Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện + Điểm đặt: Tại trung điểm đoạn dây dẫn đang xét.. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm được x
Trang 1ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP HK2 MÔN VẬT LÍ 11
NĂM HỌC 2020 – 2021
A LÝ THUYẾT CẦN NẮM CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG
1 Tính hút đẩy
- Hai nam châm cùng cực thì đẩy nhau, khác cực thì hút nhau (giống điện tích)
- Hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, ngược chiều thì hút nhau (khác điện tích)
2 Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện
+ Điểm đặt: Tại trung điểm đoạn dây dẫn đang xét
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ - tại điểm khảo sát
+ Chiều lực từ: 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 ra 90 o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn
3 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt
a Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài:
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm được xác định:
b Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn:
Vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây được xác định:
- Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây
- Chiều là chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung, ngón tay cái choải ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện
sin
B
- Điểm đặt tại điểm đang xét
- Phương tiếp tuyến với đường sức từ
- Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải
I: Cường độ dòng điện
Trang 2c Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn
Từ trường trong ống dây là từ trường đều Vectơ cảm ứng từ
được xác định
- Phương song song với trục ống dây
- Chiều là chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc
nắm tay phải
B 4 10 nI 4 10 I
: Số vòng dây trên 1m, N là tổng số vòng dây, là chiều dài ống dây
4 Từ trường của nhiều dòng điện
Nguyên lí chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm
ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy
BB B B
5 Lực Lorenxơ
a Lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường, kết quả là làm bẻ cong (lệch
hướng) chuyển động của điện tích
- Điểm đặt tại điện tích chuyển động
- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa v và B.
- Chiều tuân theo 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 ra 90o sẽ chỉ chiều của lực Lo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thì chiều ngược lại
- Độ lớn của lực Lorenxơ:f q vBsin0 với là góc tạo bởi v và B
b Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
B
N
n
Trang 3Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường (với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường)
Quỹ đạo của một hạt điện tích là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính:
Trang 4CHƯƠNG V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1 Từ thông qua diện tích S
- Số đường sức từ xuyên qua một mạch kín (C) gọi là từ thông:
BScos
Trong hệ SI, đơn vị từ thông là vêbe (Wb): 1Wb = 1T.1m2
Chú ý: Từ thông qua N vòng dây: NBScos
2 Cảm ứng điện từ
+ Khi từ thông qua một mạch kín (C) biến thiên thì trong (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng
+ Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua (C) Nói riêng, khi từ thông qua (C) biến thiên do một chuyển động nào đó gây ra thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên
+ Từ thông riêng qua ống dây: Φ = L.i
Với L là độ tự cảm của cuộn dây L = 4.10-7 S (H)
4 Năng lượng từ trường trong ống dây: W = 0,5L.i2 (J)
Trang 5= hằng số
3 Chiết suất của môi trường
a) Chiết suất tỉ đối: là tỉ số không đổi sin i 21
n sinr
b) Chiết suất tuyệt đối
- Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường
đó đối với chân không
+ Chiết suất của chân không là 1
+ Chiết suất của không khí gần bằng 1
+ Các môi trường trong suốt khác đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1
- Hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: 21 2
1
n n n
Trong đó: n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường (2)
n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường (1)
Chú ý:
- Hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường:
1 21 2
v
v
+ n21 < 1 thì r > i: Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn
Môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1)
+ n21 > 1 thì r < i: Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn
môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1)
Trang 6- Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối: Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt cho biết vận tốc truyền
ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần
4 Hiện tượng phản xạ toàn phần
a Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần
– Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn: n2 <
n1
– Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần (i i gh hay )
sinigh = n2/n1
b Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường:
Giống: Tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
Khác: Trong PXTP, cường độ chùm tia phản xạ bằng cường độ chùm tia tới, phản xạ thông thường, cường
độ chùm tia phản xạ yếu hơn
sinisini gh
Trang 7CHƯƠNG VII: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG
1 Lăng kính
a) Đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính:
Các tia sáng khi qua lăng kính bị khúc xạ và tia ló luôn bị lệch về phía đáy so với tia tới
b) Công thức của lăng kính:
* Trong trường hợp góc i1 và góc chiết quang A nhỏ (< 10o) thì: sini i, sinr r
a) Phân loại thấu kính
+ Thấu kính lồi (rìa mỏng) là thấu kính hội tụ (tạo ra chùm tia ló hội tụ khi chùm tia tới là chùm song song)
+ Thấu kính lõm (rìa dày) là thấu kính phân kì (tạo ra chùm tia ló phân kì khi chùm tia tới là chùm song song)
b) Đường đi của các tia sáng qua thấu kính hội tụ
– Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh
– Tia tới (b) đi qua tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục chính
– Tia tới (c) đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng
c) Đường đi của các tia sáng qua thấu kính phân kì
– Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló có đường kéo dài đi qua
tiêu điểm ảnh
– Tia tới (b) hướng tới tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục chính
– Tia tới (c) đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng
d) Quá trình tạo ảnh
+ Với thấu kính hội tụ: Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh thật, chỉ có
trường hợp vật thật nằm trong khoảng từ O đến F mới cho ảnh ảo
Trang 8+ Với thấu kính phân kì: Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh ảo, chỉ có trường hợp vật ảo nằm trong khoảng
từ O đến F mới cho ảnh thật
Trang 9Ảnh < vật
Chiều (so với vật)
Vật và ảnh:
+ Cùng chiều trái tính chất + Cùng tính chất trái chiều
* k > 0: Ảnh cùng chiều với vật * k < 0: Ảnh ngược chiều với vật
Giá trị tuyệt đối của k cho biết độ lớn tỉ đối của ảnh so với vật
g) Công thức đối với bài toán “Giữa vật và màn có 2 vị trí thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét trên màn”
Trang 10Thủy tinh thể là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được
Võng mạc như màn ảnh, sát đáy mắt nơi tập trung các tế bào nhạy sáng ở đầu các dây thần kinh thị giác Trên võng mạc có điểm vàng V rất nhạy sáng
Đặc điểm: d’ = OV = không đổi
để nhìn vật ở các khoảng cách khác nhau (d thay đổi) => f thay đổi (mắt phải điều tiết)
b) Sự điều tiết của mắt – điểm cực viễn C v - điểm cực cận C c
+ Sự điều tiết của mắt: Sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (và do đó thay đổi độ tụ hay tiêu cự của nó)
để làm cho ảnh của các vật cần quan sát hiện lên trên võng mạc
+ Điểm cực viễn C V : Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể thấy rõ được mà
không cần điều tiết (f = fmax)
+ Điểm cực cận C c : Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể thấy rõ được khi
đã điều tiết tối đa (f = fmin)
+ Giới hạn thấy rõ của mắt: Khoảng cách từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv
Mắt thường: fmax = OV, OCc = Đ = 25 cm; OCv =
c) Góc trông vật và năng suất phân ly của mắt
Sơ đồ mắt thu gọn
Trang 11+ Góc trông vật: α; tanα = AB/ℓ
AB: kích thước vật; = AO = khỏang cách từ vật tới quang tâm O của mắt
+ Năng suất phân ly của mắt: Là góc trông vật nhỏ nhất αmin giữa hai điểm A và B mà mắt còn có thể
phân biệt được hai điểm đó
+ Sự lưu ảnh trên võng mạc: là thời gian 0,1s để võng mạc hồi phục lại sau khi tắt ánh sáng kích thích
d) Các tật của mắt – Cách sửa
+ Cận thị: là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng mạc
fmax < OV; OCc < Đ ; OCv < => Dcận > Dthường
Sửa tật: nhìn xa được như mắt thường: phải đeo một thấu kính phân kỳ sao cho ảnh vật ở qua kính hiện lên ở điểm cực viễn của mắt
fk = -OCV
+ Viễn thị
Là mắt khi không điề tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc
fmax > OV; OCc > Đ; OCv: ảo ở sau mắt => Dviễn < Dthường
Nhìn vật ở vô cực phải điều tiết, điểm Cc ở xa mắt hơn bình thường
+ Cấu tạo: Gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ vài cm)
+ Độ bội giác của kính lúp
Trang 120 0
tanG
Lưu ý: Trên vành kính thường ghi giá trị
Ví dụ: Ghi 10x thì
5 Kính hiển vi
a) Định nghĩa: là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật nhỏ, với độ
bội giác lớn lơn rất nhiều so với độ bội giác của kính lúp
b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính:
- Vật kính O1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (vài mm), dùng để tạo ra một ảnh thật rất lớn của vật cần quan sát
- Thị kính O2 cũng là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm), dùng như một kính lúp để quan sát ảnh thật nói trên
Hai kính có trục chính trùng nhau và khoảng cách giữa chúng không đổi
Bộ phận tụ sáng dùng để chiếu sáng vật cần quan sát
c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực:
1 2
Đ.G
f f
= gọi là độ dài quang học của kính hiển vi
Người ta thường lấy Đ = 25 cm
6 Kính thiên văn
a) Định nghĩa: là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật ở rất xa (các
thiên thể)
b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính:
- Vật kính O1: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (vài m)
- Thị kính O2: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm)
Hai kính được lắp cùng trục, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được
c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực: 1
2
fGf
25( )
G
f cm
25
10 2, 5( )
Trang 13B BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG
Câu 1: Phát biểu nào dưới đây là đúng? Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện I đặt song song với đường
sức từ, chiều của dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ
A lực từ luôn bằng không khi tăng cường độ dòng điện
B lực từ tăng khi tăng cường độ dòng điện
C lực từ giảm khi tăng cường độ dòng điện
D lực từ đổi chiều khi ta đổi chiều dòng điện
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai? Một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I đặt trong từ trường đều thì
A lực từ tác dụng lên mọi phần của đoạn dây
B lực từ chỉ tác dụng vào trung điểm của đoạn dây
C lực từ chỉ tác dụng lên đoạn dây khi nó không song song với đường sức từ
D lực từ tác dụng lên đoạn dây có điểm đặt là trung điểm của đoạn dây
Câu 3: Một dây dẫn thẳng có dòng điện I đặt trong vùng không gian có từ trường đều như
hình vẽ Lực từ tác dụng lên dây có
A phương ngang hướng sang trái B phương ngang hướng sang phải
C phương thẳng đứng hướng lên D phương thẳng đứng hướng xuống
Câu 4: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và
A tác dụng lực hút lên các vật đặt trong nó
B tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó
C tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó
D tác dụng lực đẩy lên các vật đặt trong nó
Câu 5: Phát biểu nào sau đây là sai? Từ trường đều là từ trường có
A các đường sức song song và cách đều nhau B cảm ứng từ tại mọi nơi đều bằng nhau
C lực từ tác dụng lên các dòng điện như nhau D các đặc điểm bao gồm cả A và B
Câu 6: Một khung dây mang dòng điện I đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây
vuông góc với đường cảm ứng từ (hình vẽ) Kết luận nào sau đây là đúng về lực từ tác dụng
lên các cạnh của khung dây
A bằng không
B có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây
C nằm trong mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh và có tác dụng kéo dãn khung
D nằm trong mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh và có tác dụng nén khung
Câu 7: Chọn câu đúng trong các câu sau?
A Hai cực nam châm cùng tên thì hút nhau
B Hai dòng điện thẳng đặt gần nhau thì đẩy nhau
C Dòng điện không tác dụng lên nam châm thử
D Từ trường tác dụng lực lên các hạt mang điện chuyển động trong nó
Câu 8: Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài Khoảng cách từ M đến dòng điện bằng một nửa
khoảng cách từ N đến dòng điện Độ lớn của cảm ứng từ tại M và N là BM và BN thì:
Trang 14Câu 11: Một dòng điện có cường độ I = 5A chạy trong một dây dẫn thẳng dài đặt trong không khí Cảm
ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10–5T Điểm M cách dây một khoảng:
Câu 13: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau 10cm trong không khí, dòng điện chạy trong hai dây
có cùng cường độ 5A ngược chiều nhau Cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dòng điện một khoảng 10cm
Câu 16: Khung dây dẫn hình vuông cạnh a = 20cm gồm có 10 vòng dây, dòng điện chạy trong mỗi vòng
dây có cường độ I = 2A Khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2T, mặt phẳng khung dây chứa các đường cảm ứng từ Mômen lực từ tác dụng lên khung dây có độ lớn là:
A 0 Nm B 0,016 Nm C 0,16 Nm D 1,6 Nm
Câu 17: Dây dẫn mang dòng điện không tác dụng lực từ với
A một đoạn dây dẫn kim loại song song, đặt gần nó
B một nam châm nhỏ, đứng yên đặt gần nó
C một nam châm nhỏ, chuyển động đặt gần nó
D một hạt mang điện chuyển động song song với nó
Câu 18: Chọn câu sai trong các câu sau?
A Qua mỗi điểm trong không gian có từ trường, ta chỉ vẽ được một đường sức từ
B Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức thưa, nơi nào từ trường yếu thì đường sức mau hơn
C Các đường sức từ của một từ trường đều là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau
D Các đường mạt sắt của từ phổ cho ta biết hình dạng của đường sức từ
Câu 19: Chọn câu đúng trong các câu sau?
A Nam châm tác dụng lực từ lên dòng điện, nhưng dòng điện không tác dụng lực từ lên nam châm
B Hai điện tích cùng dấu đẩy nhau, và hai dòng điện song song cùng chiều đẩy nhau
C Xung quanh một nam châm thẳng, đứng yên hoặc chuyển động đều có từ trường
D Nam châm đặt gần dây dẫn sẽ chịu tác dụng của lực từ do từ trường của nó gây ra
Câu 20: Chọn câu đúng trong các câu sau? Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện
đặt trong từ trường đều
A không phụ thuộc vào độ dài đoạn dây B tỉ lệ thuận với điện trở của đoạn dây
C không phụ thuộc vào độ lớn cảm ứng từ D tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây
Câu 21: Chọn câu sai trong các câu sau? Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện chạy qua có
phương
C vuông góc với đoạn dây dẫn và đường sức từ D tiếp tuyến với đường sức từ