Vat ly nang cao 11

(Tái lần thứ sáu) NHà XUấT BảN GIáO DụC VIệT NAM Ghi hai cột sách Phần lín c¸c trang s¸ch cã cét : cét phơ gồm số hình vẽ v biểu bảng, ghi chó vμ vÝ dơ thĨ ®Ĩ lμm râ kiến thức trình by cột Học sinh không cần nhớ, cần hiểu số liệu biểu bảng, ví dụ v ghi cột phụ Trong cột phụ có câu hỏi kí hiệu C dùng để nêu vấn đề v gợi mở học Chịu trách nhiệm xuất : Chủ tịch Hội đồng Thnh viên kiêm Tổng Giám đốc NGÔ TRầN áI Tổng biên tập kiêm Phó Tổng Giám đốc NGUYễN QUý THAO Biên tập lần đầu : Vũ thị mai - Phùng Thanh Huyền Biên tập tái : Vũ thị mai Biên tập mĩ thuật : Tạ tùng Biên tập kĩ thuật v trình by : lu chí đồng Trình by bìa : lơng quốc hiệp Sửa in : Vũ thị mai Chế : công ty cổ phần mĩ thuật v truyền thông Bản quyền thuộc Nh xuất Giáo dục Việt Nam - Bộ Giáo dục v Đo tạo Trong sách có sử dụng số t liệu ảnh tác giả khác Vật lí 11 Nâng cao Mà số : NH105T3 Số đăng kí KHXB : 01-2013/CXB/541-1135/GD In cn, khỉ 17 x 24 cm In t¹i In xong vμ nép lðu chiĨu th¸ng năm 2013 PHầN điện học điện từ học Nh bác học Vôn-ta trình by pin với Bô-na-pác Phần Điện học - Điện từ học đề cập đến tợng liên quan đến tơng tác điện tích đứng yên v chuyển động, gọi chung l tợng điện từ v quy luật chi phối tợng ny Các tợng ®iƯn tõ rÊt phỉ biÕn tù nhiªn, rÊt phong phú v đa dạng Chúng đợc ứng dụng rộng rÃi khoa häc vμ kÜ thuËt, còng nhð cuéc sống điện học - điện từ học Điện tích - điện trờng Dòng điện không đổi Dòng điện môi trờng Từ trờng cảm ứng điện từ CHƯƠNG I Điện tích Điện trờng Chơng trình bày nội dung định luật tơng tác điện tích điểm (định luật Cu-lông), điện trờng, cờng độ ®iƯn trðêng cđa ®iƯn tÝch ®iĨm, hiƯu ®iƯn thÕ, ®iƯn công lực điện, lợng điện trờng, tụ điện, ghép tụ điện Điện tích Định luật Cu-lông Bài trình bày số khái niệm mở đầu điện (điện tích dơng, điện tích âm, nhiễm điện vật) định luật tơng tác hai điện tích Hai loại điện tích Sự nhiễm điện vật Cu-lông (Charles Coulomb, 1736 -1806, nhà vật lí ngời Pháp) a) Hai loại điện tích Có hai loại điện tích : điện tích dơng, điện tích âm Các điện tích dấu đẩy nhau, điện tích khác dấu hút Đơn vị điện tích culông, kí hiệu C Điện tích êlectron điện tích âm cã ®é lín e = 1,6.10 −19 C Mét ®iƯn tích e = 1,6.10 19 C đợc gọi ®iƯn tÝch nguyªn tè ThÝ nghiƯm ®· chøng tá r»ng, tự nhiên hạt có điện tích nhỏ điện tích nguyên tố Độ lớn điện tích hạt số nguyên lần điện tích nguyên tố Hình 1.1 Điện nghiệm Bình thuỷ tinh ; Nút cách điện ; Nóm kim lo¹i ; Thanh kim lo¹i ; Hai kim loại nhẹ Điện nghiệm dùng để phát hiƯn ®iƯn tÝch ë mét vËt Khi mét vËt nhiƠm điện chạm vào núm kim loại, điện tích truyền đến hai kim loại (nhiễm điện tiếp xúc) Do đó, hai kim loại đẩy xoè Dựa vào tơng tác điện tích dấu ngời ta chế tạo điện nghiệm (Hình 1.1) b) Sự nhiễm điện vật Nhiễm điện cọ xát Sau cọ xát vào lụa, thuỷ tinh hút đợc mẩu giấy vụn (Hình 1.2) Ngời ta nói thuỷ tinh đợc nhiễm điện cọ xát Hình 1.2 Thanh thuỷ tinh nhiễm ®iƯn hót c¸c mÈu giÊy NhiƠm ®iƯn tiÕp xúc Cho kim loại không nhiễm điện chạm vào cầu đà nhiễm điện kim loại nhiễm điện dấu với điện tích cầu (Hình 1.3) Ngời ta nói kim loại đợc nhiễm điện tiếp xúc Đa kim loại xa cầu kim loại nhiễm điện Hình 1.3 NhiƠm ®iƯn tiÕp xóc NhiƠm ®iƯn hðëng øng Đa kim loại không nhiễm điện đến gần cầu đà nhiễm điện nhng không chạm vào cầu, hai đầu kim loại đợc nhiễm điện Đầu gần cầu nhiễm điện trái dấu với điện tích cầu, đầu xa nhiễm điện dấu (Hình 1.4) Hiện tợng đợc gọi tợng hởng ứng tĩnh điện, gọi tắt tợng điện hởng Ngời ta nói kim loại đợc nhiễm điện hởng ứng Đa kim loại xa cầu kim loại lại trở trạng thái không nhiễm điện nh lúc đầu Định luật Cu-lông Cu-lông đà dùng cân xoắn (Hình 1.5) để khảo sát lực tơng tác hai cầu nhiễm điện có kích thớc nhỏ so với khoảng cách chúng Các vật nhiễm điện có kích thớc nhỏ nh gọi điện tích điểm Hình 1.4 Nhiễm điện hởng ứng C1 Vì kim loại nhiễm điện hởng ứng thí nghiệm Hình 1.4 đợc đa xa cầu điện tích hai đầu kim loại lại biến ? Một vật đợc nhiễm điện gọi vật đợc tích điện Hình 1.5 Cân xoắn Cu-lông Khoảng cách hai cầu A, B đợc điều chỉnh nhờ núm xoay C cân Độ xoắn sợi dây treo cho phép ta xác định lực tơng tác hai cầu Năm 1785, Cu-lông tổng kết kết thí nghiệm nêu thành định luật sau gọi định luật Cu-lông : Độ lớn lực tơng tác hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách chúng Phơng lực tơng tác hai điện tích điểm đờng thẳng nối hai điện tích điểm Hai điện tích dấu đẩy nhau, hai điện tích trái dấu hút (Hình 1.6) Hình 1.6 Phơng chiều lực tơng tác hai điện tích điểm Lực tơng tác hai ®iƯn tÝch gäi lµ lùc ®iƯn, hay cịng gäi lµ lực Cu-lông C2 Từ công thức xác định lực hấp dẫn lực Cu-lông cho thấy hai lực có giống nhau, có khác ? Bảng 1.1 Hằng số điện môi số chất Chất Thuỷ tinh Sứ Êbônit Cao su Nớc nguyên chất Dầu hoả Không khí Hằng số điện môi ÷ 10 5,5 2,7 2,3 81,0 2,1 1,000594 C«ng thøc tính độ lớn lực tơng tác hai điện tích điểm : q1q2 F=k (1.1) r r khoảng cách hai điện tích điểm q1, q2 ; k lµ hƯ sè tØ lƯ phơ thc vµo hƯ đơn vị N m Trong hệ SI, k = 9.10 C2 Lực tơng tác điện tích điện môi (chất cách điện) Thí nghiệm chứng tỏ rằng, lực tơng tác điện tích điểm đặt điện môi đồng tính, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giảm lần so với chúng đợc đặt chân không F=k q1q2 r2 (1.2) Đại lợng phụ thuộc vào tính chất điện môi mà không phụ thuộc vào độ lớn điện tích khoảng cách điện tích đợc gọi số điện môi Ngời ta quy ớc số điện môi chân không Trong bảng 1.1, ta ý số điện môi không khí gần Thí nghiệm Cu-lông đợc tiến hành không khí, nhng số điện môi không khí gần nên kết thí nghiệm đợc coi chân không câu hỏi Có hai vật kích thớc nhỏ, nhiễm điện đẩy Các điện tích vật có dấu nh ? Cã vËt A, B, C, D kÝch thðíc nhá, nhiƠm ®iƯn BiÕt r»ng vËt A hót vËt B nhðng ®Èy vËt C VËt C hót vËt D Hái vËt D hót hay ®Èy vËt B ? H·y nêu khác nhiễm điện tiếp xúc hởng ứng tập HÃy chọn phát biểu Độ lớn lực tơng tác hai ®iƯn tÝch ®iĨm kh«ng khÝ A tØ lƯ thn với bình phơng khoảng cách hai điện tích B tỉ lệ thuận với khoảng cách hai điện tích C tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách hai điện tích D tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai điện tích HÃy chọn phơng án Dấu điện tích q1, q2 hình 1.7 lµ : A q1 > ; q2 < B q1 < ; q2 > H×nh 1.7 C q1 < ; q2 < D Cha biết chắn cha biết độ lớn q1, q2 Cho biết 22,4 l khí hiđrô 0oC dới áp suất atm có 2.6,02.1023 nguyên tử hiđrô Mỗi nguyên tử hiđrô gồm hai hạt mang điện prôtôn êlectron HÃy tính tổng điện tích dơng tổng điện tích âm cm3 khí hiđrô Tính lực tơng tác tĩnh điện êlectron prôtôn khoảng cách chúng 5.10-9 cm Coi êlectron prôtôn nh điện tích điểm Em có biết ? Máy lọc bụi Sơ đồ máy lọc bụi đợc trình bày Hình 1.8 Không khí có nhiều bụi đợc quạt vào máy qua lớp lọc bụi thông thờng Tại đây, hạt bụi có kích thớc lớn bị gạt lại Dòng không khí có lẫn hạt bụi kích thớc nhỏ bay lên Hai lới thực chất hai điện cực : lới điện cực dơng, lới điện cực âm Khi bay qua lới hạt bụi nhiễm điện dơng Do đó, gặp lới nhiễm điện âm, hạt bụi bị hút vào lới Vì vậy, qua lới 2, không khí đà đợc lọc bụi Sau ®ã cã thĨ cho kh«ng khÝ ®i qua líp läc than để khử mùi Bằng cách Hình 1.8 Sơ đồ máy lọc bụi lọc đến 95% bụi không khí Máy lọc bụi ứng dụng lực tơng tác điện tích Ngoài ra, lực tơng tác điện tích có nhiều ứng dụng khác công nghiệp nh đời sống Chẳng hạn, kĩ thuật sơn tĩnh điện ứng dụng Muốn sơn vỏ xe ô tô, ngời ta làm cho sơn vỏ xe nhiễm điện trái dấu Khi sơn đợc phun vào vỏ xe, hạt sơn nhỏ li ti bị hút bám chặt vào mặt vỏ xe ... v Đo tạo Trong sách có sử dụng số t liệu ảnh tác giả khác Vật lí 11 Nâng cao Mà số : NH105T3 Số đăng kí KHXB : 01-2013/CXB/541 -113 5/GD In cn, khỉ 17 x 24 cm In t¹i In xong v nộp lu chiểu... thấy hai lực có giống nhau, có khác ? Bảng 1.1 Hằng số điện môi số chất Chất Thuỷ tinh Sứ Êbônit Cao su Nớc nguyên chất Dầu hoả Không khí Hằng số điện môi ữ 10 5,5 2,7 2,3 81,0 2,1 1,000594 C«ng... hiểu mệnh đề điện tích dơng từ cầu truyền sang kim loại có nghĩa ? Hình 2.5 Nhiễm điện hởng ứng 11 Vậy thực chất nhiễm điện hởng ứng phân bố lại điện tích kim loại Định luật bảo toàn điện tích