Tom tat ly thuyet VL11hay

- Chieàu laø chieàu cuûa ñöôøng söùc töø: Khum baøn tay phaûi theo voøng day cuûa khung daây sao cho chieàu töø coå tay ñeán caùc ngoùn tay truøng vôùi chieàu cuûa doøng ñieän trong khun[r]

CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG I Có cách nhiễm điện vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng

II Định luật Cu lơng:

Lực tương tác điện tích điểm q1; q2 đặt cách khoảng r mơi trường có số điện mơi ε 12; 21

F F  có:

- Điểm đặt: điện tích - Phương: đường nối điện tích

- Chiều: + Hướng xa q1.q2 > (q1; q2 dấu) + Hướng vào q1.q2 < (q1; q2 trái dấu)

- Độ lớn:

1 2 . . q q F k

r  

; k = 9.109

2

.

N m C

 

 

  (ghi chú: F lực tĩnh điện)

- Biểu diễn:

3 Vật dẫn điện, điện môi:

+ Vật (chất) có nhiều điện tích tự  dẫn điện

+ Vật (chất) có chứa điện tích tự  cách điện (điện môi)

4 Định luật bảo tồn điện tích: Trong hệ cô lập điện (hệ không trao đổi điện tích với hệ khác) tổng đại số điện tích hệ số

III Điện trường

+ Khái niệm: Là môi trường tồn xung quanh điện tích tác dụng lực lên điện tích khác đặt + Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường khả tác dụng lực.

E=F

q ⇒F=q.E Đơn vị: E(V/m)

q > : F phương, chiều với E q < : F phương, ngược chiều với E

+ Đường sức điện trường: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tưyến điểm đường trùng với hướng véc tơ CĐĐT điểm

Tính chất đường sức:

- Qua điểm đ.trường ta vẽ đường sức điện trường

- Các đường sức điện đường cong khơng kín,nó xuất phát từ điện tích dương,tận điện tích âm

- Các đường sức điện không cắt

- Nơi có CĐĐT lớn đường sức vẽ mau ngược lại

+ Điện trường đều:

- Có véc tơ CĐĐT điểm

- Các đường sức điện trường đường thẳng song song cách

+ Véctơ cường độ điện trường E điện tích điểm Q gây tại một điểm M cách Q đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M

- Phương: đường nối M Q - Chiều: Hướng xa Q Q >

Hướng vào Q Q <0

- Độ lớn: .

Q E k

r

 

k = 9.109

2

.

N m C

 

 

 

- Biểu diễn:

M

E

q > q < EM



r

F12

F

21

F12

r F

21 F12 q1.q2 >0 q1.q2 < 0

+ Nguyên lí chồng chất điện trường: E E E1 En

   

   

Xét trường hợp điểm xét có cường độ điện trường thành phần:

E=E

1+ E2



 

1 2

1 2

2

1 2

2

1 2

1

+ E .

+ .

+

+ ; 2 .cos

2 .cos 2

E E E E

E E E E E

E E E E E

E E E E E E E

E E E E

 



    

    

   

    

  

 

 

 

 

IV Công lực điện trường: Cơng lực điện tác dụng vào điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối đường điện trường

AMN = q.E.

' 'N

M = q.E.dMN

(với dMN = M'N' độ dài đại số hình chiếu đường MN lên trục toạ độ ox với chiều dương của trục ox chiều đường sức)

Liên hệ công lực điện hiệu điện tích

AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN

+ Hiệu điện điểm điện trường đại lượng đặc trưng cho khả thực công điện trường có điện tích di chuyển điểm

Liên hệ E U

M'N' U

E MN



hay : d U E  * Ghi chú: công thức chung cho phần 6, 7, 8:

. MN

MN M N MN

A

U V V E d

q

   

V Vật dẫn điện trường

- Khi vật dẫn đặt điện trường mà khơng có dịng điện chạy vật ta gọi vật dẫn cân điện (vdcbđ)

+ Bên vdcbđ cường độ điện trường không

+ Mặt ngồi vdcbđ: cường độ điện trường có phương vng góc với mặt ngồi + Điện điểm vdcbđ

+ Điện tích phân bố mặt vật,sự phân bố không (tập trung chỗ lồi nhọn) VI Điện môi điện trường

- Khi đặt khối điện mơi điện trường ngun tử chất điện môi kéo dãn chút chia làm đầu mang điện tích trái dấu (điện mơi bị phân cực) Kết khối điện môi hình thành nên điện trường phụ ngược chiều với điện trường

- Định nghĩa: Hệ vật dẫn đặt gần nhau, vật tụ Khoảng không gian chân khơng hay điện mơi

Tụ điện phẳng có tụ kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với - Điện dung tụ : Là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ

Q C

U



(Đơn vị F, mF….) Cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng:

d S C

. 4 . 10 . 9

.

9  



Với S phần diện tích đối diện bản.

Ghi : Với tụ điện có hiệu điện giới hạn định, sử dụng mà đặt vào tụ hđt lớn hđt giới hạn điện mơi bị đánh thủng

- Ghép tụ điện song song, nối tiếp

GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG

Cách mắc : Bản thứ hai tụ nối với thứ tụ 2, tiếp tục

Bản thứ tụ nối với thứ tụ 2, 3, …

Điện tích QB = Q1 = Q2 = … = Qn QB = Q1 + Q2 + … + Qn

Hiệu điện UB = U1 + U2 + … + Un UB = U1 = U2 = … = Un

Điện dung

n

1

B C

1 C

1 C

1 C

1

  

 CB = C1 + C2 + … + Cn

Ghi CB < C1, C2 … Cn CB > C1, C2, C3

- Năng lượng tụ điện:

2

. .

2 2 2

QU C U Q

W

C

  

- Năng lượng điện trường: Năng lượng tụ điện lượng điện trường tụ điện

Tụ điện phẳng

2 . 9.10 8.

E V

W 

 

với V=S.d thể tích khoảng khơng gian tụ điện phẳng

Mật độ lượng điện trường:

2

8

W E

w

V k

 

 

CHƯƠNG II DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI

I DỊNG ĐIỆN

 Dịng điện dịng điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng

Chiều quy ước dịng điện chiều dịch chuyển có hướng điện tích dương

 Dịng điện có:

* tác dụng từ (đặc trưng) (Chiếu quy ước I)

* tác dụng nhiệt, tác dụng hoá học tuỳ theo mơi trường

 Cường độ dịng điện đại lượng cho biết độ mạnh dòng điện tính bởi:

q: điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn

t: thời gian di chuyển

(t0: I cường độ tức thời)

Dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian gọi dịng điện khơng đổi (cũng gọi dòng điệp chiều)

Cường độ dịng điện tính bởi: q

I = t

trong q điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn thời gian t

Ghi chú:

A I Δq

a) Cường độ dòng điện không đổi đo ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc xen vào mạch điện (mắc nối tiếp)

b) Với chất dòng điện định nghĩa cường độ dòng điện ta suy ra: * cường độ dịng điện có giá trị điểm mạch không phân nhánh * cường độ mạch tổng cường độ mạch rẽ

II ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VƠI ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIÊN TRỞ 1) Định luật:

 Cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch có có điện trở R:

- tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu đoạn mạch - tỉ lệ nghịch với điện trở

U I =

R (A)

 Nếu có R I, tính hiệu điện sau :

U = VA - VB = I.R ; I.R: gọi độ giảm (độ sụt hay sụt áp) điện trở

 Công thức định luật ôm cho phép tính điện trở:

U R =

I () 2) Đặc tuyến V - A (vôn - ampe)

Đó đồ thị biểu diễn I theo U cịn gọi đường đặc trưng vơn - ampe

Đối với vật dẫn kim loại (hay hợp kim) nhiệt độ định đặc tuyến V –A đoạn đường thẳng qua gốc trục: R có giá trị không phụ thuộc U (vật dẫn tuân theo định luật ôm)

Ghi : Nhắc lại kết tìm hiểu lớp 9. a) Điện trở mắc nối tiếp:

điện trở tương đương tính bởi: Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn Im = Il = I2 = I3 =… = In Um = Ul + U2+ U3+… + Un b) Điện trở mắc song song:

điện trở tương đương anh bởi:

1

1

m n

R    

1 1 1 1

=

R R R R

Im = Il + I2 + … + In

Um = Ul = U2 = U3 = …=Un

c) Điện trở dây đồng chất tiết diện đều:

: điện trở suất (m)

l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây dẫn (m2) III NGUỒN ĐIỆN:

 Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện để trì dịng điện Mọi nguồn điện có hai cực, cực dương

(+) cực âm (-)

Để đơn giản hố ta coi bên nguồn điện có lực lạ làm di chuyển hạt tải điện (êlectron; Ion) để giữ cho: * cực thừa êlectron (cực âm)

* cực ln thiếu ẽlectron thừa êlectron bên (cực dương)

 Khi nối hai cực nguồn điện vật dẫn kim loại êlectron từ cực (-) di

chuyển qua vật dẫn cực (+)

Bên nguồn, êlectron tác dụng lực lạ di chuyển từ cực (+) sang

cực (-) Lực lạ thực công (chống lại công cản trường tĩnh điện) Công gọi công nguồn điện

 Đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện gọi suất điện

động E tính bởi: q A E =

(đơn vị Elà V)

trong : A cơng lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực sang cực nguồn điện |q| độ lớn điện tích di chuyển

Ngồi ra, vật dẫn cấu tạo thành nguồn điện có điện trở gọi điện trở r nguồn điện

R I

U

A B

I

O U

R1 R2 R3 Rn

Rn R3

R2 R1

m m

m

U I =

R

m m

m

U I =

R

 l

IV PIN VÀ ACQUY 1 Pin điện hoá:

 Khi nhúng kim loại vào chất điện phân kim loại

chất điện phân hình thành hiệu điện điện hoá

Khi hai kim loại nhúng vào chất điện phân hiệu điện điện hoá

chúng khác nên chúng tồn hiệu điện xác định Đó sở để chế tạo pìn điện hố

 Pin điện hố chế tạo pin Vơn-ta (Volta) gồm Zn Cu nhúng vào dung dịch

H2SO4 loãng

Chênh lệch hiệu điện điện hoá suất điện động pin: E = 1,2V 2 Acquy

 Acquy đơn giản chế tạo acquy chì (cịn gọi acquy

axit để phân biệt với acquy kiềm chế tạo sau) gồm:

* cực (+) PbO2 * cực (-) Pb

nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng

Do tác dụng axit, hai cực acquy tích điện trái dấu hoạt động pin điện hố có suất điện động khoảng 2V

 Khi hoạt động cực acquy bị biến đổi trở thành giống (có lớp PbSO4 Phủ bên ngồi) Acquy

khơng cịn phát điện Lúc phải mắc acquy vào nguồn điện để phục hồi cực ban đầu (nạp điện) Do acquy sử dụng nhiều lần

 Mỗi acquy cung cấp điện lượng lớn gọi dung lượng thường tính đơn vị ampe-giờ (Ah)

1Ah = 3600C

ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN - ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ I CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA MỘT ĐOẠN MẠCH

1 Cơng:

Cơng dịng điện cơng lực điện thực làm di chuyển điện tích tự đoạn mạch Cơng điện mà đoạn mạch tiêu thụ tính bởi:

A = U.q = U.I.t (J) U : hiệu điện (V) I : cường độ dòng điện (A) q : điện lượng (C)

t : thời gian (s) 2 Công suất

Công suất dịng điện đặc trưng cho tốc độ thực cơng Đây cơng suất điện tiêu thụ đoạn mạch

Ta có : . A

P U I

t

 

(W) 3 Định luật Jun - Len-xơ:

Nếu đoạn mạch có điện trở R, cơng lực điện làm tăng nội vật dẫn Kết vật dẫn nóng lên toả nhiệt

Kết hợp với định luật ơm ta có: 2

. U

A Q R I t t R

   

(J)

4 Đo công suất điện điện tiêu thụ đoạn mạch

Ta dùng ampe - kế để đo cường độ dịng điện vơn - kế để đo hiệu điện Công suất tiêu thụ tính hởi: P = U.I(W)

- Người ta chế tạo oát-kế cho biết P nhờ độ lệch kim thị

- Trong thực tế ta có cơng tơ điện (máy đếm điện năng) cho biết cơng dịng điện tức điện tiêu thụ tính kwh (1kwh = 3,6.106J)

II CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN 1 Công

Công nguồn điện công lực lạ làm di chuyển điện tích hai cực để trì hiệu điện nguồn Đây điện sản tồn mạch

Ta có : A = q.E = E I.t (J)

I U

E: suất điện động (V) I: cường độ dòng điện (A) q : điện tích (C)

2 Cơng suất Ta có :

A P

t



= E..I

III CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện:

1 Công công suất dụng cụ toả nhiệt: - Công (điện tiêu thụ):

2

. U

A R I t t R

  

(định luật Jun - Len-xơ) - Công suất :

2

. U

P R I R

 

2 Công công suất máy thu điện a) Suất phản điện

- Máy thu điện có cơng dụng chuyển hố điện thành dạng lượng khác nội (cơ năng; hoá ; )

Lượng điện (A’) tỉ lệ với điện lượng truyền qua máy thu điện A’ = Ep.q = Ep.I.t

Ep: đặc trưng cho khả biến đổi điện thành năng, hoá năng, máy thu điện gọi suất phản

điện

- Ngồi có phần điện mà máy thu điện nhận từ dòng điện chuyển thành nhiệt máy có điện trở rp

Q’ = rp.I2.t

- Vậy cơng mà dịng điện thực cho máy thu điện tức điện tiêu thụ máy thu điện là: A = A' + Q' = Ep.I.t + rp.I2.t

- Suy công suất máy thu điện: A

P t



= Ep.I + rp.I2 Ep.I: công suất có ích; rp.I2: cơng suất hao phí (toả nhiệt)

b) Hiệu suất máy thu điện

Tổng quát : H(%) = = Với máy thu điện ta có:

.

(%) 1

.

p I t p rp

H I

U I t U U

E E   

Ghi : Trên dụng cụ tiêu thụ điện có ghi hai chi số: (Ví dụ: 100W-220V) * Pđ: công suất định mức

* Uđ: hiệu điện định mức

ĐỊNH LUẬT ÔM TỒN MẠCH, CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH I ĐỊNH LUẬT ƠM TỒN MẠCH

1 Cường độ dịng điện mạch kín:

- tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện - tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch

I

r R

 

E

Ghi chú:

* Có thể viết : E = (R + r).I = R.I + r.I = UAB+ r.I

Nếu I = (mạch hở) r << R E = U

* dụng cụ toả nhiệt * máy thu điện

Điện có ích Điện tiêu thụ

cơng suất có ích cơng suất tiêu thụ

A B

E,r

R

* Ngược lại R = I r

E

: dịng điện có cường độ lớn; nguồn điện bị đoản mạch * Nếu mạch ngồi có máy thu điện (Ep;rP) định luật ôm trở thành:

p

p I

R r r



 

E - E

* Hiệu suất nguồn điện:

. (%) U 1 r I

H   

E E

II ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VƠI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN 1 Định luật Ohm chứa nguồn (máy phát):

AB U I r R    E

Đối với nguồn điện E: dòng điện vào cực âm từ cực dương

UAB: tính theo chiều dịng điện từ A đến B qua mạch (UAB = - UBA) 2 Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện:

AB p p U I r R    E

Đối với máy thu E p: dòng điện vào cực dương từ cực âm UAB: tính theo chiều dịng điện từ A đến B qua mạch

3 Công thức tổng quát định luật Ohm cho đoạn mạch gồm máy phát thu ghép nối tiếp:

AB p

p U

I

R r r

         E E Chú ý:

 UAB: Dòng điện từ A đến B (Nếu dòng điện ngược lại là: -UAB)  E: nguồn điện (máy phát)

E p: máy thu

 I > 0: Chiều dòng điện chiều chọn

I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều chọn

 R: Tổng điện trở mạch

r: Tổng điện trở nguồn máy phát rp: Tổng điện trở nguồn máy thu 4 Mắc nguồn điện thành bộ:

a. Mắc nối tiếp:

b n

b n

r r r r r

    

    

E E E E E

chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau.

b

r nr

 

b n

E E

b. Mắc xung đối:

1 2 b

b

r r r

 

 

E E E

c. Mắc song song ( các nguồn giống nhau)

b b r r n   E E

d. Mắc hỗn hợp đối xứng (các nguồn giống nhau)

E1,r E2,r E3,r En,r

Eb,rb E 1,r 1 E 2, r2 E 1,r 1 E 2, r2 E,r E,r E,r

A I E,r R B

A I Ep,rp R B

A Ep,rp I E ,r R B

A B

E,r R

Gọi:

m: số nguồn dãy (hàng ngang) n: số dãy (hàng dọc)

b

b m mr r

n

 

E E

Tổng số nguồn nguồn: N = n.m

Ch¬ng III DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG I Hệ thống kiến thức chơng

1 Dòng điện kim lo¹i

- Các tính chất điện kim loại giải thích đợc dựa có mặt electron tự kim loại Dịng điện kim loại dịng dịch chuyển có hớng êlectron tự

- Trong chuyển động, êlectron tự luôn va chạm với ion dao động quanh vị trí cân nút mạng truyền phần động cho chúng Sự va chạm nguyên nhân gây điện trở dây dânx kim loại tác dụng nhiệt Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ

- Hiện tợng nhiệt độ hạ xuống dới nhiệt độ Tc đó, điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị

bằng không, tợng siêu dẫn

2 Dòng điện chất điện phân

- Dòng điện chất điện phân dòng chuyển dịch có hớng ion dơng catôt ion âm anôt Các ion chất điện phân xuất phân li phân tử chất tan m«i trêng dung m«i

Khi đến điện cực ion trao đổi êlectron với điện cực đợc giải phóng đó, tham gia phản ứng phụ Một phản ứng phụ phản ứng cực dơng tan, phản ứng xảy bình điện phân có anơt kim loại mà muối cẩu có mặt dung dch in phõn

- Định luật Fa-ra-đây điện phân

Khi lng M ca cht đợc giải phóng điện cực tỉ lệ với đơng lợng gam A

n chất với điện lợng q qua dung dịch điện phân

Biểu thức định luật Fa-ra-đây

M=1

F A

n It víi F ≈ 96500 (C/mol)

3 Dòng điện chất khí

- Dòng điện chất khí dòng chuyển dịch có hớng ion dơng catôt, ion âm êlectron anôt

Khi cng điện trờng chất khí cịn yếu, muốn có ion êlectron dẫn điện chất khí cần phải có tác nhân ion hố (ngọn lửa, tia lửa điện ) Cịn cờng độ điện trờng chất khí đủ mạnh có xảy ion hố va chạm làm cho số điện tích tự (ion êlectron) chất khí tăng vọt lên (sự phóng điện tự lực)

Sự phụ thuộc cờng độ dịng điện chất khí vào hiệu điện anơt catơt có dạng phức tạp, khơng tn theo định luật Ôm (trừ hiệu điện thấp)

- Tia lửa điện hồ quang điện hai dạng phóng điện không khí điều kiện thêng

Cơ chế tia lửa điện ion hoá va chạm cờng độ điện trờng khơng khí lớn 3.105 (V/m)

- Khi áp suất chất khí cịn vào khoảng từ đến 0,01mmHg, ống phóng điện có phóng điện thành miền: phần mặt catơt có miền tối catơt, phần cịn lại ống anôt cột sáng anốt

Khi áp suất ống giảm dới 10-3mmHg miền tối catơt chiếm tồn ống, lúc ta có tia catơt Tia catụt l

dòng êlectron phát từ catôt bay chân không tự

4 Dòng điện chân không

- Dòng điện chân không dòng chuyển dịch có hớng êlectron bứt từ catôt bị nung nóng tác dụng ®iƯn trêng

Đặc điểm dịng điện chân khơng chạy theo chiều nh t anụt sang catụt

5 Dòng điện bán dẫn

- Dòng điện bán dẫn tinh khiết dòng dịch chuyển có hớng êlectron tự lỗ trống

Tuỳ theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn thuộc hai loại bán dẫn loại n bán dẫn loại p Dòng điện bán dẫn loại n chủ yếu dòng êlectron, bán dẫn loại p chủ yếu dòng lỗ trèng

Lớp tiếp xúc hai loại bán dẫn p n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu theo chiều định từ p sang n

Ch¬ng IV TỪ TRƯỜNG

TỪ TRƯỜNG

E

,r

E

,r

E

,r

E

,r

E

,r

E

I TỪ TRƯỜNG 1 Tương tác từ

Tương tác nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm dòng điện với dòng điện đe àu gọi tương tác từ Lực tương tác trường hợp gọi lực từ

2 Từ trường

- Khái niệm từ trường: Xung quanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường

Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường

- Tính chất từ trường: Gây lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt

- Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ, người ta đưa vào đại lượng vectơ gọi cảm ứng từ kí hiệu B.

Phương nam châm thử nằm cân điểm từ trường phương vectơ cảm ứng từ B từ

trường điểm Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc nam châm thử chiều B.

3 Đường sức từ

Đường sức từ đường vẽ cho hướng tiếp tuyến điểm đường trùng với hướng vectơ cảm ứng từ điểm

4 Các tính chất đường sức từ:

- Tại điểm từ trường, vẽ đường sức từ qua mà

- Các đường sức từ đường cong kín Trong trường hợp nam châm, ngồi nam châm đường sức từ từ cực Bắc, vào cực Nam nam châm

- Các đường sức từ không cắt

- Nơi cảm ứng từ lớn đường sức từ vẽ mau (dày hơn), nơi cảm ứng từ nhỏ đường sức từ vẽ thưa

5 Từ trường đe u

Một từ trường mà cảm ứng từ điểm gọi từ trường

II

PH ƯƠ NG , CHIỀU VAØ ĐỘ LƠ Ù N CỦA LỰC TỪ TA Ù C DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG Đ IỆN

1 Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn dịng điện có phương vng góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện cảm ứng điểm khảo sát

2 Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay chiều từ cổ tay

đến ngón tay trùng với chiều dịng điện Khi ngón tay chỗi 90o chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây

daãn

3 Độ lớn (Định luật Am-pe) Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện cường độ I, có chiều dài l hợp với từ trường



B góc α F = BIl sin α

B Độ lớn cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ tesla, kí hiệu T

III NGUYÊN LY Ù CHỒNG CHA ÁT TỪ TRƯỜNG

Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ) Tại điểm M, Từ trường nam châm thứ B

1 , chæ cuûa nam

châm thứ hai B

2 , …, nam châm thứ n Bn Gọi B từ trường hệ M thì:



B=B1+B2+ .+ Bn

TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CĨ HIØNH DẠNG ĐẶC BIỆT 1 Từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài

Vectơ cảm ứng từ B điểm xác định:

- Điểm đặt điểm xét

- Phương tiếp tuyến với đường sức từ điểm xét

- Độ lớn B = 2.10-7 I r

2 Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn

Vectơ cảm ứng từ tâm vòng dây xác định: - Phương vng góc với mặt phẳng vịng dây

- Chiều chiều đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng day khung dây cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung , ngón tay choảy chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện

- Độ lớn B=2π10−7NI

R

R: Bán kính khung dây dẫn I: Cường độ dòng điện

N: Số vòng dây

3 Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn

Từ trường ống dây từ trường Vectơ cảm ứng từ B được

xác định

- Phương song song với trục ống dây - Chiều chiều đường sức từ

- Độ lớn B=4π 10−7nI n: Số vòng dây 1m

TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG LỰC LORENXƠ 1 Lực tương tác hai dây dẫn song song mang dịng điện có:

- Điểm đặt trung điểm đoạn dây xét

- Phương nằm mặt phẳng hình vẽ vng góc với dây dẫn

- Chiều hướng vào dòng điện chiều, hướng xa hai dòng điện ngược chiều

- Độ lớn F = 2 10−7I1I2

r l l :Chiều dài đoạn dây dẫn, r Khoảng cách hai dây dẫn

2 Lực Lorenxơ có:

- Điểm đặt điện tích chuyển động

- Phương vng góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc hạt mang điện vectơ cảm ứng từ điểm xét

- Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay

chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện Khi ngón tay chỗi 90o chiều lực Lo-ren-xơ

nếu hạt mang điện dương hạt mang điện âm chiều ngược lại

- Độ lớn lực Lorenxơ f qvBSin : Góc tạo v ,B

KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU 1 Trường hợp đường sức từ nằm mặt phẳng khung dây

Xét khung dây mang dòng điện đặt từ trường B nằm mặt phẳng khung dây

- Cạnh AB, DC song song với đường sức từ nên lên lực từ tác dùng lên chúng khơng

- Gọi F1



,F2 

là lực từ tác dụng lên cạnh DA BC

Theo công thức Ampe ta thấy F1



,F2 

có

- điểm đặt trung điểm cạnh

N Q

P M I1

I2

F C

D

A B I

D C

.

- phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ

- chiều hình vẽ(Ngược chiều nhau)

- Độ lớn F1 = F2

Vậy: Khung dây chịu tác dụng ngẫu lực Ngẫu lực làm cho khung dây quay vị trí cân bền

2 Trường hợp đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây

Xét khung dây mang dòng điện đặt từ trường B vng góc với

mặt phẳng khung dây

- Gọi F1



,F2 

,F3



,F4 

là lực từ tác dụng lên cạnh AB, BC, CD, DA

Theo công thức Ampe ta thấy F1 F3

 



 , F2 F4

Vậy: Khung dây chịu tác dụng cặp lực cân Các lực khung làm quay khung

c Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.

Xét khung dây mang dòng điện đặt từ trường B nằm mặt phẳng khung dây

Toång quaùt

Với θ (B,n)

 

Ch¬ng V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1 Tõ th«ng qua diƯn tÝch S:

Φ = BS.cosα

2 Suất điện động cảm ứng mạch điện kín:

ec=−ΔΦ Δt

- Độ lớn suất điện động cảm ứng đoạn dây chuyển động: ec = Bvlsinθ

- Suất điện động tự cảm: ec=− LΔI

t

3 Năng lợng từ trờng ống d©y:

W=1

2LI

2

4 Mật độ lợng từ trờng:

ω= 1

8π10

7B2

PhÇn hai: Quang häc

Chương VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

I Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tượng ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt, tia sáng bị bẻ gãy khúc (đổi hướng đột ngột) mặt phân cách

2 Định luật khúc xạ ánh sáng

+ Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới (Hình 33) + Đối với cặp mơi trường suốt định tỉ số sin góc tới (sini) với sin góc khúc xạ (sinr) ln số không đổi Số không đổi phụ thuộc

A B I

D C

.

+

1 F

2 F F F

A B

D C

i

r N

N/ I S

K (1)

(2)

M : Momen ngẫu lực từ (N.m) I: Cường độ dòng điện (A) B: Từ trường (T)

S: Diện tích khung dây(m2)

vào chất hai môi trường gọi chiết suất tỉ đối môi trường chứa tia

khúc xạ (môi trường 2) mơi trường chứa tia tới (mơi trường 1); kí hiệu n21

Biểu thức: sinsinir = n21

+ Nếu n21 > góc khúc xạ nhỏ góc tới Ta nói mơi trường (2) chiết quang mơi trường (1)

+ Nếu n21 < góc khúc xạ lớn góc tới Ta nói mơi trường (2) chiết quang môi trường (1)

+ Nếu i = r = 0: tia sáng chiếu vng góc với mặt phân cách truyền thẳng

+ Nếu chiếu tia tới theo hướng KI tia khúc xạ theo hướng IS (theo nguyên lí tính thuận nghịch chiều truyền ánh sáng)

Do đó, ta có n21= 1

n12

3 Chiết suất tuyệt đối

– Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất chân khơng

– Vì chiết suất khơng khí xấp xỉ 1, nên khơng cần độ xác cao, ta coi chiết suất chất khơng khí chiết suất tuyệt đối

– Giữa chiết suất tỉ đối n21 môi trường môi trường chiết suất tuyệt đối n2 n1 chúng có hệ

thức: n21=n2

n1

– Ngoài ra, người ta chứng minh rằng:

Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng mơi trường đó:

n2 n1

=v1

v2

Nếu môi trường chân khơng ta có: n1 = v1 = c = 3.108 m/s

Kết là: n2 = vc

2 hay v2 =

c n2

– Vì vận tốc truyền ánh sáng môi trường nhỏ vận tốc truyền ánh sáng chân không, nên chiết suất tuyệt đối môi trường luôn lớn

Ý nghĩa chiết suất tuyệt đối

Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng mơi trường nhỏ vận tốc truyền ánh sáng chân không lần

HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOAØN PHẦN VAØ NHỮNG ĐIỀU KIỆN ĐỂ HIỆN TƯỢNG XẢY RA. 1 Hiện tượng phản xạ toàn phần

Hiện tượng phản xạ toàn phần tượng mà tồn tia phản xạ mà khơng có tia khúc xạ

2 Điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần

– Tia sáng truyền theo chiều từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ (Hình 34)

– Góc tới lớn góc giới hạn phản xạ tồn phần (i gh)

3 Phân biệt phản xạ toàn phần phản xạ thơng thường

Giống

– Cũng tượng phản xạ, (tia sáng bị hắt lại môi trường cũ) – Cũng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng

N/ K

(Hình 3)

G S

R K

I J

i i/ r

Khaùc

– Hiện tượng phản xạ thông thường xảy tia sáng gặp mặt phân cách hai mơi trường khơng cần thêm điều kiện

Trong đó, tượng phản xạ tồn phần xảy thỏa mãn hai điều kiện

– Trong phản xạ toàn phần, cường độ chùm tia phản xạ cường độ chùm tia tới Còn phản xạ thông thường, cường độ chùm tia phản xạ yếu chùm tia tới

4 Lăng kính phản xạ tồn phần

Lăng kính phản xạ tồn phần khối thủy tinh hình lăng trụ có tiết diện thẳng tam giác vuông cân

Ứng dụng

Lăng kính phản xạ tồn phần dùng thay gương phẳng số dụng cụ quang học (như ống nhịm, kính tiềm vọng …)

Nó có hai ưu điểm tỉ lệ phần trăm ánh sáng phản xạ lớn khơng cần có lớp mạ gương phẳng

Ch¬ng VII MẮT VÀ CÁC DNG C QUANG I Lăng kính

1 ẹũnh nghúa

Lăng kính khối chất suốt hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng hình tam giác

Đường tia sáng đơn sắc qua lăng kính

– Ta khảo sát đường tia sáng tiết diện thẳng ABC lăng kính

– Nói chung, tia sáng qua lăng kính bị khúc xạ tia ló ln bị lệch phía đáy nhiều so với tia tới

Góc lệch tia sáng đơn sắc qua lăng kính

Góc lệch D tia ló tia tới góc hợp phương tia tới tia ló, (xác định theo góc nh gia hai ng thng)

2 Các công thức lăng kính:

sini=nsinr sini'=nsinr '

A=r+r ' D=i+i' − A

¿{ { { ¿

Điều kiện để có tia ló

¿

A ≤2igh

i ≥i0

sini0=nsin(A − τ)

¿{ {

¿

Khi tia s¸ng cã gãc lƯch cùc tiÓu: r’ = r = A/2; i’ = i = (Dm + A)/2

Khi góc lệch đạt cực tiểu: Tia ló tia tới đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc chiết quang A

Khi góc lệch đạt cực tiểu Dmin : sin

Dmin+A

2 =nsin

A

2

II THẤU KÍNH MỎNG 1 Định nghóa

Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cong, thường hai mặt cầu Một hai mặt mặt phẳng

Thấu kính mỏng thấu kính có khoảng cách O1O2 hai chỏm cầu nhỏ so với bán kính R1 R2 mặt

caàu

2 Phân loại

Có hai loại:

– Thấu kính rìa mỏng gọi thấu kính hội tụ

S R

I

J

i1 i2

r1 r2

A

B C

O

F F/

(Hình 36) (a)

(b) (c)

O

F/ F

(Hình 37) (a)

(b) (c)

– Thấu kính rìa dày gọi thấu kính phân kì

Đường thẳng nối tâm hai chỏm cầu gọi trục thấu kính Coi O1 O2 O gọi quang tâm thấu

kính

3 Tiêu điểm chính

– Với thấu kính hội tụ: Chùm tia ló hội tụ điểm F/ trục F/ gọi tiêu điểm thấu kính hội tụ

– Với thấu kính phân kì: Chùm tia ló khơng hội tụ thực mà có đường kéo dài chúng cắt điểm F/ trên

trục F/ gọi tiêu điểm thấu kính phân kì

Mỗi thấu kính mỏng có hai tiêu điểm nằm đối xứng qua quang tâm Một

tiêu điểm gọi tiêu điểm vật (F), tiêu điểm lại gọi tiêu điểm ảnh (F/).

4 Tiêu cự

Khoảng cách f từ quang tâm đến tiêu điểm gọi tiêu cự thấu kính:

f = OF = OF/

5 Trục phụ, tiêu điểm phụ tiêu diện

– Mọi đường thẳng qua quang tâm O không trùng với trục gọi trục phụ – Giao điểm trục phụ với tiêu diện gọi tiêu điểm phụ ứng với trục phụ

– Có vô số tiêu điểm phụ, chúng nằm mặt phẳng vng góc với trục chính, tiêu điểm Mặt phẳng gọi tiêu diện thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu diện nằm hai bên quang tâm

6 Đường tia sáng qua thấu kính hội tụ

Các tia sáng qua thấu kính hội tụ bị khúc xạ ló khỏi thấu kính Có tia sáng thường gặp (Hình 36): – Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló qua tiêu điểm ảnh

– Tia tới (b) qua tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục – Tia tới (c) qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng

7 Đường tia sáng qua thấu kính phân kì

Các tia sáng qua thấu kính phân kì bị khúc xạ ló khỏi thấu kính Có tia sáng thường gặp (Hình 37): – Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm

aûnh

– Tia tới (b) hướng tới tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục – Tia tới (c) qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng

8 Quá trình tạo ảnh qua thấu kính hội tụ

Vật thật ảo thường cho ảnh thật, có trường hợp vật thật nằm khoảng từ O đến F cho ảnh ảo

9 Quá trình tạo ảnh qua thấu kính phân kì

Vật thật ảo thường cho ảnh ảo, có trường hợp vật ảo nằm khoảng từ O đến F cho ảnh thật

10 Cơng thức thấu kính 1d+ 1 d❑=

1

f

Công thức dùng cho thấu kính hội tụ thấu kính phân kì

11 Độ phóng đại ảnh

Độ phóng đại ảnh tỉ số chiều cao ảnh chiều cao vật: k=A ' B '

AB = –

d❑ d

* k > : Ảnh chiều với vật * k < : Ảnh ngược chiều với vật

Giá trị tuyệt đối k cho biết độ lớn tỉ đối ảnh so với vật

D = 1f = (n –1) (R1

1

+ 1

R2)

Trong đó, n chiết suất tỉ đối chất làm thấu kính mơi trường đặt thấu kính R1 R2 bán kính hai mặt

của thấu kính với qui ước: Mặt lõm: R > ; Mặt lồi: R < ; Mặt phẳng: R = ∞

III MẮT

a/ định nghóa

về phương diện quang hình học, mắt giống máy ảnh, cho ảnh thật nhỏ vật võng mạc. b/ cấu tạo

 thủy tinh thể: Bộ phận chính: thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được

 võng mạc:  ảnh, sát dáy mắt nơi tập trung tế bào nhạy sáng dầu dây thần kinh thị giác.

Trên võng mạc có điển vàng V nhạy sáng.

 Đặc điểm: d’ = OV = khơng đổi: để nhìn vật khoảng cách khác (d thay đổi) => f thay đổi (mắt

phải điều tiết )

d/ Sự điều tiết mắt – điểm cực viễn Cv- điểm cực cận Cc

 Sự điều tiết

Sự thay đổi độ cong thủy tinh thể (và thay đổi độ tụ hay tiêu cự nó) để làm cho ảnh vật cần quan sát lên võng mạc gọi điều tiết

 Điểm cực viễn Cv

Điểm xa trục mắt mà đặt vật mắt thấy rõ mà khơng cần điều tiết ( f = fmax)

 Điểm cực cận Cc

Điểm gần trục mắt mà đặt vật mắt thấy rõ điều tiết tối đa ( f = fmin)

Khoảng cách từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv : Gọi giới hạn thấy rõ mắt - Mắt thường : fmax = OV, OCc = Đ = 25 cm; OCv = 

e/ Goùc vật suất phân ly mắt

Góc trông vật : tg

AB

  

 = góc trơng vật ; AB: kích thườc vật ; = AO = khỏang cách từ vật tới quang tâm O mắt

- Năng suất phân ly mắt

Là góc trơng vật nhỏ  min hai điểm A B mà mắt cịn phân biệt hai điểm

1 1'

3500

  

rad - lưu ảnh võng mạc

là thời gian 0,1s để võng mạc hồi phục lại sau tắt ánh sáng kích thích

3 Các tật mắt – Cách sửa a Cận thị

là mắt không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng mạc fmax < OC; OCc< Đ ; OCv <  => Dcận > Dthường

- Sửa tật : nhìn xa mắt thường : phải đeo thấu kính phân kỳ cho ảnh vật qua kính

hiện lên điểm cực viễn mắt

AB 1 2

kínhOK A B MatO A B

     

d1 = ; d1’ = - ( OCv – l) = fk ; d1’+ d2=OO’; d2’= OV l = OO’= khỏang cách kính mắt, đeo sát mắt l =0 fk =

-OVv

b Viễn thị

Là mắt khơng điề tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc Fmax >OV; OCc > Đ ; OCv : ảo sau mắt => Dviễn < Dthường

Sửa tật : cách :

+ Đeo thấu kính hội tụ để nhìn xa vơ cực mắt thương mà khơng cần điều tiết(khó thực hiện). + Đeo thấu kính hội tụ để nhìn gần mắt thường (đây cách thương dùng )

AB 1 2 kínhOk A B matO A B

     

d1 d1’ d2 d2’

d1 = Ñ ; d1’ = - (OCc - l); d1’ – d2 = OO’ ; d2’ = OV

'

1

1 1 1

K

f d d

IV KÍNH LÚP

A/ định nhgóa:

Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trơng việc quang sát vật nhỏ Nó có tác dụng làm tăng góc trơng ảnh cách tạo ảnh ảo, lớn vật nằm trơng giới hạn nhìn thấy rõ mắt.

b/ cấu tạo

Gồm thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn(cỡ vài cm) c/ cách ngắm chừng

AB 1 2 kínhOk A B matO A B

     

d1 d1’ d2 d2’

d1 < O’F ; d1’ nằm giới hạn nhìn rõ mắt: d1 + d1’ = OKO ; d2’ = OV '

1

1 1 1

K

f d d

 Ngắm chừng cực cận

Điều chỉnh để ảnh A1B1 ảnh ảo hiệm lean CC : d1’ = - (OCC - l)

(l khoảng cách vị trí đặt kính mắt)

 Ngắm chừng CV

Điều chỉnh để ảnh A1B1 ảnh ảo hiệm lên CV : d1’ = - (OCV - l)

d/ Độ bội giác kính lúp Định nghĩa:

Độ bội giác G dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt tỉ số góc trơng ảnh  vật qua dụng cụ quang học với góc trơng trực tiếp 0 vật đặt vật điểm

cực cận mắt.

0

tg G

tg

 

 

 

(vì góc  và 0 nhỏ) Với:

AB tg

Ñ

 

b)Độ bội giác kính lúp:

Gọi l là khoảng cách từ mắt đến kính d’ khoảng cách từ ảnh A’B’ đến kính (d’ < 0), ta có :

A'B' A'B'

tg

OA d'

  

 

suy ra:

tg A'B' Ñ

G

tg AB d'



 

  

Hay:

Ñ G = k

d' + 

(1) k độ phóng đại ảnh.

- Khi ngắm chừng cực cận: d'   Đ đó:

C C

G  k

- Khi ngắm chừng vô cực: ảnh A’B’ vơ cực, AB CC nên:

AB AB tg

OF f

  

Suy ra:

Ñ G

f



G có giá trị từ 2,5 đến 25

 khi ngắm chừng vô cực

+ Mắt điều tiết

+ Độ bội giác kính lúp khơng phụ thuộc vào vị trí đặt mắt.

Giá trị Gđược ghi vành kính: X2,5 : X5.

V KÍNH HIỂN VI

a) Định nghĩa:

Kính hiển vi dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trơng ảnh vật nhỏ, với độ bội giác lớn lơn nhiều so với độ bội giác kính lúp.

b) Cấu tạo: Có hai phận chính:

- Vật kính O1 thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài mm), dùng để tạo ảnh thật lớn vật cần

quan sát.

- Thị kính O2 thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm), dùng kính lúp để quan sát ảnh thật

nói trên.

d) Độ bội giác kính ngắm chừng vơ cực:

- Ta có:

1 1

2 2

A B A B

tg

O F f

  

tg = AB

Ñ

Do đó:

1

0

A B

tg Ñ

G x

tg AB f





 

 (1) Hay G k G1 

Độ bội giác G kính hiển vi trường hợp ngắm chừng vơ cực tích độ phóng đại k1 ảnh A1B1

qua vật kính với độ bội giác G2 thị kính.

Hay Ñ G

f f



 

Với:  = /

F F gọi độ dài quang học kính hiển vi.

Người ta thường lấy Đ = 25cm

VI, KÍNH THIÊN VĂN

a) Định nghĩa:

Kính thiên văn dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trơng ảnh vật xa (các thiên thể).

b) Cấu tạo: Có hai phận chính:

- Vật kính O1: thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (vài m)

- Thị kính O2: thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm)

Hai kính lắp trục, khoảng cách chúng thay đổi được. c) Độ bội giác kính ngắm chừng vơ cực:

- Trong cách ngắm chừng vô cực, người quan sát điều chỉnh để ảnh A1B2 vô cực Lúc đó

1 A B tg

f

 

1

1 A B tg

f

 

Do đó, độ bội giác kính thiên văn ngắm chừng vơ cực :

0

f tg G

tg f





 