- Ñieàu kieän sinh ra löïc ñieän töø: Moät daây daãn coù doøng ñieän chaïy qua ñaët trong töø tröôøng vaø khoâng song song vôùi ñöôøng söùc töø thì chòu taùc duïng cuûa löïc ñieän töø. -[r]
(1)Chương I: §iƯn häc
Tiết 1: ĐỊNH LUẬT ÔM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN CÁC KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
I Sự phụ thuộc I vào U hai đầu dây dẫn 1.Sự phụ thuộc I vào U
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với U đặt vào hai đầu dây dẫn
Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện
Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện đường thẳng qua gốc tọa độ ( với I = : U = )
- Khi biết đồ thị suy I U điểm đồ thị II- ĐỊNH LUẬT ƠM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN
1- Định luật OÂm:
“Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỷ lệ nghịch với điện trở dây”
Công thức: I=U R =>
Chú ý: Từ R U I
=> I U R
(1/) dùng để xác định R biết U I Hoặc U = I R (1//) dùng để xác định U biết I R.
2- Điện trở dây dẫn:
- Đối với dây dẫn : tỉ số U/I không đổi
- Đối với dây dẫn khác : tỉ số U/I khác Trị số R=U
I khơng đổi với dây dẫn gọi điện trở dây dẫn 1k = 103 , 1M = 106 1m=0,001.
Chú ý:
Y nghĩa - Điện trở dây dẫn đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện dây dẫn
- Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào thân dây dẫn
Tiết 2- ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP- CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG
(2)I ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP
1/ Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp
Cường độ dòng điện có giá trị điểm
I=I1=I2=I3
Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu
mỗi điện trở thành phần
U=U1+U2+U3
2/ Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp a- Điện trở tương đương gì?
Điện trở tương đương (Rtđ) đoạn mạch điện trở thay cho điện trở mạch, cho giá trị hiệu điện cường độ dòng điện mạch không thay đổi
b- Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp tổng điện trở hợp thành.
Rtđ=R1+R2+R3
3/ Hệ quả
Trong đoạn mạch mắc nối tiếp hiệu điện hai đầu điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở U1
U2
=R1 R2
II- ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮ SONG SONG
1/ Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc song song
Cường độ dịng điện mạch tổng cường độ dịng điện
các mạch rẽ
I=I1+I2+I3
Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu
đoạn mạch rẽ
R1 R2 R3
U
(3)U=U1=U2=U3 2/ Điện trở tương đương đoạn mạch song song
Nghịch đảo điện trở tương đương đoạn mạch song song tổng nghịch đảo điện trở đoạn mạch rẽ
1
Rtñ=
1
R1+
1
R2+
1
R3 3/ Hệ quả
Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì: Rtđ= R1.R2 R1+R2
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở tỷ lệ nghịch với điện trở đó:
I1 I2
=R2 R1
4.Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản.
a R1 nt (R2 //R3)
I = I1 = I2 + I3
UAB = U1 + U2 = U1 + U3 3 R R R R R R R
RAB AC CB
b (R1 nt R2) // R3
I = I1 + I3 = I2 + I3
U = U1 + U2 = U3 3 ) ( ) ( R R R R R R R
Tiết 3- ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VAØO CÁC YẾU TỐ CỦA DÂY BIẾN TRỞ – ĐIỆN TRỞ DÙNG TRONG KỸ THUẬT
I S
ự phụ thuộc R vào l, S vật liệu làm dây
1. Điện trở dây dẫn có tiết diện làm từ loại vật liệu tỉ lệ thuận với chiều dài dây: R1/ R2 = l1/l2
2. Điện trở dây dẫn có chiều dài làm từ loại vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện dây : R1/ R2 = S2 /S1
3. Điện trở R dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn
(4)Vậy :
“Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện dây phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn”
Công thức: R=ρ l
S l= R.S
ρ ; S=ρ l
R ; ρ= R.S
l với:
là điện trở suất chất làm dây dẫn, đặc trưng cho cản trở dịng diện chất
đó ( m)
l chiều dài dây dẫn (m)
S tiết diện thẳng dây dẫn (m2)
R: điện trở dây dẫn ( Ω )
* Hệ thức so sánh điện trở hai dây dẫn: R1 R2
=ρ1 ρ2
.l1
l2
.S2
S1 * Lưu ý đơn vị: mm2=1 10−6m2
* Ýnghĩa điện trở suất
Điện trở suất vật liệu (hay chất liệu) có trị số điện trở
một đoạn dây dẫn hình trụ làm vật liệu có chiều dài 1m tiết diện 1m2.
Điện trở suất vật liệu nhỏ vật liệu dẫn điện tốt
II- BIẾN TRỞ – ĐIỆN TRỞ DÙNG TRONG KỸ THUẬT 1/ Biến trở
+Biến trở dây dẫn làm chất có điện trở suất lớn mắc nối tiếp với mạch điện
qua điểm tiếp xúc , điểm di chuyển dây Khi dịch chuyển
điểm tiếp xúc dây ,ta làm thay đổi chiều dài đoạn dây có dịng điện chạy qua , điện trở cường độ dòng điện mạch thay đổi
Biến trở điện trở thay đổi trị số sử dụng để điều chỉnh cường
độ dòng điện mạch
Các loại biến trở sử dụng là: biến trở chạy, biến trở tay quay, biến
trụỷ than (chieỏt aựp).Bieỏn trụỷ laứ ủieọn trụỷ coự theồ thay ủoồi trũ soỏ vaứ dùng để điều chỉnh cờng độ dòng điện mạch
2/ Điện trở dùng kỹ thuật
Điện trở dùng kỹ thuật thường có trị số lớn Có hai cách ghi trị số điện trở dùng kỹ thuật là:
- Trị số ghi điện trở
(5)*************************** Tiết 5
CÔNG SUẤT ĐIỆN- ĐIỆN NĂNG – CÔNG DÒNG ĐIỆN I- CÔNG SUẤT ĐIỆN
1/ Công suất điện
Cơng suất điện đọan mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dịng điện qua
Cơng thức: P = U.I 2/ Hệ quả:
Nếu đoạn mạch cĩ điện trở R cơng suất điện tính cơng thức: P = I2.R P = U2
R 3/ Chú ý
Số oát ghi dụng cụ điện cho biết cơng suất định mức dụng cụ đó,
nghĩa cơng suất điện dụng cụ hoạt động bình thường
Trên dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện định mức công
suất định mức
Khi sử dụng U = Uđm => P = Pđm I = Iđm dụng cụ hoạt động bình
thường
Nếu U > Uđm => P > Pđm I > Iđm dụng cụ hoạt động q mức bình thường,
có thể cháy
Nếu U < Uđm => P < Pđm I < Iđm dụng cụ hoạt động yếu mức bình
thường, khơng hoạt động bị cháy
Công suất tiêu thụ đoạn mạch tổng công suất tiêu thụ đoạn
mạch thành phần
Ví dụ: Trên bịng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V cơng suất điện qua bóng đèn 75W
II- ĐIỆN NĂNG – CÔNG DÒNG ĐIỆN I- Điện năng
P: công suất điện (W) U: hiệu điện (V)
(6)1/ Điện gì?
+ Dịng điện có mang lượng thực cơng, làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi điện 2/ Sự chuyển hóa điện thành dạng lượng khác
Điện chuyển hóa thành dạng lượng khác Ví dụ:
- Bóng đèn dây tóc: điện biến đổi thành nhiệt quang - Đèn LED: điện biến đổi thành quang nhiệt
- Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt quang - Quạt điện, máy bơn nước: điện biến đổi thành nhiệt II- Cơng dịng điện (điện tiêu thụ)
1/ Công dòng điện
Cơng dịng điện sinh đoạn mạch số đo lượng điện mà đoạn đĩ tiêu thụ để chuyển hóa thành dạng lượngkhác
Công thức: A = P.t = U.I.t với:
A: cơng dồng điện (J)
P: công suất điện (W) t: thời gian (s)
U: hiệu điện (V) I: cường độ dịng điện (A)
Ngồi :Điện năng, cơng dịng điện thường dùng đơn vị Kw.h 1J= w.s = V A.s
1 KJ = 1000J
2/ Đo điện tiêu thụ
Lượng điện sử dụng đo công tơ điện Mỗi số đếm công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng kilôoat (kW.h)
Chú ý: Một số đếm công tơ điện tương ứng với điện tiêu thụ kw.h =1000W.h = 3600000 W.s = 3,6 106J
3/ Hiệu suất sử dụng điện
-Điện chuyển hóa thành dạng lượng khác : ,hóa , lượng ánh sáng , chuyển hóa ,một phần lượng có ích ,một phần vơ ích
(7)Cơng thức: H=A1
A 100 %
A1: lượng có ích chuyển hóa từ điện A: điện tiêu thụ
************************************** Tiết 6- ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ I
Định luật Jun – lenxỏ
“Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, tỉ lệ thuận với điện trở thời gian dòng điện chạy qua”
Công thức: Q = I2.R.t với: Q: nhiệt lượng tỏa (J) I: cường độ dòng điện (A) R: điện trở ( Ω )
t: thời gian (s)
* Chú ý: nhiệt lượng Q tính đơn vị calo (cal) ta có cơng thức:
Q=0,24 I2.R.t
* Cơng thức tình nhiệt lượng vật thu vào nóng lên: Q = m.c (t2 – t1) (t1: nhiệt độ ban đầu ; t2: nhiệt độ sau)
+ VD: Trong quạt điện ,điện nhận dòng điện thời gian t A = U.I t
Điện gồm phần
A1 chuyển hóa thành làm cánh quạt quay
A2 chuyển hóa thành nhietj , làm nóng cuộn dây vỏ quạt Ta có : A = U.I t = A1 + A2 ( với A2 nhỏ so với A )
A2 = Q = I2.R.t <A
+ Hiệu suất:
H=Aci Atp
100 %=Pci Ptp
100 %=Qci Qtp
.100 %
Thông thường Qi nhiệt lượng mà nước thu vào để nóng lên, Qtp nhiệt lượng
dịng điện tỏa Đoạn mach có bóng đèn Pi cơng suất bóng đèn, Ptp
(8)II SỬ DỤNG AN TỒN VÀ TIẾT KIỆM ĐIỆN 1 Một số quy tắc an tồn điện:
+ Chỉ làm thí nghiệm với U < 40V
+ Sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện tốt phù hợp + Cần mắc cầu chì, cầu dao cho dụng cụ điện
+ Khi tiếp xúc với mạng điện 220V cần cẩn thận, đảm bảo cách điện
+ Khi sửa chửa dụng cụ điện cần: Ngắt nguồn điện, phải đảm bảo cách điện 2 Cần phải sử dụng tiết kiệm điện :
+ Giảm chi tiêu cho gia đình
+ Các dụng cụ thiết bị điện sử dụng lâu bền
+ Giảm bớt cố gây tổn hại chung hệ thống cung cấp bị tải + Dành phần điện tiết kiệm cho sản xuất
+ Bảo vệ môi trường
+ Tiết kiệm ngân sách nhà nước
3 Các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng: + Cần phải lựa chọn thiết bị có công suất phù hợp
+ Không sử dụng thiết bị lúc khơng cần thiết gây lãng phí điện
************************************** Tiết - MỘT SỐ CÂU HỎI
Câu 1: Phát biểu định lt Ơm Viết cơng thức biểu diễn định luật Hướng dẫn
“Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỷ lệ nghịch với điện trở dây”
Công thức: I=U
R Với:
Câu 2: Điện trở dây dẫn gì? Nêu ý nghĩa điện trở. Hướng dẫn
Trị số R=U
I không đổi với dây dẫn gọi điện trở dây dẫn
* Ý nghĩa điện trở:
Điện trở dây dẫn đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện dây dẫn
(9)Câu : Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào yếu tố dây dẫn? Viết biểu thức biểu diễn phụ thuộc Nêu ý nghĩa điện trở suất.
Hướng dẫn
“Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện dây phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn”
Công thức: R=ρl
S với: * Ýnghĩa điện trở suất
- Điện trở suất vật liệu (hay chất liệu) có trị số điện trở đoạn dây dẫn hình trụ làm vật liệu có chiều dài 1m tiết diện 1m2.
- Điện trở suất vật liệu nhỏ vật liệu dẫn điện tốt
Câu 4: Biến trở gì? Có tác dụng nào? Hãy kể tên số biến trở thường sử dụng.
Hướng dẫn
Biến trở điện trở thay đổi trị số dùng để thay đổi cường độ dòng điện mạch
Các loại biến trở sử dụng là: biến trở chạy, biến trở tay quay, biến trở than (chiết áp)
Câu 5: Định nghĩa cơng suất điện Viết cơng thức tính cơng suất điện.
Số oát ghi dụng cụ điện cho biết gì? Một bàn điện có ghi 220V – 700W, cho biết ý nghĩa số ghi đó.
Hướng dẫn
Công suất điện đọan mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dịng điện qua
Cơng thức: P = U.I với:
Số oát ghi dụng cụ điện cho biết công suất định mức dụng cụ đó, nghĩa cơng suất điện dụng cụ hoạt động bình thường
Trên bàn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bàn hoạt động bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V cơng suất điện qua bàn là 75W
Câu 6: Điện gì? Hãy nêu số ví dụ điện chuyển hóa thành các dạng lượng khác.
Hướng dẫn P: công suất điện (W) U: hiệu điện (V)
I: cường độ dòng điện (A)
l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây (m2) : điện trở suất (.m)
(10)Dịng điện có mang lượng thực cơng, làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi điện
Ví dụ điện chuyển hóa thành dạng lượng khác
- Bóng đèn dây tóc: điện biến đổi thành nhiệt quang - Đèn LED: điện biến đổi thành quang nhiệt
- Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt quang - Quạt điện, máy bơn nước: điện biến đổi thành nhiệt
Câu 7: Định nghĩa cơng dịng điện Viết cơng thức tính cơng dịng điện. Hãy nêu ý nghĩa số đếm công tơ điện
Hướng dẫn
Cơng dịng điện sinh đoạn mạch số đo lượng điện chuyển hóa thành dạng lượng khác đoạn mạch
Công thức: A = P.t = U.I.t với:
Số đếm công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng Mỗi số đếm công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng kilôoat (kW.h)
1 kW.h = 600 000J = 600kJ
Câu 8: Phát biểu định luật Jun-Lenxơ Viết công thức biểu diễn định luật Hướng dẫn
“Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở thời gian dịng điện chạy qua”
Cơng thức: Q = I2.R.t với:
Nếu nhiệt lượng Q tính đơn vị calo (cal) ta có cơng thức: Q = 0,24.I2.R.t
Tiết : MỘT SỐ ĐỀ BAØI TẬP 1 Tự luận:
Bài 1: Một dây dẫn nikêlin có chiều dài 100m, tiết diện 0,5mm2 được mắc vào nguồn điện có hiệu điện 120V
A: cơng dịng điện (J) P: cơng suất điện (W) t: thời gian (s)
U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A)
Q: nhiệt lượng tỏa (J) I: cường độ dòng điện (A) R: điện trở ()
(11)1/ Tính điện trở dây
2/ Tính cường độ dịng điện qua dây Hướng dẫn S=0,5 mm2=0,5 10−6m2 1/ Điện trở dây: R=ρl
S=0,4 10 −6
.100
0,5 10−6=80Ω
2/ Cường độ dòng điện qua dây: I=U R=
120
80 =1,5A
Bài 2: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 3 Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω
mắc nối tiếp với Hiệu điện hai đầu đoạn mạch U = 6V 1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch
2/ Tính hiệu điện hai đầu điện trở Hướng dẫn
1/ Điện trở tương đương mạch: Rtđ=R1+R2+R3 = + + = 15 Ω 2/ Cường độ dịng điện mạch chính: I=U
Rtđ=
6
15=0,4A
Mà mắc nối tiếp nên I Nêu ta có hiệu điện hai đầu điện trở là:
U1=I.R1=0,4 3=1,2V U2=I.R2=0,4 5=2V U3=I.R3=0,4 7=2,8V
Bài 3: Cho ba điện trở R1 = 6 Ω ; R2 = 12 Ω ; R3 = 16 Ω mắc song song với vào hiệu điện U = 2,4V
1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch
2/ Tính cường độ dịng điện qua mạch qua điện trở Hướng dẫn
1/ Điện trở tương đương mạch:
1
Rtñ=
1
R1+
1
R2+
1
R3=
1 6+ 12+ 16= 15
48 ⇒Rtñ=
48
15=3,2Ω
2/ Cường độ dịng điện qua mạch chính: I=U
Rtđ=
2,4
3,2=0,75A
Vì mắc song nên U Nên cường độ dòng điện qua điện trở là: I1=U
R1=
2,4
6 =0,4A I2= U R2=
2,4
12 =0,2A
I3=U R3
=2,4
16 =0,15A
Baøi 4: Cho mạch điện hình vẽ: R1
R2 R3
A B Với: R1 = 30 Ω ; R2 = 15 Ω ; R3 = 10 Ω UAB = 24V. 1/ Tính điện trở tương đương mạch
2/ Tính cường độ dịng điện qua điện trở
(12)Hướng dẫn 1/ Điện trở tương đương R2 R3: R2,3= R2.R3
R2+R3=
15 10 15+10=6Ω Điện trở tương đương mạch: Rtđ=R1+R2,3=30+¿ = 36 Ω 2/ Cường độ dịng điện qua mạch chính: I=UAB
Rtđ
=24
36=0,67A Mà: I=I1=I2,3=0,67A
Ta có: U2,3=I2,3.R2,3=0,67 6=4V
Vì R2 // R3 nên U2 = U3 = U2,3 Ta coù: I2=
U2,3 R2
=
15=0,27A I3=U2,3
R3
=
10=0,4A 3/ t = ph = 300s
Công dòng điện là:A = UAB.I.t = 24 0,67 300 = 824J Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ:
Hướng dẫn
1/ Điện trở tương đương R2 R3 là: R2,3=R2+R3=2+4=6Ω Điện trở tương đương mạch: Rtđ= R1.R2,3
R1+R2,3
=6
6+6=3Ω
2/ Hiệu điện mạch: UAB=I.Rtđ=2 3=6V
Ta có: UAB=U1=U2,3 = 6V Nên ta có:
I1=U1 R1=
6 6=1A
R1
R2 R3
A B
Với R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω cường độ dịng điện qua
mạch I = 2A
1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính hiệu điện mạch
(13)I2=I3=I2,3=U2,3 R2,3=
6 6=1A
Công suất tỏa nhiệt điện trở:
P1 = I12.R1=12 6=6W
P2 = I22.R2=12 2=2W
P3 = I32.R3=12 4=4W
Bài Có hai bóng đèn ghi 110V-75W 110V-25W. a So sánh điện trở hai bóng đèn trên?
b Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào mạng điện 220V đèn sáng hơn? Vì sao?
c Mắc song song hai bóng với Muốn hai đèn sáng bình thường mắc hệ hai bóng vào mạng điện 220V phải dùng thêm biến trở có giá trị bao nhiêu? Đèn sáng hơn?
H.dẫn: a.Từ công thức: P = U2/R ⇒ R = U2/P ⇒ R1 161,3 Ω ; R2 = 484 Ω . Lập tỉ số tính R2 = 3R1
b Đ1ntĐ2 nên cường độ dòng điện qua hai đèn nhau; công suất thực tế cung cấp P = I2R nên đèn có điện trở lớn đèn sáng đèn 2 sáng đèn
c Vẽ sơ đồ mạch điện
Tính I1đm I2đm hai đèn
Vì đèn sáng bình thường nên Uđ = Uđm = 110V, Iđ1 = I1đm = 75/110A, Iđ2 = I2đm = 25/110A;
Pñ1 = P1ñm = 75W, Pñ2 = P2ñm = 25W
Nên Ub = U – Uđ = 220 -110 = 110V; Ib = Iđ1 + Iđ2 = 100/110A Suy điện trở biến trở là: Rb = Ub
Rb = 121 Ω Và Pđ1 > Pđ2 = P2đm = 25W Vậy, đèn sáng đèn
Bài Có hai bóng đèn Đ1 có ghi 6V- 4,5W Đ2 có ghi 3V-1,5W. a)Có thể mắc nối tiếp hai đèn vào hiệu điện
U = 9V để chúng sáng bình thường khơng? Vì sao? b)Mắc hai bóng đèn với biến trở vào hiệu điện U = 9V sơ đồ hình vẽ Phải điều
chỉnh biến trở có điện trở để hai đèn sáng bình thường? H.Dẫn: a Khơng hai đèn có cường độ dòng điện định mức khác nhau: I1 = P1
U1 = 0,75A ; I2 =
P2
U2 = 0,5A
Ñ1
Ñ2
Ñ
Ñ R
(14)b Khi đèn Đ1 đèn Đ2 sáng bình thường dịng điện chạy qua biến trở có cường độ là:
Ib = I1 – I2 = 0,25A
Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là: Rb = U2/Ib = 12 Ω
Bài 8: Một bếp điện có ghi 220V – 1000W sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sơi 2,5lít nước nhiệt độ ban đầu 20oC thời gian là 14phút 35 giây
1/ Tính hiệu suất bếp Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K
2/ Mỗi ngày đun sơi 5lít nước điều kiện 30 ngày phải trả tiền điện cho việc đun nước Cho biết giá 1kWh điện 800đồng
Hướng dẫn
Vì bếp sử dụng hiệu điện 220V với hiệu điện định mức bếp nên công suất điện bếp 1000W
1/ Nhiệt lượng cung cấp cho nước: Q1=m.c.Δt (với Δt=100−20=80oC ) = 2,5 4200 80 = 840 000J
Nhiệt lượng bếp tỏa ra:
Q = I2.R.t = P.t (với t = 14ph 35s = 875s)= 1000 875 = 875 000J Hiệu suất bếp: H=Q1
Q 100 %=
840000
875000 100 %=96 %
2/ Nhiệt lượng bếp tỏa ngày lúc bây giờ: Q’ = 2Q = 875000 = 1750000J (vì 5l = 2,5l) Điện tiêu thụ 30 ngày:
A = Q’.30 = 1750000 30 = 52500000J = 14,6kWh Tiền điện phải trả:T = 14,6 800 = 11680 đồng
Bài 9: Một hộ gia đình có dụng cụ điện sau đây: bếp điện 220V – 600W; 4 quạt điện 220V – 110W; bóng đèn 220V – 100W Tất sử dụng hiệu điện 220V, trung bình ngày đèn dùng giờ, quạt dùng 10 bếp dùng
1/ Tính cường độ dịng điện qua dụng cụ
2/ Tính điện tiêu thụ tháng (30 ngày) tiền điện phải trả biết kWh điện giá 800 đồng
Hướng dẫn
(15)Pb=U.Ib⇒Ib=Pb U =
600
220=2,72A
Tương tự tính được: Iđ = 0,45A Iq = 0,5A
2/ Điện tiêu thụ dụng cụ thaùng: Ab = Pb.t = 0,6 30 = 72kWh
Aq = Pq.t = 0,11 10 30 = 108kWh Añ = Pñ.t = 0,1 30 = 132kWh
Tổng điện tiêu thụ:A = Ab + Aq + Ađ = 312kWh Tiền điện phải trả: T = 312 800 = 249600 đồng
Bài 10: Cho mạch điện hình vẽ:
Hướng dẫn a/ Điện trở tương đương R2 R3 : R2,3= R2.R3
R2+R3
=20 15
20+15=8,57Ω Điện trở tương đương mạch R=R1+R2,3=4+8,57=12,57Ω b/ Hiệu điện hai điểm MN UMN=I.R=2 12,57=25,14V Số vôn kế U2,3=I.R2,3=2 8,57=17,14V
c/ Hiệu điện hai đầu R1 U1 = UMN – U2,3 = 25,14 – 17,14 = 8V Công suất tỏa nhiệt điện trở
P1 = U1
2
R1
=8
2
4=16W P2 =
U2,3 R2 =
17,142
20 =14,69W
P3 = U2,32
R3 =
17,142
15 =19,58W d/ t = 3ph = 180s
Nhiệt lượng tỏa toàn mạch Q=I2.R.t=22.12,57 180=9050,4J Tính calo: Q = 0,24 9050,4 = 2172 cal
****************************************** Chương II : ®iƯn tõ häc
R1
R2 R3
A
V – +
M N Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, vơn kế có điện trở lớn.Biết R1 = 4 Ω ; R2 = 20 Ω ; R3 = 15 Ω Ampe kế 2A. a/ Tính điện trở tương đương mạch
b/ Tính hiệu điện hai điểm MN số vôn kế c/ Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở
(16)Tiết 9: NAM CHÂM VĨNH CỬU – TÁC DỤNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG – TỪ PHỔ ĐƯỜNG SỨC TỪ
I Hệ thống kiến thức 1 : Nam châm vĩnh cửu. a Từ tính nam châm:
Nam châm vật có đặc tính hút sắt
Nam châm vĩnh cửu nam châm mà từ tính khơng tự bị
Mỗi nam châm có hai từ cực, để tự cực hướng bắc gọi cực Bắc cịn cực ln hướng Nam gọi cực Nam
b.Tương tác hai nam châm.:
Khi đặt hai nam châm gần chúng tương tác với :Các từ cực tên đẩy nhau, từ cực khác tên hút
2: Tác dụng từ dòng điện – Từ trường a Lực từ:
* Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng gây tác dụng lực (Lực từ) lên kim NC đặt gần Ta nói dịng điện có tác dụng từ
- Lực tương tác nam châm ,giữa nam châm dòng điện ,giữa dòng điện dòng điện gọi lực từ
b Từ trường:
Khơng gian xung quanh NC, xung quanh dịng điện có khả tác dụng lực từ lên kim NC đặt Ta nói khơng gian có từ trường
a Cách nhận biết từ trường:
- Tại vị trí định từ trường nam châm dòng điện ,kim nam châm hướng định
- Nơi khơng gian có lực từ tác dụng lên kim NC nơi có từ trường
- Dùng kim nam cham thử để nhận biết từ trường 3:Từ phổ - đường sức từ
a Từ phổ.
Từ phổ hình ảnh cụ thể đường sức từ, thu từ phổ rắc mạt sắt lên nhựa đặt từ trường gõ nhẹcho đường mặt sắt tự sáp xếp nhựa
c. Đường sức từ :
(17)- Mỗi ĐST có chiều xác định Bên NC, ĐST đường cong có chiều từ cực N, vào cực S NC
- Nơi từ trường mạnh ĐST dày, nơi từ trường yếu ĐST thưa
4 Từ trường ống dây có dịng điện chạy qua.
a Từ phổ, Đường sức từ ống dây có dịng điện chạy qua:
- Từ phổ bên ngồi ống dây có dịng điện chạy qua giống từ phổ øbên ngồi NC
- ĐST ống dây có dịng điện chạy qua đường cong khép kín , bên ống dây ĐST đoạn thẳng song song
- Tại đầu ống dây , đường sức từ đầu đường sức từ cực Bắc đầu đường sức từ vào cự Nam
- Chiều đường sức từ ống dây phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy qua vịng dây
b Quy tắc nắm tay phaûi.:
Nắm bàn tay phải, đặt cho bốn ngón tay hướng theo chiều dịng điện chạy qua vịng dây ngón tay chỗi chiều ĐST lòng ống dây
5 Sự nhiễm từ sắt, thép – Nam châm điện a Sự nhiễm từ sắt thép:
* Sắt, thép, niken, côban vật liệu từ khác đặt từ trường, bị nhiễm từ
*Trong điều kiện sắt non nhiễm từ mạnh thép Khi bị bị nhiễm từ, sắt non không giữ từ tính lâu dài, cịn thép giữ từ tính lâu dài
b Nam châm điện:
- Cấu tao: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non
+ HĐ : Khi có dịng điện chạy qua ống dây có lõi sắt non , lõi sắt trở thành nam châm
- Các cách làm tăng lực từ nam châm điện: + Tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây + Tăng số vòng dây ống dây
- Sau bị nhiễm từ sắt non khơng giữ từ tính lâu dài cịn thép giữ từ tính.( NCVC )
(18)- Cấu tạo: Bộ phận loa điện : Ống dây L, nam châm chữ E, màng loa M Ống dây dao động dọc theo khe nhỏ hai từ cực NC
- Hoạt động:Dựa vào tác dụng từ nam châm lên ống dây cĩ dịng điện chạy qua dịng điện có cường độ thay đổi truyền từ micrô qua phận tăng âm đến ống dây ống dây dao động.Phát âm Biến dao động điện thành âm
b Rơle điện từ:
Rơle điện từ thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện
Bộ phận chủ yếu rơle gồm nam châm điện) sắt non 7 Lực điện từ.
a .Tác dụng từ trường lên dây dẫn có dịng điện:
Dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt từ trường khơng song song với ĐST chịu tác dụng lực điện từ
b Quy taéc bàn tay trái
Đặt bàn tay trái cho ĐST hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay hướng theo chiều dịng điện ngón tay chỗi 900 chiều lực điện từ
**********************************
Tiết 10 : ÑỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU –HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
I HỆ THỐNG KIẾN THỨC
1
Động điện chiều
a Caáu tạo
+ Nam châm cuộn dây, góp điện, quét
+ ĐCĐ có hai phận NC tạo từ trường (Bộ phận đứng yên – Stato) khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (Bộ phận quay – Rôto)
b Động điện chiều KT:
- Động điện chiều hoạt động dựa tác dụng từ trường lên khung dây có dịng điện chạy qua đặt từ trường
- Trong ĐCĐ kĩ thuật, phận tạo từ trường NC điện
- Khi ĐCĐ chiều hoạt động , điện chuyển hĩa thành 2: Hiện tượng cảm ứng điện từ:
(19)- Hoạt động: Khi núm quay nam châm quay theo, xuất dòng điện cuộn dây làm đèn sáng
b Dùng NC để tạo dòng điện: *Dùng NC vĩnh cửu:
Dòng điện xuất cuộn dây dẫn kín ta đưa cực cảu nam châm lại gần hay xa đầu cuộn dây ngược lại
*Dùng NC điện :
Dịng điện xuất cuộn dây dẫn kín thời gian đóng ngắt mạch điện NC điện, nghĩa thời gian dòng điện NC điện biến thiên c Hiện tượng cảm ứng điện từ:
- Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất dịng điện Dịng điện gọi dịng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng gọi tượng cảm ứng điện từ
3- Doøng điện xoay chiều:
- Dịng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín đổi chiều số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây tăng mà chuyển sang giảm ngược lại giảm chuyển sang tăng Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi dòng điện xoay chiều
- Khi cho cuộn dây dẫn kín quay từ trường nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn cuộn dây xuất dòng điện cảm ứng xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều:
Máy phát điện xoay chiều có hai phận nam châm cuộn dây dẫn Một hai phận đứng yên gọi stato, phận cịn lại quay gọi rơto - Khi rơto máy phát điện xoay chiều quay 1vịng dòng điện máy sinh đổi chiều lần Dịng điện khơng thay đổi đổi chiều quay rơto - Máy phát điện quay nhanh HĐT đầu cuộn dây máy lớn Tần số quay máy phát điện nước ta 50Hz
5 Các tác dụng dòng điện xoay chiều – Đo cường độ dòng điện hiệu điện xoay chiều.
- Dịng điện xoay chiều có tác dụng dòng điện chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ …
(20)- Dùng ampe kế vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng CĐDĐ HĐT xoay chiều Khi mắc ampe kế vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-)
Các cơng thức dịng điện chiều áp dụng cho giá trị hiệu dụng cường độ HĐT dòng điện xoay chiều
6.Truyền tải điện xa: + Hao phí đường dây tải điện
- Khi truyền tải điện xa đường dây dẫn có phần điện hao phí tượng tỏa nhiệt đươnøg dây
- Công suất hao phí tỏa nhiệt đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn Php=P
2.R U2
- Biện pháp để làm giảm hao phí đường dây tải điện tăng hiệu điện đặt vào hai đầu đường dây tải điện
7 Máy biến theá
- Cấu tạo máy biến : Gồm cuộn dây có số vịng khác quấn lõi sắt non
- Khi đặt hiệu điện xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp máy biến hai đầu cuộn dây thứ cấp xuất hiệu điện xoay chiều
Khơng thể dùng dịng điện chiều không đổi để chạy máy biến - Tỉ số hiệu điện hai đầu cuộn dây máy biến tỉ số số vịng cuộn dây U1
U2
=n1 n2 - +Khi U2 > U1 => máy tăng thế
- + U2 < U1 => máy giảm thế
- Ở đầu đường dây tải điện phía nhà máy điện đặt máy tăng để giảm hao phí nhiệt đường dây tải, nơi tiêu thụ đặt máy hạ xuống HĐT định mức dụng cụ tiệu thụ điện
******************************** Ti
ết 11: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TỰ LUẬN I C
(21)Câu 1: Nam châm gì? Kể tên dạng thường gặp Nêu đặc tính nam châm.
- Nam châm vật có đặc tính hút sắt (hay bị sắt hút)
- Các dạng nam châm thường gặp: kim nam châm, nam châm thẳng, nam châm hình chữ U
- Đặc tính nam châm:
+ Nam châm có hai cực: cực cực Bắc (kí hiệu N), cực cực Nam (kí hiệu S)
+ Hai nam châm đặt gần tương tác với nhau: Các cực tên đẩy nhau, cực khác tên hút
Câu 2: Lực từ gì? Từ trường gì? Cách nhận biết từ trường? - Lực tác dụng lên kim nam châm gọi lực từ
- Từ trường: Môi trường xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn từ trường có khả tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần
- Cách nhận biết từ trường: Người ta dùng kim nam châm (nam châm thử) để nhận biết từ trường Nếu nơi gây lực từ lên kim nam châm nơi có từ trường
Câu 3: Đường sức từ gì? Từ phổ gì?
- Đường sức từ đường có từ trường Ở bên ngồi nam châm đường sức từ đường cong có chiều xác định từ cực Bắc vào cực Nam nam châm
- Từ phổ hệ thống gồm nhiều đường sức từ nam châm
Câu 4: Nêu từ trường ống dây có dịng điện chạy qua Phát biểu qui tắc nắm tay phải.
- Từ trường ống ây có dòng điện chạy qua giống từ trường nam châm
- Qui tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, đặt cho bốn ngón tay hướng theo chiều dịng điện chạy qua vịng dây ngón tay chỗi chiều của đường sức từ ống dây.
Câu 5: Nêu điều kiện sinh lực điện từ Phát biểu qui tắc ban tay trái.
- Điều kiện sinh lực điện từ: Một dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt từ trường không song song với đường sức từ chịu tác dụng lực điện từ
(22)Câu 6: Hãy nêu nguyên tắc, cấu tạo biến đổi lượng động điện một chiều.
- Nguyên tắc: Động điện chiều hoạt động dựa nguyên tắc tác dụng từ trường lên khung dây dẫn có dịng điện chạy qua
- Cấu tạo: Động điện chiều có hai phận nam châm tạo từ trường khung dây dẫn có dịng điện chạy qua
- Sự biến đổi lượng: Khi động điện chiều hoạt động, điện chuyển hóa thành
Câu 7: Dịng điện cảm ứng gì? Nêu điều kiện xuất dịng điện cảm ứng. - Dùng nam châm để tạo dịng điện cuộn dây dẫn kín Dịng điện tạo theo cách gọi dịng điện cảm ứng
- Điều kiện xuất dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng xuất cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây biến thiên
II
Bài tập
Câu 1: Hãy xác định cực nam châm trường hợp sau:
Câu 2: Hãy xác định đường sức từ từ trường ống dây qua kim nam chân trường hợp sau Biết AB nguồn điện:
Câu 3: Hãy xác định cực ống dây cực kim nam châm các trường hợp sau:
Câu 4: Xác định cực nguồn điện AB trường hợp sau:
A B A B A B
a) b) c)
+ – + – – +
a) b) c)
A B A B A B
a) b) c)
a) b) c)
(23)Câu 5: Với qui ước: Dòng điện có chiều từ trước sau trang giấy. Dịng điện có chiều từ sau trước trang giấy
Tìm chiều lực điện từ tác dụng vào dây dẫn có dịng điện chạy qua trường hợp sau:
Câu 6: Xác định cực nam châm trường hợp sau Với F lực điện từ tác dụng vào dây dẫn:
Câu 7: Xác định chiều dòng điện chạy dây dẫn trường hợp sau:
Caõu 8:Một máy biến gồm cuộn sơ cấp có 500 vịng, cuộn thứ cấp có 50000 vòng đặt đầu đờng dây tải điện, hiệu điện đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp 2000V
a) TÝnh hiƯu ®iƯn thÕ ë hai đầu cuộn thứ cấp b) Máy máy tăng hay hạ thế? Vì HD:
- Tính đợc hiệu điện cuộn thứ cấp
n1/n2=U1/U2 ⇒ U2 = n2.U1/n1 (0,5®)
= 50000x2000/500 = 200000 V (=200kV)
máy máy tăng Vì U1 lớn U2 200 lÇn
.
S I N N + S N . S
a) b) c)
.
F
.
F F
+
a) b) c)
F
S
N F S
N
F
a) b) c)
(24)Caõu 9: đầu đờng dây tải điện ngời ta có đặt máy biến với các cuộn dây có số vịng là: cuộn sơ cấp 11000 vòng, cuộn thứ cấp 500 vòng để nhận đợc hiệu điện cho hộ sinh hoạt 220 V
a) Hiệu điện đầu đờng dây bao nhiêu? b) Máy máy tăng hay hạ ? Vì sao?
HD: Tính đợc hiệu điện cuộn sơ cấp
n1/n2=U1/U2 ⇒ U1 = n1.U2/n2
= 11000x220/500 = 4840V máy máy hạ
Vì U1 lớn U2 4840/220 = 22 lần
****************************************
CHƯƠNG III QUANG HỌC
Tiết 13: THẤU KÍNH HỘI TỤ - THẤU KÍNH PHÂN KÌ
I./ KIẾN THỨC CƠ BẢN.
1- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng S
I N i
r Nước
(25)
Hiện tượng khúc xạ tượng tia sáng truyền từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác bị gãy khúc mặt phân cách hai môi trường
- Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang mơi trường suốt rắn, lỏng khác góc khúc xạ nhỏ góc tới Ngược lại, tia sáng truyền từ môi trường suốt khác sang khơng khí góc khúc xạ lớn góc tới
- Khi tăng (hoặc giảm) góc tới góc khúc xạ tăng (hoặc giảm) Góc tới 0o (tia sáng vng góc với mặt phân cách) tia sáng khơng bị khúc xạ. 2- Thấu kính hội tụ
a) Đặc điểm thấu kính hoäi tu:ï( Cách nhận biết TKHT )
- Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng phần
- Chùm tia tới song song với trục thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tiêu điểm thấu kính
- Dùng thấu kính hội tụ quan sát dịng chữ thấy lớn so với nhìn bình thường
K N’ r
O
F F’
()
+ ( Δ ): trục
+ O: quang tâm + F F’: tiêu cự + OF = OF’ = f : tiêu cự
^
- I: điểm tới - SI: tia tới - IK: tia khúc xạ
- NN’: pháp tuyến điểm tới - SIN = i : góc tới