Các công thức của dòng điện một chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng của cường độ và HĐT của dòng điện xoay chiều 13Truyền tải điện năng đi xa: - Khi truyền tải điện năng đi xa[r]
(1)Chương I: ĐIỆN HỌC A- HỆ THỐNG KIẾN THỨC BÀI HỌC I- ĐỊNH LUẬT ÔM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN 1- Định luật Ôm: “Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở dây” Công thức: I= U R I: Cường độ dòng điện (A) U: Hiệu điện (V) R: Điện trở ( Ω ) Chú ý: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện hai dầu dây dẫn là đường thẳng qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0) 2- Điện trở dây dẫn: Trị số R= U I không đổi với dây dẫn gọi là điện trở dây dẫn đó Chú ý: - Điện trở dây dẫn là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện dây dẫn đó - Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào thân dây dẫn II- ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP U R1 R2 R3 1/ Cường độ dòng điện và hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp I =I =I 2=I Cường độ dòng điện có giá trị điểm Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở thành phần U=U 1+U 2+U 2/ Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp a- Điện trở tương đương là gì? Điện trở tương đương (Rtđ) đoạn mạch là điện trở có thể thay cho các điện trở mạch, cho giá trị hiệu điện và cường độ dòng điện mạch không thay đổi b- Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp tổng các điện trở hợp thành Rtñ =R 1+ R 2+ R 3/ Hệ quả:Trong đoạn mạch mắc nối tiếp hiệu điện hai đầu điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở đó U R1 = U R2 III- ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG U R1 R2 R3 1/ Cường độ dòng điện và hiệu điện đoạn mạch mắc song song Cường độ dòng điện mạch chính tổng cường độ dòng điện các mạch rõ I =I + I 2+ I Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ (2) U=U 1=U 2=U 2/ Điện trở tương đương đoạn mạch song song Nghịch đảo điện trở tương đương đoạn mạch song song tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ 1 1 = + + R tñ R1 R R 3/ Hệ Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì: Rtñ = R1 R2 R1 + R2 Cường độ dòng điện chạy qua điện trở tỷ lệ nghịch với điện trở đó: I1 R2 = I2 R1 IV- ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VÀO CÁC YẾU TỐ CỦA DÂY “Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện dây và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn” R= ρ l S Công thức: R: điện trở dây dẫn () l: với: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây (m2) : điện trở suất (.m) * 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 đó có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m Điện trở suất vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt V- BIẾN TRỞ – ĐIỆN TRỞ DÙNG TRONG KỸ THUẬT 1/ Biến trở dùng để thay đổi cường độ dòng điện mạch Các loại biến trở sử dụng là: biến trở chạy, biến trở tay quay, biến trở than (chiết áp).Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường 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 trên điện trở - Trị số thể các vòng màu sơn trên điện trở VI- CÔNG SUẤT ĐIỆN 1/ Công suất điện Công suất điện đọan mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua nó P: công suất điện (W) Công thức: P = U.I U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) 2/ Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện có thể tính công thức: P = I2.R P = U2 R 3/ Chú ý Số oát ghi trên dụng cụ điện cho biết công suất định mức dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện dụng cụ nó hoạt động bình thường Trên dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện định mức và công suất định mức Ví dụ: Trên bòng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V thì công suất điện qua bóng đèn là 75W VII- ĐIỆN NĂNG – CÔNG DÒNG ĐIỆN I- Điện 1/ Điện là gì? (3) Dòng điện có mang lượng vì nó có thể thực công, có thể làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi là điện 2/ Sự chuyển hóa điện thành các dạng lượng khác Điện có thể chuyển hóa thành các dạng lượng khác Ví dụ: - Bóng đèn dây tóc: điện biến đổi thành nhiệt và quang - Đèn LED: điện biến đổi thành quang và nhiệt - Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt và quang - Quạt điện, máy bơn nước: điện biến đổi thành và nhiệt 3/ Hiệu suất sử dụng điện Tỷ số phần lượng có ích chuyển hóa từ điện và toàn điện tiêu thụ gọi là hiệu suất sử dụng điện Công thức: H= A1 100 % A - A1: lượng có ích chuyển hóa từ điện - A: điện tiêu thụ II- Công dòng điện (điện tiêu thụ) 1/ Công dòng điện Công dòng điện sinh đoạn mạch là số đo lượng điện chuyển hóa thành các dạng lượng khác đoạn mạch đó Công thức: A = P.t = U.I.t với: A: công doàng điện (J) P: công suất điện (W) t: thời gian (s) U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) 2/ Đo điện tiêu thụ Lượng điện sử dụng đo công tơ điện Mỗi số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng là kilôoat (kW.h) *1 kW.h = 600 000J = 600kJ VIII- ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ (Tính nhiệt lượng tỏa trên dây dẫn có dòng điện chạy qua) “Nhiệt lượng tỏa trên dây dẫn có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và 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) thì ta có công thức: Q=0 , 24 I R t IX Sử dụng an toàn điện và tiết kiệm điện Một số quy tắc an toàn điện: + U < 40V + Sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện tốt và 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 các dụng cụ điện cần: Ngắt nguồn điện, phải đảm bảo cách điện Cần phải sử dụng tiết kiệm điện : + Giảm chi tiêu cho gia đình + Các dụng cụ và thiết bị điện sử dụng lâu bền + Giảm bớt các cố gây tổn hại chung hệ thống cung cấp bị quá tải + Dành phần điện tiết kiệm cho sản xuất + Bảo vệ môi trường + Tiết kiệm ngân sách nhà nước (4) Các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng: + Cần phải lựa chọn các thiết bị có công suất phù hợp + Không sử dụng các thiết bị lúc không cần thiết vì gây lãng phí điện B- Một số câu hỏi kiểm tra kiến thức Câu 1: Phát biểu định luât Ôm Viết công 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 và tỷ lệ nghịch với điện trở dây” I: Cường độ dòng điện (A) Công thức: I= U R Với: U: Hiệu điện (V) R: Điện trở () Câu 2: Điện trở dây dẫn là gì? Nêu ý nghĩa điện trở Hướng dẫn Trị số R= U I không đổi với dây dẫn gọi là điện trở dây dẫn đó * Ý nghĩa điện trở:Điện trở dây dẫn là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện dây dẫn đó Câu 3: Điện trở dây dẫn phụ thuộc nào 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 và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn” R: điện trở dây dẫn () l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây (m2) * Ýnghĩa điện trở suất : điện trở suất (.m) - Điện trở suất vật liệu (hay chất liệu) có trị số điện trở đoạn dây dẫn hình trụ Công thức: R= ρ l S với: làm vật liệu đó có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m - Điện trở suất vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt Câu 4: Biến trở là gì? Có tác dụng nào? Hãy kể tên số biến trở thường sử dụng Hướng dẫn Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và 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 công suất điện Viết công thức tính công suất điện Số oát ghi trên dụng cụ điện cho biết gì? Một bàn là điện có ghi 220V – 700W, hãy cho biết ý nghĩa số ghi đó Hướng dẫn Công suất điện đọan mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua nó Công thức: P = U.I với: P: công suất điện (W) U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) Số oát ghi trên dụng cụ điện cho biết công suất định mức dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện dụng cụ nó hoạt động bình thường Trên bàn là có ghi 220V – 75W nghĩa là: bàn là hoạt động bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V thì công suất điện qua bàn là là 75W Câu 6: Điện là gì? Hãy nêu số ví dụ điện chuyển hóa thành các dạng lượng khác Hướng dẫn Dòng điện có mang lượng vì nó có thể thực công, có thể làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi là điện Ví dụ điện có thể chuyển hóa thành các dạng lượng khác - Bóng đèn dây tóc: điện biến đổi thành nhiệt và quang (5) - Đèn LED: điện biến đổi thành quang và nhiệt - Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt và quang - Quạt điện, máy bơn nước: điện biến đổi thành và nhiệt Câu 7: Định nghĩa công dòng điện Viết công thức tính công dòng điện Hãy nêu ý nghĩa số đếm trên công tơ điện Hướng dẫn Công dòng điện sinh đoạn mạch là số đo lượng điện chuyển hóa thành các dạng lượng khác đoạn mạch đó A: công dòng điện (J) P: công suất điện (W) t: thời gian (s) U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) với: Công thức: A = P.t = U.I.t Số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện đã sử dụng Mỗi số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng là kilôoat (kW.h) 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 trên dây dẫn có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và thời gian dòng điện chạy qua” Q: nhiệt lượng tỏa (J) I: cường độ dòng điện (A) R: điện trở () t: thời gian (s) Công thức: Q = I2.R.t với: Nếu nhiệt lượng Q tính đơn vị calo (cal) thì ta có công thức: Q = 0,24.I2.R.t C- BÀI TẬP I- HỆ THỐNG CÔNG THỨC 1- Định luật Ôm: I= 2- Điện trở dây dẫn: U R ⇒ U=I R và R= ρ l S ⇒ l= R S ρ R= ; U I S= ρ l R ; * Hệ thức so sánh điện trở hai dây dẫn: * Lưu ý đơn vị: mm2=1 10−6 m 3- Định luật Ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp a Cường độ dòng điện: I =I =I 2=I b Hiệu điện thế: U=U 1+U 2+U c Điện trở tương đương: Rtñ =R 1+R 2+R * Hệ thức: U R1 = U R2 4- Định luật Ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc song song a Cường độ dòng điện: I =I + I 2+ I b Hiệu điện thế: U=U 1=U 2=U c Điện trở tương đương: 1 1 = + + R tñ R1 R R R.S l R ρ1 l S = R ρ2 l S ρ= (6) * Nếu hai điện trở mắc song song thì: * Hệ thức: Rtñ = R1 R R1 + R I R2 = I R1 5- Công suất điện P = U.I và P = I2.R ; P = U2 R 6- Công dòng điện (điện tiêu thụ) A = P.t hay A = U.I.t 7- Định luật Jun-Lenxơ Q = I2.R.t * Q tính đơn vị calo (cal) thì: Q = 0,24.I2.R.t * Công thức tình nhiệt lượng vật thu vào nóng lên: Q = m.c (t2 – t1) (t1: nhiệt độ ban đầu ; t2: nhiệt độ sau) 8- Những hệ quả: A P1 Q U R = = = = A P2 Q U R A P1 Q I R2 = = = = + Mạch điện gồm hai điện trở mắc song song: A P2 Q I R1 + Mạch điện gồm hai điện trở mắc nối tiếp: + Hiệu suất: H= A ci P Q 100 %= ci 100 %= ci 100 % A P Qtp + Mạch điện gồm các điện trở mắc nối tiếp hay song song: P = P1 + P2 + + Pn II- MỘT SỐ ĐỀ BÀI TẬP Tự luận: Bài 1: Một dây dẫn nikêlin có chiều dài 100m, tiết diện 0,5mm mắc vào nguồn điện có hiệu điện 120V 1/ Tính điện trở dây 2/ Tính cường độ dòng điện qua dây −6 Hướng dẫn S=0,5 mm =0,5 10 m l −6 100 R= ρ =0,4 10 =80 Ω S 0,5 10−6 U 120 I= = =1,5 A 2/ Cường độ dòng điện qua dây: R 80 1/ Điện trở dây: Bài 2: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω điện hai đầu đoạn mạch là 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: Rtñ =R 1+R 2+R = + + = 15 Ω 2/ Cường độ dòng điện mạch chính: I = mắc nối tiếp với Hiệu U = =0,4 A R tñ 15 Mà mắc nối tiếp nên I Nêu ta có hiệu điện hai đầu điện trở là: U 1=I R1=0,4 3=1,2V U 2=I R2=0,4 5=2 V U 3=I R3 =0,4 7=2,8 V Bài 3: Cho ba điện trở R1 = Ω ; R2 = 12 Ω ; R3 = 16 Ω U = 2,4V 1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch mắc song song với vào hiệu điện (7) 2/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua điện trở Hướng dẫn 1/ Điện trở tương đương mạch: 1 1 1 15 = + + = + + = R tñ R1 R R 12 16 48 I= 2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính: ⇒ R tñ = 48 =3,2 Ω 15 U 2,4 = =0 , 75 A R tñ 3,2 Vì mắc song nên U Nên cường độ dòng điện qua điện trở là: I1 = U 2,4 = =0,4 A R1 I2 = U 2,4 = =0,2 A R2 12 I3 = U 2,4 = =0 ,15 A R3 16 Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ: A B Với: R1 = 30 Ω ; R2 = 15 Ω ; R3 = 10 Ω và UAB = 24V 1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính cường độ dòng điện qua điện trở 3/ Tính công dòng điện sinh đoạn mạch thời gian phút R2 R1 R3 Hướng dẫn R2 R3 15 10 = =6 Ω 1/ Điện trở tương đương R2 và R3: R2,3= R2 + R3 15+10 Rtñ =R 1+ R 2,3=30+¿ = 36 Ω Điện trở tương đương mạch: U AB 24 = =0 ,67 A 2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính: I = R tñ 36 Mà: I =I =I 2,3 =0 , 67 A Ta có: U 2,3=I 2,3 R 2,3=0 , 67 6=4 V Vì R2 // R3 nên U2 = U3 = U2,3 Ta có: I2 = U 2,3 = =0 ,27 A R2 15 3/ t = ph = 300s Công dòng điện là:A = UAB.I.t I3 = U 2,3 = =0,4 A R3 10 = 24 0,67 300 = 824J Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ: A B R1 R2 R3 Với R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω cường độ dòng điện qua mạch chính là I = 2A 1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính hiệu điện mạch 3/ Tính cường độ dòng điện và công suất tỏa nhiệt trên điện trở Hướng dẫn 1/ Điện trở tương đương R2 và R3 là: R2,3=R 2+ R 3=2+4=6 Ω (8) R1 R2,3 = =3 Ω R1 + R2,3 6+6 2/ Hiệu điện mạch: U AB =I Rtñ =2 3=6 V Ta có: U AB =U 1=U 2,3 = 6V Nên ta có: U I = = =1 A R1 U I =I =I 2,3 = 2,3 = =1 A R 2,3 Công suất tỏa nhiệt trên điện trở: P1 = I 21 R 1=12 6=6 W 2 2 P2 = I R 2=1 2=2 W P3 = I R 3=1 4=4 W Điện trở tương đương mạch: Rtñ = Bài Có hai bóng đèn ghi 110V-75W và 110V-25W a So sánh điện trở hai bóng đèn trên? b Mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào mạng điện 220V thì đèn nào 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 thì phải dùng thêm biến trở có giá trị bao nhiêu? Đèn nào sáng hơn? H.dẫn: a.Từ công thức: P = U2/R ⇒ R = U2/P ⇒ R1 161,3 Ω ; R2 = 484 Ω Lập tỉ số và tính R = 3R1 b Đ1ntĐ2 nên cường độ dòng điện qua hai đèn nhau; công suất thực tế cung cấp P = I 2R nên đèn nào có điện trở lớn thì đèn đó sáng và đó đèn sáng đèn c Vẽ sơ đồ mạch điện Tính I1đm và I2đm hai đèn Vì các đèn sáng bình thường nên Uđ = Uđm = 110V, Iđ1 = I1đm = 75/110A, Iđ2 = I2đm = 25/110A; Pđ1 = P1đm = 75W, Pđ2 = P2đm = 25W Đ Nên Ub = U – Uđ = 220 -110 = 110V; Ib = Iđ1 + Iđ2 = 100/110A Suy điện trở biến trở đó là: Rb = R b Ub = 121 Ω Rb Đ Và Pđ1 > Pđ2 = P2đm = 25W Vậy, đèn sáng đèn Bài Có hai bóng đèn Đ1 có ghi 6V- 4,5W và Đ2 có ghi 3V-1,5W a)Có thể mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện U = 9V để chúng sáng bình thường không? Vì sao? b)Mắc hai bóng đèn này cùng với biến trở vào hiệu điện U = 9V sơ đồ hình vẽ Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường? H.Dẫn: a Không vì hai đèn có cường độ dòng điện định mức khác nhau: I1 = P1 = 0,75A U1 ; I2 = P2 = 0,5A U2 Đ2 Đ1 b Khi đèn Đ1 và đèn Đ2 sáng bình thường thì dòng 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 220V để đun sôi 2,5lít nước nhiệt độ ban đầu là 20oC thì thời gian là 14phút 35 giây 1/ Tính hiệu suất bếp Biết nhiệt dung riêng nước là 4200J/kg.K 2/ Mỗi ngày đun sôi 5lít nước điều kiện trên thì 30 ngày phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này Cho biết giá 1kWh điện là 800đồng Hướng dẫn Vì bếp sử dụng hiệu điện 220V đúng với hiệu điện định mức bếp nên công suất điện bếp là 1000W (9) 1/ Nhiệt lượng cung cấp cho nước: Q 1=m c Δt (với Δt=100 − 20=80 o C ) = 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 840000 100 %= 100 %=96 % Q 875000 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 các dụng cụ điện sau đây: bếp điện 220V – 600W; quạt điện 220V – 110W; bóng đèn 220V – 100W Tất sử dụng hiệu điện 220V, trung bình ngày đèn dùng giờ, quạt dùng 10 và bếp dùng 1/ Tính cường độ dòng điện qua dụng cụ 2/ Tính điện tiêu thụ tháng (30 ngày) và tiền điện phải trả biết kWh điện giá 800 đồng Hướng dẫn 1/ Vì tất dụng cụ sử dụng đúng với hiệu điện định mức nên công suất đạt với công suất ghi trên dụng cụ Nên ta có: Pb=U I b ⇒ I b= Pb 600 = =2 ,72 A U 220 Tương tự tính được: Iđ = 0,45A và Iq = 0,5A 2/ Điện tiêu thụ dụng cụ tháng: Ab = Pb.t = 0,6 30 = 72kWh Aq = Pq.t = 0,11 10 30 = 108kWh Ađ = Pđ.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: + M – N R1 R2 R3 Ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở lớn Biết R1 = Ω ; R2 = 20 Ω ; R3 = 15 Ω Ampe kế 2A A a/ Tính điện trở tương đương mạch b/ Tính hiệu điện hai điểm MN và số vôn kế c/ Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở d/ Tính nhiệt lượng tỏa trên tồn mạch thời gian phút đơn vị Jun và calo V Hướng dẫn R2 R3 20 15 = =8 , 57 Ω a/ Điện trở tương đương R2 và R3 : R2,3= R2 + R3 20+15 R=R 1+ R 2,3=4 +8 , 57=12, 57 Ω Điện trở tương đương mạch U MN =I R=2 12 ,57=25 , 14 V b/ Hiệu điện hai điểm MN U 2,3=I R 2,3=2 ,57=17 , 14 V Số vôn kế c/ Hiệu điện hai đầu R1 U1 = UMN – U2,3 = 25,14 – 17,14 = 8V Công suất tỏa nhiệt trên điện trở P1 = P2 = U 21 82 = =16 W R1 U 2,3 17 ,14 = =14 , 69W R2 20 (10) P3 = U 2,3 17 ,14 = =19 , 58 W R3 15 d/ t = 3ph = 180s Nhiệt lượng tỏa trên toàn mạch Q=I R t=22 12 , 57 180=9050 , J Tính calo: Q = 0,24 9050,4 = 2172 cal Chương II: ĐIỆN TỪ HỌC A> Hệ thống kiến thức chương : Nam châm vĩnh cửu a Từ tính nam châm: Nam châm nào có hai từ cực, để tự cực luôn luôn hướng bắc gọi là cực Bắc còn cực luôn hướng Nam gọi là cực Nam b Tương tác hai nam châm.: Khi đưa từ cực NC lại gần thì chúng hút các cực khác tên, đẩy các cực cùng tên 2: Tác dụng từ dòng điện – Từ trường a Lực từ: * Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng bất kì gây tác dụng lực (Lực từ) lên kim NC đặt gần nó Ta nói dòng điện có tác dụng từ b Từ trường: Không gian xung quanh NC, xung quanh dòng điện có khả tác dụng lực từ lên kim NC đặt nó Ta nói không gian đó có từ trường c Cách nhận biết từ trường: Nơi nào không gian có lực từ tác dụng lên kim NC thì nơi đó có từ trường 3:Từ phổ - đường sức từ a Từ phổ Từ phổ là hình ảnh cụ thể các đường sức từ, có thể thu từ phổ rắc mạt sắt lên nhựa đặt từ trường và gõ nhẹ b Đường sức từ : - Mỗi ĐST có chiều xác định Bên ngoài NC, các ĐSTcó chiều từ cực N, vào cực S NC - Nơi nào từ trường càng mạnh thì ĐST dày, nơi nào từ trường càng yếu thì ĐST thưa Từ trường ống dây có dòng điện chạy qua a Từ phổ, Đường sức từ ống dây có dòng điện chạy qua: - Từ phổ bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và bên ngoài NC là giống - Trong lòng ống dây có các đường mạt sắt xếp gần song song với b Quy tắc nắm tay phải.: Nắm bàn tay phải, đặt cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi chiều ĐST lòng ống dây Sự nhiễm từ sắt, thép – Nam châm điện a Sự nhiễm từ sắt thép: * Sắt, thép, niken, côban và các vật liệu từ khác đặt từ trường, bị nhiễm từ * Sau bị đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ từ tính lâu dài, còn thép thì giữ từ tính lâu dài b Nam châm điện: - Cấu tao: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non - Các cách làm tăng lực từ nam châm điện: + Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây + Tăng số vòng dây cuộn dây Ứng dụng NC điện.: a Loa điện: - Cấu tạo: Bộ phận chính loa điện : Ống dây L, nam châm chữ E, màng loa M Ống dây có thể dao động dọc theo khe nhỏ hai từ cực NC - Hoạt động: Trong loa điện, dòng điện có cường độ thay đổi truyền từ micrô qua phận tăng âm đến ống dây thì ống dây dao động.Phát âm Biến dao động điện thành âm (11) b Rơle điện từ: Rơle điện từ là thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều khiển làm việc mạch điện Bộ phận chủ yếu rơle gồm nam châm điện) và sắt non Lực điện từ a .Tác dụng từ trường lên dây dẫn có dòng điện: Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt từ trường, không song song với ĐST thì chịu tác dụng lực điện từ b Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái cho các ĐST hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi 900 chiều lực điện từ 8: Động điện chiều a Cấu tạo + Nam châm và cuộn dây, góp điện, quét + ĐCĐ có hai phận chính là NC tạo từ trường (Bộ phận đứng yên – Stato) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (Bộ phận quay – Rôto) b Động điện chiều KT: - Trong ĐCĐ kĩ thuật, phận tạo từ trường là NC điện - Bộ phận quay ĐCĐ kĩ thuật gồm nhiều cuộn dây đặt lệch và song song với trục khối trụ làm các lá thép kĩ thuật ghép lại 9: Hiện tượng cảm ứng điện từ: a Cấu tạo và hoạt động đinamô xe đạp - Cấu tao: Nam châm và cuộn dây dẫn - Hoạt động: Khi núm quay thì 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 đó ngược lại *Dùng NC điện : Dòng điện xuất cuộn dây dẫn kín thời gian đóng ngắt mạch điện NC điện, nghĩa là 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 dòng điện Dòng điện đó gọi là dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng gọi là tượng cảm ứng điện từ - Có thể dùng đèn LED mắc song song ngược chiều vào đầu cuộn dây để phát đổi chiều dòng điện cảm ứng, vì đèn LED sáng dòng điện chạy qua đèn theo chiều xác định 10- Dòng điện xoay chiều: - Dòng 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 là dòng điện xoay chiều Khi cho cuộn dây dẫn kín quay từ trường nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì cuộn dây xuất dòng điện cảm ứng xoay chiều 11 Máy phát điện xoay chiều: Máy phát điện xoay chiều có hai phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn Một hai phận đó đứng yên gọi là stato, phận còn lại quay gọi là rôto - Khi rôto máy phát điện xoay chiều quay 1vòng thì dòng điện máy sinh đổi chiều lần Dòng điện không thay đổi đổi chiều quay rôto - Máy phát điện quay càng nhanh thì HĐT đầu cuộn dây máy càng lớn Tần số quay máy phát điện nước ta là 50Hz 12 Các tác dụng dòng điện xoay chiều – Đo cường độ dòng điện và hiệu điện xoay chiều - Dòng điện xoay chiều có tác dụng dòng điện chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ … - Lực điện từ (tác dụng từ) đổi chiều dòng điện đổi chiều Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng CĐDĐ và HĐT xoay chiều Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-) (12) Các công thức dòng điện chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng cường độ và HĐT dòng điện xoay chiều 13Truyền tải điện xa: - Khi truyền tải điện xa đường dây dẫn có phần điện hao phí tượng tỏa nhiệt trên đươnøg dây - Công suất hao phí tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn Php= P2 R U2 - Khi truyền tải điện xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu là tăng hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn các máy biến 14 Máy biến - Khi đặt hiệu điện xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp máy biến thì hai đầu cuộn dây thứ cấp xuất hiệu điện xoay chiều Không thể dùng dòng điện chiều không đổi để chạy máy biến - Tỉ số hiệu điện hai đầu các cuộn dây máy biến tỉ số số vòng các cuộn dây đó U n1 = U n2 Ở đầu đường dây tải điện phía nhà máy điện đặt máy tăng để giảm hao phí nhiệt trên đường dây tải, nơi tiêu thụ đặt máy hạ xuống HĐT định mức các dụng cụ tiệu thụ điện B- MỘT SỐ CÂU HỎI GIÁO KHOA Câu 9: Nam châm là gì? Kể tên các dạng thường gặp Nêu các đặc tính nam châm - Nam châm là 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 là cực Bắc (kí hiệu N), cực là cực Nam (kí hiệu S) + Hai nam châm đặt gần thì tương tác với nhau: Các cực cùng tên thì đẩy nhau, các cực khác tên thì hút Câu 10: Lực từ là gì? Từ trường là gì? Cách nhận biết từ trường? - Lực tác dụng lên kim nam châm gọi là 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 đó - Cách nhận biết từ trường: Người ta dùng kim nam châm (nam châm thử) để nhận biết từ trường Nếu nơi nào gây lực từ lên kim nam châm thì nơi đó có từ trường Câu 11: Đường sức từ là gì? Từ phổ là gì? - Đường sức từ là đường có từ trường Ở bên ngoài nam châm đường sức từ là đường cong có chiều xác định từ cực Bắc và vào cực Nam nam châm - Từ phổ là hệ thống gồm nhiều đường sức từ nam châm Câu 12: Nêu từ trường ống dây có dòng 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 dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi chiều đường sức từ ống dây Câu 13: Nêu điều kiện sinh lực điện từ Phát biểu qui tắc ban tay trái - Điều kiện sinh lực điện từ: Một dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt từ trường và không song song với đường sức từ thì chịu tác dụng lực điện từ - Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đền ngón tay hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi 90o chiều lực điện từ Câu 14: Hãy nêu nguyên tắc, cấu tạo và biến đổi lượng động điện chiều (13) - Nguyên tắc: Động điện chiều hoạt động dựa trên nguyên tắc tác dụng từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua - Cấu tạo: Động điện chiều có hai phận chính là nam châm tạo từ trường và khung dây dẫn có dòng điện chạy qua - Sự biến đổi lượng: Khi động điện chiều hoạt động, điện chuyển hóa thành Câu 15: Dòng điện cảm ứng là gì? Nêu điều kiện xuất dòng điện cảm ứng - Dùng nam châm để tạo dòng điện cuộn dây dẫn kín Dòng điện tạo theo cách đó gọi là dòng 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 B- MÔT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG Tự luận: Câu 1: Hãy xác định cực nam châm các trường hợp sau: U a) b) c) Câu 2: Hãy xác định đường sức từ từ trường ống dây qua kim nam chân trường hợp sau Biết AB là nguồn điện: B A a) b) c) Câu 3: Hãy xác định cực ống dây và cực kim nam châm các trường hợp sau: – + – + a) – b) + c) Câu 4: Xác định cực nguồn điện AB các trường hợp sau: A Câu 5: Với qui ước: B A B a) b) + Dòng điện có chiều từ trước sau trang giấy B A B A B A c) (14) Dòng điện có chiều từ sau trước trang giấy Tìm chiều lực điện từ tác dụng vào dây dẫn có dòng điện chạy qua các trường hợp sau: S I N N + S N b) a) S c) Câu 6: Xác định cực nam châm các trường hợp sau Với F là lực điện từ tác dụng vào dây dẫn: F F + a) b) c) F Câu 7: Xác định chiều dòng điện chạy dây dẫn các trường hợp sau: S F N Câu 8:Một máy biến gồm cuộn sơ cấp có 500 vòng, cuộn thứ cấp có 50000 vòng đặt đầu đường dây tải điện, hiệu điện đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp là 2000V a) Tính hiệu điện hai đầu cuộn thứ cấp b) Máy này là máy tăng hay hạ thế? Vì HD: - Tính hiệu điện cuộn thứ cấp n1/n2=U1/U2 ⇒ U2 = n2.U1/n1 (0,5đ) = 50000x2000/500 = 200000 V (=200kV) máy này là máy tăng Vì U1 lớn U2 200 lần Câu 9: đầu đường dây tải điện người ta có đặt máy biến với các cuộn dây có số vòng là: cuộn F sơ cấp 11000 vòng, cuộn thứFcấp là 500 vòng để nhận hiệu điện cho các hộ sinh hoạt là 220 V a) Hiệu điện đầu đường dây làSbao nhiêu? b) Máy này là máy tăng hay hạ ? Vì sao? HD:b)Tính hiệu điện ởc) cuộn sơ cấp n1/n2=U1/U2 ⇒ U1 = n1.U2/n2 = 11000x220/500 = 4840V máy này là máy hạ Vì U1 lớn U2 4840/220 = 22 lần N (15) Chương II: QUANG HỌC A Hệ thống kiến thức chương I SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - THẤU KÍNH 1- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng N S i I - I: điểm tới - SI: tia tới - IK: tia khúc xạ - NN’: pháp tuyến điểm tới ^ = i : góc tới - SIN ^ = r : góc khúc xạ - KIN’ Không khí Nước r N’ K - Hiện tượng khúc xạ là tượng tia sáng truyền từ môi trường suốt này sang môi trường suốt khác bị gãy khúc mặt phân cách hai môi trường - Khi tia sáng truyền từ không khí sang các môi trường suốt rắn, lỏng khác thì góc khúc xạ nhỏ góc tới Ngược lại, tia sáng truyền từ các môi trường suốt khác sang không khí thì góc khúc xạ lớn góc tới - Khi tăng (hoặc giảm) góc tới thì góc khúc xạ tăng (hoặc giảm) - Góc tới 0o (tia sáng vuông góc với mặt phân cách) thì tia sáng không bị khúc xạ 2- Thấu kính hội tụ: + + + + ( Δ ): trục chính O: quang tâm F và F’: các tiêu cự OF = OF’ = f : tiêu cự a) Đặc điểm thấu kính hội tụ: - Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng phần - Một chùm tia tới song song với trục chính thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tiêu điểm thấu kính - Dùng thấu kính hội tụ quan sát dòng chữ thấy lớn so với nhìn bình thường F O F’ truyền ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ: b) Đường (3) () (1) (2) F O c) Ảnh vật tạo thấu kính hội tụ: (1): Tia tới qua quang tâm thì tia ló tiếp tục thẳng (không bị khúc xạ) theo phương tia tới (2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm (3): Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính - Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật Khi vật đặt xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự F’ - Vật đặt khoảng tiêu cự thì cho ảnh ảo, lớn vật và cùng chiều với vật d) Dựng ảnh tạo thấu kính hội tụ: (16) B’ () A’ B FA O 3- Thấu kính phân kì: F O F’ O F A’ ( Δ ): trục chính O: quang tâm F và F’: các tiêu cự OF = OF’ = f : tiêu cự F’ + + + + () a) Đặc điểm thấu kính phân kì: B’ - Thấu kính phân kì có phần rìa dày phần F’ () Muốn dựng ảnh A’B’ AB qua thấu kính (AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính), cần dựng ảnh B’ B cách vẽ đường truyền hai ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính là ta có ảnh A’ A - Chùm tia tới song song với trục chính thấu kính phân kì cho chùm tia ló phân kì b) Đường truyền hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì: (1): Tia tới song song với trục chính thì tia ló kéo dài qua tiêu điểm (2): Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới c) Ảnh vật tạo thấu kính phân kì: - Vật sáng đặt vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ vật và luôn nằm khoảng tiêu cự thấu kính (2) (1) - Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo vật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự F ảnh tạo thấu kính phân kì: Od) DựngF’ Tương tự dựng ảnh tạo thấu kính hội tụ B () A F B’ A’ O II MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC ĐƠN GIẢN 1- Sự tạo ảnh trên phim máy ảnh F’ (17) - Mỗi máy ảnh có ba phận chủ yếu: vật kính, buồng tối và chổ đặt phim Ngoài máy ảnh còn có cửa điều chỉnh độ sáng và cửa sập - Vật kính máy ảnh là thấu kính hội tụ - Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ vật và ngược chiều với vật 2- Mắt: Nguyên tắc hoạt động mắt giống máy ảnh Hai phận quan mắt là thủy tinh thể và màn lưới (còn gọi là võng mạt) Thủy tinh thể đóng vai trò vật kính máy ảnh, còn màn lưới phim Ảnh vật mà ta nhìn trên màn lưới - - Điểm xa mà mắt có thể nhìn rõ không điều tiết gọi là điểm cực viễn (kí hiệu C V) - Điểm gần mà mắt có thể nhìn thấy gọi là điểm cực cận (kí hiệu C C) * Mắt cận thị: + Mắt cận thị là mắt có thể nhìn rõ vật gần, không nhìn rõ vật xa + Kính cận là kính phân kì Mắt cận phải đeo kính phân kì để nhìn rõ vật xa Kính cận thị thích hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn (CV) mắt * Mắt lão: + Mắt lão nhìn rõ vật xa, không nhìn rõ vật gần + Kính lão là kính hội tụ Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần 3- Kính lúp: - Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn Người ta dùng kính lúp để quan sát các vật nhỏ + Mỗi kính lúp có độ bội giác (kí hiệu G) ghi trên vành kính các số 2x, 3x, 5x … kính lúp có độ bội giác càng lớn thì quan sát ảnh càng lớn + Giữa độ bội giác và tiêu cự (đo cm) có hệ thức: G= 25 f Vật cần quan sát phải đặt khoảng tiêu cự kính ảnh ảo lớn vật Mắt nhìn thấy ảnh ảo đó III ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 1- Ánh sáng trắng và ánh sáng màu: - Ánh sáng Mặt trời (trừ lúc bình minh và hoàng hôn) và các đèn dây tóc nóng sáng phát ánh sáng trắng - Có số nguồn sáng phát trực tiếp ánh sáng màu Cũng có thể tạo ánh sáng màu cách chiếu chùm sáng trắng qua lọc màu 2- Sự phân tích ánh sáng trắng: - Có thể phân tích chùm sáng trắng thành chùm sáng màu khác cách cho chùm sáng trắng qua lăng kính phản xạ trên mặt ghi dĩa CD - Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác 3- Sự trộn các ánh sáng màu: - Có thể trộn hai nhiều ánh sáng màu với để màu - Đặc biệt, có thể trộn các ánh sáng đỏ, xanh lục và xanh lam với để ánh sáng trắng Ba màu đó là ba màu ánh sáng + Khi trộn các ánh sáng đỏ với ánh sáng xanh lục ta màu vàng + Khi trộn ánh sáng đỏ với ánh sáng xanh lam ta màu đỏ đen sậm + Khi trộn các ánh sáng xanh lục với ánh sáng xanh lam ta màu xanh hòa bình thẫm + Khi trộn các ánh sáng có màu từ đỏ đến tím lại với ta ánh sáng trắng 4- Màu sắc các vật ánh sáng trắng và ánh sáng màu: - Khi nhìn vật có màu nào thì có ánh sáng màu đó từ vật đến mắt ta (18) - Vật có màu trắng có khả tán xạ tất các ánh sáng màu - Vật có màu nào thì tán xạ mạnh ánh sáng màu đó, tán xạ kém ánh sáng các màu khác - Vật màu đen không có khả tán xạ bất kì ánh sáng màu nào 5- Tác dụng ánh sáng: - Ánh sáng có các tác dụng nhiệt, tác dụng sinh học và tác dụng quang điện Điều đó chứng tỏ ánh sáng có lượng - Trong các tác dụng trên, lượng áng sáng biến đổi thành các lượng khác - Aùnh sáng có tác dụng sinh học Con người, các động vật và các loại cây xanh cần phải có ánh sáng để trì sống - Aùnh sáng có tác dụng quang điện Aùnh sáng chiếu vào pin quang điện làm cho pin phát dòng điện - Aùnh sáng mang lượng - Trong các tác dụng nêu trên, quang đã chuyển hoá thành các dạng lượng khác như: nhiệt năng, điện và lượng cần thiết cho sống B- MÔT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG Tự luận: Bài 1: Vật sáng AB có độ cao h = 1cm đặt vuông góc trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm Điểm A nằm trên trục chính thấu kính và cách thấu kính khoảng d = 36cm a/ Dựng ảnh A’B’ AB tạo thấu kính đã cho b/ Bằng kiến thức hình học hãy tính chiều cao h’ ảnh và tính khoảng cách d’ từ ảnh đến thấu kính Hướng dẫn B A - Xét Δ ABF đồng dạng với Δ OHF ta có: AB AF AB OF = ⇒ OH= =0,5 cm OH OF AF F mà A’B’ = OH = 0,5cm - Xét Δ A’B’F’ đồng dạng với Δ OIF’ ta có: O OF = OF’ = 12 ; AB = 1; OA = 36 Tính: A’B’ = ? và OA’ = ? OI OF ' OF ' A ' B ' = ⇒ A ' F '= =6 cm A' B' A ' F' OI I H mà: OA’ = OF’ + F’A = 12 + = 18cm F’ A’ B’ Bài 2: Vật sáng AB có độ cao h = 1cm đặt vuông góc trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm Điểm A nằm trên trục chính thấu kính và cách thấu kính khoảng d = 8cm a/ Dựng ảnh A’B’ AB tạo thấu kính đã cho b/ Bằng kiến thức hình học hãy tính chiều cao h’ ảnh và tính khoảng cách d’ từ ảnh tới thấu kính Hướng dẫn B’ B A’ F A O I F’ - Xét Δ OB’F’ đồng dạng với Δ BB’I ta có: OF ' OB ' 12 = = = ⇒BB ' = OB ' BI BB' - Xét Δ A’B’O đồng dạng với Δ ABO ta có: A ' B ' OB ' OB ' OB ' = = = =3 AB OB OB ' − BB ' OB ' − OB ' ⇒ A ' B' =3 AB=3 1=3 cm Ta có: OF = OF’ = 12 ; AB = 1; OA = Tính: A’B’ = ? và OA’ = ? A ' B ' OA ' A ' B' OA = ⇒OA '= = =24 cm AB OA AB Bài 3: Một vật sáng AB có độ cao h = 1cm đặt vuông góc trước thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm Điểm A nằm trên trục chính thấu kính và cách thấu kính khoảng d = 24cm a/ Dựng ảnh A’B’ AB tạo thấu kính đã cho b/ Bằng kiến thức hình học hãy tính chiều cao h’ ảnh và tính khoảng cách d’ từ ảnh tới thấu kính Hướng dẫn - Xét Δ BB’I đồng dạng với Δ B’OF ta có: BI BB ' 24 = = =2 ⇒BB '=2 OB ' OF OB ' 12 - Xét Δ ABO đồng dạng với Δ A’B’O ta có: (19) B I B’ A F A’ O F’ AB = ; OF = OF’ = 12 ; OA = 24 Tính A’B’ = ? và OA’ = ? Bài 4: Đặt vật AB trước thấu kính có tiêu cự f = 12cm Vật AB có chiều cao h = 1cm cách thấu kính khoảng d = 8cm A nằm trên trục chính Hãy dựng ảnh A’B’ AB và tính độ lớn ảnh so với vật hai trường hợp: a/ Thấu kính là hội tụ b/ Thấu kính là phân kì Qua đó nhận xét ảnh hai trường hợp Hướng dẫn 1/ Thấu kính hội tụ 2/ Thấu kính phân kì B’ B A’ F A B I O B’ F A A’ O F’ I F’ HS tự tính độ lớn ảnh hai trường hợp * Nhận xét ảnh hai trường hợp: - Giống nhau: là ảnh ảo, cùng chiều với vật - Khác nhau: + Đối với thấu kính hội tụ: ảnh lớn vật và xa thấu kính vật + Đối với thấu kính phân kì: ảnh ảo nhỏ vật và gần thấu kính vật Bài 5: Người ta chụp ảnh chậu cây cao 1m, đặt cách máy ảnh 2m Phim cách vật kính 6cm 1/ Vẽ hình biểu diễn 2/ Tính chiều cao ảnh trên phim Hướng dẫn Xét có: Δ OAB đồng dạng với Δ OA’B’ ta AB OA AB OA ' 100 = ⇒ A ' B'= = =3 cm A ' B ' OA ' OA 200 B A Bài 6: MộtI người đứng ngắm cái cửa cách xa 5m, cửa cao 2m Tính độ cao ảnh cái cửa trên màn lưới mắt Coi thủy tinh thể thấu kính hội tụ, cách màng lưới 2cm Hướng dẫn F’ A’ O B’ Xét có: Δ OAB đồng dạng với Δ OA’B’ ta AB OA AB OA ' 200 = ⇒ A ' B' = = =0,8 cm A ' B ' OA ' OA 500 (20) I B A F’ A’ O B’ * Bài 7: Vật kính máy ảnh là thấu kính hội tụ có tiêu cự 8cm Máy ảnh hướng để chụp ảnh vật cao 40cm, đặt cách máy ảnh 1,2m 1/ Dựng ảnh vật trên phim (không cần đúng tỉ lệ) 2/ Tính độ cao ảnh trên phim Hướng dẫn - Δ OAB đồng dạng với Δ OA’B’ ta có: B A A ' B ' OA ' A' B' = ⇒ OA '=OA (1) AB OA AB mà: AB = OI và Δ A’B’F đồng dạng Δ OIF ta có: A ' B ' A ' B ' FA ' OA ' −OF OA ' = = = = −1 AB OI OF OF OF OA ' A ' B' A' B' ⇒ =1+ hay OA ' =OF 1+ OF AB AB ( AB = 40cm ; OA = 120cm ; OF = 8cm Tính: A’B’ = ? (2) Từ (1) và (2) suy ra: A'B' A' B' =OF 1+ AB AB OA A ' B ' A ' B' =1+ OF AB AB O OA ( ) hay I B’ F A’ Thay số vào ta được: 120 A ' B ' A' B' A' B' =1+ = hay AB AB AB 112 8 ⇒ A ' B' =AB =40 ≈ , 86 cm 112 112 Bài 8: Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát vật nhỏ Vật đặt cách thấu kính 8cm 1/ Dựng ảnh vật qua kính (không cần đúng tỉ lệ) 2/ Nhận xét tính chất ảnh 3/ Ảnh lớn hay nhỏ vật bao nhiêu lần? Hướng dẫn B’ B A’ F A - I O 2/ Ảnh ảo, cùng chiều và lớn vật 3/ So sánh AB và A’B’ - Δ OAB đồng dạng với Δ OA’B’ ta có: F’ A ' B ' OA ' OA ' = = (1) AB OA Δ F’OI đồng dạng với Δ F’A’B’ ta có: A ' B ' F ' A ' 10+ OA ' OA ' = = =1+ OI F ' O 10 10 (2) Vì: OI = AB nên từ (1) và (2) ta có: OA ' OA ' =1+ ⇒ OA '=40 cm 10 thay vào (1) tacó: ) (21) Bài 9: 1/ Một người nhìn rõ các vật cách mắt từ 15cm đến 50cm Hỏi mắt người đó bị tật gì? Người phải đeo kính gì? Khi đeo kính phù hợp người nhìn rõ vật xa cách mắt bao nhiêu? 2/ Mắt người già thường mắc tật gì? Phải đeo kính loại gì? Khi đeo kính phù hợp thì người có nhìn thấy các vật xa không? Hướng dẫn 1/ Người bị cận thị Người phải đeo kính phân kì Kính đeo phù hợp thì người có thể nhìn các vật xa (vô cực) 2/ Mắt người già thường là mắt lão Phải đeo kính hội tụ Khi đeo kính phù hợp thì nhìn rõ các vật gần, không nhìn rõ các vật xa Do đó người có mắt lão thì nhìn gần phải đeo kính, nhìn xa thì bỏ kính Bài 10 Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc với trục chính thấu kính phân kì, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 20cm thấu kính có tiêu cự 20cm a) Hãy vẽ ảnh vật AB cho thấu kính? b) Tính độ cao ảnh? ĐÁP ÁN: a) Xem hình b) A’B’ là ảnh ảo c) Vì điểm A trùng với điểm F, nên BO và AI là đường chéo HCN BAOI Điểm B’ là giao điểm đường chéo A’B’ là đường trung bình tam giác ABO OA 10cm Ta có O’A = Aûnh nằm cách thấu kính 10cm Bài 11 Một vật cao 1,2m đặt cách máy ảnh 2m thì cho ta ảnh có chiều cao là 3cm a) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh b) Tính tiêu cự vật kính? HD a) Khoảng cách từ ảnh đến quang tâm O thấu kính máy ảnh: Aûnh A’B’ vật AB có thể biểu diễn hình ABO đồng dạng A’B’O ta có: OA ' A ' B ' OA A ' B ' 200.3 OA ' 5(cm) OA AB AB 120 Vậy khoảng cách từ vật đến ảnh là: AA’ = 200+ = 205(cm) (22) b) Tiêu cự vật kính: Ta có OIF ’ đồng dạng A’B’F ‘ nên: OA ' ' OF ' A ' B ' OF ' 5(cm) OF ' OI OF ' AB Bài 12 Vật kính máy ảnh có tiêu cự 5cm người ta dùng máy ảnh đó để chụp người cao 1,6m và đứng cách máy ảnh 3m a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Tính chiều cao ảnh c) Xác định khoảng cách từ phim đến vật HD a) Xem hình b) h= AB = 160cm; d = OA = 300cm ; f = OF = 5cm AF = OA - OF = 300 - = 295(cm) Kẻ thêm tia sáng thứ 3, từ B đến F, cắt thấu kính H HB’ // với trục chính ABF OHF (…) OH OF OF AB 160 2, 71cm AB AF => OH = AF 295 Vì OH = A’B’ nên A’B’ = 2,71cm c) OA’ = d’ = 5,1cm Bài 13 Một người đứng trước toà nhà cao tầng khoảng 20m khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới mắt người là 2cm thì ảnh toà nhà mắt trên màng lưới là 1,5cm Hãy tính người trông thấy bao nhiêu tầng nhà Biết tầng cao 3m HD: Coi ảnh toà nhà màng lưới mắt là ảnh tạo thấu kính hội tụ Gọi AB là phần chiều cao ngôi nhà mà ảnh A’B’ nó trên màng lưới mắt AB OA A ' B '.OA 1,5.2000 AB 1500(cm) OA ' Ta có : A ' B ' OA ' 15 5 Vậy số tầng người trông thấy là: n = (tầng) Câu 14: Hãy nêu ví dụ nguồn phát ánh sáng trắng và hai ví dụ cách tạo ánh sáng đỏ (Nguồn phát ánh sáng trắng như: Mặt trời, đèn điện, đèn ống … Cách tạo ánh sáng đỏ: Chiếu ánh sáng trắng qua lọc màu đỏ, dùng đèn LED đỏ, dùng bút laze phát ánh sáng đỏ) Câu 15: Làm nào để biết chùm sáng đèn ống phát có ánh sáng màu nào? (Ta cho chùm sáng đó chiếu qua lăng kính hay chiếu vào mặt ghi dĩa CD) Câu 16: Chiếu ánh sáng đỏ vào tờ giấy trắng ta thấy tờ giấy có màu gì? Nếu thay tờ giấy màu xanh ta thấy tờ giấy có màu gì? (Chiếu ánh sáng đỏ vào tờ giấy trắng ta thấy tờ giấy có màu đỏ Nếu thay tờ giấy xanh ta thấy tờ giấy gần cáo màu đen) Câu 17: Em hiểu nào là tác dụng nhiệt ánh sáng? Tác dụng nhiệt ánh sáng trên các đồ vật có màu sắc khác thì khác nào? (Tác dụng nhiệt ánh sáng là tác dụng làm nóng các vật có ánh sáng chiếu vào các vật đó Các vật có màu tối thì hấp thụ lượng ánh sáng mạnh các vật có màu sáng, nên nóng lên nhiều hơn) Câu18: Ánh sáng Mặt trời lúc trưa chiếu vào pin Mặt trời gây tác dụng gì? Nêu biểu cụ thể tác dụng đó (Gây tác dụng nhiệt và tác dụng quang điện Biểu tác dụng nhiệt là pin bị nóng lên Biểu tác dụng quang điện là pin có khả phát điện) * MỘT SỐ ĐỀ TOÁN KHÔNG GIẢI: Đề Một vật cao 1,5 m đặt cách máy ảnh 2m thì cho ta ảnh có chiều cao là 4cm a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh c) Tính tiêu cự vật kính? (23) Đề Một vật cao 1,8 m đặt cách máy ảnh 2m thì cho ta ảnh có chiều cao là 1,8cm a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh c) Tính tiêu cự vật kính? Đề Một vật cao 0,8 m đặt cách máy ảnh 2m thì cho ta ảnh có chiều cao là 1,6cm a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh c) Tính tiêu cự vật kính? Đề Một người cao 1,6 m đứng cách máy ảnh 2m thì cho ta ảnh có chiều cao là 1,6cm.a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh c) Tính tiêu cự vật kính? Đề Một người cao 1,8 m đứng cách máy ảnh 4m thì cho ta ảnh có chiều cao là 1,8cm a) Hãy dựng ảnh người đó trên phim ( không cần đúng tỉ lệ) b) Hãy tính khoảng cách từ ảnh đến vật lúc chụp ảnh c) Tính tiêu cự vật kính? Ghép đôi cột bên trái và bên phải cho phù hợp: Câu 19: 1/ Thấu kính hội tụ là thấu kính có 2/ Một vật đặt trước thấu kính hội tụ ngoài khoảng tiêu cự 3/ Một vật đặt trước thấu kính hội tụ khoảng tiêu cự 4/ Một vật đặt xa thấu kính hội tụ 5/ Ảnh ảo tạo thấu kính hội tụ Câu 20: 1/ Thấu kính phân kì 2/ Chùm tia sáng song song tới thấu kính phân kì 3/ Một vật đặt vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho 4/ Ảnh vật tạo thấu kính phân kì a/ cho ảnh ngược chiều với vật b/ cùng chiều và lớn vật c/ phần rìa mỏng phần d/ cho ảnh ảo cùng chiều với vật e/ cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính khoảng đúng tiêu cự a/ ảnh ảo cùng chiều, nhỏ vật b/ phần mỏng phần rìa c/ nằm khoảng tiêu cự thấu kính d/ chùm tia ló phân kì, kéo dài các tia thì chúng qua tiêu điểm thấu kính Câu 21: Chọn câu trả lời đúng: Thấu kính hội tụ máy ảnh tạo ảnh: a/ Nếu lấy thấu kính hội tụ có tiêu cự dài 30cm làm 1- không tạo ảnh thật trên phim vật kính máy ảnh thì b/ Nếu buồng tối máy ảnh không đóng kín thì 2- không ghi lại hình ảnh muốn chụp c/ Nếu máy ảnh không lắp phim thì 3- Máy ảnh cồng kềnh d/ Nếu lấp thấu kính phân kì làm vật kính máy 4- phim bị lộ sáng và hỏng ảnh thì Câu 22 a/ Thấu kính thường làm thủy tinh, 1- còn thể thủy tinh có tiêu cự cỡ 2cm b/ Một thấu kính có tiêu cự không thay đổi được, 2- còn muốn cho ảnh trên màn lưới cố định, mắt phải điều tiết để thay đổi tiêu cự thủy tinh thể c/ Các thấu kính có thể có tiêu cự khác nhau, 3- còn thủy tinh thể cấu tạo chất suốt và mềm d/ Muốn hứng ảnh thật cho thấu kính, người ta di 4- còn thủy tinh thể có tiêu cự có thể thay đổi chuyển màn ảnh sau thấu kính, Câu 23 a/ Ông Xuân đọc sách đường 1- kính ông không phải kính cận kính (24) không phải đeo kính, b/ Ông Hạ đọc sách phải đeo kính, còn đường không thấy đeo kính, c/ Ông Thu đọc sách đường phải đeo cùng kính, d/ Ông Đông đường thì thấy đeo kính, còn đọc sách thì lại không đeo kính, lão mà có tác dụng che bụi và gió cho mắt 2- ông bị cận thị 3- mắt ông còn tốt, không có tật 4- mắt ông là mắt lão Chương IV: SỰ BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG A Hệ thống kiến thức chương Ta nhận biết vật có lượng vật đó có khả thực công (cơ năng) hay làm nóng các vật khác ( nhiệt năng) Ta nhận biết hoá năng, điện năng, quang chúng chuyển hoá thành hay nhiệt Nói chung quá trình biến đổi tự nhiên kèm theo chuyển hóa lượng từ dạng này sang dạng khác hay truyền từ vật này sang vật khác Cơ vật là tổng động và nó Thế hấp dẫn vật có khối lượng càng lớn và càng cao Động vật càng lớn vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh Định luật bảo toàn lượng: Năng lượng không tự nhiên sinh tự nhiên mà biến đổi từ dạng này qua dạng khác truyền từ vật này sang vật khác Định luật này dùng cho lĩnh vực tự nhiên Trong nhà máy nhiệt điện, lượng nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành thành điện Trong nhà máy thủy điện, nước trên hồ chứa biến đổi thành động thành điện Trong máy phát điện gió, động gió biến đổi thành điện Pin mặt trời biến đổi trực tiếp quang thành điện 10 Trong nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân, có máy phát điện đó chuyển hóa thành điện 11 Trong nhà máy điện hạt nhân, lượng hạt nhân biến đổi thành nhiệt thành cuối cùng thành điện 12 Trong các dụng cụ tiêu thụ điện, điện chuyển hóa thành các dạng lượng thường dùng năng, nhiệt năng, quang (25)