M = IBS sin α với α là góc hợp bở vector cảm ứng từ và pháp tuyến của khung dây M: Momen ngẫu lực từ N.m; I: Cường độ dòng điện A; B: Từ trường T; S: Diện tích khung dây m² CHƯƠNG V.. CẢ[r]
(1)CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH VÀ ĐIỆN TRƯỜNG Lực tương tác tĩnh điện F k | q1q | ε.r Trong đó, k = 9.109 (N.m²/C²) Cường độ điện trường: F E q Công thức (V/m) + Điện trường điện tích điểm Q gây điểm M cách Q đoạn r có Độ lớn: E k |Q| εr ; k = 9.109 N.m²/C² E E1 E E n + Nguyên lí chồng chất điện trường: E E1 E Xét trường hợp có hai cường độ điện trường → E E12 E 22 2E1E cosα Công lực điện trường: AMN = qE M ' N ' với M ' N ' là độ dài đại số hình chiếu MN lên trục song song và chiều dương trùng với chiều đường sức + Liên hệ công lực điện và hiệu điện tích AMN = WM – WN = qVM – q.VN =q(VM – VN) = qUMN + Hiệu điện điểm điện trường: C U MN A MN q Q U (đơn vị là F) Điện dung tụ: Công thức tính điện dung tụ điện phẳng: C ε.S 9.109.4π.d với S là phần diện tích đối diện hai + Tính chất mạch ghép nối tiếp: Điện tích QB = Q1 = Q2 = … = Qn Hiệu điện UB = U1 + U2 + … + Un 1 1 Cn (điện dung tụ nhỏ điện dung thành phần) Điện dung CB C1 C2 + Tính chất mạch ghép song song QB = Q1 + Q2 + + Qn UB = U1 = U2 = = Un CB = C1 + C2 + + Cn (điện dung tụ lớn điện dung thành phần) 1 Q2 W QU CU 2 2C – Năng lượng tụ điện: – Năng lượng tụ điện chính là lượng điện trường tụ điện ε.E V 9.109.8.π với V = S.d là thể tích khoảng không gian tụ điện phẳng Tụ điện phẳng: εE w k8π Mật độ lượng điện trường: W CHƯƠNG II DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI + Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh dòng điện tính công thức (2) I = Δq/Δt đó Δq là điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng vật dẫn thời gian Δt Khi Δt nhỏ thì I là cường độ tức thời Theo toán học I tức thời chính là đạo hàm điện tích di chuyển theo thời gian (I = dq/dt = q’) + Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có có điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở I U R (A) Công thức UAB = IR Điện trở tương đương là điện trở thay cho hai hay nhiều điện trở cho cường độ đòng điện mạch chính không thay đổi (vẫn thỏa mãn định luật ôm: Rtd = U/I → I = U/Rtd) a Điện trở mắc nối tiếp Rtd = Rl + R2 + … + Rn I = Il = I2 = I3 = … = In U = Ul + U2 + … + Un b Điện trở mắc song song: 1 1 R td R1 R Rn I = Il + I2 + … + In U = Ul = U2 = … = Un c Điện trở dây đồng chất tiết diện đều: Rρ l S đó l là chiều dài dây dẫn (m), S: tiết diện dây dẫn (m²) + Đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện gọi là suất điện động ξ A |q| (đơn vị suất điện động là V) Công dòng điện là A = U.q = UIt (J) Công suất dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực công nó chính là công đơn vị thời gian P A U2 UI I R t R (đơn vị là W) Định luật Jun–Len–xơ A = Q = I²Rt = UIt = (U²/R)t Công nguồn điện là A = qξ = ξIt ξ: suất điện động nguồn (V); I: cường độ dòng điện (A); q: điện tích (C); t là thời gian (s) Công suất nguồn điện là P = ξI Công và công suất dụng cụ tỏa nhiệt – Công hay điện tiêu thụ: A = I²Rt – Công suất: P = RI² = U²/R = UI Công và công suất máy thu điện A’ = ξpIt Trong đó ξp đặc trưng cho khả biến đổi điện thành năng, hóa năng, máy thu điện và gọi là suất phản điện – Ngoài có phần điện mà máy thu điện nhận từ dòng điện chuyển thành nhiệt vì máy có điện trở rp Nhiệt lượng tỏa đó là Q’ = I²rpt – Vậy công mà dòng điện thực cho máy thu điện tức là điện tiêu thụ máy thu điện là A = A’ + Q’ = ξpIt + I²rpt – Suy công suất máy thu điện: P = A/t = ξpI + I²rp đó ξpI là công suất có ích; rpI² là công suất hao phí (3) H Ai P i A Ptp Hiệu suất Với máy thu điện ta có: H ξ p It UIt ξp U 1 rp I U Cường độ dòng điện mạch kín: tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch I ξ r R Ghi chú: * Có thể viết: ξ = (R + r)I = UAB + Ir Nếu I = (mạch hở) r ≈ thì ξ = U * Ngược lại R = thì I = ξ /r thì dòng điện có cường độ lớn; nguồn điện bị đoản mạch I * Nếu mạch ngoài có máy thu điện (ξp; rp) thì * Hiệu suất nguồn H ξ ξp R r rp Ai P U Ir R i 1 A Pξ ξ R r Định luật Ohm chứa nguồn máy phát: I UξAB r R Đối với nguồn điện ξ: dòng điện vào cực âm và từ cực dương Lưu ý chiều dòng điện từ A đến B thì dùng UAB, ngược lại thì phải dùng UBA = –UAB Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện: ξ, r R UξAB p I I A rp R Đối với máy thu ξp: dòng điện vào cực dương và từ cực âm UAB có dấu trên là tương ứng với chiều dòng điện từ A đến B qua mạch Công thức tổng quát định luật Ohm cho đoạn mạch gồm máy phát và thu ghép nối tiếp Uξ ξ p ξ, r ξp, rp R I AB I R r rp A Ghi chú: UAB có dấu cộng dòng điện từ A đến B và dòng điện ngược lại thì thay –UAB Dòng điện gặp cực dương trước thì pin là máy thu, gặp cực âm trước thì pin là nguồn Mắc nguồn điện thành bộ: a Mắc nối tiếp: ξ = ξ1 + ξ2 + + ξn và rb = r1 + r2 + + rn Nếu có n nguồn giống ξb = nξ, rb = nr b Mắc xung đối: ξb = |ξ1 – ξ2| và rb = r1 + r2 c Mắc song song nguồn giống ξb = ξ, rb = r / n d Mắc hỗn hợp đối xứng các nguồn giống m: là số nguồn dãy (hàng ngang); n: là số dãy (hàng dọc) ξb = mξ, rb = mr / n Tổng số pin nguồn: N = n.m CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG B B (4) m Biểu thức định luật Farađây: 1A It F n với F ≈ 96500 (C/mol) CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG Lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng điểm xét Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi 90° chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn Độ lớn (Định luật Am–pe) Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện cường độ I, có chiều dài l hợp với từ trường góc α là F = IBlsin α Giả sử có hệ n nam châm hay dòng điện có từ trường gây điểm M là B B1 B2 Bn B1 , B2 , , Bn Từ trường tổng hợp hệ M là Từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài B 2.10 I r Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn B 2π10 NI R đó R là bán kính khung dây dẫn (m); I là cường độ dòng điện (A); N là số vòng dây Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn B = 4π.10–7 nI n = N/ℓ là số vòng dây trên mét chiều dài gọi là mật độ vòng dây (vòng/m); N là số vòng dây, ℓ là chiều dài ống dây (m) Lực tương tác hai dây dẫn song song mang dòng điện F 2.10 I1I2 l r đó l là chiều dài đoạn dây dẫn, r là khoảng cách hai dây dẫn Lực Lo–ren–xơ f = |q|vB sin α; với α là góc tạo vector vận tốc và vector cảm ứng từ Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện M = IBS sin α với α là góc hợp bở vector cảm ứng từ và pháp tuyến khung dây M: Momen ngẫu lực từ (N.m); I: Cường độ dòng điện (A); B: Từ trường (T); S: Diện tích khung dây (m²) CHƯƠNG V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Từ thông qua diện tích S Φ = BS cos α; Φ = Li (Wb) Với L là hệ số tự cảm cuộn dây L = 4π.10–7.n²V (H) n = N/ℓ: số vòng dây trên đơn vị chiều dài Suất điện động cảm ứng mạch điện kín: ec ΔΦ Δt (V) – Độ lớn suất điện động cảm ứng đoạn dây chuyển động: ec = Bvl sin α (V) với α là góc hợp vector cảm ứng từ và vector vận tốc – Suất điện động tự cảm: e tc L Δi Δt (V) Năng lượng từ trường ống dây: W = Li² (J) Chương VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Định luật khúc xạ ánh sáng (5) sin i n 21 Biểu thức: sin r (*) Chiết suất n v1 n n21 = v c Nếu môi trường (1) là chân không và n2 = n thì n = v Hiện tượng phản xạ toàn phần là tượng mà đó tồn tia phản xạ mà không có tia khúc xạ Điều kiện để có tượng phản xạ toàn phần – Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ – Góc tới lớn góc giới hạn phản xạ toàn phần (i gh) Chương VII MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG I Lăng kính Các công thức lăng kính sin i = n sin r sin i’ = n sin r’ A = r + r’ D = i + i’ – A Khi có góc lệch cực tiểu: r’ = r = A/2; i’ = i = (D m + A)/2 Tia ló và tia tới đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc chiết quang A sin D A A n sin 2 Khi góc lệch đạt cực tiểu Dmin: II THẤU KÍNH MỎNG Khoảng cách f từ quang tâm đến các tiêu điểm chính gọi là tiêu cự thấu kính: f = OF = OF’ 1 Công thức thấu kính f d d ' Độ phóng đại ảnh k A ' B' d d AB * k > 0: Ảnh cùng chiều với vật * k < 0: Ảnh ngược chiều với vật Giá trị tuyệt đối k cho biết độ lớn tỉ đối ảnh so với vật – Công thức tính độ tụ thấu kính 1 D (n 1)( ) f R1 R Trong đó, n là chiết suất tỉ đối chất làm thấu kính môi trường đặt thấu kính; R1 và R2 là bán kính hai mặt thấu kính với qui ước: mặt lõm: R > 0; mặt lồi: R < 0; mặt phẳng: R vô cùng lớn Góc vật và suất phân ly mắt Các tính góc trông vật: tan α = AB / OA α là góc trông vật; AB là kích thước vật; AO là khỏang cách từ vật tới quang tâm O mắt – Năng suất phân ly mắt là góc trông vật nhỏ α hai điểm A và B mà mắt còn có thể phân biệt hai điểm đó Năng suất phân li mắt trung bình khoảng 1’ gần 3.10–4 rad – Sự lưu ảnh mắt là thời gian để võng mạc hồi phục lại sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian lưu ảnh vào khoảng 0,1 s KÍNH LÚP Các cách ngắm chừng: – Ngắm chừng cực cận (6) 1 1 DC f d d d OCC L – Ngắm chừng cực viễn: 1 1 DV f d d d OCV L Độ bội giác kính lúp α tan α α o tan α o với α là góc trông trực tiếp vật cực cận và tan α = AB/Đ o o Đ G k | d ' | L G k là độ phóng đại ảnh – Khi ngắm chừng cực cận Đ = L + |d’| d GC = kC = – d – Khi ngắm chừng cực viễn OCV = L + |d’| GV d 'Đ d OCV G Đ f – Khi ngắm chừng vô cực: G∞ có giá trị vào khoảng từ 2,5 đến 25 Giá trị độ bội giác vô cực ghi trên vành kính ví dụ X5 nghĩa là G ∞ = và Đ = 25 cm KÍNH HIỂN VI Độ bội giác kính ngắm chừng vô cực: G∞ = k1.G2∞ Độ bội giác G∞ kính hiển vi trường hợp ngắm chừng vô cực tích độ phóng đại k1 ảnh A1B1 qua vật kính với độ bội giác G2 thị kính G δ.Đ f1.f đó δ = F1’F2 gọi là độ dài quang học kính hiển vi Thường lấy Đ = 25 cm KÍNH THIÊN VĂN G Độ bội giác ngắm chừng vô cực: tanα f tanα o f (7)