Lý thuyết và bài tập môn Vật lí 9_Học kì II

TÀI LIỆU BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Giáo viên Mai Quang Hưởng BÀI 28 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU I – Cấu tạo và phân loại động cơ điện một chiều 1) Cấu tạo chung Động cơ điện một chiều có cấu tạo gồm hai bộ phận ch.

BÀI 28: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

I – Cấu tạo và phân loại động cơ điện một chiều

1) Cấu tạo chung

Động cơ điện một chiều có cấu tạo gồm hai bộ phận chính là:

• Bộ phận đứng yên là một nam châm vĩnh cửu (Stato)

• Bộ phận quay là một khung dây (Rôto)

Ngoài ra để hoạt động được thì động cơ cần có một bộ để truyền điện vào khung dây gọi là

bộ góp điện, gồm hai vành khuyên và hai chổi quét.

2) Hoạt động

Khi cung cấp điện vào cho khung dây thì có lực từ tác dụng làm cho khung dây quay

Động cơ điện là thiết bị biến đổi điện năng thàng cơ năng.

II – Động cơ điện một chiều trong kỹ thuật

• Trong kỹ thuật, để tăng công suất của động cơ thì:

o Nam châm vĩnh cửu được thay bằng nam châm điện mạnh

o Khung dây được thay bằng nhiều khung dây mắc vào một khung thép kỹ thuật

III - Ứng dụng của động cơ điện một chiều

BÀI TẬP

1. Giải thích vì sao khi chế tạo một động cơ có công suất lớn người ta dùng nam châm điện mà

không dùng nam châm vĩnh cửu

2. Nêu cấu tạo và nhiệm vụ của bộ góp điện trong động cơ điện một chiều có cuộn dây quay

BÀI 31 - 32: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ĐIỀU KIỆN XUẤT HIỆN DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG

I – Hiện tượng cảm ứng điện từ

1) Thí nghiệm tạo ra dòng điện xuất hiện trong mạch kín (SGK)

2) Kết luận

• Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây khi:

o Tịnh tiến nam châm hoặc cuộn dây tương đối so với nhau

o Đặt cuộn dây trong một từ trường biến đổi

• Dòng điện xuất hiện trong mạch kín như trên gọi là dòng điện cảm ứng Hiện tượng

trên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

II – Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín

1) Sự thay đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây.

• Khi dịch chuyển nam

châm lại gần cuộn dây

• Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây biến thiên tăng

Xuất hiện dòng điện cảm ứng

• Khi dịch chuyển nam

châm ra xa cuộn dây

• Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây biến thiên giảm

Xuất hiện dòng điện cảm ứng

2) Kết luận

• Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong thời gian số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn

dây tăng hoặc giảm (biến thiên)

• Suy ra điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín là: Số đường sức từ

xuyên qua mạch kín đó phải biến thiên.

3) Cách làm cho số đường sức từ biến thiên

• Tịnh tiến nam châm hoặc cuộn dây tương đối so với nhau

• Xoay nam châm trước cuộn dây

• Đặt cuộn dây trong từ trường biến thiên

BÀI 33 - 34: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

I – Dòng điện xoay chiều

1) Chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch kín: Trong thí nghiệm ở bài trước, khi tịnh tiến

nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây thì các bóng đèn led đỏ, xanh luôn phiên sáng lên

Chứng tỏ dòng điện trong mạch đổi chiều

2) Định nghĩa dòng điện xoay chiều: Là dòng điện có chiều luân phiên thay đổi theo thời

gian

3) Ký hiệu: Dòng điện xoay chiều có ký hiệu là AC (VD: AC 220V)

4) Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều

• Đo cường độ dòng điện xoay chiều dùng Ampe kế xoay chiều.

• Đo hiệu điện thế xoay chiều dùng Vôn kế xoay chiều

II – Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

• Quay đều nam châm trước cuộn dây

• Cho cuộn dây quay đều trong từ trường của nam châm

III – Máy phát điện xoay chiều

1) Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính là:

• Phần đứng yên là một nam châm vĩnh cửu (Stato) có nhiệm vụ tạo ra từ trường

• Phần quay là một khung dây dẫn (Rôto) có nhiệm vụ tạo ra dòng điện

Chú ý: Để lấy điện ra ngoài người ta dùng một bộ góp điện gồm 2 vành khuyên và 2 chổi

quét

2) Nguyên lý hoạt động: Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng

điện từ

3) Sự biến đổi năng lượng: Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng.

4) Máy phát điện trong kỹ thuật: Trong công nghiệp, để máy phát điện có công suất lớn hơn

người dùng loại máy phát điện có Rôto là nam châm, Stato là cuộn dây Theo đó:

• Rôto là nam châm điện mạnh với nhiều cặp cực S - N

• Stato gồm nhiều cuộn dây đặt đối xứng nhau và mắc nối tiếp với nhau

5) Máy phát điện trong thực tế

6) Làm quay Rôto máy phát điện

• Dùng động cơ nổ

• Dùng sức nước (thuỷ điện)

• Dùng sức gió (phong điện)

• Dùng sức của hơi nước khi nung nồi hơi (Nhiệt điện, điện hạt nhân)

BÀI TẬP

1. So sánh điểm giống và khác nhau của Đinamô xe đạp và máy

phát điện xoay chiều trong kĩ thuật

2. Nối hai cực của hai cực của bóng đèn vào hai cực của máy phát

điện xoay chiều Khi quay nam châm của máy ta thấy bóng đèn

cháy nhấp nháy nghĩa là trong khung dây có dòng điện xoay

chiều Dòng điện đó xuất hiện là vì:

A. Từ trường trong cuộn dây luôn tăng

B. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luôn tăng

C. Từ trường trong lòng cuộn dây không biến đổi

D. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm.

3. Trong máy phát điện, Roto hoạt động thế nào khi máy làm việc?

A. Luôn đứng yên

B. Luôn quay quanh trục theo một chiều nhất định

C. Luôn chuyển động như con thoi

D. Luân phiên đổi chiều

4. Máy phát điện bắt buộc phải có các bộ phận chính nào để máy làm việc

A. Nam châm và cuộn dây

B. Cuộn dây và lõi sắt

C. Nam châm và dây dẫn

D. Nam châm vĩnh cửu, dây dẫn và lõi sắt non

BÀI 35: TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (Thuyết trình)

Cũng như dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều cũng có các tác dụng nhiệt, tác dụng

quang, tác dụng từ

1) Tác dụng nhiệt: Thể hiện khi dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn đều làm vật nóng lên.

Ứng dụng của tác dụng này trong đời sống như bàn ủi điện, ấm điện, máy sấy điện, lò nướng

điện…

2) Tác dụng phát sáng (quang): Thể hiện khi dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn thì

làm cho bóng đèn phát sáng Ứng dụng của tác dụng này trong đời sống là các loại bóng

đèn…

3) Tác dụng từ: Thể hiện khi dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn, nó tác dụng lực từ lên

dòng điện khác và nam châm đặt gần nó Tuy nhiên khác với dòng điện điện một chiều, lực

từ sẽ đổi chiều luân phiên theo sực đổi chiều của dòng điện xoay chiều Ứng dụng của tác

dụng này trong đời sống như chuông điện xoay chiều, nam châm điện …

BÀI 36: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

I – Hao phí khi truyền tải điện năng đi xa

1) Nguyên nhân gây ra hao phí điện: do đường dây tải có điện trở nên một phần điện năng bị

biến đổi thành nhiệt năng gây ra hao phí điện

2) Công suất hao phí trên đường dây tải: Công suất hao phí trên dây tải tỷ lệ thuận với điện

trở của dây và tỷ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế ở hai đầu dây

o Php: Công suất hao phí (W)

o Pph: Công suất phát điện của máy phát (W)

o R: Tổng điện trở của dây tải (Ω)

o U: Hiệu điện thế ở hai đầu dây tải (V)

II – Cách làm giảm hao phí điện khi truyền tải

Do công suất hao phí trên dây tải tỷ lệ thuận với điện trở của dây và tỷ lệ nghịch với bình

phương hiệu điện thế ở hai đầu dây nên ta có 2 cách để làm giảm hao phí như sau:

1) Giảm điện trở của dây tải:

• Điện trở dây tải tính bởi công thức:

• Muốn giảm điện trở ta cần tăng tiết diện S của dây tải

• Khuyết điểm là tốn nhiều vật liệu, hệ thống truyền tải phải lớn

2) Tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải:

• Ưu điểm là khi tăng hiệu điện thế lên n lần thì công suất hao phí giảm n2 lần

• Yêu cầu là cần phải có máy để tăng hiệu điện thế (máy biến thế) mới áp dụng được.

3) Chú ý:

• Trong thực tế thì dùng cách tăng hiệu điện thế là tốt nhất

• Đường dây truyền tải điện lớn nhất nước ta có hiệu điện thế là 500 000 (V)

BÀI TẬP

1. Vì sao khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây tải người ta phải dùng đến 2 máy biến thế đặt

ở hai đầu đường dây ?

2. Khi truyền đi cùng một công suất điện mà muốn giảm hao phí trên đường dây tải điện thì

dùng cách nào trong 2 cách dưới đây là có lợi hơn ? Vì sao ?

- Giảm điện trở của đường dây tải 10 lần

- Tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải lên 10 lần

3. Đường dây tải điện từ huyện về xã dài 10 km truyền đi một dòng điện có cường độ 200 A

Dây dẫn bằng đồng cứ 1 km thì có điện trở 0,02 Ω Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên

dây ĐS: 16000W

4. Một nhà máy phát điện có công suất 340 MW Khoảng cách cần truyền tải là 100 km, biết

rằng cứ 1 km dây tải có điện trở 0,1 Ω Muốn công suất hao phí là 9 MW thì cần đặt vào hai

đầu dây tải một hiệu điện thế bao nhiêu ?

ĐS: gần 500 000 V

5. Trong một dự án truyền tải điện năng đi xa, người ta đưa ra hai phương án Một là dùng dây

dẫn có tiết diện 1 cm2 và đặt vào hai đầu đường dây một hiệu điện thế 200000 V Hai là dùng

dây dẫn có tiết diện 2 cm2 và đặt vào hai đầu dây tải một hiệu điện thế 100000 V Dùng

phương án nào thì công suất hao phí ít hơn và ít hơn bao nhiêu lần ? Gợi ý: giải Bài toán

bằng cách lập tỉ số.

BÀI 37: MÁY BIẾN THẾ

I – Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế

1) Cấu tạo máy biến thế: Gồm hai cuộn dây có số vòng N1 và N2 có số vòng khác nhau được

mắc vào cùng một khung thép kỹ thuật

• Cuộn dây đặt hiệu điện thế đầu vào: cuộn sơ cấp N1

• Cuộn dây thu được hiệu điện thế đầu ra: cuộn thứ cấp N22) Hoạt động: Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều U1 thì ta thu được

hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu cuộn dây thứ cấp U2

3) Phân loại máy biến thế:

• Nếu U2 > U1 thì gọi là máy tăng thế

• Nếu U2 < U1 thì gọi là máy giảm thế

II – Công thức máy biến thế

1) Hệ thức máy biến thế

Máy biến thế lý tưởng hoạt động tuân theo hệ thức sau:

o U1 và U2: Hiệu điện thế đầu vào và đầu ra (V)

o N1 và N2: Số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp (vòng)2) Nhận xét

• Máy tăng thế N2 > N1

• Máy giảm thế N2 < N1

III – Máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa

• Khi truyền tải điện năng đi xa người ta dùng cả hai loại máy biến thế:

o Máy tăng thế: Mục đích là để giảm hao phí điện.

o Máy giảm thế: Mục đích là để cho nơi tiêu thụ sử dụng điện

IV – Máy biến thế trong đời sống

BÀI TẬP

1. Máy biến thế có thể hoạt động dưới hiệu điện thế không đổi được không ? Vì sao ?

2. Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có 8000 vòng, cuộn thứ cấp có 400 vòng a. Máy biến áp như trên là loại máy biến áp tăng thế hay hạ thế b. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220 V Hãy tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp ĐS: 11 V

3. Một máy phát điện xoay chiều được gắn ở một khu dân cư Máy có thể cho một hiệu điện thế xoay chiều ở hai cực của máy là 4000 V Muốn tải điện đến khu dân cư khác người ta đã tăng thế lên 36000 V a) Hỏi người ta phải dùng một máy biến thế có số vòng hai cuộn theo tỷ lệ nào ? ĐS: 1/9 b) Cuộn dây nào mắc vào hai cực của máy phát điện ?

4. Một máy biến thế đặt ở đầu đường dây tải điện dùng để tăng thế có số vòng lần lượt là 3000 và 18000 vòng Hiệu điện thế ở hai cực máy phát điện là 5000 V Tìm hiệu điện thế ở hai đầu đường dây tải điện ĐS: 30000 V

5. Một nhà máy phát điện có công suất 340 MW Khoảng cách cần truyền tải là 100 km, biết rằng cứ 1 km dây tải có điện trở 0,1 Ω a) Nếu hiệu điện thế ở hai đầu dây tải là 100 kV thì công suất hao phí là bao nhiêu ? b) Nếu dùng một máy tăng thế có số vòng cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 1000 vòng và 5000 vòng đặt ở đầu đường dây tải thì công suất hao phí khi truyền tải bây giờ là bao nhiêu ?

6. Nhà máy thủy điện A có thể phát ra một công suất điên 500 kW, hiệu điện thế ở hai cực của máy phát điện là 11 kV Muốn tải điện đến khu dân cư B nhà máy phải dùng dây tải có điện trở suất 1,7.10-8 Ωm, tiết điện 1,5 cm2 Biết từ nhà máy đến khu dân cư cách nhau 50 km a. Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây ĐS: 23347 W b. Nếu nhà máy gắn một máy tăng thế ở đầu đường dây, máy có số vòng theo tỷ lệ n2/n1=100 thì công suất hao phí trên dây tải điện bây giờ là bao nhiêu ? ĐS: 2,3 W

Chương 3: QUANG HỌC BÀI 40: HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

I – LÝ THUYẾT

1. Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng?

2. Hãy nêu những kết luận về sự khúc xạ ánh sáng khi tia sáng truyền từ không khí vào nước và từ nước sang không khí.

3. Phân biệt hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng (điểm giống và khác nhau cơ bản nhất)

4. Nêu 2 hiện tượng vật lý mà em đã gặp trong cuộc sống mà nguyên nhân là do sự khúc xạ ánh sáng

II – BÀI TẬP 1. Trên hình 40.2 Tia Si là tia tới Trong các tia còn lại có một tia là tia khúc xạ của tia SI Em hãy cho biết tia nào là tia ló của tia tới SI và đánh dấu mũi tên chỉ đường truyền của tia sáng

2. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì góc tới được tạo bởi các đường nào ? Góc khúc xạ được tạo bởi các đường nào ?

3. Trên hình 40.4 Tia SI là tia tới Trong các tia còn lại có một tia là tia khúc xạ của SI Em hãy cho biết tia nào là tia ló của tia tới SI và đánh dấu mũi tên chỉ đường truyền của tia sáng

tượng khúc xạ ánh sáng?

A. Tia sáng chiếu xiên góc vào mặt gương

chải đầu

B. Tia sáng chiếu xiên góc vào mặt kim loại nhẵn

C. Tia sáng chiếu xiên góc vào mặt nước

D. Tia sáng chiếu vuông góc vào mặt nước

BÀI 41: QUAN HỆ GIỮA GÓC TỚI VÀ GÓC KHÚC XẠ

- Khi tia sáng truyền xiên góc từ môi trường không khí

sang môi trường nước thì góc khúc xạ…… góc tới

- Khi tia sáng truyền xiên góc từ môi trường nước sang môi không khí thì góc khúc

xạ…… góc tới

II – BÀI TẬP

1. Chiếu một tia sáng từ không khí vào nước Khi nào góc khúc xạ bằng góc tới Khi đó chúng

có giá trị bao nhiêu ?

2. Chiếu một tia sáng xiên góc từ không khí vào nước với góc tới nhỏ thì:

A. Tia sáng sẽ truyền thẳng

B. Tia sáng bị gãy lại gần pháp tuyến

C. Tia sáng bị gãy ra xa pháp tuyến

D. Tia sáng sẽ nằm cùng một bên pháp tuyến với tia tới

3. Chiếu một tia sáng từ không khí vào nhựa trong với góc tới 450 thì góc khúc xạ sẽ có giá trị:

A. Nhỏ hơn 600

B. Lớn hơn 600

C. Bằng 600

D. Không có cơ sở nào để chọn A, B, C

4. Có hai tia sáng từ một bóng đèn chiếu từ không khí vào thủy tinh Một tia truyền thẳng còn

tia kia có góc tới 300 Góc lệch giữa hai tia khúc xạ sẽ có giá trị:

1. Hãy nêu đặc điểm về hình dạng của thấu kính hội tụ (TKHT) Vẽ kí hiệu của TKHT.

2. Xác định quang tâm, trục chính, tiêu điểm và tiêu cự của TKHT

3. Đường truyền của 3 tia sáng đặc biệt qua TKHT

II – BÀI TẬP

1. Vẽ thêm các tia ló ứng với các tia tới trong hình 42.1 cho hoàn chỉnh

2. Trên hình 42.3 là 3 tia ló (1), (2) và (3) Vẽ thêm 3 tia tới ứng với 3 tia ló trên cho hoàn

chỉnh

3. Tìm cách vẽ thêm tia ló trong hình 42.4 cho hoàn chỉnh

4. Trên hình 42.5 Hãy chỉ ra những cặp tia tới và tia ló đúng

5. Chỉ ra phát biểu sai:

A. Mỗi TKHT có hai tiêu điểm nằm trên trục chính và cách đều quang tâm O

B. Mỗi TKHT có hai trục chính đi qua quang tâm O của TK

C. Mỗi TKHT có điểm nằm trong TK mà các tia sáng đi qua đó đều truyền thẳng Điểm đó

gọi là quang tâm của TK

D. Mỗi TKHT có nhiều tiêu điểm Tiêu điểm chính nằm trên trục chính còn các tiểu điểm

phụ nằm trên các trục phụ

6. Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau đây.

Thấu kính hội tụ là loại thấu kính:

A. Có phần rìa mỏng hơn phần chính giữa

B. Luôn cho chùm tia ló là chùm tia hội tụ

C. Luôn cho tia ló lệch gần trục chính hơn so với tia tới

D. Các phát biểu trên đều sai

7. Chất liệu nào sau đây không thể dùng làm TKHT?

A. Nhựa trong suốt

B. Thủy tinh

C. Inox

D. Nước đá

BÀI 43: ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH HỘI TỤ

I – LÝ THUYẾT

1. Cách vẽ ảnh của một điểm sáng qua TKHT

2. Các trường hợp cho ảnh khi đặt một vật sáng trước TKHT

Quy ước:

d: khoảng cách từ vật đến TK

d/: khoảng cách từ thấu kính đến ảnh.

h: chiều cao của vật sáng

h/: chiều anh của ảnh

f: tiêu cự của thấu kính

Điền nhận xét thích hợp vào các ô trống trong bảng sau đây :

1. Trên hình bên, cho điểm sáng S, ảnh của điểm sáng là S/ và trục chính Bằng phép vẽ hãy

xác định vị trí đặt thấu kính và các tiêu điểm chính của thấu đó

2. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một TKHT, điểm A nằm trên trục chính và

cách TK một đoạn d=50cm Tiêu cự của TK là f=25cm

a. Vẽ hình theo đúng tỷ lệ

b. Xác định vị trí và nêu tính chất của ảnh

c. Chứng tỏ rằng chiều cao của ảnh bằng chiều cao của vật

3. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự f=20cm, điểm A nằm trên trục chính Thấy ảnh là ảnh thật và cao gấp 2 lần vật Vận dụng kiến thức hình học. a. Vẽ hình (không cần đúng tỉ lệ, chỉ cần đúng ảnh thật) b. Hãy xác định vị khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính ĐS: 30cm; 60cm

4. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự f = 20 cm, điểm A nằm

trên trục chính cách TK một khoảng d = 30 cm Vận dụng kiến thức hình học

a. Vẽ ảnh theo đúng tỷ lệ Nêu tính chất của ảnh

b. Hãy tìm khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

c. Cho biết vật cao 10 cm, hãy tìm chiều cao của ảnh

ĐS: 60cm

5. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính cách TK một khoảng 60 cm Thấy ảnh cao bằng nửa vật Vận dụng kiến thức hình học a. Ảnh trên là thật hay ảo, vì sao ? b. Vẽ hình (Không cần đúng tỉ lệ) c. Hãy tìm độ dài tiêu cự f của thấu kính ĐS: