Ôn tập chương I và chương II vật lý 11 nâng cao

Định luật Cu – lông Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng... Công

CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG

Có hai loại điện tích : điện tích dương, điện tích âm Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau.

- Đơn vị điện tích là culông, kí hiệu là C.

- Điện tích của electron là điện tích âm, điện tích của proton là điện tích dương Độ lớn điện tích của 1 electron = độ lớn điện tích của 1 proton và bằng 1,6.10 -19 C

1 Sự nhiễm điện và các loại nhiễm điện

Ví dụ: Khi cọ xát chiếc lược vào vải len, sau đó đưa chiếc lược lại gần các mảnh giấy vụn thì thanh thủy tinh có khả năng hút các mảnh giấy vụn

Ví dụ: Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu nhiễm điện thì thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu Đưa thanh kim loại ra xa thì thanh kim loại vẫn nhiễm điện

Ví dụ: Đưa thanh kim loại không dẫn điện đến gần quả cầu nhiễm điện, thì hai đầu của thanh kim loại đều nhiễm điện Đầu thanh kim loại ở gần quả cầu thì tích điện trái dấu với quả cầu và ngược lại Khi đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại lại trung hòa về điện

2 Định luật Cu – lông

Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

Phương của lực tương tác giữa hai điện tích điểm là đường thẳng nối hai điện tích điểm đó Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau

Công thức tính độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào

hệ đơn vị Trong hệ SI,

2 9 2

9.10 N m

k

C



3 Lực tương tác giữa các điện tích điểm trong điện môi

Điện môi là môi trường cách điện

nguyên tử trung hòa về điện Nếu nguyên tử bị mất electron thì nó trở thành

1 ion dương và ngược lại

electron có thể bứt ra khỏi nguyên tử, di chuyển từ vật này sang vật khác và làm cho các vật đều bị nhiễm điện Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron, vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron

III GIẢI THÍCH SỰ NHIỄM ĐIỆN

được trong những khoảng không lớn hơn nhiều lần kích thước phân tử của vật Gọi là các điện tích tự do Ví dụ: Kim loại có nhiều electron

tự do, các dd muối, axit, bazơ có nhiều ion tự do Chúng là các chất dẫn điện

2

q q

F k

r



2

q q

F k

r





Những vật chứa rất ít điện tích tự do là những điện môi Ví dụ: thủy tinh, nước cất, không khí khô,…

2 Giải thích sự nhiễm điện

Khi cọ xát chiếc lược vào vải len thì các điện tích dương từ chiếc lược di chuyển qua vải len, làm cho chiếc lược nhiễm điện dương và đối với vải len thì ngược lại

electron thừa sẽ di chuyển sang thanh kim loại, làm thanh kim loại nhiễm điện âm

số electron tự do ở thanh kim loại sẽ di chuyển sang quả cầu, làm cho thanh kim loại thiếu electron nên nhiễm điện

dương

Khi thanh kim loại được đưa lại gần cầu tích điện thì các điện tích trong quả quả cầu sẽ hút các điện tích trái dấu đẩy các điện tích cùng dấu của thanh kim loại nên 2 đầu của thanh kim loại nhiễm điện trái dấu

3 Định luật bảo toàn điện tích

Ở một hệ vật 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 một hằng số

1 Khái niệm, tính chất

nó Ta nói, xung quanh điện tích có điện trường

tích đặt trong nó

2 Cường độ điện trường

Thương số

F q

đặc trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng

.

( vôn/mét)

Ta có thể suy ra:

Từ công thức trên ta thấy nếu q < 0 thì F   E

và ngược lại

là vectơ có:

xét

Điện trường E

hướng ra xa điện tích khi Q > 0 Điện trường E 

hướng lại gần điện tích khi Q < 0

Q là điện tích gây ra điện trường

3 Đường sức điện

Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó

Tại mỗi điểm trong điện trường, ta có thể vẽ được một và chỉ một đường sức điện đi qua điểm đó

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 (hoặc vô cưc)

Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở

đó được vẽ mau hơn (dày hơn) và ngược lại

4 Điện trường đều

Là điện trường có các đường sức song song cách đều nhau, độ lớn E

bằng nhau tại mỗi điểm

F E q





F qE 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ví dụ: Điện trường bên trong 2 tấm kim loại phẳng song song gần nhau mang điện tích trái dấu

5 Điện phổ

Là tập hợp các đường sức điện

Nếu 1 điểm chịu nhiều điện trường do nhiều điện tích gây ra thì điện trường tổng hợp tính theo qui tắc:

1 Công của lực điện trường

Điện tích q trong điện trường chịu sự tác dụng của lực điện trường:

Khi điện tích q dịch chuyển từ M đến N trong điện trường thì thực hiện công

q(C) : đại số, là điện tích dịch chuyển

E (v/m) : cường độ điện trường M’N’: độ dài đại số của hình chiếu lên đường sức điện

Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường

Do đó lực điện cũng được gọi là lực thế

2 Hiệu điện thế

Do lực điện là lực thế nên ta xem hiệu thế năng của điện tích q trong

1 2

E E E 

F q E

E

' '

MN

A  q E M N

'

N

'

M

Trong đó (VM – VN) gọi là hiệu điện thế giữa hai điểm MN kí hiệu là

Mà A MN q E MN

Suy ra

U = E.d

1 Tụ điện

Là hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau ngăn cách bởi lớp cách điện gọi là điện môi Mỗi vật dẫn đó được gọi là một bản của tụ điện

Tích điện cho tụ điện:

Nối hai bản của tụ điện với hai cực của một nguồn điện, thì hai bản của tụ điện sẽ tích các điện tích bằng nhau về độ lớn nhưng trái dấu nhau

Nếu 2 vật dẫn phẳng gần nhau gọi là tụ điện phẳng

2 Điện dung của tụ điện

Thương số

Q

gọi là điện dung của tụ điện, kí hiệu là C

.

MN

E MN U

U E d



Q C U



Q CU

Suy ra : Đơn vị Q = 1C, U = 1V thì C = 1F Fara là điện dung của một tụ điện khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1V thì điện tích của tụ điện là 1 C

Trong đó S là phần đối diện của hai bản và d là khoảng cách giữa hai

Suy ra : muốn tăng diện dung C của tụ điện thì ta thay đổi có yếu tố:

U E d

 nên

sang trạng thái thứ tư (phasma) tức không khí sẽ dẫn điện Khi đó ta nói tụ điện bị đánh thủng Vì vậy mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới

3 Ghép tụ điện

Unhánh 1 = Unhánh 2 = Ub

Cnhánh 1 + Cnhánh 2+… = Cb

U nhánh = U nhánh 1 + Unhánh 2 +…

1 Khái niệm

9

9.10 4

S C

d







b

C C C 

Tụ điện sau khi nạp điện có điện tích Q, bên trong tụ điện có điện trường E và có thể sinh công, vậy ta nói tụ điện có năng lượng điện trường

Wđiện trường = ½.QU

Mà Q = CU

2 Mật độ năng lượng điện trường

W

w

V



Suy ra

2

1 2 .

CU w

S d



mà U=E.d và



Vậy :

CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

I.Dòng điện không đổi

Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng

Qui ước: dòng điện ngược chiều chuyển động của các electron

Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ

Dòng điện không đổi là dòng điện không đổi chiều còn gọi là điện một chiều

1.Cường độ dòng điện

Định nghĩa

2 2

dientruong

Q W

C



9

9.10 4

S C

d







.

8 .

S E d w

k d s d







2

3 9

9.10 8

E





Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện,

Nếu dòng điện không đổi ta có

Trong đó:

q : điện lượng qua tiết diện dây dẫn (C)

t (s) : thời gian có dòng điện chạy qua

I (ampe – A) : cường độ dòng điện

* Định luật Ohm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R

Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận

với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R:

Trong đó :

I : cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch (A)

U: hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch (V)

R: điện trở ()

Chú ý

Điện trở dây dẫn còn được tính bằng công thức sau:

Với  (.m) : điện trở suất

q I

t







q I t



U I R



.l

R

s





l : là chiều dài dây dẫn (m)

1 Nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch

2 Suất điện động

Đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện là suất điện động của nguồn điện (E )

E=

A q

Suất điện động 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 àm dịch chuyển một tích dương q bên trong nguồn điện

từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó

Suất diện động E có đơn vị là vôn (V)

II.Định luật Ohm toàn mạch

Mạch điện kín đơn giản nhất gồm một nguồn điện và một điện trở R,

là điện trở tương đương của mạch ngoài bao gồm các vật dẫn nối liền với nguồn điện

Định luật Ohm toàn mạch

Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong

Q2 = r.I2.t

 E = I(R+r)

R r

E

Với R là điện trở mạch ngoài, r là điện trở nguồn ()

Nhận xét:

III.Định luật Ohm đối với các loại đoạn mạch

1 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần

2.Đoạn mạch có nguồn ( máy phát) : dòng điện ra cực dương

3.Đoạn mạch có máy thu : dòng điện vào cực dương

U = E - rI

r’ = rp = điện trở máy thu

4.Định luật Ohm tổng quát cho toàn đoạn mạch

Gồm : điện trở, máy phát,máy thu cho đoạn mạch

A: điểm đi B: điểm đến Cách viết định luật Ohm tổng quát

tuso I

mauso



I 

 Tử số = Uđi,đến + E (nếu dòng điện ra cực dương) – E (nếu dòng điện ra cực âm)

Ví dụ

IV Công và công suất điện

1 Công của dòng điện bằng điện năng

Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó

A = qU = UIt (J)

2 Công suất của dòng điện

Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó

3 Định luật Jun- Lenxơ (đoạn mạch chỉ có điện trở R)

Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua

A= Q = R.I 2 t

NM

U I

r







AB

U I

r







( )

A

P UI W t

 

Công và công suất điện của nguồn

Công suất của nguồn

A t

Công và công suất của dụng cụ tiêu thụ (máy thu)

A = A’ + Q’

U = E’ + Ir

E’ = A’/q (suất phản điện)

Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa dạng năng lượng khác, không phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy

Công suất của máy thu

*Khóa K

+ K mở => bỏ khóa K + K đóng => 2 đầu khóa K bằng hiệu điện thế, cả đoạn mạch không điện trở => không có dòng điện đi qua đoạn song song k đóng đoạn bị nối tắt (đoản mạch)

*Ampe kế

2 ' '.

A

P I r I

t 

  

+ Như K đóng : hai đầu cùng hiệu điện thế, không có dòng điện chạy qua đoạn song song ampe kế

*Vôn kế

+ Khóa k mở => không có dòng điện chạy qua vôn kế