Giáo án môn Vật lý 11 - Chủ đề 1: Điện tích. lực điện. điện trường

Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích d[r]

Vaät lyù 11 CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Gồm ba chủ đề - Chủ đề 1: Điện tích Lực điện Điện trường - Chủ đề 2: Điện Hiệu điện - Chủ đề 3: Tụ điện Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH LỰC ĐIỆN ĐIỆN TRƯỜNG I Kiến thức: Vật nhiểm điện_ vật mang điện, điện tích_ là vật có khả hút các vật nhẹ Có tượng nhiễm điện là nhiễm điện cọ xát, nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện hưởng ứng Một vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét gọi là điện tích ñieåm Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút Định luật Cu_Lông (Coulomb): Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đạt chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng q1 q N m F k  10 Công thức: Vớ i k = ( ) 4  r2 C2 q1, q2 : hai ñieän tích ñieåm (C ) r : Khoảng cách hai điện tích (m) 5.Lực tương tác các điện tích điện môi (môi trường đồng tính) Điện môi là môi trường cách điện Các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, lực tương tác các điện tích điểm đặt điện môi đồng chất, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giãm  lần chúng đặt chân khoâng: q1 q F k  : số điện môi môi trường (chân không thì  = 1)  r Thuyết electron (e) dựa vào cư trú và di chuyển các e để giải thích các tượng điện và các tính chất điện các vật Trong việc vận dụng thuyết e để giải thích các tượng nhiễm điện (do cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng), ta thừa nhận có e có thể di chuyển từ vật này sang vật từ điểm này đến điểm trên vật Định luật bảo toàn điện tích: Trong hệ vật cô lập điện, tổng đại số các điện tích là không đổi Xung quanh điện tích tồn điện trường, điện trường này tác dụng lực điện lên các ñieän tích khaùc ñaët noù F E Cường độ điện trường (cđđt) đặc trưng cho tác dụng lực điện điện trường q Cường độ điện trường là đại lượng vectơ biểu diễn vectơ CĐĐT: E Trang Lop11.com  F q Vaät lyù 11 10 Cường độ điện trường điện tích điểm Q điểm cách nó khoảng r chân Q không (hoặc không khí) : Ek r Q Nếu đặt điện tích môi trường điện môi đồng chất: E  k Với  là số điện môi  r môi trường 11 Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến điểm nó là giá vectơ cđđt điểm đó Đường sức điện từ điện tích dương và vào (kết thúc) điện tích âm Qua điểm điện trường có đường sức Quy ước vẽ số đường sức: số đường sức qua điện tích định, đặt vuông góc với đường sức điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cđđt điểm đó 12 Nguyên lí chồng chất điện trường: E  E1  E2 II Hướng dẫn giải bài tập: - Trong SGK VL 11, công thức định luật CouLomb dùng để tính độ lớn lực tác dụng hai điện tích điểm Vì vậy, ta đưa độ lớn (chứ không đưa dấu) các điện tích vào công thức - Để xác định lực tương tác hai điện tích điểm, ta dùng định luật CouLomb Để xác định lực điện trường hợp tổng quát, ta dùng công thức: F  q.E - Ngoài lực điện, trên điện tích còn có thể có các lực khác tác dụng trọng lực, lực đàn hồi, … Hợp lực các lực này gây gia tốc cho điện tích - Thuật ngữ “cường độ điện trường” vừa dùng để chính đại lượng cường độ điện trường với tư cách là đại lượng vectơ, vừa để độ lớn đại lượng đó III Baøi taäp: Dạng 1: XÁC ĐỊNH LỰC TƯƠNG TÁC CỦA CÁC ĐIỆN TÍCH ĐIỂM PP chung:  TH chæ coù hai (2) ñieän tích ñieåm q1 vaø q2 - Aùp dụng công thức định luật Cu_Lông : F  k q1 q  r (Lưu ý đơn vị các đại lượng) - Trong chân không hay không khí  = Trong các môi trường khác  >  TH coù nhieàu ñieän tích ñieåm - Lực tác dụng lên điện tích là hợp lực cùa các lực tác dụng lên điện tích đó tạo các điện tích coøn laïi - Xác định phương, chiều, độ lớn lực, vẽ các vectơ lực - Vẽ vectơ hợp lực - Xác định hợp lực từ hình vẽ Khi xác định tổng vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt là tam gaic1 vuông, cân, đều, … Nếu không xảy các trường hợp đặc biệt đó thì có thể tính độ dài vec tơ định lý hàm số cosin a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA Hai điện tích điểm dương q1 và q2 có cùng độ lớn điện tích là 8.10-7 C đặt không khí cách 10 cm a Hãy xác định lực tương tác hai điện tích đó Trang Lop11.com Vaät lyù 11 b Đặt hai điện tích đó vào môi trường có số điện môi là  =2 thì lực tương tác chúng thay đổi nào ? Để lực tương tác chúng là không đổi (bằng lực tương tác đặt không khí) thì khoảng cách chúng đặt môi trường có số điện môi  =2 là bao nhiêu ? Đs: 0,576 N, 0,288 N, cm Hai điện tích điểm đặt chân không cách đoạn cm, lực đẩy tĩnh điện chuùng laø 10-5 N a Tìm độ lớn điện tích b Tìm khoảng cách chúng để lực đẩy tĩnh điện chúng là 2,5 10-6 N Ñs: 1,3 10-9 C cm -27 -19 Mỗi prôtôn có khối lượng m= 1,67.10 kg, điện tích q= 1,6.10 C Hỏi lực đẩy hai prôtôn lớn lực hấp dẫn chúng bao nhiêu lần ? Ñ s: 1,35 1036 Hai vật nhỏ giống nhau, vật thừa electron Tìm khối lượng vật để lực tĩnh điện lực hấp daãn Ñ s: 1,86 10-9 kg Hai vật nhỏ đặt không khí cách đoạn 1m, đẩy lực F= 1,8 N Điện tích tổng coäng cuûa hai vaät laø 3.10-5 C Tìm ñieän tích cuûa moãi vaät Đ s: q1= 10-5 C, q2 = 10-5 C (hoặc ngược lại) Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt A và B không khí (AB = cm) Xác định lực tác duïng leân q3 = 8.10-8 C , neáu: a CA = cm, CB = cm b CA = cm, CB = 10 cm c CA = CB = cm Ñ s: 0,18 N; 30,24.10-3 N; 27,65.10-3 N Người ta đặt điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C ba đỉnh tam giác cạnh cm không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9 C đặt tâm O tam giác Ñ s: 72.10-5 N Ba điện tích điểm q1 = -10-7 C, q2 = 5.10-7 C, q3 = 4.10-7 C đặt A, B, C không khí, AB = cm AC = cm BC = cm Tính lực tác dụng lên điện tích Ñ s: 4,05 10-2 N 16,2 10-2 N 20,25 10-2 N Ba ñieän tích ñieåm q1 = 10-8 C, q2 = -4 10-8 C, q3 = 10-8 C ñaët khoâng khí taïi ba ñænh cuûa moät tam giác cạnh cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ? Ñ s: 45 10-3 N 10 Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 1,6 10-19 C đặt chân không ba đỉnh tam giác cạnh 16 cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ? Ñ s: 15,6 10-27N 11 Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8 C, q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt không khí ba đỉnh tam giác vuông (vuông góc C) Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực tác dụng leân q3 Ñ s: 45.10-4 N 12 Hai điện tích q1 = -4.10-8 C, q2 = 10-8 C đặt hai điểm A và B cách khoảng cm không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi: Trang Lop11.com Vaät lyù 11 a q ñaët taïi trung ñieåm O cuûa AB b q ñaët taïi M cho AM = cm, BM = cm 13 Hai điện tích điểm q1 = q2 = 5.10-10 C đặt không khí cách đoạn 10 cm a Xác định lực tương tác hai điện tích? b Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trường nước ( = 81), hỏi lực tương tác hai điện tích thay đổi nào ? Để lực tương tác hai điện tích không thay đổi (như đặt không khí) thì khoảng cách hai điện tích là bao nhiêu? 14 Cho hai điện tích q1 và q2 đặt cách khoảng r = 30 cm không khí, lực tác dụng chúng là F0 Nếu đặt chúng dầu thì lực này yếu 2,25 lần Vậy cần dịch chuyển chúng lại khoảng bao nhiêu để lực tương tác chúng F ? Ñ s: 10 cm Dạng 2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOAØN ĐIỆN TÍCH PP Chung:  Đối với dạng bài tập này, Hs cần vận dụng định luật bảo toàn điện tích: “ Trong hệ cô lập điện, tổng đại số các điện tích luôn luôn là số” Hai cầu kim loại nhỏ mang các điện tích q1 và q2 đặt không khí cách cm, đẩy lực 2,7.10-4 N Cho hai cầu tiếp xúc lại đưa vị trí cũ, chú đẩy lực 3,6.10-4 N Tính q1, q2 ? Ñ s: 6.10-9 C , 10-9 C -6 10-9 C, -2 10-9 C Hai cầu nhỏ, giống nhau, kim loại Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; cầu B mang điện tích – 2,40 µC Cho chúng tiếp xúc đưa chúng cách 1,56 cm Tính lực tương tác điện chuùng Ñ s: 40,8 N Hai cầu nhỏ kim loại giống hệt nhau, mang điện tích q đặt cách khoảng R, chúng đẩy lực có độ lớn 6,4 N Sau cho chúng tiếp xúc tách khoảng 2R thì chúng đẩy lực bao nhiêu ? Ñ s: 1,6 N Hai hòn bi kim loại giống nhau, hòn bi này có độ lớn điện tích lần hòn bi Cho xê dịch hai hòn bi chạm đặt chúng lại vị trí cũ Độ lớn lực tương tác biến đổi nào điện tích cuûa chuùng : a cuøng daáu b traùi daáu Ñ s: Taêng 1,8 laàn Giaõm 0,8 laàn Hai hòn bi kim loại giống có điện tích cùng dấu q và 4q cách khoảng r Sau cho hai hòn bi tiếp xúc nhau, lực tương tác chúng không thay đổi, ta phải đặt chúng cách khoảng r’ Tìm r’ ? Ñ s: r’ = 1,25 r Hai cầu kim loại giống nhau, tích điện 3.10-5 C và 2.10-5 C Cho hai cầu tiếp xúc đặt cách khoảng 1m Lực điện tác dụng lên cầu có độ lớn là bao nhiêu? Trang Lop11.com Vaät lyù 11 Ñ s: 5,625 N Daïng 3: ÑIEÀU KIEÄN CAÂN BAÈNG CUÛA MOÄT ÑIEÄN TÍCH PP Chung Khi khảo sát điều kiện cân điện tích ta thường gặp hai trường hợp:  Trường hợp có lực điện: - Xác định phương, chiều, độ lớn tất các lực điện xeùt   F1 , F2 , … tác dụng lên điện tích đã    F  F   - Duøng ñieàu kieän caân baèng: - Veõ hình vaø tìm keát quaû  Trường hợp có thêm lực học (trọng lực, lực căng dây, …) - Xác định đầy đủ phương, chiều, độ lớn tất các lực tác dụng lên vật mang điện mà ta xét - Tìm hợp lực các lực học và hợp lực các lực điện      - Dùng điều kiện cân bằng: R  F   R   F (hay độ lớn R = F) Hai ñieän tích ñieåm q1 = 10-8 C, q2 = 10-8 C ñaët taïi A vaø B caùch cm chaân khoâng Phaûi ñaët điện tích q3 = 10-6 C đâu để điện tích q3 nằm cân (không di chuyển) ? Ñ s: Taïi C caùch A cm caùch B cm -6 Hai ñieän tích ñieåm q1 = q2 = -4 10 C, ñaët taïi A vaø B caùch 10 cm khoâng khí Phaûi ñaët ñieän tích q3 = 10-8C đâu để q3 nằm cân bằng? Ñ s: CA = CB = cm -8 -8 Hai ñieän tích q1 = 10 C, q2= -8 10 C ñaët taïi A vaø B khoâng khí, AB = cm.Moät ñieän tích q3 ñaët taïi C Hoûi: a C đâu để q3 cân bằng? b Dấu và độ lớn q3 để q1 và q2 cân ? Ñs: CA= cm,CB= 16 cm q3 = -8 10-8 C Hai ñieän tích q1 = - 10-8 C, q2= 1,8 10-8 C ñaët taïi A vaø B khoâng khí, AB = cm Moät ñieän tích q3 ñaët taïi C Hoûi: a C đâu để q3 cân bằng? b Dấu và độ lớn q3 để q1 và q2 cân ? Ñs: CA= cm,CB= 12 cm q3 = 4,5 10-8 C Tại ba đỉnh tam giác cạnh a người ta đặt ba điện tích giống q1 = q2 = q3 = 10-7 C Hỏi phải đặt đặt điện tích thứ tư q0 đâu, có giá trị là bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng? q1  3,46.10  C Ñ s: q0 =  Trang Lop11.com Vaät lyù 11 3.q đặt A và B cách một khoảng a (cm) Phải đặt điện tích q0 đâu và có trị số nào để nó cân bằng? a Ñ s: Naèm treân AB, caùch B: cm Hai điện tích q1 = 10-8 C đặt A và q2 = -8 10-8C đặt B, chúng cách đoạn AB = 15 cm không khí Phải đặt điện tích q3 M cách A bao nhiêu để nó cân bằng? Ñ s: AM = 10 cm 6 Ở trọng tâm tam giác người ta đặt điện tích q1 = 3.10 C Xác định điện tích q cần đặt đỉnh tam giác hệ trạng thí cân bằng? Ñ s: -3 10-6 C Hai cầu nhỏ cùng khối lượng m= 0,6 kg treo không khí hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài l= 50 cm vào cùng điểm Khi hai cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy và cách khoảng R = cm a Tính ñieän tích cuûa moãi quaû caàu, laáy g= 10m/s2 b Nhúng hệ thống vào rượu êtylic (= 27), tính khoảng cách R’ hai cầu, bỏ qua lực đẩy Acsimet Cho bieát goùc  nhoû thì sin  ≈ tg  Ñ s: 12 10-9 C cm 10 Hai cầu nhỏ giống nhôm không nhiễm điện, cầu có khối lượng 0,1 kg và treo vào hai đầu sợi tơ dài 1m móc vào cùng điểm cố định cho hai cầu vừa chạm vào Sau chạm vật nhiễm điện vào hai cầu thì thấy chúng đẩy và tách xa khoảng r = cm Xác định điện tích cầu? Ñ s: 0,035 10-9 C 11* Hai cầu kim loại nhỏ giống có điện tích q khối lượng m = 10g treo hai dây cùng chiều dài 30 cm vào cùng điểm Giữ cho cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo cầu II lệch góc  = 600 so với phương thẳng đứng Cho g= 10m/s2 Tìm q ? m.g  10 C Ñ s: q = l k Dạng 4: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG PP Chung   Cường độ điện trường điện tích điểm Q:  E1 Q F E1 q1 Aùp dụng công thức E   k q1 q  r Cho hai ñieän tích q1 = 6q, q2 = (Cường độ điện trường E1 q1 gây vị trí cách q1 khoảng r1 : E1  k q1  r1 , Lưu ý cường độ điện trường E là đại lượng vectơ Trong chân không, không khí  = 1) Ñôn vò chuaån: k = 9.109 (N.m2/c2 ), Q (C), r (m), E (V/m)  Cường độ điện trường hệ điện tích điểm: Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường: + Xác định phương, chiều, độ lớn vectơ cường độ điện trường điện tích gây Trang Lop11.com Vaät lyù 11 + Vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp + Xác định độ lớn cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ Khi xác định tổng hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt: , ,  , tam giac vuông, tam giác đều, … Nếu không xảy các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dài vectơ định lý hàm cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA Xác định vectơ cường độ điện trường điểm M không khí cách điện tích điểm q = 2.10-8 C khoảng cm Ñ s: 2.105 V/m Một điện tích điểm dương Q chân không gây điện trường có cường độ E = 104 V/m điểm M cách điện tích khoảng 30 cm Tính độ lớn điện tích Q ? Ñ s: 10-7 C Một điện tích điểm q = 10-7 C đặt điểm M điện trường điện tích điểm Q, chịu tác dụng lực F = 3.10-3 N Cường độ điện trường điện tích điểm Q gây M có độ lớn là bao nhieâu ? Ñ s: 104 V/m Cho hai ñieän tích q1 = 10-10 C, q2 = -4 10-10 C, ñaët taïi A vaø B khoâng khí bieát AB = cm Xaùc  định vectơ cường độ điện trường E tại: a H, laø trung ñieåm cuûa AB b M, MA = cm, MB = cm c N, biết NAB là tam giác Ñ s: 72 103 V/m Giải lại bài toán số trên với q1 = q2 = 10-10 C 32 103 V/m 103 V/m Ñ s: V/m 40 103 V/m 15,6 103 V/m Hai ñieän tích q1 = 10-8 C, q2 = -8 10-8 C ñaët taïi A vaø B khoâng khí bieát AB = cm Tìm vectô cường độ điện trường C trên đường trung trực AB và cách AB cm, suy lực tác dụng lên điện tích q = 10-9 C ñaët taïi C Ñ s: ≈ 12,7 105 V/m F = 25,4 10-4 N Hai điện tích q1 = -10-8 C, q2 = 10-8 C đặt A và B không khí, AB = cm Xác định vectơ cường độ điện trường M nằm trên đường trung trực AB cách AB cm Ñ s: ≈ 0,432 105 V/m Tại ba đỉnh tam giác vuông A cạnh a= 50 cm, b= 40 cm, c= 30 cm.Ta đặt các điện tích q1 = q2 = q3 = 10-9 C Xác định vectơ cường độ điện trường H, H là chân đường cao kẻ từ A Ñ s: 246 V/m Taïi hai ñieåm A vaø B caùch cm chaân khoâng coù hai ñieän tích q1 = 16.10-8 C, q2 = -9.10-8 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường điểm C nằm cách A khoảng cm, cách B khoảng cm Ñs: 12,7 105 V/m 10 Hai điện tích điểm q1 = 10-2 µC, q2 = -2 10-2 µC đặt hai điểm A và B cách đoạn a = 30 cm không khí Tính cường độ điện trường M cách A và B khoảng là a Ñ s: 2000 V/m 11 Trong chân không, điện tích điểm q = 10-8C đặt điểm M điện trường điện tích điểm Q = 10-6C chịu tác dụng lực điện F = 9.10-3N Tính cường độ điện trường M và khoảng cách hai điện tích? Trang Lop11.com Vaät lyù 11 Ñs: 45.104V/m, R = 0,2 m 12 Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 10-8C và q2= 4.10-8C đặt theo thứ tự hai đỉnh B và C tam giác ABC vuông cân A với AB=AC= 0,1 m Tính cường độ điện trường A Ñ s: 45 103 V/m 13 Trong chaân khoâng coù hai ñieän tích ñieåm q1 = 10-8C vaø q2= -32.10-8C ñaët taïi hai ñieåm A vaø B caùch khoảng 30 cm Xác định vị trí điểm M đó cường độ điện trường không Ñ s: MA = 10 cm, MB = 40 cm 14* Bốn điểm A, B, C, D không khí tạo thành hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a= cm, AB= b= cm.Các điện tích q1, q2, q3 đặt A, B, C Biết q2 = - 12,5 10-8C và cường độ điện   E  trường tổng hợp D D Tính q1 vaø q3? Ñ s: q1 2,7 10-8C, q2 = 6,4 10-8C 15 Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt A và B không khí, AB = 100 cm Tìm điểm C mà đó cường độ điện trường không với: a q1= 36 10-6C, q2= 10-6C b q1= - 36 10-6C, q2= 10-6C Ñ s: a CA= 75cm, CB= 25cm b CA= 150 cm, CB= 50 cm 16 Cho hai ñieän tích ñieåm q1, q2 ñaët taïi A vaø B, AB= cm Bieát q1 + q2 = 10-8C vaø ñieåm C caùch q1 laø cm, cách q2 là cm có cường độ điện trường E = Tìm q1 và q2 ? Ñ s: q1= -9.10-8C, q2= 16.10-8C 17 Cho hình vuông ABCD, A và C đặt các điện tích q1 = q3 = q Hỏi phải đặt B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường D không? Ñ s: q2 = - 2 q 18 Một cầu nhỏ khối lượng m= 0,25 g mang điện tích q= 2,5 10-9C treo dây và đặt   điện trường E E có phương nằm ngang và có độ lớn E= 106 V/m Tính góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng Lấy g= 10 m/s2 Ñ s:  = 450 Chủ đề 2: ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ I Kiến thức: Khi điện tích dương q dịch chuyển điện trường có cường độ E (từ M đến N) thì công mà lực điện tác dụng lên q có biểu thức: A = q.E.d  Với: d là khoảng cách từ điểm đầu  điểm cuối (theo phương E ) Vì theá d coù theå döông (d> 0) vaø cuõng coù theå aâm (d< 0) Cụ thể hình vẽ: điện tích q di chuyển từ M N thì d = MH    E F Vì cùng chiều với E nên trường hợp trên d>0 Nếu A > thì lực điện sinh công dương, A< thì lực điện sinh công âm Công A phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường điện trường mà không phụ thuộc vào hình dạng đường Tính chất này đúng cho điện trường bất kì (không đều) Tuy nhiên, công thức tính công khác Điện trường là trường Thế điện tích q điểm M điện trường tỉ lệ với độ lớn điện tích q: WM = AM = q.VM Trang Lop11.com Vaät lyù 11 AM là công điện trường dịch chuyển điện tích q từ điểm M đến vô cực (mốc để tính theá naêng.) Điện điểm M điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả điện trường vieäc taïo theá naêng cuûa ñieän tích q ñaët taïi M W A VM  M q  M q Hiệu điện UMN hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả sinh công AMN điện trường di chuyển điện tích q từ M đến N U MN  VM  VN  Ñôn vò ño ñieän theá, hieäu ñieän theá laø Voân (V) q II Hướng dẫn giải bài tập: - Công mà ta đề cập đây là công lực điện hay công điện trường Công này có thể có giá trò döông hay aâm - Có thể áp dụng định lý động cho chuyển động điện tích.Nếu ngoài lực điện còn có các lực khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng tất các lực tác dụng lên điện tích độ tăng động vật mang điện tích - Nếu vật mang điện chuyển động thì công tổng cộng không Công lực điện và công các lực khác có độ lớn trái dấu - Nếu có lực điện tác dụng lên điện tích thì công lực điện độ tăng động vật mang ñieän tích m.v N m.v M AMN  q.U MN   2 Với m là khối lượng vật mang điện tích q - Trong công thức A= q.E.d áp dụng cho trường hợp điện tích di chuyển điện trường III Baøi taäp: Dạng 1: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ PP Chung - Công lực điện tác dụng lên điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường điện trường Do đó, với đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công lực điện trường hợp này baèng khoâng Công lực điện: A = qEd = q.U Công lực ngoài A’ = A 1 2 Định lý động năng: AMN  q.U MN  m.v N  v M 2 AMN Biểu thức hiệu điện thế: U MN  q U Hệ thức liên hệ cường độ điện trường hiệu điện điện trường đều: E  d Ba ñieåm A, B, C taïo thaønh moät tam giaùc vuoâng taïi C AC = cm, BC = cm vaø naèm moät ñieän  trường Vectơ cường độ điện trường E song song với AC, hướng từ A C và có độ lớn E = Trang Lop11.com Vaät lyù 11 5000V/m Tính:  E a UAC, UCB, UAB b Công điện trường electron (e) di chuyển từ A đến B ? Ñ s: 200v, 0v, 200v - 3,2 10-17 J Tam giác ABC vuông A đặt điện trường AB   E Bieát BC = cm, UBC= 120V  E ,  = ABC = 600,  E a Tìm UAC, UBA và cường độ điện trường E? -10 b Đặt thêm C điện tích điểm q = 10 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp A Ñ s: UAC = 0V, UBA = 120V, E = 4000 V/m E = 5000 V/m -8 Moät ñieän tích ñieåm q = -4 10 C di chuyeån doïc theo chu vi cuûa moät tam giaùc MNP, vuoâng taïi P,  điện trường đều, có cường độ 200 v/m Cạnh MN = 10 cm, MN  E NP = cm Môi trường là không khí Tính công lực điện các dịch chuyển sau q: a từ M  N b Từ N  P c Từ P  M d Theo đường kín MNPM Ñ s: AMN= -8 10-7J ANP= 5,12 10-7J APM = 2,88 10-7J AMNPM = 0J Một điện trường có cường độ E = 2500 V/m Hai điểm A , B cách 10 cm tính dọc theo đường sức Tính công lực điện trường thực điện tích q nó di chuyển từ A  B ngược chiều đường sức Giải bài toán khi: a q = - 10-6C b q = 10-6C Ñ s: 25 105J, -25 105J  Cho kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song hình E  Cho d1 = cm, d2= cm Coi điện trường các là và có chiều E 4 hình vẽ Cường độ điện trường tương ứng là E1 =4.10 V/m , E2 = 10 V/m Tính ñieän theá cuûa baûn B vaø baûn C neáu laáy goác ñieän theá laø ñieän theá baûn A Ñ s: VB = -2000V VC = 2000V d1 d2  Ba điểm A, B, C nằm điện trường cho E // CA Cho AB AC và AB = cm AC = cm a Tính cường độ điện trường E, UAB và UBC Biết UCD = 100V (D là trung điểm AC) b Tính công lực điện trường electron di chuyển từ B  C, từ B D Ñ s: 2500V/m,UAB= 0v, UBC = - 200v ABC = 3,2 10-17J ABD= 1,6 10-17J Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo cạnh tam giác ABC   cạnh a = 10 cm điện trường có cường độ là 300 V/m E // BC Tính công lực điện trường q dịch chuyển trên cạnh tam giác Ñ s: AAB = - 1,5 10-7 J ABC = 10-7 J Trang 10 Lop11.com E Vaät lyù 11 ACA = -1,5 10-7 J Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo cạnh tam giác MBC,  cạnh 20 cm đặt điện trường E có hướng song song với BC và  E có cường độ là 3000 V/m Tính công thực để dịch chuyển điện tích q theo caùc caïnh MB, BC vaø CM cuûa tam giaùc Ñ s: AMB = -3J, ABC = J, AMB = -3 J Giữa hai điểm B và C cách đoạn 0,2 m có điện trường với đường sức hướng từ B  C Hieäu ñieän theá UBC = 12V Tìm: a Cường độ điện trường B cà C b Công lực điện điện tích q = 10-6 C từ B C Ñ s: 60 V/m 24 J  E 10 Cho kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song hình  Điện trường các là điện trường và có chiều hình vẽ E1 Hai A và B cách đoạn d1 = cm, Hai B và C cách đoạn d2 = cm Cường độ điện trường tương ứng là E1 =400 V/m , d1 d2 E2 = 600 V/m Choïn goác ñieän theá cuøa baûn A Tính ñieän theá cuûa baûn B vaø cuûa baûn C Ñ s: VB = - 20V, VC = 28 V 11 Một electron di chuyển môt đoạn cm, dọc theo đường sức điện, tác dụng lực điện điện trường có cường độ 1000 V/m Hãy xác định công lực điện ? Ñ s: 1,6 10-18 J 12 Khi bay từ điểm M đến điểm N điện trường, electron tăng tốc, động tăng thêm 250eV.(bieát raèng eV = 1,6 10-19J) Tìm UMN? Ñ s: - 250 V Dạng 2: CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT MANG ĐIỆN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG PP Chung:  Khi hạt mang điện thả tự không vận tốc đầu điện trường thì tác dụng lực điện , hạt mang điện chuyển động theo đường thẳng song song với đưởng sức điện Nếu điện tích dương (q >0) thì hạt mang điện (q) chuyển động cùng chiều điện trường Nếu điện tích âm (q <0) thì hạt mang điện (q ) chuyển động ngược chiều điện trường Khi đó chuyển động hạt mang điện là chuyển động thẳng biến đổi Ta áp dụng công thức: x = x0 +v0.t + a.t2 2 v = v0 + a.t , v – v02 = 2.a.s , s = x  x0   Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu vo vuông góc với các đường sức điện E  v chịu tác dụng lực điện không đổi có hướng vuông góc với o , chuyển động e tương tự chuyển động vật bị ném ngang trường trọng lực Quỹ đạo e là phần đường parapol Một e có vận tốc ban đầu vo = 106 m/s chuyển động dọc theo chiều đường sứ c điện trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m Bỏ qua tác dụng trọng trường, e chuyển động nào? Ñ s: a = -2,2 1014 m/s2, s= cm Một e bắn với vận tốc đầu 10-6 m/s vào điện trường theo phương vuông góc với đường sức điện Cường độ điện trường là 100 V/m Tính vận tốc e nó chuyển động 10-7 s điện trường Điện tích e là –1,6 10-19C, khối lượng e là 9,1 10-31 kg Trang 11 Lop11.com Vaät lyù 11 Ñ s: F = 1,6 10-17 N a = 1,76 1013 m/s2  vy = 1, 76 106 m/s v = 2,66 106 m/s Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 104 m/s dọc theo đường sức điện trường quảng đường 10 cm thì dừng lại a Xác định cường độ điện trường b Tính gia toác cuûa e Ñ s: 284 10-5 V/m 107m/s2 Một e chuyển động dọc theo đường sức điện trường có cường độ 364 V/m e xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2 106 m/s,Hỏi: a e quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc nó ? b Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở điểm M ? Ñ s: 0,08 m, 0,1 s Một e bắn với vận tốc đầu 10 m/s vào điện trường theo phương vuông góc với các đường sức điện Cường độ điện trường là 103 V/m Tính: a Gia toác cuûa e b Vận tốc e nó chuyển động 10-7 s điện trường Ñ s: 3,52 1014 m/s2 8,1 107 m/s Một protôn bay theo phương đường sức điện Lúc protôn điểm A thì vận tốc nó là 2,5 104 m/s Khi bay đến B vận tốc protôn Điện A 500 V, Hỏi điện B ? cho biết protôn có khối lượng 1,67 10-27 kg, có điện tích 1,6 10-19 C Ñ s: 503,3 V Chủ đề 3: TỤ ĐIỆN I Kiến thức: Tụ điện là hệ gồm hai vật dẫn đặt gần và cách điện với Tụ điện dùng để tích điện và phóng điện mạch điện Tụ điện thường dùng là tụ điện phằng Kí hieäu cuûa tuï ñieän: Nối hai tụ điện với hai cực nguồn điện thì tụ điện bị tích điện Độ lớn điện tích hai tụ trái dấu Người ta gọi điện tích tụ điện là điện tích döông Đại lượng đặc trưng tụ điện là điện dung tụ Điện dung C tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện định Nó đo thương số điện tích Q tụ với hiệu điện U hai nó Q C Ñôn vò ño ñieän dung cuûa tuï ñieän laø fara (F) U mF = 10-3 F F = 10-6 F nF = 10-9 F pF = 10-12 F - Ñieän dung cuûa tuï ñieän phaúng: C    o S  S  d 9.10 4. d N.m F 12 Trong đó:  o  k  9.10 ( )  8,85.10 ( ) ; 4.  o m C 9.10 4. Q Lưu ý: Trong công thức C  , ta thường lầm tưởng C là đại lượng phụ thuộc vào Q, phụ thuộc U vào U Nhưng thực tế C KHÔNG phụ thuộc vào Q và U Trang 12 Lop11.com Vaät lyù 11 C1 4* Gheùp tuï ñieän (xem kó): Gheùp noái tieáp: C2 Cn Gheùp song song: Cb = C1 + C2 + + Cn 1 1     Cb C1 C2 Cn Qb = Q1 = Q2 =… = Qn Ub = U1 + U2 + + Un Qb = Q1 + Q2 + … + Qn Ub = U1 = U2 = … = Un Điện trường tụ điện mang lượng là: W Q2  Q.U 2.C - Điện trường tụ điện là điện trường - Công thức liên hệ cường độ điện trường E bên tụ điện, hiệu điện U và khoảng U cách d hai là: E d - Nếu cường độ điện trường lớp điện môi vượt quá giá trị giới hạn Emax thì lớp điện môi trở thành dẫn điện và tụ điện bị hỏng Như vậy, hiệu điện hai tụ điện không vượt quá giới hạn phép: Umax = Emax.d Dạng 1: ĐIỆN DUNG, ĐIỆN TÍCH, HIỆU ĐIỆN THẾ VAØ NĂNG LƯỢNG CỦA TỤ ĐIỆN PP Chung: Vận dụng công thức: Q Q2 1  Q.U  C.U  Ñieän dung cuûa tuï ñieän: C  (1) Năng lượng tụ điện: W  C 2 U  Ñieän dung cuûa tuï ñieän phaúng: C    o S  S  d 9.10 4. d (2) Trong đó S là diện tích (là phần đối diện với kia) Đối với tụ điện biến thiên thì phần đối diện hai thay đổi Công thức (2) áp dụng cho trường hợp chất điện môi lấp đầy khoảng không gian hai Nếu lớp điện môi chiếm phần khoảng không gian hai thì cần phải phân tích, lập luận tính điện dung C tụ điện - Löu yù caùc ñieàu kieän sau: + Noái tuï ñieän vaøo nguoàn: U = const + Ngaét tuï ñieän khoûi nguoàn: Q = const Tuï ñieän phaúng goàm hai baûn tuï coù dieän tích 0,05 m2 ñaët caùch 0,5 mm, ñieän dung cuûa tuï laø nF Tính số điện môi lớp điện môi hai tụ Ñ s: 3,4 Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 3,5 pF, diện tích là cm2 đặt hiệu điện theá 6,3 V Bieát o = 8,85 10-12 F/m Tính: a khoảng cách hai tụ b Cường độ điện trường hai Ñ s: 1,26 mm 5000 V/m -9 Một tụ điện không khí tích điện lượng 5,2 10 C thì điện trường hai tụ là 20000 V/m Tính dieän tích moãi baûn tuï Trang 13 Lop11.com Vaät lyù 11 Ñ s: 0,03 m2 tụ điện phẳng nhôm có kích thước cm x cm điện môi là dung dịch axêton có số điện môi là 20 khoảng cách hai tụ điện là 0,3 mm Tính điện dung tụ điện Ñ s: 1,18 10-9 F Một tụ điện phẳng không khí có hai cách mm và có điện dung 10-11 F mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50V Tính diện tích tụ điện và điện tích tụ điện Tính cường độ điện trường hai ? Ñ s: 22,6 dm2, 10-9 C, 104 V/m Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện môi là không khí Khoảng cách hai tụ 0,5 cm Tích điện cho tụ điện hiệu điện 20 V Tính: a ñieän tích cuûa tuï ñieän b Cường độ điện trường tụ Ñ s: 24 10-11C, 4000 V/m Một tụ điện phẳng không khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện hiệu điện 120V a Tính ñieän tích cuûa tuï b Sau đó tháo bỏ nguồn điện tăng khoảng cách hai tụ lên gấp đôi Tính hiệu điện hai tụ Biết điện dung tụ điện phẳng tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai noù Ñ s: 48 10-10C, 240 V Tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500 pF tích điện đến hiệu điện 300 V a Tính ñieän tích Q cuûa tuï ñieän b Ngaét tuï ñieän khoûi nguoàn roài nhuùng tuï ñieän vaøo chaát ñieän moâi loûng coù  = Tính ñieän dung C1 , điện tích Q1 và hiệu điện U1 tụ điện lúc đó c Vẫn nối tụ điện với nguồn nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có  = Tính C2 , Q2 , U2 cuûa tuï ñieän Ñ s: a/ 150 nC ; b/ C1 = 1000 pF, Q1 = 150 nC, U1 = 150 V c/ C2 = 1000 pF, Q2 = 300 nC, U2 = 300 V Tụ điện phẳng không khí điện dung pF tích điện hiệu điện 600V a Tính ñieän tích Q cuûa tuï b Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai đầu tụ xa để khoảng cách tăng gấp đôi Tính C1, Q1, U1 tụ c Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai tụ xa đề khoảng cách tăng gấp đôi Tính C2, Q2, U2 tụ Ñ s: a/ 1,2 10-9 C b/ C1 = 1pF, Q1 = 1,2 10-9 C, U1 = 1200V c/ C2 = pF, Q2 = 0,6 10-9 C, U2 = 600 V 10 Tụ điện phẳng có các tụ hình tròn bán kính 10 cm Khoảng cách và hiệu điện hai là 1cm, 108 V Giữa hai là không khí Tìm điện tích tụ điện ? Ñ s: 10-9 C 11 Tụ điện phẳng gồm hai tụ hình vuông cạch a = 20 cm đặt cách cm Chất điện môi hai là thủy tinh có  = Hiệu điện hai U = 50 V a Tính ñieän dung cuûa tuï ñieän b Tính ñieän tích cuûa tuï ñieän c Tính lượng tụ điện, tụ điện có dùng đề làm nguồn điện không ? Ñ s: 212,4 pF ; 10,6 nC ; 266 nJ Daïng 2: GHEÙP TUÏ ÑIEÄN CHÖA TÍCH ÑIEÄN Trang 14 Lop11.com Vaät lyù 11 PP Chung: - Vận dụng các công thức tìm điện dung (C), điện tích (Q), hiệu điện (U) tụ điện các caùch maéc song song, noái tieáp - Nếu bài toán có nhiều tụ mắc hổn hợp, ta cần tìm cách mắc tụ điện mạch đó tính toán - Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn - Sau ngắt tụ điện khỏi nguồn và giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q tụ đó không thay đổi  Đối với bài toán ghép tụ điện cần lưu ý hai trường hợp: + Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích và gheùp song song caùc tuï ñieän coù cuøng moät hieäu ñieän theá + Nếu ban đầu tụ điện (một số tụ điện bộ) đã tích điện cần áp dụng định luật bảo toàn điện tích (Tổng đại số các điện tích hai nối với dây dẫn bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích hai đó trước nối với tổng điện tích chúng sau noái) Một tụ điện phẳng điện dung C = 0,12 F có lớp điện môi dày 0,2 mm có số điện môi  = Tụ đặt hiệu điện U = 100 V a Tính diện tích các tụ điện, điện tích và lượng tụ b Sau tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn mắc vào hai tụ điện C1 = 0,15 F chưa tích điện Tính điện tích tụ điện, hiệu điện và lượng tụ Ñ s: a/ 0,54 m2, 12 C, 0,6 mJ b/ 12 C, 44,4 V, 0,27 mJ Một tụ điện F tích điện hiệu điện 12V a Tính ñieän tích cuûa moãi baûn tuï b Hỏi tụ điện tích lũy lượng cực đại là bao nhiêu ? c Tính công trung bình mà nguồn điện thực để đưa e từ mang điện tích dương  mang ñieän tích aâm ? Ñ s: a/ 7,2 10-5 C b/ 4,32 10-4 J c/ 9,6 10-19 J Một tụ điện phẳng không khí 3,5 pF, đặt hiệu điện 6,3 V a Tính cường độ điện trường hai tụ điện b Tính lượng tụ điện Ñ s: 5000 V/m, 6,95 10-11 J Có tụ điện C1 = 10 F, C2 = F, C3 = F mắc vào nguồn điện có C1 C3 hieäu ñieän theá U = 38 V a Tính ñieän dung C cuûa boä tuï ñieän, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá treân caùc C2 tuï ñieän b Tụ C3 bị “đánh thủng” Tìm điện tích và hiệu điện trên tụ C1 Ñ s: a/ Cb ≈ 3,16 F Q1 = 10-5 C, Q2 = 10-5 C, Q3 = 1,2 10-4 C, U1 = U2 = V, U3 = 30 V b/ Q1 = 3,8 10-4 C, U1 = 38 V Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện tụ điện các trường hợp sau (hình vẽ) Trang 15 Lop11.com Vaät lyù 11 C1 C2 C3 C1 C2 C2 C3 C3 C1 C1 (Hình 1) (Hình 2) (Hình 3) Hình 1: C1 = F, C2 = F, C3 = F UAB = 100 V Hình 2: C1 = F, C2 = 1,5 F, C3 = F UAB = 120 V Hình 3: C1 = 0,25 F, C2 = F, C3 = F UAB = 12 V Hình 4: C1 = C2 = F, C3 = F, UAB = 10 V Cho boä tuï maéc nhö hình veõ: C1 = F, C2 = F, C3 = F, C4 = F UAB = 20 V Tính ñieän dung boä tuï, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá moãi tuï a K hở b K đóng Trong hình beân C1 = F, C2 = F, C3 = C4 = F, C5 = F U = 900 V Tính hiệu điện A và B ? C3 (Hình 4) C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 Ñ s: UAB = - 100V Cho maïch ñieän nhö hình veõ: C1 = C2 = C3 = C4 =C5 = F, U = 15 V Tính ñieän dung cuûa boä tuï, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá cuûa moãi tuï khi: a K hở b K đóng 9* Cho boä tuï ñieän nhö hình veõ C2 = C1, UAB = 16 V Tính UMB C2 C5 C1 C2 C3 C2 Ñ s: V C4 C5 C4 C1 C2 10* Cho boä tuï ñieän gioáng gheùp theo caùch nhö hình veõ a Cách nào có điện dung lớn b Neáu ñieän dung tuï khaùc thì chuùng phaûi coù lieân heä nào để CA = CB (Điện dung hai cách ghép nhau) C1 C1 Hình A Hình B Ñ s: a/ CA = CB b/ C  C1 C C1  C CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Trang 16 Lop11.com Vaät lyù 11 Gồm ba chủ đề - Chủ đề 1: Dòng điện không đổi Nguồn điện - Chủ đề 2: Điện năng, công suất điện - Chủ đề 3: Định luật Ôm toàn mạch Định luật Ôm đoạn mạch chứa nguồn điện Chủ đề 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN I Kiến thức: Cường độ dòng điện xác định thương số điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó q I= t Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian Đơn vị cường độ dòng điện là Ampe (A) Nguồn điện là nguồn lượng có khả cung cấp điện cho các dụng cụ tiêu thụ điện mạch ngoài Suất điện động nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện và đo thương số công A lực lạ thực dịch chuyển điện tích dương q ngược chiều điện trường (trong vùng có lực lạ) và độ lớn điện tích đó Đơn vị suất điện động là Vôn (V) Cấu tạo pin, acquy Nguyên tắc hoạt động pin, acquy Pin điện hóa gồm cực có chất hóa học khác ngâm chất điện phân (dd axit, bazơ, muối,…) Do tác dụng hóa học, các cực pin điện hóa tích điện khác và chúng có hiệu điện giá trị suất điện động pin Acquy là nguồn điện hóa học hoạt động dựa trên phản ứng hòa học thuận nghịch, nó tích trữ lượng lúc nạp điện và giải phóng lượng này phát điện U Đối với dây dẫn có điện trở R, ta có định luật Ôm : I  , với U là hiệu điện hai R đầu dây, I là cường độ dòng điện chạy qua dây II Hướng dẫn giải bài tập: - Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu là về: Đặc điểm dòng điện không đổi và công thức I = định nghĩa suất điện động và công thức   q , t A , caáu taïo chung cuûa caùc nguoàn ñieän hoùa hoïc q - Cần lưu ý vấn đề sau: + Đơn vị các đại lượng: Trong công thức I = q ñôn vò cuûa I laø Ampe (A) cuûa q laø Culoâng (C), cuûa t t là giây (s) vì đề bài cho thời gian là phút, giờ, … thì phải đổi giây + Cần chú ý khác biệt lực làm di chuyển điện tích mạch ngoài và mạch (bên nguoàn ñieän) + Bên các nguồn điện hóa học có chuyển hóa từ hóa thành điện + Dòng điện không đổi có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian, vì chiều dịch chuyển có hướng các điện tích là không đổi và điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn tỉ lệ thuận với thời gian Trang 17 Lop11.com Vaät lyù 11 III Baøi taäp: Dạng 1: CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PP chung:  Tính cường độ dòng điện, số electron qua đoạn mạch q Dùng các công thức I = (q là điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch) t q N= ( e = 1,6 10-19 C) e  Tính suất điện động điện tích lũy nguồn điện A  Dùng công thức (  là suất điện động nguồn điện, đơn vị là Vôn (V) ) q Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A a Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc 10 phút ? b Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc khoảng thời gian trên ? Ñ s: 300 C, 18,75 1020 haït e Suất điện động nguồn điện là 12 V Tính công lực lạ dịch chuyển lượng điện tích là 0,5 C bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương nó ? Ñ s: J Tính suất điện động nguồn điện Biết dịch chuyển lượng điện tích 10-3 C hai cực bên nguồn điện thì lực lạ thực công là mJ Ñ s: V Suất điện động acquy là V Tính công lực lạ dịch chuyển lượng điện tích là 0,16 C bên acquy từ cực âm đến cực dương nó ? Ñ s: 0,96 J Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang dây dẫn phút Biết dòng điện có cường độ là 0,2 A Ñ s: 12 C, 0,75 1020 haït e Một pin thiết bị điện có thể cung cấp dòng điện A liên tục thì phải nạp laïi a Nếu pin trên sử dụng liên tục chế độ tiết kiệm lượng thì phải nạp lại Tính cường độ dòng điện mà pin này có thể cung cấp? b Tính suất điện động pin này thời gian nó sinh công là 72 KJ Ñ s: 0,5 A, 10 V Trong giây lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn là 4,5 C Cường độ dòng ñieän chaïy qua daây daãn laø bao nhieâu ? Ñ s: 0,9 A Chủ đề 2: ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN I Kiến thức: Điện tiêu thụ đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó A = U.I.t Trang 18 Lop11.com Vaät lyù 11 Công suất điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó A P =  U.I t Nếu đoạn mạch là vật dẫn có điện trở R thì điện tiêu thụ đoạn mạch biến đổi hoàn toàn thành nhiệt Công suất tỏa nhiệt vật dẫn có dòng điện chạy qua xác định nhiệt lượng tỏa vật dẫn đó khoảng thời gian giây U2  R.I P= R Công nguồn điện tích suất điện động nguồn điện với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua nguồn điện Công nguồn điện công dòng điện chạy toàn maïch A =  I.t Công suất nguồn điện tích suất điện động nguồn điện với cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện Công suất nguồn điện công suất dòng điện chạy toàn mạch A P =   I t Định luật Jun_LenXơ: Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó Q= R.I2.t Coâng suaát cuûa duïng cuï tieâu thuï ñieän: U2 + Với dụng cụ tỏa nhiệt: P = U.I = R.I2 = R + Với máy thu điện: P =  I + r.I2 = P ‘ + r.I2 (Với P ‘ =  I là phần công suất mà máy thu điện chuyển hóa thành dạng lượng có ích, khoâng phaûi laø nhieät Ví duï: Ñieän naêng chuyeån hoùa thaønh cô naêng ) Đơn vị công (điện năng) và nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị công suất là oát (W) II Hướng dẫn giải bài tập: - Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu về: Tính điện tiêu thụ và công suất điện đoạn mạch Tính công suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng tỏa trên vật dẫn Tính công và công suất cuûa nguoàn ñieän - Cần lưu ý vấn đề sau: + Trong các công thức tính công, tính nhiệt lượng: Để có công, nhiệt lượng tính có đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi đơn vị thời gian giây (s) + Mạch điện có bóng đèn: U dm Rñ = Pdm ( Coi điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ.) Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực = Iđm (Lúc này có Uthực = Uđm; Pthực = P đm ) Nếu Ithực < Iđm thì đèn mờ bình thường Nếu Ithực > Iđm thì đèn sáng bình thường III Baøi taäp: Daïng 1: VAÄN DUÏNG ÑÒNH LUAÄT JUN-LENXÔ COÂNG SUAÁT ÑIEÄN Trang 19 Lop11.com Vaät lyù 11 PP chung: Aùp dụng công thức:  Công và công suất dòng điện đoạn mạch: A = U.I.t ,  Ñònh luaät Jun-LenXô: Q = R.I2.t hay Q= P= A  U.I t U2 t  U.I.t R  Coâng suaát cuûa duïng cuï tieâu thuï ñieän: P = U.I = R.I2 U2 = R R1 R2 Cho mạch điện hình, đó U = 9V, R1 = 1,5  Biết hiệu điện hai đầu R2 = 6v Tính nhiệt lượng tỏa trên R2 phút ? Ñ s: 1440 J Có hai điện trở mắc hai điểm có hiệu điện 12 V Khi R1 noái tieáp R2 thì coâng suaát cuûa maïch laø W Khi R1 maéc song song R2 thì coâng suaát maïch laø 18 W Haõy xaùc ñònh R1 vaø R2 ? Đ s: R1 = 24 , R2 = 12 , ngược lại Hai bóng đèn Đ1 ghi 6v – W và Đ2 ghi 6V - 4,5 W maéc vaøo maïch ñieän nhö hình veõ Nguoàn ñieän coù hieäu ñieän theá U không thay đổi a Biết ban đầu biến trở Rb vị trí cho đèn sáng bình thường Tìm điện trở biến trở lúc này ? Trên mạch ñieän, ñaâu laø Ñ1, ñaâu laø Ñ2 ? b Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở chạy sang phải chút thì độ sáng các đèn thay đổi nào ? Ñ s: Rb = 24  Rb Cho mạch điện thắp sáng đèn hình, Nguồn có suất điện động 12 V Ñ  Đèn loại V – W Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường Tính công nguồn điện khoảng thời gian 1h ? Tính hiệu suất mạch chứa đèn sáng bình thường ? Ñ s: 21600 J, 50 % Để loại bóng đèn loại 120 V – 60 W sáng bình thường mạng điện có hiệu đện 220V, người ta mắc nối tiếp với nó điện trở phụ R Tính R ? Ñ s: 200  Cho mạch điện hình với U = 9V, R1 = 1,5 , R2 =  R3 Biết cường độ dòng điện qua R3 là A R1 a Tìm R3 ? b Tính nhiệt lượng tỏa trên R2 phút ? R2 c Tính công suất đoạn mạch chứa R1 ? Ñ s: , 720 J, W Một quạt điện sử dụng hiệu điện 220 Vthi2 dòng điện chạy qua quạt có cường độ là A a Tính nhiệt lượng mà quạt tỏa 30 phút theo đơn vị Jun ? Trang 20 Lop11.com