- Định nghĩa hiệu điện thế: • Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó..
Trang 1Vật lý 11 – LTV – Tân Long
CHƯƠNG I : ĐIỆN TÍCH
1/ - Điện tích:
- Nội dung chính của thuyết electron:
Bình thường tổng đại số của các điện tích trong nguyên tử = 0 : nguyên tử trung hòa về điện Nếu nguyên tử mất e thì nó là ion dương.
Nếu nguyên tử nhận thêm e thì nó là ion âm.
Khối lượng của e rất nhỏ nên độ linh động của e rất lớn vì vậy 1 số e có thể bứt ra khỏi nguyên
tử , di chuyển từ nơi này sang nơi khác.
Vật nhiễm điện âm là vật thừa e.
Vật nhiễm điện dương là vật thiếu e.
- Định luật bảo toàn điện tích:
Ở 1 hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số.
- Các cách làm nhiễm điện một vật:
Nhiễm điện do cọ xát: cọ xát 2 vật, kết quả 2 vật bị nhiễm điện.
Nhiễm điện do tiếp xúc: cho 1 vật nhiễm điện tiếp xúc với vật dẫn không nhiễm điện, kết quả: vật dẫn bị nhiễm điện.
Nhiễm điện do hưởng ứng: đưa 1 vật nhiễm điện lại gần nhưng không chạm vào vật dẫn khác trung hòa về điện, kết quả: 2 đầu vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu Đầu của vật dẫn ở gần vật nhiễm mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện.
Phát biểu:
Độ lớn của lực tương tác giữa 2 điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của 2 điện tích
đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Phương của lực tương tác giữa 2 điện tích điểm là đường nối 2 điện tích điểm đó Hai điện tích điểm cùng dấu thì đẩy nhau, 2 điện tích trái dấu thì hút nhau.
Biếu thức:
2
| q q |
F k
r
= k = 9.109 N.m2/C2: hsố tỉ lệ phụ thuộc vào hệ đvị đo.
r (m): khoảng cách giữa 2 đt q1, q2
F (N): lực tương tác giữa 2 đt q1, q2
Khi 2 điện tích đặt trong điện môi đồng chất có hằng số đmôi là ε thì:
F = k 2
2
1 |
|
r
q q
ε
Trong chân không, ko khí có ε ≈ 1.
2/ - Điện trường:
- Điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì?
♦ Điện trường là 1 dạng vật chất bao quanh điện tích và tồn tại cùng với điện tích.
♦ Tính chất cơ bản của điện trường : là nó t/d lực điện lên điện tích đặt trong nó.
- Định nghĩa cường độ điện trường:
Thương F/q đặt trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng lực gọi là cường độ điện trường
Công thức: F q E
q
F
.
=
⇒
=
r
Q k
E =
- Đường sức điện – Điện trường đều:
Trang 2Vật lý 11 – LTV – Tân Long
Đường sức điện là đường được vẽ trong đtrường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với phương của vectơ của cđđt tại điểm đó và có chiều thuận theo chiều vectơ của cđđt.
Các đặc điểm của đường sức điện:
• Tại mỗi điểm trong điện trường, ta vẽ được 1 đường sức điện đi qua và chỉ 1 mà thôi.
• Các đường sức điện là các đường cong không kín Nó xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm.
• Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau.
• Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện ở đó vẽ thưa hơn.
Điện trường đều: một điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện trường đều.
3/ - Công của điện trường:
- Công của điện trường:
• Công của lực điện t/d lên 1 điện tích không phụ thuộc và dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
Được xác định bằng c/thức: A MN =q.E.d
• Ta nói điện trường tĩnh là 1 trường thế.
- Định nghĩa hiệu điện thế:
• Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó.
• Công thức:
UMN = VM – VN =
q
AMN
VM, VN: đthế tại M, N (V)
VM - VN = UMN: hdt giữa M, N (V)
q (C): đtích di chuyển
AMN (J): công của đtrường
• Đơn vị đo hiệu điện thế trong hệ SI là vôn Kí hiệu: V
- Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế:
o Giữa 2 điểm M, N cách nhau 1 khoảng d dọc theo đường sức điện của điện trường:
E =
d
U
(với d là hình chiếu độ dời xuống trục Ox cùng chiều với E)
d : m
E (cường độ điện trường ): V/m
4/ - Tụ điện:
4.1 Cấu tạo của tụ điện:
Tụ điện là 1 hệ vật dẫn đặt gần nhau bằng 1 lớp cách điện Hai vật dẫn gọi là 2 bản của tụ điện.
4.2 Điện dung của tụ điện:
• Định nghĩa: Thương số Q/U đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và được gọi là điện dung của tụ điện Kí Hiệu: C
U
Q
C =
Điện dung của tụ điện phẳng: k d
S C
π
ε
4
.
=
• Trong hệ SI, đơn vị điện dung là fara Kí hiệu: F
4.3 Ý nghĩa số ghi trên mỗi tụ điện:
Trang 3Vật lý 11 – LTV – Tân Long
Trên vỏ mỗi tụ điện thường có gi cặp số liệu, vd 10 µF 250 V Số liệu thứ nhất cho biết điện dung của tụ điện Số liệu thứ 2 chỉ giá trị giới hạn của hiệu điện thế đặt vào 2 bản của tụ điện, vượt quá giới hạn đó tụ điện có thể bị hỏng
4.4 Điện trường trong tụ điện:
Khi có 1 hiệu điện thế U đặt vào 2 bản của tụ điện, thì tụ điện được tích điện và tích lũy năng lượng đtrường trong tụ điện Điện trường trong tụ điện và mọi đtrường khác đều mang năng lượng
4.5 CT tính năng lượng của tụ điện:
2
2
w=
Q
C
4.6 Ghép tụ:
a Ghép song song: b Ghép nối tiếp:
Hiệu điện thế: U = U1 = U2 U = U1+ U2
Điện dung của bộ tụ: C = C1 + C2
2 1
1 1 1
C C
C = +
4.7 Công thức tính năng lượng của tụ điện:
C
Q CU
QU W
2
2
1 2
1 2
1
=
=
CHƯƠNG II : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
1/ - Dòng điện – Nguồn điện:
- Cđdđ – DĐ ko đổi:
Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các điện tích.
Cường độ dòng điện là đại lượng:
• Đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện.
• Xác định bằng thương số giữa điện lượng ∆q di chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian ∆t và thời gian dòng điện chạy qua.
• Dòng điện không đổi: là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.
• Công thức: I =
t
q
q (C): điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn
t (s): thời gian đtích dịch chuyển
I (A): cđdđ qua mạch
- Suất điện động của nguồn điện:
Sđt E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển 1 điện tích (+) q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó
C ông thức: E = q A E (V) : sđđ của nguồn điện
A (J): công của lực lạ
q (C): đtích dịch chuyển
- Nguyên tắc tạo ra suất điện động trong pin và acquy:
Nếu 2 kim loại khác nhau nhúng vào dung dịch điện phân thì giữa chúng hình thành 1 hiệu điện thế xác định Đó chính là sđđ của nguồn điện này Hiệu điện thế xác định gọi là hiệu điện thế điện hóa Hiệu điện thế có độ lớn & dấu phụ thuộc vào bản chất của KL, bản chất của nồng độ dung dịch điện phân.
- Nguyên nhân acquy có thể sử dụng được nhiều lần:
Acquy có thể sử dụng được nhiều lần bằng cách nạp lại vì cơ chế hoạt động của nó dựa trên hiện tượng phản ứng hóa học thuận nghịch Nó tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng (lúc nạp điện), rồi giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng (lúc phát điện).
2/ - Công & công suất điện:
- Công của nguồn điện:
Trang 4Vật lý 11 – LTV – Tân Long
• Công của nguồn điện: trong mạch điện kín, nguồn điện thực hiện công di chuyển các điện tích
tự do có trong mạch tạo thành dòng điện Công của nguồn điện là công của các lực lạ bên trong nguồn điện và = công của dòng điện chạy trong toàn mạch.
• Công thức: Ang = qE = EIt
E (V): sđđ của nguồn
I (A): cđdđ chạy qua nguồn
t (s): thời gian dđ chạy qua nguồn điện
q (C): điện lượng chuyển qua nguồn điện
- Công suất nguồn điện:
Công suất của nguồn điện = công của nguồn trong 1 đơn vị tgian.
Công thức: P ng =
t
Ang
= EI
- Công suất của dòng điện:
• Công của dòng điện qua 1 đoạn mạch là tổng công của lực điện làm di chuyển các điện tích
tự do trong đoạn mạch = tích của hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
A = Uq = UIt A (J): công của dđ
q (C): điện lượng chuyển qua đoạn mạch
I (A): cđdđ chạy qua đoạn mạch
t (s): t/g dđ chạy qua đoạn mạch
• Công suất của dòng điện chạy qua 1 đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
P =
t
A
= UI P (W): công suất của dđ
U (V): hđt của dđ
• Hiệu suất của nguồn:
H =
ξN
U
= 1 - ξ
r
I
• Định luật Jun-Lenz:
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuaatn với bình phương cường đọ dòng điện và điện trở của dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua.
t RI
3/ - Máy thu:
Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chạy qua máy.
q
A p
'
= ξ
4
/ - Định luật Ohm:
4.1 Phát biểu và viết biểu thức:
Phát biểu: cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với sđđ của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch.
Biểu thức:
r R
E I
+
= E (V): sđđ của nguồn điện
I (A): cđdđ qua mạch
R ( Ω ): Đtrở mạch ngoài
r ( Ω ): Đtrở mạch trong
Trang 5r, E
R
Vật lý 11 – LTV – Tân Long
4.2 Định luật Ohm cho đoạn mạch có chứa nguồn điện :
r
U E r
U E
I = − AB = + BA
Nếu đoạn mạch chứa thêm điện trở R:
r R
U E
+
+
=
r R
U E
I AB
+
−
=
4.3 Định luật Ohm cho đoạn mạch có chứa máy thu:
- Công của nguồn điện sinh ra là: A = UIt
- Điện năng tiêu thụ của máy thu: Ap = ξp.It + rp.I2t.
Ta có: A = Ap → UAB = ξp + rpI hay
p
p AB r
U
I − ξ
=
Khi mạch có R thì
R r
U I
p
p AB
+
−
5/ Ghép nguồn thành bộ:
a.Mắc nối tiếp: ξ1, r1 ξ2, r2 ξn, rn
n
ξ = 1 + 2 + +
rb = r1 + r2 + … + rn
Nếu ξ1 = ξ2 = = ξn = ξ ; r1 = r2 = … = rn = r ⇒ ξb = n ξ ; rb = n.r.
b Mắc xung đối ξb = ξ1− ξ2; rb = r1+ r2
c.Mắc song song:
2 1
1 1 1
r r
r = +
Nếu r1 = r2 = … = rn = r ⇒
n
r
rb
b = ξ ; =
d Mắc hỗn hợp đối xứng
n
r m r
b
.
;
= ξ
ξ
CHƯƠNG III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
1/ - Dòng điện trong kim loại:
- Các tính chất điện của KL & bản chất dòng điện trong KL:
Kim loại là chất dẫn điện tốt
Điện trở suất của KL ρ nhỏ thì độ dẫn điện σ = 1/ρ lớn
Dòng điện trong KL tuân theo ĐL Ohm nếu nhiệt độ KL không đổi.
Dòng điện qua dây dẫn gây ra tác dụng nhiệt.
Điện trở suất của KL tăng theo nhiệt độ:
I
Trang 6Vật lý 11 – LTV – Tân Long
ρ = ρ0[1 + α(t – t0)]
α (K-1):Hệ số nhiệt điện trở
ρ0 ( Ω m): điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0 oC.
ρ ( Ω m) : điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ toC
- Bản chất của dđ trong KL:
» Dòng điện trong KL là dòng dịch chuyển có hướng của các e tự do ngược chiều điện trường.
- Hiện tượng nhiệt điện: là hiện tượng tạo thành sđđ nhiệt điện trong một mạch kín gồm 2 vật dẫn
khác nhau khi giữ 2 mối hàn ở 2 nhiệt độ khác nhau.
- Hiện tượng siêu dẫn: khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC nào đó, đtrở của KL (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến gtrị = 0.
- Ứng dụng: có nhiều ứng dụng trong thực tế, tạo ra nam châm điện có từ trường mạnh mà ko hao
phí năng lượng do tỏa nhiệt.
2/ - Dòng điện trong chất điện phân:
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện
trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
- Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân 1 dd muối KL mà anôt làm bằng chính KL ấy.
Khi có hiện tượng cực dương tan dđ trong chất điện phân tuân theo ĐL Ohm giống như đối với đoạn mạch chỉ có đtrở thuần.
- Định luật I Fa-ra-đây:
o Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
m = kq
k gọi là đương lượng hoá học của chất được giải phóng ở điện cực.
Định luật II Fa-ra-đây:
o Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
n
A
của nguyên tố đó
k =
n
A
F .
1
Thường lấy F = 96500 C/mol khi m đo = gam.
Công thức Fa-ra-đây :
m =
n
A
1
It
m là chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam
A: ngtử khối n: hóa trị của chất đó I: cđdđ qua bình điện phân t: thời gian dđ chạy qua bình điện phân
- Ứng dụng của hiện tượng điện phân: điều chế hóa chất, luyện kim, mạ điện …
3/ - Dòng điện trong chất khí:
- Bản chất của dđ trong chất khí: DĐ trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion
dương theo chiều điện trường và các ion âm, e ngược chiều điện trường.
- Cách tạo tia lửa điện: quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có t/d của điện trường
đủ mạnh để làm ion hóa khí, biến ptử khí trung hòa thành ion dương và e tự do Tia lửa điện có thể xảy ra trong ko khí ở đk thường và cđ điện trường khoảng 3.106 V/m.
- Giải thích hiện tượng sấm, sét:
Sét phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa 1 đám mây tích điện với mặt đất tạo thành tia lửa điện khổng lồ.
Tia lửa điện của sét làm áp suất ko khí tăng lên đột ngột gây ra tiếng sấm.
- Hồ quang điện:
Trang 7Vật lý 11 – LTV – Tân Long
Đặc điểm: Hồ quang điện cĩ thể kèm theo toả nhiệt và toả sáng rất mạnh Nhiệt độ của hồ quang điện từ 2500oC – 8000oC.
Cách tạo hồ quang điện: Đặt 2 điện cực vào 1 hđt khoảng 40V – 50V Cho 2 điện cực tiếp xúc thì dđ qua chỗ tx này cĩ giá trị rất lớn làm vùng này nĩng đỏ lên Do đĩ khi tách 2 điện cực ra 1 khoảng ngắn cĩ sự phĩng ra tia lửa điện giữa 2 điện cực tạo ra ánh sáng chĩi lịa như 1 ngọn lửa, đĩ là hồ quang điện Điện cực dương bị ăn mịn và hơi lõm vào.
- Ứng dụng: Hồ quang diện cĩ nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu,
…
4/ - Dịng điện trong chân khơng:
- Cách tạo ra dđ trong chân khơng: Để tạo ra dđ trong chân khơng, ta dùng điơt chân ko là bĩng
đèn thủy tinh dã hút chân ko, cĩ 2 cực Khi catơt K bị đốt nĩng, các e tự do trong KL nhận được năng lượng cần thiết để cĩ thể bức ra khỏi mặt catơt Hiện tượng này gọi là sự phát xạ nhiệt e Khi anơt mắc vào cực dương, cịn catơt vào cực âm của nguồn điện, thì do tác dụng của lực đtrường, các e dịch chuyển từ catơt sang anơt tạo ra dịng điện.
- Bản chất dịng điện trong chân khơng:
» Dịng điện trong chân khơng là dịng chuyển dời cĩ hướng của các electron bức ra từ catơt bị nung nĩng dưới tác dụng của đtrường.
» DĐ trong điơt chân khơng chỉ theo 1 chiều từ anơt sang catơt.
- Tia catơt: dịng phát xuất từ catơt của điơt chân ko.
- Tính chất tia catơt:
Tia catơt truyền thẳng
Tia catơt phát ra vuơng gĩc với bề mặt catơt Do đĩ muốn tập trung chùm tia catơt ta dùng catơt
cĩ dạng chỏm cầu Nếu catơt cĩ dạng mặt cầu lõm thì các tia catơt phát ra hội tụ tại tâm của mặt cầu
Tia catơt mang năng lượng, khi đập vào 1 vật làm vật đĩ nĩng lên.
Tia catơt làm phát quang một số chất: thủy tinh: xanh lục; vơi: da cam.
Tia catơt bị lệch trong điện trường và từ trường.
CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG
TỪ TRƯỜNG
I TỪ TRƯỜNG
1 Tương tác từ
Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ
2 Từ trường
- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường.
Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường.
- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó.
- Cảm ứng từ: Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dịng diện đặt vuơng gĩc với đường cảm ứng từ tại điểm đĩ và tích của cường độ dịng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đĩ.
B =
Il
F
Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ B của từ trường tại điểm đó Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B
3 Đường sức từ
Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó
4 Các tính chất của đường sức từ:
- Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi
Trang 8Vật lý 11 – LTV – Tân Long
- Các đường sức từ là những đường cong kín Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm các đường sức từ
đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm
- Các đường sức từ không cắt nhau
- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức
từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng
từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn
5 Từ trường đe à u
Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nĩ giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.
II PH ƯƠ NG, CHIỀU VÀ ĐỘ LƠ Ù N CỦA LỰC TỪ TA Ù C DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG Đ IỆN
1 Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và
cảm ứng tại điểm khảo sát
2 Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái
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 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn
3 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
đều B một góc α F = BIl sinα
B: Độ lớn của cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T
III NGUYÊN LY Ù CHỒNG CHA ÁT TỪ TRƯỜNG
Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ) Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B1 , chỉ của nam châm thứ hai là B2 , …, chỉ của nam châm thứ n là Bn Gọi B là từ trường của hệ tại M thì:
n 2
B
TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HIØNH DẠNG ĐẶC BIỆT
1 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Vectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định:
- Điểm đặt tại điểm đang xét
- Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét
- Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải
- Độ lớn B = 2.10-7
r
I
2 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: Khum bàn tay phải theo vòng day của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung , ngón tay cái choảy ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện
- Độ lớn
R
NI
B = 2 π 10−7
R: Bán kính của khung dây dẫn
I: Cường độ dòng điện
N: Số vòng dây
3 Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn
Từ trường trong ống dây là từ trường đều Vectơ cảm ứng từ B
được xác định:
- Phương song song với trục ống dây
- Chiều là chiều của đường sức từ
- Độ lớn B = 4 π 10 7nI ( n: Số vòng dây trên 1m)
B
Trang 9Vật lý 11 – LTV – Tân Long
TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG LỰC LORENXƠ
1 Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện có:
- Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây đang xét
- Phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ và vuông góc với dây dẫn
- Chiều hướng vào nhau nếu 2 dòng điện cùng chiều, hướng ra xa nhau nếu hai dòng
điện ngược chiều
- Độ lớn F =
r
I I 10
2 7 1 2 l (l : Chiều dài đoạn dây dẫn, r: Khoảng cách giữa hai dây dẫn)
2 Lực Lorenxơ có:
- ĐN: Mọi hạt mang điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ Lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ.
- Điểm đặt tại điện tích chuyển động
- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và vectơ cảm
ứng từ tại điểm đang xét (→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 vBSin α α: Góc tạo bởi v , B
2 Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuơng gĩc với từ trường.
Trong mặt phẳng đĩ lực Lo-ren-xơ →f luơn vuơng gĩc với vận tốc →v, nghĩa là đĩng vai trị lực hướng tâm:
f =
R
mv2 = |q0|vB Kết luận: Quỹ đạo của một hạt điện tích trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuơng gĩc với từ
trường, là một đường trịn nằm trong mặt phẳng vuơng gĩc với từ trường, cĩ bán kính : R =
B q
mv
|
KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU
1 Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây
Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B nằm trong mặt phẳng khung dây
- Cạnh AB, DC song song với đường sức từ nên lên lực từ tác dùng lên
chúng bằng không
- Gọi F 1,F 2là lực từ tác dụng lên các cạnh DA và BC
Theo công thức Ampe ta thấy F 1,F 2có
- điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh
- phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ
- chiều như hình vẽ(Ngược chiều nhau)
- Độ lớn F1 = F2
Vậy: Khung dây chịu tác dụng của một ngẫu lực Ngẫu lực này làm cho khung dây quay về vị trí cân bằng bền
2 Trường hợp đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây
Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B vuông góc với
mặt phẳng khung dây
- Gọi F 1,F 2,F 3,F 4là lực từ tác dụng lên các cạnh AB, BC, CD, DA
Theo công thức Ampe ta thấy F 1 = − F 3, F 2 = − F 4
Vậy: Khung dây chịu tác dụng của các cặp lực cân bằng Các lực này khung
làm quay khung
3 Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.
P
M
F
C D
A B
I
D C
.
1
F
+
2
F
3
F
4
F
A B
D C
Trang 10Vật lý 11 – LTV – Tõn Long
Xeựt moọt khung daõy mang doứng ủieọn ủaởt trong tửứ trửụứng ủeàu B naốm trong maởt phaỳng khung daõy
Toồng quaựt
Vụựi θ = ( B , n )
CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1 Từ thông qua diện tích S:
Φ = BS.cosα (Wb) (Với α là gúc giữa phỏp tuyến →n và →
B)
*Định luật Len z: Dũng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kớn cú chiều sao cho từ trường cảm ứng cú tỏc
dụng chống lại sự biến thiờn của từ thụng ban đầu qua mạch kớn
Khi từ thụng qua mạch kớn (C) biến thiờn do kết quả của một chuyển động nào đú thỡ từ trường cảm ứng cú tỏc dụng chống lại chuyển động núi trờn
2 Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín:
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dũng điện cảm ứng trong mạch kớn
t
ec
∆
∆Φ
−
=
- Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động:
ec = Bvlsinθ
- Từ thụng riờng của mạch kớn cú dũng điện: Φ = Li
- Độ tự cảm: L = 4π.10-7.à
l
N2 S (H: Henry)
- Hiện tượng tự cảm: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch cú dũng điện mà
sự biến thiờn của từ thụng qua mạch được gõy ra bởi sự biến thiờn của cường độ dũng điện trong mạch
- Suất điện động tự cảm:
t
I L
ec
∆
∆
−
=
3 Năng lợng từ trờng trong ống dây:
2 LI 2
1
W =
4 Mật độ năng lợng từ trờng:
2
7B 10 8
1
π
= ω
Phần hai: Quang học
Chương VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1 Hieọn tửụùng khuực xaù aựnh saựng
Hieọn tửụùng khuực xaù aựnh saựng laứ hieọn tửụùng khi aựnh saựng truyeàn qua maởt phaõn caựch giửừa hai moõi trửụứng trong
suoỏt, tia saựng bũ beỷ gaừy khuực (ủoồi hửụựng ủoọt ngoọt) ụỷ maởt phaõn caựch
2 ẹũnh luaọt khuực xaù aựnh saựng
+ Tia khuực xaù naốm trong maởt phaỳng tụựi vaứ ụỷ beõn kia phaựp tuyeỏn so vụựi tia tụựi (Hỡnh V)
+ ẹoỏi vụựi moọt caởp moõi trửụứng trong suoỏt nhaỏt ủũnh thỡ tổ soỏ giửừa sin cuỷa goực tụựi
(sini) vụựi sin cuỷa goực khuực xaù (sinr) luoõn luoõn laứ moọt soỏ khoõng ủoồi Soỏ khoõng ủoồi
naứy phuù thuoọc vaứo baỷn chaỏt cuỷa hai moõi trửụứng vaứ ủửụùc goùi laứ chieỏt suaỏt tổ ủoỏi cuỷa
moõi trửụứng chửựa tia khuực xaù (moõi trửụứng 2) ủoỏi vụựi moõi trửụứng chửựa tia tụựi (moõi
trửụứng 1); kớ hieọu laứ n21
Bieồu thửực:
r sin
i sin
= n21
M : Momen ngaóu lửùc tửứ (N.m) I: Cửụứng ủoọ doứng ủieọn (A) B: Tửứ trửụứng (T)
S: Dieọn tớch khung daõy(m2)
M = IBSsin θ
i
r N
N/
I S
K (Hỡnh V)
(1) (2)