - Tia tới qua tiêu điểm vật F -Tia ló song song trục - Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’p
Lưu ý: Tia sáng xuất phát từ vật sau qua thấu kính qua (hoặc kéo dài qua) ảnh vật + Thấu kính có nhiều cơng dụng hữu ích đời sống khoa học: dùng để khắc phục tật mắt (cận, viễn, lão); làm kính lúp; dùng máy ảnh, máy ghi hình; dùng kính hiễn vi, kính thiên văn, ống dịm, đèn chiếu; dùng máy quang phổ
5 Mắt
+ Cấu tạo gồm: Giác mạc; Thủy dịch; Màng mống mắt (lòng đen); Con ngươi; Thể thủy tinh; Cơ vồng; Dịch thủy tinh; Màng lưới (võng mạc) Trên màng lưới có vùng nhỏ màu vàng, nhạy với ánh sáng gọi điểm vàng V Dưới điểm vàng chút điểm mù M, không cảm nhận ánh sáng
Hệ quang phức tạp mắt coi tương đương thấu kính hội tụ, gọi thấu kính mắt
+ Sự điều tiết mắt:
- Khi nhìn vật cực cận CC, mắt điều tiết tối đa: D = Dmax; f = fmin - Khi nhìn cực viễn CV, mắt không điều tiết: D = Dmin; f = fmax
+ Năng suất phân li mắt (): góc trơng nhỏ min nhìn vật AB mà mắt cịn phân biệt hai điểm A B (các ảnh A’, B’ nằm hai tế bào thần kinh thị giác kế cận nhau)
Mắt bình thường: = min 1’ 3.10-4 rad
+ Sự lưu ảnh mắt: sau ánh sáng kích thích từ vật tác động vào màng lưới tắt, ta cịn cảm giác nhìn thấy vật khoảng 0,1 s
+ Các tật mắt cách khắc phục:
Mắt bình thường điểm cực cận CC cách mắt từ 15 cm đến 20 cm; điểm cực viễn CV vơ cực, nhìn vật xa mắt điều tiết
- Mắt cận thị: mắt nhìn xa so với mắt bình thường có điểm cực cận gần mắt mắt bình thường Điểm cực viễn cách mắt khoảng không lớn (nhỏ m) Khi không điều tiết, tiêu điểm mắt nằm trước màng lưới
Để khắc phục tật cận thị ta dùng thấu kính phân kì có tiêu cự thích hợp (fk = - OCV) đeo trước mắt cho nhìn vật xa phẩu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc
- Mắt viễn thị: mắt nhìn gần mắt bình thường (điểm cực cận mắt xa mắt bình thường) nhìn vật xa phải điều tiết Khi không điều tiết tiêu điểm mắt sau màng lưới
Để khắc phục tật viễn thị ta dùng thấu kính hội tụ có tiêu cự thích hợp đeo trước mắt để nhìn vật gần mắt bình thường nhìn vật xa khơng phải điều tiết mắt phẩu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc
- Mắt lão thị: tật thông thường mắt người lớn tuổi Khi tuổi tăng, khoảng cực cận Đ = OCC tăng, làm mắt khó nhìn rỏ vật nhỏ đọc dịng chữ trang sách phải đặt chúng xa
Để khắc phục tật lão thị ta đeo kính hội tụ phẩu thuật giác mạc + Mắt có tật đeo kính (sát mắt):
- Đặt vật CC, kính cho ảnh ảo CCK: dc = OCC; d’C = - OCCK - Đặt vật CV, kính cho ảnh ảo CVK: dV = OCV; d’V = - OCVK 6 Kính lúp
(70)70
+ Ngắm chừng: điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính (d) để ảnh ảo vị trí định nằm giới hạn nhìn rỏ mắt
- Ngắm chừng cực cận: d = dC; d'C = l – OCC
- Ngắm chừng cực viễn: d = dV; dV' = l – OCV; mắt bình thường, ngắm chừng cực viễn ngắm chừng vô cực: d = f; d’ = -
+ Số bội giác dụng cụ quang: G =
0
=
0
tan tan
+ Số bội giác kính lúp ngắm chừng vơ cực:
G = f OCC
= f Đ
(71)
7 Kính hiễn vi
+ Kính hiễn vi dụng cụ quang học bỗ trợ cho mắt để nhìn vật nhỏ gần Kính hiễn vi gồm vật kính thấu kính hội tụ có tiêu ngắn (vài mm) thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm) Vật kính thị kính đặt đồng trục, khoảng cách chúng không thay đổi
+ Sự tạo ảnh kính hiễn vi: vật AB qua vật kính cho ảnh thật A1B1 lớn nhiều so với AB; ảnh trung gian A1B1 qua thị kính cho ảnh ảo A2B2 lớn nhiều so với A1B1 nằm giới hạn nhìn rỏ mắt
- Ngắm chừng cực cận: d'
2= l – OCC
- Ngắm chừng cực viễn: d'
2= l – OCV
- Ngắm chừng vô cực: d2 = f2; d'2 = -
+ Số bội giác: G =
2
f f
OCC
; với = F'
1F2 = O1O2 – f1 – f2: độ dài quang học kính hiễn vi
8 Kính thiên văn
+ Kính thiên văn dụng cụ quang học bỗ trợ cho mắt để nhìn vật lớn xa Kính thiên văn gồm vật kính thấu kính hội tụ có tiêu dài (vài dm) thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm) Vật kính thị kính đặt đồng trục, khoảng cách chúng thay đổi
+ Sự tạo ảnh kính thiên văn: vật AB xa cho ảnh thật A1B1 tiêu diện ảnh vật kính; điều chỉnh khoảng cách vật kính thị kính để ảnh trung gian A1B1 qua thị kính cho ảnh ảo A2B2 nằm giới hạn nhìn rỏ mắt
- Ngắm chừng cực cận: d'2= l – OCC
- Ngắm chừng cực viễn: d'2= l – OCV
- Ngắm chừng vô cực: d2 = f2; d'2 = - ; O1O2 = f1 + f2
+ Độ bội giác: G =
2
f f
B CÁC CÔNG THỨC + Định luật khúc xạ:
r i sin
sin
= n21 =
1
n n
hay n1sini = n2sinr
+ Liên hệ chiết suất vận tốc ánh sáng: n21 =
1 n n
=
2 v v
; n = v c
+ Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh =
1 n n
; với n2 < n1 + Thấu kính:
D = f
= ' 1
d
d ; k = AB B A' '
= - d d'
= d f
f
+ Số bội giác: G =
0
0
tan tan
; với tan = C OC
AB
- Kính lúp: G =
f OCC
= f Đ
- Kính hiễn vi: G =
2
f f
OCC
- Kính thiên văn: G =
2
f f
C BÀI TẬP TỰ LUẬN
1 Tia sáng từ nước có chiết suất n1 =
sang thủy tinh có chiết suất n2 = 1,5 Tính góc khúc xạ góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới, biết góc tới i = 300
(72)72
3 Một cọc dài cắm thẳng đứng xuống bể nước chiết suất n =
Phần cọc nhơ ngồi mặt nước 30 cm, bóng mặt nước dài 40 cm đáy bể nước dài 190 cm Tính chiều sâu lớp nước
4 Một máng nước sâu 30 cm rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng Lúc máng cạn nước bóng râm thành A kéo dài tới chân thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h bóng thành A ngắn bớt cm so với trước Biết chiết suất nước n =
3
Tính h 5 Một người ngồi bờ hồ nhúng chân vào nước suốt Biết chiết suất nước n =
3
a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đến mặt nước 36 cm Hỏi mắt người cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu?
b) Người cao 1,68 m, nhìn thấy sỏi đáy hồ dường cách mặt nước 1,5 m Hỏi đứng hồ người có bị ngập đầu khơng?
6 Tính vận tốc ánh sáng thủy tinh Biết thủy tinh có chiết suất n = 1,6 vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s
7 Tính vận tốc ánh sáng truyền mơi trường nước Biết tia sáng truyền từ khơng khí với góc tới i = 600 góc khúc xạ nước r = 400 Lấy vận tốc ánh sáng ngồi khơng khí c = 3.108 m/s 8 Tính góc giới hạn phản xạ tồn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang khơng khí, từ nước sang khơng khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5; nước
3
9 Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình tròn Mắt người quan sát đặt mặt nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa khơng nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết suất nước n =
3
10 Một thủy tinh mỏng, suốt, chiết suất n1 = 1,5; có tiết diện hình chử nhật ABCD (AB lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với chất lỏng có chiết suất n2 = Chiếu tia sáng SI nằm mặt phẵng ABCD tới mặt AD cho tia tới nằm phía pháp tuyến điểm tới tia khúc xạ thủy tinh gặp đáy AB điểm K Tính giá trị lớn góc tới i để có phản xạ tồn phần K 11 Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 20 cm Qua thấu kính cho ảnh ngược chiều với vật cao gấp lần vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình
12 Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 40 cm Qua thấu kính cho ảnh chiều với vật cao nửa vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình
13 Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 30 cm Qua thấu kính cho ảnh ngược chiều với vật cao nửa vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình
14 Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 10 cm Qua thấu kính cho ảnh chiều với vật cao gấp 2,5 lần vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình
15 Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 60 cm Xác định vị trí vật ảnh
16 Một tia sáng SI qua thấu kính MN bị khúc
xạ hình vẽ Hãy cho biết (có giải thích) loại thấu kính gì? Bằng phép vẽ (có giải thích), xác định tiêu điểm thấu kính
17 Cho thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1 = 40 cm
và thấu kính phân kì O2 có tiêu cự f2 = -20 cm, đặt đồng trục cách khoảng l Vật sáng
AB đặt trước vuông góc với trục chính, cách O1 khoảng d1 Qua hệ thấu kính AB cho ảnh A2B2
(73)c) Cho d1 = 60 cm Tìm l để ảnh A2B2 qua hệ ảnh thật lớn vật AB 10 lần
18 Cho thấu kính phân kì L1 có tiêu cự f1 = -18 cm thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 = 24 cm, đặt trục chính, cách khoảng l Một vật sáng AB đặt vng góc với trục chính, trước thấu kính L1 khoảng d1, qua hệ hai thấu kính cho ảnh sau A’B’
a) Cho d1 = 18 cm Xác định l để ảnh A’B’ ảnh thật
b) Tìm l để A’B’ có độ lớn khơng thay đổi cho AB di chuyển dọc theo trục Tính số phóng đại ảnh qua hệ lúc
19 Một người cận thị phải đeo sát mắt thấu kính có độ tụ -2,5 điơp nhìn rỏ vật nằm cách mắt từ 25 cm đến vô cực
a) Xác định giới hạn nhìn rỏ mắt khơng đeo kính
b) Nếu người đeo sát mắt thấu kính có độ tụ -2 điơp nhìn rỏ vật nằm khoảng trước mắt
20 Một người cận thị lúc già nhìn rỏ vật đặt cách mắt từ 30 cm đến 40 cm Tính độ tụ thấu kính cần đeo sát mắt để:
a) Nhìn rỏ vật xa mà khơng phải điều tiết mắt b) Đọc trang sách đặt gần cách mắt 25 cm
21 Một người mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 20 cm điểm cực viễn vô cực, quan sát vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ 10 điơp Kính đặt cách mắt cm
a) Hỏi phải đặt vật khoảng trước kính b) Tính số bội giác ngắm chừng vơ cực?
22 Một kính lúp mà vành kính có ghi 5x Một người sử dụng kính lúp để quan sát vật nhỏ, nhìn thấy ảnh vật vật đặt cách kính từ cm đến cm Mắt đặt sát sau kính Xác định khoảng nhìn rỏ người
23 Một kính hiển vi có vật kính có tiêu cự 5,4 mm, thị kính có tiêu cự cm, khoảng cách vật kính thị kính 17 cm Người quan sát có giới hạn nhìn rỏ cách mắt từ 20 cm đến vô cực đặt mắt sát thị kính để quan sát ảnh vật nhỏ
a) Xác định khoảng cách từ vật đến vật kính quan sát trạng thái mắt điều tiết tối đa mắt không điều tiết
b) Tính số bội giác ngắm chừng vơ cực
24 Một kính hiễn vi, với vật kính có tiêu cự mm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm Hai kính đặt cách 15 cm Người quan sát có giới hạn nhìn rỏ cách mắt từ 20 cm đến 50 cm Xác định vị trí đặt vật trước vật kính để nhìn thấy ảnh vật
25 Vật kính kính thiên văn có tiêu cự 1,2 m, thị kính có tiêu cự cm Người quan sát có điểm cực viễn cách mắt 50 cm, đặt mắt sát thị kính để quan sát Mặt Trăng
a) Tính khoảng cách vật kính thị kính quan sát trạng thái khơng điều tiết mắt b) Tính số bội giác kính quan sát
26 Vật kính kính thiên văn có tiêu cự 90 cm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm Người quan sát có điểm cực cận cách mắt 20 cm, điểm cực viễn vô cực, đặt mắt sát thị kính để quan sát chịm
a) Tính khoảng cách vật kính thị kính ngắm chừng cực cận
b) Tính khoảng cách vật kính thị kính ngắm chừng vơ cực số bội giác
27 Tiêu cự vật kính thị kính ống dòm quân f1 = 30 cm f2 = cm Một người đặt mắt sát thị kính thấy ảnh rỏ nét vật xa điều chỉnh khoảng cách vật kính thị kính khoảng L1 = 33 cm đến L2 = 34,5 cm Tìm giới hạn nhìn rỏ mắt người HƯỚNG DẪN GIẢI
1 Ta có:
1
sin sin
n n r i
sinr =
2
n n
sini = sin26,40 r = 26,40; D = i – r = 3,60
2 Ta có: r i sin sin
= n; i’ + r = i + r =
sinr = sin(
- i) = cosi
r i sin
sin =
i i cos sin
= tani = n = tan
i =
(74)74
3 Ta có: tani =
30 40
AB BI
= tan530 i = 530;
r i sin
sin
= n sinr = n
i sin
= 0,6 = sin370
r = 370; tanr =
IH CH CD IH HD
IH =
r CH CD tan = 75 , 40 190
= 200 (cm)
4 Ta có: tani =
3 30 40 ' AC CB AA CI
= tan530 i = 530;
r i sin sin
= n sinr =
n i sin
= 0,6 = sin370
r = 370; tani = h B I' ; tanr = h B I h DB B
I' ' 7
' ' tan tan B I B I r i = 16
I’B = 16 (cm); h = i B I tan
'
= 12 (cm) 5 a) Ta có:
2 ' n n d d
d’ =
1
n n
d = 27 cm
b) Ta có:
2 ' n n h h
h =
2
n n
h’ = m > 1,68 m nên đứng hồ người sẻ bị ngập đầu
6 Ta có: n = v c
v = n c
= 1,875.108 m/s Ta có: v =
n c
n = r i sin
sin
v = i r c sin sin
= 2,227.108 m/s 8 Ta có sinigh =
1
n n
= sin530 i
gh = 530 9 Ta có: Sinigh =
n = 2 h R R
h = R
2
n = 17,64 cm
sini1
1
n n
= sin70,50 i 10 Để có phản xạ tồn phần K
70,50
r 900 – 70,50 = 19,50
sini
1
1
n cosr = sin39
0 i 390
11 Ảnh ngược chiều với vật nên ảnh thật Vật thật cho ảnh thật nên thấu kính hội tụ
Ta có: k = - d d' = d f f
= -
f = 4d
= 16 cm = 0,16 m; D =
f
= 6,25 dp
(75)Ta có: k = - d d' = d f f
=
f = - d = - 40 cm = 0,4 m;
D = f
= - 2,5 dp
13 Ảnh ngược chiều với vật nên ảnh thật Vật thật cho ảnh thật nên thấu kính hội tụ k = -
d d' = d f f
= -
f = d
= 10 cm = 0,1 m; D = f
= 10 dp
14 Ảnh chiều với vật nên ảnh ảo Vật thật cho ảnh ảo lớn vật nên thấu kính hội tụ
Ta có: k = - d d' = d f f
= 2,5
1,5f = 2,5d
f = 25 cm = 0,25 m; D = f
= dp
15 Trường hợp ảnh thật (d’ > 0): d + d’ = 60 d’ = 60 – d Khi đó: f = ' 1 d
d = d 60d 1
= 2
60 60
d d d
2 – 60d + 900 =
d = 30 (cm); d’ = 60 – 30 = 30 (cm)
Trường hợp ảnh ảo (d’ < 0): |d’| - d = - d’ - d = 60 d’ = - 60 - d Khi đó: f = ' 1 d
d = d 60d 1
= 2
60 60
d d d
2 + 60d – 900 =
d = 12,43 cm d = 72,43 cm (loại để có ảnh ảo d < f) d’= - 60 - d = - 72,43 cm
16 a) Tia ló lệch xa trục tia tới nên thấu kính phân kì
Vẽ trục phụ song song với tia tới; đường kéo dài tia ló gặp trục phụ tiêu điểm phụ Fp’; Từ Fp’ hạ đường vng góc với trục chính, gặp trục tiêu điểm ảnh F’; lấy đối xứng với F’ qua O ta tiêu điểm vật F
b) Tia ló lệch gần trục tia tới nên thấu kính hội tụ
Vẽ trục phụ song song với tia tới; tia ló gặp trục phụ tiêu điểm phụ Fp’; Từ Fp’ hạ đường vng góc với trục chính, gặp trục tiêu điểm ảnh F’; lấy đối xứng với F’ qua O ta tiêu điểm vật F
17 Sơ đồ tạo ảnh:
a) Ta có: d1’ =
1 1 f d f d
= 120 cm;
d2 = O1O2 – d1’ = l – d1’ = - 90 cm; d2’ =
2 2 f d f d
= - 180 cm; k = 1 2 1 2 B A B A AB B A AB B A = ' ' d d d d = ' ' d d d d = ) 90 ( 60 ) 180 ( 120 =
Vậy: Ảnh cuối ảnh ảo (d2’ < 0); chiều với vật (k > 0) nhỏ vật (|k| < 1) b) Ta có: d1’ =
1 1 f d f d
= 40
40 1 d d
; d2 = l – d1’ = -
(76)76
d2’ =
2
2
f d
f d
= 200
2400 20
1
d d
Để ảnh cuối ảnh thật d2’ > d2 > 200 cm c) Ta có: d1’ =
1
1
f d
f d
= 120 cm; d2 = l – d1’ = l – 120;
d2’ =
2
2
f d
f d
= 100
) 120 ( 20
l l
; k =
2
' '
d d
d d
= l
100 40
Để ảnh cuối ảnh thật d2’ > 120 > l > 100; để ảnh cuối lớn gấp 10 lần vật thi k = 10
(77)18 Sơ đồ tạo ảnh:
a) Ta có: d1’ =
1 1 f d f d
= - cm; d2 = l – d1’ = l + 9;
d2’ =
2 2 f d f d
= 15
) ( 24 l l
Để ảnh cuối ảnh thật d2’ > 15 > l > b) Ta có: d1’ =
1 1 f d f d
= 18
18 1 d d
; d2 = l – d1’ =
18 18 18 1 d d l ld ;
d2’ =
2 2 f d f d
= 18 432
) 18 18 ( 24 1 1 d l ld d l ld ; k = ' ' d d d d = - 432 18 432
1 l d
ld = - ( 6) 18 432 432
1 l l
d
Để k không phụ thuộc vào d1 l = cm; k =
; ảnh chiều với vật
19 Ta có: f = D
1
= - 0,4 m = - 40 cm
a) Khi đeo kính đặt vật CCK (điểm cực cận đeo kính), kính cho ảnh ảo CC (điểm cực cận không đeo kính) đặt vật CVK (điểm cực viễn đeo kính), kính cho ảnh ảo CV (điểm cực viễn khơng đeo kính) Do đó: dC = OCCK = 25 cm
dC’ = f d f d C C
= - 15,4 cm = - OCC OCC = 15,4 cm;
dV = OCVK = dV’ = f = - 40 cm = - OCV OCV = 40 cm
Vậy: giới hạn nhìn rỏ mắt người khơng đeo kính cách mắt từ 15,4 cm đến 40 cm b) Ta có: f1 =
1
1
D = - 0,5 m = - 50 cm; d
'
C = - OCC = - 15,4 cm dC1 =
1 ' 1 ' f d f d C C
= 22,25 cm = OCCK1; d
'
V = - OCV = - 40 cm dV1 =
1 ' 1 ' f d f d V V
= 200 cm
Vậy: đeo kính có độ tụ - điơp người nhìn rỏ vật đặt cách mắt từ 22,25 cm đến 200 cm (đây trường hợp bị cận thị mà đeo kính chưa số)
20 a) Ta có: f = - OCV = - 40 cm = - 0,4 m D = f
= - 2,5 dp b) Ta có: dC1 = OCCK1 = 25 cm; d'C1= - OCC = - 30 cm
f1 = '
1 ' 1 C C C C d d d d
= 150 cm = 1,5 m; D1 =
1 f =
2 dp
21 Khi sử dụng dụng cụ quang học, để quan sát ảnh vật phải điều chỉnh cho ảnh cuối ảnh ảo giới hạn nhìn rỏ mắt
a) Ta có: f = D
1
= 0,1 m = 10 cm; dC’ = l – OCC = - 15 cm
dC = f d f d C C ' '
= cm; dV’ = l – OCV = - dV = f = 10 cm Vậy phải đặt vật cách kính từ cm đến 10 cm
b) G = f OCC
(78)78
22 Ta có: f = 25
= cm; dC = cm
dC’ = f d f d C C
= - 20 cm = - OCC OCC = 20 cm; dV = cm
dV’ = f d f d V V
= - = - OCV OCV =
Vậy: khoảng nhìn rỏ người cách mắt từ 20 cm đến vô cực 23 Sơ đồ tạo ảnh:
a) Khi quan sát ảnh trạng thi mắt điều tiết tối đa (ngắm chừng cực cận): d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 =
2 ' 2 ' f d f d
= 1,82 cm;
d1’ = O1O2 – d2 = 15,18 cm; d1 =
1 ' 1 ' f d f d
= 0,5599 cm
Khi quan sát trạng thái mắt không điều tiết (ngắm chừng cực viễn): d2’ = - OCV = - ; d2 = f2 = cm; d1’ = O1O2 – d2 = 15 cm;
d1 =
1 ' 1 ' f d f d
= 0,5602 cm Vậy: phải đặt vật cách vật kính khoảng 0,5602 cm d1 0,5599 cm b) Số bội giác ngắm chừng vô cực:
= O1O2 – f1 – f2 = 14,46 cm; G =
2 f f OCC = 268 24 Khi ngắm chừng cực cận: d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 =
2 ' 2 ' f d f d
= 2,22 cm; d1’ = O1O2 – d2 = 12,78 cm; d1 =
1 ' 1 ' f d f d
= 0,5204 cm
Khi ngắm chừng cực viễn: d2’ = - OCV = -50; d2 =
2 ' 2 ' f d f d
= 2,38 cm; d1’ = O1O2 – d2 = 12,62 cm;
d1 =
1 ' 1 ' f d f d
= 0,5206 cm Vậy: phải đặt vật cách vật kính khoảng 0,5206 cm d1 0,5204 cm
25 a) Khi ngắm chừng cực viễn: d2’ = - OCV = - 50 cm; d2 =
2 ' 2 ' f d f d
= 3,7 cm; d1 = d1’ = f1 = 120 cm;
O1O2 = d1’ + d2 = 123,7 cm b) Số bội giác: G =
l d f d d 2 ' ' = d f = 32,4
26 a) Khi ngắm chừng cực cận: d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 =
2 ' 2 ' f d f d
= 2,2 cm; d1 = d1’ = f1 = 90 cm; O1O2 = d1’ + d2 = 92,2 cm
b) Khi ngắm chừng vô cực: d2’ = d2 = f2 = 2,5 cm; d1 = d1’ = f1 = 90 cm; O1O2 = d1’ + d2 = 92,5 cm Số bội giác đó: G =
2
f f
(79)27 Vì d1 = d1’ = f1 = 30 cm
Khi ngắm chừng cực cận: d2 = O1O2 – d1 = cm; d2’ =
2
2
f d
f d
= - 7,5 cm = - OCC OCC = 7,5 cm
Khi ngắm chừng cực viễn: d2 = O1O2 – d1 = 4,5 cm; d2’ =
2
2
f d
f d
= - 45 cm = - OCC OCC = 45 cm
Vậy: giới hạn nhìn rỏ mắt người cách mắt từ 7,5 cm đến 45 cm D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
1 Theo định luật khúc xạ
A tia khúc xạ tia tới nằm mặt phẵng B góc khúc xạ khác
C góc tới tăng lần góc khúc xạ tăng nhiêu lần D góc tới ln ln lớn góc khúc xạ
2 Chiếu tia sáng từ khơng khí vào mơi trường có chiết suất n, cho tia khúc xạ vng góc với tia phản xạ Góc tới i trường hợp xác định công thức
A sini = n B tani = n C sini = n
D tani = n
3 Chọn câu sai
A Chiết suất đại lượng khơng có đơn vị
B Chiết suất tuyệt đối môi trường luôn nhỏ
C Chiết suất tuyệt đối chân không
D Chiết suất tuyệt đối môi trường không nhỏ 4 Chiếu ánh sáng từ khơng khí vào nước có chiết suất n =
3
Nếu góc khúc xạ r 300 góc tới i (lấy tròn)
A 200 B 360 C 420 D 450 5 Trong tượng khúc xạ
A góc khúc xạ lớn hơn, nhỏ góc tới B góc khúc xạ lớn góc tới
C góc khúc xạ khơng thể
D góc khúc xạ nhỏ góc tới
6 Tốc độ ánh sáng khơng khí v1, nước v2 Một tia sáng chiếu từ nước ngồi khơng khí với góc tới i, có góc khúc xạ r Kết luận đúng?
A v1 > v2; i > r B v1 > v2; i < r C v1 < v2; i > r D v1 < v2; i < r
7 Chiếu ánh sáng từ khơng khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Nếu góc tới i 600 góc khúc xạ r (lấy trịn)
A 300 B 350 C 400 D 450 8 Nếu tăng góc tới lên hai lần góc khúc xạ
A tăng hai lần B tăng hai lần
C tăng hai lần D chưa đủ điều kiện để kết luận
9 Chiếu ánh sáng từ không khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Nếu góc tới i = 60 góc khúc xạ r A 30 B 40. C 70 D 90
10 Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ A khơng thể có tượng phản xạ tồn phần
B xảy tượng phản xạ tồn phần
C tượng phản xạ toàn phần xảy góc tới lớn D ln ln xảy tượng phản xạ toàn phần
11 Một tia sáng truyền từ môi trường A vào mơi trường B góc tới 90 góc khúc xạ 80 Tính góc khúc xạ góc tới 600
(80)80
12 Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B góc tới 90 góc khúc xạ 80 Tính vận tốc ánh sáng mơi trường A Biết vận tốc ánh sáng môi trường B 2.105 km/s
A 2,25.105 km/s. B 2,3.105 km/s C 1,8.105 km/s D 2,5.105 km/s
13 Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thoáng chất lỏng, chiết suất n = Hai tia phản xạ khúc xạ vuông góc với Góc tới i có giá trị
A 600. B 300 C 450 D 500
14 Một người thợ săn cá nhìn cá nước theo phương thẳng đứng Cá cách mặt nước 40 cm, mắt người cách mặt nước 60 cm Chiết suất nước
3
Mắt người nhìn thấy ảnh cá cách mắt khoảng
A 95 cm B 85 cm C 80 cm D 90 cm
15 Vật sáng phẵng, nhỏ AB đặt vuông góc với trục thấu kính có tiêu cự f = 30 cm Qua thấu kính vật cho ảnh thật có chiều cao gấp lần vật Khoảng cách từ vật đến thấu kính
A 60 cm B 45 cm C 20 cm D 30 cm
16 Vật sáng phẵng, nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính cách thấu kính 20 cm, qua thấu kính cho ảnh thật cao gấp lần vật Khoảng cách từ vật đến ảnh
A 16 cm B 24 cm C 80 cm D 120 cm
17 Thấu kính hội tụ có tiêu cự f Khoảng cách ngắn vật thật ảnh thật qua thấu kính
A 3f B 4f C 5f D 6f
18 Vật sáng AB vng góc với trục thấu kính cho ảnh ngược chiều lớn gấp lần AB cách 80 cm Tiêu cự thấu kính
A 25 cm B 15 cm C 20 cm D.10 cm
19 Đặt vật sáng nhỏ vuông góc với trục thấu kính, cách thấu kính 15 cm Thấu kính cho ảnh ảo lớn gấp hai lần vật Tiêu cự thấu kính
A -30 cm B 20 cm C -20 cm D 30 cm
20 Vật sáng đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm Ảnh vật qua thấu kính có số phóng đại ảnh k = - Khoảng cách từ vật đến thấu kính
A 30 cm B 40 cm C 60 cm D 24 cm
21 Vật thật đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f cách thấu kính khoảng 2f ảnh
A ảnh thật nhỏ vật B ảnh ảo lớn vật
C ảnh thật vật D ảnh thật lớn vật
22 Vật AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12 cm, qua thấu kính cho ảnh ảo A1B1, dịch chuyển AB xa thấu kính thêm cm Khi ta thu ảnh thật A2B2 cách A1B1 đoạn 72 cm Vị trí vật AB ban đầu cách thấu kính
A cm B 12 cm C cm D 14 cm
23 Một vật sáng AB cách ảnh E khoảng L = 100 cm Đặt thấu kính hội tụ khoảng vật để có ảnh thật lớn gấp lần vật Tiêu cự thấu kính
A 20 cm B 21,75 cm C 18,75 cm D 15,75 cm 24 Mắt cận thị không điều tiết có tiêu điểm
A nằm trước võng mạc B cách mắt nhỏ 20cm
C nằm võng mạc D nằm sau võng mạc
25 Mắt người có điểm cực viễn cách mắt 50 cm Muốn nhìn thấy vật vô cực mà không cần điều tiết người phải đeo sát mắt thấu kính có tụ số
A -0, 02 dp B dp C -2 dp D 0,02 dp
26 Một người lớn tuổi có điểm cực cận cách mắt 50 cm, người nhìn rỏ vật xa mà không điều tiết mắt Nếu mắt người điền tiết tối đa độ tụ mắt tăng thêm
A dp B 2,5 dp C dp D dp 27 Khi mắt nhìn rỏ vật đặt điểm cực cận
A tiêu cự thuỷ tinh thể lớn B mắt khơng điều tiết vật gần mắt
C độ tụ thuỷ tinh thể lớn
(81)28 Một người cận thị nhìn rỏ vật cách mắt từ 10 cm đến 50 cm Để nhìn vật xa mà mắt khơng phải điều tiết người phải đeo sát mắt kính có độ tụ bao nhiêu; khoảng cách thấy rỏ gần cách mắt khoảng?
A -2dp; 12,5cm B 2dp; 12,5cm C -2.5dp; 10cm D 2,5dp; 15cm
29 Một người có mắt có tiêu cự 18 mm không điều tiết Khoảng cách từ quang tâm mắt đến màng lưới 15 mm Tiêu cự kính mà người phải đeo sát mắt để nhìn thấy vật vơ cực, khơng điều tiết
A 7,5 cm B -7,5 cm C -9 cm D cm 30 Tìm phát biểu sai Mắt cận thị
A Khi không điều tiết, tiêu điểm mắt nằm trước võng mạc
B Phải điều tiết tối đa nhìn vật xa
C Tiêu cự mắt có giá trị lớn nhỏ mắt bình thường D Độ tụ thủy tinh thể nhỏ nhìn vật cực viễn
31 Một người có điểm cực cận cách mắt 40 cm Để đọc trang sách cách mắt gần 25 cm người phải đeo sát mắt kính có độ tụ
A 1,5 dp B -1 dp C 2,5 dp D dp
32 Mắt người có võng mạc cách thuỷ tinh thể cm Tiêu cự tụ số thuỷ tinh thể khi nhìn vật vô cực
A mm; 50 dp B mm; 0,5 dp
C 20 mm; 50 dp D 20 mm; 0,5 dp 33 Mắt cận thị điều tiết tối đa quan sát vật đặt
A Điểm cực cận B vô cực
C Điểm mắt 25cm D Điểm cực viễn
34 Một kính lúp thấu kính hội tụ có độ tụ 10 dp Mắt người quan sát có khoảng nhìn rỏ ngắn 20 cm Độ bội giác kính lúp ngắm chừng vơ cực
A 2,5 B C D
35 Mắt bị tật viễn thị
A có tiêu điểm ảnh F’ trước võng mạc
B nhìn vật xa phải điều tiết mắt
C phải đeo thấu kính phân kì thích hợp để nhìn vật xa, D điểm cực cận gần mắt người bình thường
36 Khi dùng thấu kính hội tụ tiêu cự f làm kính lúp để nhìn vật, ta phải đặt vật cách kính khoảng
A f B nhỏ f
C f 2f D lớn 2f
37 Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 10 cm quan sát vật qua kính lúp có tiêu cự f = cm trạng thái mắt điều tiết tối đa Vật đặt cách kính kính đặt cách mắt cm?
A 4,25 cm B cm C 3,08 cm D 4,05 cm 38 Trong kính thiên văn
A vật kính thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn B vật kính thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự dài
C vật kính thị kính thấu kính hội tụ, vật kính có tiêu cự ngắn, thị kính có tiêu cự dài D vật kính thị kính thấu kính hội tụ, vật kính có tiêu cự dài, thị kính có tiêu cự ngắn
39 Với góc ảnh vật qua dụng cụ quang học, 0 góc vật trực tiếp vật đặt điểm cực cận mắt, độ bội giác quan sát vật qua dụng cụ quang học
A G = o
B G = o
cos
cos
C G = o
D G = tan tan o
40 Một kính hiễn vi có vật kính với tiêu cự f1 = cm, thị kính với tiêu cự f2 = cm Khoảng cách vật kính thị kính 17 cm Khoảng nhìn rỏ ngắn mắt Đ = 25 cm Độ bội giác kính hiễn vi ngắm chừng vô cực
A 60 B 85 C 75 D 80
41 Vật kính thị kính kính hiễn vi có tiêu cự f1 = 0,5 cm f2 = 25 mm, có độ dài quang học 17 cm Người quan sát có khoảng cực cận 20 cm Độ bội giác kính ngắm chừng vô cực
(82)82
42 Điều sau sai nói ảnh thật qua dụng cụ quang học? A Ảnh thật ảnh hứng
B Ảnh thật nằm giao điểm chùm tia phản xạ tia ló
C Ảnh thật nằm sau dụng cụ quang học
D Ảnh thật quan sát mắt
43 Điều sau sai khi nói ảnh ảo qua dụng cụ quang học? A Ảnh ảo hứng
B Ảnh ảo nằm đường kéo dài chùm tia phản xạ chùm tia ló C Ảnh ảo quan sát mắt
D Ảnh ảo quan sát mắt
44 Một kính thiên văn có vật kính với tiêu cự f1, thị kính với tiêu cự f2 Độ bội giác kính thiên văn ngắm chừng vơ cực
A G = f1 + f2 B G =
1
f f
C G =
2
f f
D G = f1f2
45 Một kính hiển vi gồm vật kính tiêu cự f1 = 0,5 cm, thị kính tiêu cự f2 = cm đặt cách 12,5 cm Khi ngắm chừng vô cực phải đặt vật cách vật kính khoảng
A 4,48 mm B 5,25 mm C 5,21 mm D 6,23 mm
46 Một người mắt khơng có tật dùng kính thiên văn quan sát Mặt trăng trạng thái khơng điều tiết, khoảng cách vật kính thị kính 90 cm, độ bội giác ảnh 17 Tiêu cự vật kính thị kính
A 170 cm 10 cm B 10 cm 170 cm C cm 85 cm D 85 cm cm
47 Khoảng cách vật kính thị kính kính thiên văn ngắm chừng vô cực A O1O2 > f1 + f2 B O1O2 < f1 + f2
C O1O2 = f1 + f2 D O1O2 = f1f2 ĐÁP ÁN
(83)MỤC LỤC
Trang I DAO ĐỘNG CƠ
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Hai loại điện tích
2 Sự nhiễm điện vật
3 Định luật Culông
4 Thuyết electron
5 Định luật bảo tồn điện tích
6 Điện trường
7 Công lực điện – Điện - Hiệu điện
8 Tụ điện
B CÁC CÔNG THỨC
C BÀI TẬP TỰ LUẬN
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 11
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 23
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 32
II DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 33
1 Dòng điện 33
2 Nguồn điện 33
3 Điện Công suất điện 34
4 Định luật Ơm tồn mạch 34
B CÁC CÔNG THỨC 35
C BÀI TẬP TỰ LUẬN 36
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 40
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 48
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 56
III DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 57
1 Dòng điện kim loại 57
2 Dòng điện chất điện phân 57
3 Dòng điện chất khí 58
4 Dịng điện chất bán dẫn 58
B CÁC CÔNG THỨC 59
C BÀI TẬP TỰ LUẬN 59
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 63
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 68
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 74
IV TỪ TRƯỜNG A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 75
1 Từ trường 75
2 Cảm ứng từ 75
3 Lực từ 76
B CÁC CÔNG THỨC 77
C BÀI TẬP TỰ LUẬN 77
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 81
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 91
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 96
V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 97
1 Từ thông Cảm ứng điện từ 97
2 Suất điện động cảm ứng 97
3 Tự cảm 97
B CÁC CÔNG THỨC 98
(84)84
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 100
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 103
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 107
VI QUANG HÌNH A TĨM TẮT LÝ THUYẾT 108
1 Khúc xạ ánh sáng 108
2 Phản xạ toàn phần 108
3 Lăng kính 109
4 Thấu kính 109
5 Mắt 110
6 Kính lúp 111
7 Kính hiễn vi 112
8 Kính thiên văn 112
B CÁC CÔNG THỨC 112
C BÀI TẬP TỰ LUẬN 113
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN 117
D TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN 124