Công thức lý

Công thức định nghĩa cường độ dòng điện : Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh của dòng điện được tính bởi: q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn ∆t: t

Chương I : ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG

1 Điện tích

• Có hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm

• Điện tích kí hiệu là q, đơn vị Culông ( C )

2 Điện tích nguyên tố có giá trị : e = 1,6 10-19

7 Lực điện trường tác dụng lên điện tích q 0 nằm trong điện trường :

9.10 N m

k

C

=

Chiều: E ur hướng xa q nếu Q > 0;

E ur hướng vào q nếu Q < 0;

9 Công thức nguyên lý chồng chất điện trường :

C tính bằng Fara (F)micrôFara 1 µ F = 10–6FnanôFara 1 nF = 10–9FpicôFara 1 pF =10–12F

14 Công thức điện dung của tụ điện phẳng

theo cấu tạo:

ε π

.4

S C

Nếu có n tụ giống nhau mắc ssong : Q = nQ1 ; C = nC1

Mạch mắc song song là mạch phân điện tích :

Q1 = 1

1 2

C Q

n

=Mạch mắc nối tiếp là mạch phân chia hiệu điện thế

2 1

C2

C1

17 Tụ điện tích điện có tích luỹ năng lượng dạng năng lượng điện

= 92 9.10 8

E

19 Mật độ năng lượng điện trường:

ε π

= 92

9.10 8

E W

Chương II DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

1 Công thức định nghĩa cường độ dòng điện :

Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh của dòng điện được tính bởi:

q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn

∆t: thời gian di chuyển(∆t→0: I là cường độ tức thời)

Đối với dòng điện không đổi, cường độ của dòng điện này có thể tính bởi:

q

I = t

2.Định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ có R

I = U

R (A)  Điện trở theo cấu tạo : R l

S

ρ

=

ρ: điện trở suất, đơn vị : Ω.m

 Sự phụ thuộc của điện trở theo nhiệt độ :

R2 =R1[1+α(t2−t1)]

α : hệ số nhiệt điện trở, đơn vị : K-1, độ-1

• Nếu có R và I, có thể tính hiệu điện thế như sau :

U = VA - VB = I.R ; I.R: gọi là độ giảm thế (độ sụt thế hay sụt áp) trên điện trở

• Công thức của định luật ôm cũng cho phép tính điện trở:

 Nếu n điện trở giống nhau nối tiếp : U b =nU ,

m

U

I = R

RIU

l: chiều dài dây dẫn (m)

S: tiết diện dây dẫn (m2)

2 Công thức định nghĩa hiệu điện thế:

= MN MN

A U

q (A : công của lực điện trường)

3.Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện:

++) Điện năng tiêu thụ và công suất của dụng cụ toả nhiệt:

-điện năng tiêu thụ A R I t 2 U2 t

* dụng cụ toả nhiệt

* máy thu điện

A’: phần điện năng chuyển hóa thành năng lượng khác không phải

nhiệt

- Ngoài ra cũng có một phần điện năng mà máy thu điện nhận từ dòng điện được chuyển thành nhiệt vì máy có điện trở trong rp

Q’ = r p I 2 t

- Vậy công mà dòng điện thực hiện cho máy thu điện tức là điện năng tiêu

thụ bởi máy thu điện là:

a Công:Công của nguồn điện là công của lực lạ khi làm di chuyển các

điện tích giữa hai cực để duy trì hiệu điện thế nguồn A = q.E = E

.I.t (J)

Điện năng có ích Điện năng tiêu thụ

công suất có ích công suất tiêu thụ

I

E: suất điện động (V)I: cường độ dòng điện (A)

I =

d.Suất điện động của nguồn điện

Sđđ E được tính bởi: E = q A (đơn vị của E là V)

trong đó : A là công của lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực này sang cực kia của nguồn điện

|q| là độ lớn của điện tích di chuyển

5 ĐỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH

*Cường độ dòng điện trong mạch kín:

- tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện

- tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch

I

r R

= +

E

* Nếu mạch ngoài có máy thu điện (E p ;r P ) thì định luật ôm trở thành:

p p

I

R r r

= + +

E -E

AB

AB

E,r

R

I

I

* Hiệu suất của nguồn điện:

(%) U 1 r I

a Công:Công của dòng điện là công của lực điện thực hiện khi làm di

chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch

b Công suất :Công suất của dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công

của nó Đây cũng chính là công suất điện tiêu thụ bởi đoạn mạch

P A U I.

t

= = (W)

c Định luật Jun - Len-xơ:Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R, công

của lực điện chỉ làm tăng nội năng của vật dẫn Kết quả là vật dẫn nóng lên

và toả nhiệt

2 2

. U

R

= = = × (J)

d Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ bởi một đoạn mạch

Ta dùng một ampe - kế để đo cường độ dòng điện và một vôn - kế để đo hiệu điện thế Công suất tiêu thụ được tính hởi:

- Người ta chế tạo ra oát-kế cho biết P nhờ độ lệch của kim chỉ thị

7 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VƠI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN

a.Định luật Ohm chứa nguồn (máy phát):

AB U I

r R

+

= +

E

Đối với nguồn điện E: dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực

dương.

IU

I

UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch (UAB = - UBA).

b.Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện:

AB p p

U I

−

= +

E

Đối với máy thu E p: dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm

UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch.

c.Công thức tổng quát của định luật Ohm cho đoạn mạch gồm máy phát và thu ghép nối tiếp:

AB p

p

U I

+ −

= + ∑ ∑+

 I > 0: Chiều dòng điện cùng chiều đã chọn

I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều đã chọn

Đặc biệt : nếu có n nguồn giống nhau mắc nối tiếp :

c.Mắc song song bộ nguồn :

Giả sử có n nguồn giống nhau mắc song song

b

b

E = E r

r = n

b

b

r r n

1 Suất điện động nhiệt điện

• F=96.500C/mol là số Faraday – là hằng số đối với mọi chất.

• A: khối lượng mol nguyên tử của chất giải phóng ở điện cực

• N là hoá trị của chất giải phóng ở điện cực

Con lắc lò xo

1 Cấu tạo:

- Con lắc lò xo gồm một là xo có độ cứng k (N/m) có khối lượng không đáng kể, một đầu cố định, đầu còn lại gắng vào vật có khối lượng m.

- Điều kiện để con lắc lò xo dao động điều hòa là bỏ qua ma sát, lực cản và vật dao động trong giới hạn đàn hồi.

2 Phương trình dao động của con lắc lò xo

x = Acos (ωt + φ) (cm)

Với:

• x: li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng (cm)

• A: Biên độ dao động hay li độ cực đại (cm)

• ω : tần số góc của dao động (rad/s)

• φ : pha ban đầu của dao động (t = 0)

• (ωt + φ) : pha dao động tại thời điểm t (rad)

3 Năng lượng dao động của con lắc lò xo

♦ Động năng:

♦ Thế năng (thế năng đàn hồi của lò xo):

♦ Cơ năng:

Đơn vị : k (N.m); m (kg); x (m); A (m)

4 Các dạng dao động của con lắc lò xo

4.1 Con lắc lò xo chuyển động trên mặt phẳng ngang.

Đặc điểm:

- Lực đàn hồi tác dụng lên lò xo chính là lực hồi phục với

4.2 Con lắc lò xo chuyển động thẳng đứng.

Đặc điểm:

- Tại vị trí cân bằng lò xo biến dạng (giãn hoặc nén) một đoạn được cho bởi biểu

thức tính chu kỳ tần số dao động của con lắc lò xo trong trường hợp này:

- Chiều dài tại vị trí cân bằng, chiều dài cực đại, cực tiểu của lò xo trong quá trình vật dao động:

• Chiều dài tại VTCB:

• Chiều dài cực đại :

• Chiều dài cực tiểu :

• Phương : cùng phương chuyển động của vật.

• Chiều : luôn hướng về phía vị trí cân bằng.

Chú ý :

Việc chọn dấu + hay – trong công thức trên phụ thuộc vào việc lò xo bị dãn hay nén và chiều dương mà ta chọn như thế nào.

Các trường hợp đặc biệt:

- Lực đàn hồi cực đại :

- Lực đàn hồi cực tiểu :

Chú ý : Nếu đề bài cho biết tỉ số thì ta hiểu là

4.3 Con lắc lò xo chuyển động trên mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang Đặc điểm :

- Chiều dài của lò xo tại vị trí cân bằng cũng như chiều dài cực đại và cực tiểu tính tương

tự như trường hợp vật chuyển động thẳng đứng.

5 Cắt ghép lò xo

5.1 Lò xo ghép song song:

Sơ đồ ghép : Lò xo 1 – vật – lò xo 2.

Nếu cùng treo một vật có khối lượng m vào lò xo 1, lò xo 2 và hệ lò xo thì ta có:

5.2 Lò xo ghép nối tiếp:

Sơ đồ ghép : Lò xo 1 – lò xo 2 – vật.

Công thức tính : Gọi k là độ cứng tương đương của hệ lò xo, khi đó

Nếu cùng treo một vật có khối lượng m vào lò xo 1, lò xo 2 và hệ lò xo thì ta có:

5.3 Cắt lò xo:

*Chú ý : Gắn lò xo có độ cứng k vào vật khối lượng m1 được chu kỳ T1 , vào vật khối lượng

I CON LẮC LÒ XO

1 Phương trình dao động: x=Acos( ω ϕt+ )

2 Phương trình vận tốc: '; sin( ) cos( )

e Pha ban đầu: ϕ

Chú ý: Tìm ϕ, ta dựa vào hệ phương trình 0

0

cos sin

m

P r

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua VTCB x0 =0 theo chiều dương v0 >0: Pha ban đầu

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua biên dươngx0 =A: Pha ban đầu ϕ =0

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua biên âmx0 = −A: Pha ban đầu ϕ π=

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua vị trí 0 2

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua vị trí 0 2

u u'

1

1 -1

2

1

2

2 2

5 Phương trình độc lập với thời gian:

4 2

a v

A Chú ý:

2

: Vật qua vị trí cân bằng

: Vật ở biên

M M

Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục là như nhau

đh hp

F =F .

7 Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình

a Thời gian: Giải phương trình x i=Acos( ωt i+ ϕ ) tìm t i

- Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng (li độ bằng khơng), bằng khơng khi ở

biên (li độ cực đại).

b Quãng đường:

Neáu thì

4 Neáu thì 2

2 Neáu thì 4

4 Neáu thì 4 2

a Động năng: 1 2 1 2 2sin (2 ) sin (2 )

II CON LẮC ĐƠN

1 Phương trình li độ góc: α α = 0 cos( ω ϕt+ ) (rad)

2 Phương trình li độ dài: s=s0 cos( ω ϕt+ )

3 Phương trình vận tốc dài: v ds s v'; s0 sin( t )

= = = =

d Pha dao động: (ω ϕt+ )

e Pha ban đầu: ϕ

Chú ý: Tìm ϕ, ta dựa vào hệ phương trình 0

0

cos sin

4 2

a v s

lực hồi phục luôn hướng vào vị trí cân bằng

8 Năng lượng trong dao động điều hòa: E E= ñ+E t

Lực căng dây: τ =mg(3 cos α − 2 cos α 0 )

9 Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn:

a Theo độ cao (vị trí địa lí):

2 0

F P a g g g a

πα

Chu kì tăng hay giảm theo %: 2 1

1 100%

T T T

g

−

III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

1 Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hịa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha khơng

đổi x1=A1cos(ω ϕt+ 1) và x2 =A2cos(ω ϕt+ 2) Dao động tổng hợp

Hai dao động cùng pha 2 :

Hai dao động ngược pha (2 1) :

Hai dao động vuông pha (2 1) :

2 Hai dao động có độ lệch pha :

Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm

2 Dao động cưỡng bức: fcưỡng bức = fngoại lực Cĩ biên độ phụ thuộc vào biên độ của

ngoại lực cưỡng bức, lực cản của hệ, và sự chênh lệch tần số giữa dao động cưỡng bức và dao động riêng.

3 Dao động duy trì: Cĩ tần số bằng tần số dao động riêng, cĩ biên độ khơng đổi.

4 Sự cộng hưởng cơ:

0

0 Max 0

Điều kiện làm A A lực cản của môi trường

5 Các đại lượng trong dao động tắt dần :

- Quảng đường vật đi được đến lúc dừng lại: S =

g

A mg

= 4 2ω

Ak A

−

DAO ĐỘNG TỰ DO DAO ĐỘNG DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨCSỰ CỘNG HƯỞNG

Lực tác dụng *Do t/d của nội lực tuần hoàn *Do t/d của lực cản

( do ma sát) *Do t/d của ngoại lực tuần hoàn Biên độ A * Phụ thuộc đk ban đầu * Giảm dần theo thời gian *Phụ thuộc biên độ của ngoại

lực và hiệu số Chu kì T

(hoặc tần số f)

* Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài.

*Không có chu kì hoặc tần số do không tuần hoàn

*Bằng với chu kì ( hoặc tần số) của ngoại lực tác dụng lên hệ

Hiện tượng đặc

biệt trong DĐ Không có Sẽ không dao động khi masat quá lớn * Sẽ xãy ra HT cộng hưởng (biên độ A đạt max)khi tần số

0

cb

f = f

Ưùng dụng *Chế tạo đồng hồ quả lắc.

*Đo gia tốc trọng trường của trái đất.

*Chế tạo lò xo giảm xóc trong ôtô, xe máy *Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác xa tần số

của máy gắn vào nó.

*Chế tạo các loại nhạc cụ