10.3. Định luật Ôm tổng quát.
Định luật Ôm tổng quát cho đoạn mạch là:IR12=(V V1− 2)+E (10-6) Với R12 là điện trở của đoạn mạch 1 – 2 , V1 – V2 là hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch 1 – 2 , E là suất điện động trên đoạn mạch này.
Trong biểu thức của định luật Ôm tổng quát tích IR12 được gọi là độ giảm điện thế trên
đoạn mạch 1 – 2 . Kí hiệu độ giảm điện thế là U12 thì ta có: U12 =IR12 = − +V V1 2 E (10-7)
10.4. Định luật Jun
Ta biết rằng vật dẫn sẽ nóng lên khi dòng điện chạy qua. Năm 1840 hai nhà bác học Jun (Joule, người Anh) và Lenxơ (Lentz, người Nga) đã tìm ra bằng thực nghiệm công thức xác định nhiệt lượng Q toả ra trên vật dẫn có điện trở R khi có dòng điện I chạy qua nó trong thời gian t:
2
Q RI t= (10-8)
Nếu dòng điện biến i đổi theo thời gian ta có thể tính được nhiệt lượng toả ra trên đoạn mạch có điện trở R sau thời gian t: 2
0
t
Q=∫Ri tdt. Từ đó ta có công thức tính công suất toả nhiệt trên vật dẫn là: P Q RI2.
t
= =
10.5. Các định luật Kirchhoff (Kiêcxôp)
10.5.1. Mạch phân nhánh
Xét mạch phân nhánh như trong hình vẽ. Ta có các khái niệm sau đây:
- Nút: là điểm hội tụ của một nhóm gồm ít nhất ba dây dẫn. (nút A, B, C, D)
- Nhánh: là đoạn mạch không phân nhánh trên đó có các dòng điện đi qua (nhánh có dòng I1, I2…), trên mỗi nhánh đều có nguồn điện, điện trở là dụng cụ tiêu thụ điện. - Mắt mạng (mạch vòng): Mạch kín bất kì tách ra từ một mạch điện phân nhánh (mắt
mạng ABCDA, ABDA, DBCD). 10.5.2. Các định luật Kirchhoff
- Định luật Kirchhoff 1 (định luật về nút): - Định luật Kirchhoff 2 (định luật về mắt mạng):
Lưu ý: khi áp dụng định luật về mắt mạng phải tuân theo các quy ước về dấu : suất điện động mang dấu dương nếu chiều từ cực âm sang cực dương của nó trùng với chiều f, và dòng điện mang dấu dương nếu chiều đi của nó trùng với chiều f, và ngược lại.
10.5.3. Giải bài toán dựa vào định luật Kirchhoff
- Bước 1: giả sử chiều của dòng điện chạy trong mạch và các cực của các nguồn điện (nếu chưa biết).
- Bước 2: Lập phương trình chứa các ẩn số cần tìm (nếu có n ẩn thì phải lập n phương trình) dựa vào định luật Kirchhoff 1 và 2 để lập các phương trình này. Lưu ý trong một mắt ta phải chọn chiều f của mắt.
*) Tài liệu học tập chương 10
1. Lương Duyên Bình(1999),Vật lý đại cương, tập 2, Nhà Xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
2. Lương Duyên Bình (2001), Bài tập vật lí đại cương, tập 2, Nhà Xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
*) Câu hỏi, bài tập và đề tài thảo luận chương 10
Câu 1. Các khái niệm về cường độ dòng điện và mật độ dòng điện.
Câu Biểu thức của định luật Ôm cho đoạn mạch và định luật Ôm tổng quát.
Câu 3. Nguồn điện là gì? Công và công suất điện được xác định như thế nào?
Câu 4. Biểu thức của định luật Joule. Ý nghĩa của định luật ?
Câu 5. Nội dung của các định luật Kirchhoff. Áp dụng định luật vào các bài toán cụ thể.
Bài 10.1. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 10.3:
Bài 10.2 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.4. Cho biết R1=R2=R3=R và các vôn kế giống nhau. Vôn kế V1 chỉ giá trị U1=10 V, vôn kế V3 chỉ U3=8V. Tìm số chỉ của vôn kế V2.
Bài 10.3. Tính điện lượng đi qua tiết diện của một dây dẫn trong trường hợp: a. Dòng điện chạy trong dây tăng dần từ 0 đến 3A trong khoảng thời gian 10s;
b. Dòng điện giảm dần từ 18 đến 0 A. Biết cứ sau 0,01s thì cường độ giảm đi một nửa.
Bài 10.4. Một nguồn điện được mắc với mạch ngoài gồm một điện trở R mắc nối tiếp với hai ampe kế. Khi hai ampe kế mắc song song thì chúng chỉ 2A và 3 A. Khi chúng mắc nối tiếp thì chúng chỉ 4A. Tính cường độ dòng điện khi không mắc ampe kế.
Bài 10.5. Hai nguồn điện có suất điện động E1 và E2
được mắc song song với nhau và nối với mạch ngoài có điện trở thuần R như trong hình 10.5.
I I1 I1 I2 I3 I4 I5 s 3R R A R 3R 2R B C Hình 10.3 R1 R2 R3 V1 V2 E Hình 10.4 V3 E1 I1 E2 R I2 I A B
a. Xác định cường độ dòng điện qua R và qua các nguồn.
b. Tìm suất điện động Eb và điện trở rb tương đương với bộ nguồn đó. Trường hợp đặc biệt: E1 = E2 và r1 = r2.
CHƯƠNG 11
Từ trường – cảm ứng điện từ
Số tiết: 03 (Lý thuyết: 2 tiết; bài tập, thảo luận:1 tiết)
*) Mục tiêu:
1. Hiểu về sự tương tác của từ giữa dòng điện với dòng điện, giữa dòng điện với nam châm, định luật Biot Savart, định lí Gauss với từ trường, định lí Ampère về lưu số của véc tơ cảm ứng từ, lực Lorentz.
2. Hiểu và giải thích được hiệu ứng Hall và hiện tượng cảm ứng điện từ