các chuyên đề dạy học môn vật lts thcs

Khối lượng riêng - Khái niệm: Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khối lượng củamột đơn vị thể tích chất đó.. Lực Ác-si-mét - Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy th

LỜI NÓI ĐẦU

Thực trạng hiện nay ở các trường THCS, việc giảng dạy bộ môn Vật lý còn nhiềuhạn chế do giáo viên được đào tạo từ các trường Cao đẳng sư phạm, chuyên môn Toán-Lý Hầu hết trong số họ khi trực tiếp giảng dạy thì đều chọn bộ môn Toán, ít người

“mặn mà” với bộ môn Vật lý cho nên ảnh hưởng đến chất lượng học tập Vật lý củahọc sinh

Để giúp các giáo viên dạy Vật lý cấp THCS trong tỉnh giảm bớt khó khăn và tự tinhơn trong giảng dạy, Sở biên soạn Tài liệu Bồi dưỡng thường xuyên địa phương gồm

Hà Tĩnh, tháng 03/2013

Ban biên tập

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Vũ Thế Khôi (Tổng chủ biên): Vật lý lớp 12 NXB Giáo dục Việt Nam – 2010 [2] Vũ Quang (Tổng chủ biên): Vật lý lớp 8 NXB Giáo dục Việt Nam – 2011.

[3] Vũ Quang (Tổng chủ biên): Vật lý lớp 9 NXB Giáo dục Việt Nam – 2011.

[4] Dương Trọng Bái – Vũ Thanh Khiết: Từ điển vật lý phổ thông NXB Giáo dục – 2001.

[5] Lương Duyên Bình: Vật lý đại cương (tập 2) NXB Giáo dục – 1995.

[6] Nguyễn Hải Châu - Nguyễn Trọng Sửu: Những vấn đề chung về đổi mới Giáo dục THPT NXB Giáo dục – 2007

[7] Lê Văn Giáo: Nghiên cứu quan niệm của HS về một số khái niệm trong phần quang học, điện học và việc giảng dạy các khái niệm đó ở trường

THCS - Luận án Tiến sĩ GD Vinh – 2005.

[8] DAVIDHALLIDAY - ROBERTRESNICK – JEARLWALKER: Cơ sở vật lý (tập 4

CHUYÊN ĐỀ I CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC- KHỐI LƯỢNG - LỰC

- Vật mốc thường được chọn là mặt đất hoặc những vật gắn liền với mặt đất

2 Chuyển động đều - Chuyển động không đều

+ s là quãng đường đi được;

+ t là thời gian để đi hết quãng đường đó

- Đơn vị vận tốc: phụ thuộc vào đơn vị độ dài và đơn vị thời gian Đơn vị hợppháp của vận tốc là m/s và km/h

b Chuyển động không đều

- Khái niệm: Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thayđổi theo thời gian

- Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều trên một quảngđường: v tb S t , trong đó:

+ v là vận tốc trung bình;

+ s là quãng đường đi được;

+ t là thời gian để đi hết quãng đường đó

II Khối lượng - Khối lượng riêng

1 Khối lượng

- Khái niệm: Khối lượng chỉ lượng chất tạo thành vật đó

- Đơn vị khối lượng: kilôgam (kg)

- Dụng cụ đo khối lượng: cân

2 Khối lượng riêng

- Khái niệm: Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khối lượng củamột đơn vị thể tích chất đó

- Công thức tính khối lượng riêng: m

- Lực là nguyên nhân làm thay đổi vận tốc của vật hoặc làm cho vật biến dạng

- Lực là một đại lượng có hướng Xác định lực bởi ba yếu tố:

+ Điểm đặt;

+ Hướng (phương và chiều);

+ Cường độ (độ lớn) của lực

- Biểu diễn lực: bằng mũi tên:

+ Gốc mũi tên biểu diễn điểm đặt lực;

+ Hướng của mũi tên biểu diễn hướng của lực;

+ Chiều dài mũi tên vẽ theo tỷ xích đã chọn biểu diễn cường độ lực

- Đơn vị của lực: Niutơn (kí hiệu: N)

- Trọng lực có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía trái đất

- Trọng lượng: là cường độ của trọng lực

- Liên hệ giữa khối lượng và trọng lượng của cùng một vật: P = 10 m, trong đó:

+ m là khối lượng (đơn vị kilôgam)

- Liên hệ giữa khối lượng riêng và trọng lượng riêng của cùng một vật:

d = 10 D, trong đó:

+ d là trọng lượng riêng (đơn vị N/m3);

+ D là khối lượng riêng (đơn vị kg/m3)

- Ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt vật khác Ma sát lăn thườngnhỏ hơn ma sát trượt

- Lực ma sát có thể có ích và cũng có thể có hại tùy trong từng trường hợp cụ thể

d Lực Ác-si-mét

- Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực

có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ Lực này gọi là lựcđẩy Ác-si-mét

- Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: FA = d.V, trong đó:

+ d là trọng lượng riêng của chất lỏng + V là thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ

Lưu ý : lực Ác- si mét áp dụng với cả khi vật ở trong chất khí

IV Cơ năng - Sư chuyển hóa cơ năng

1 Công cơ học

- Công thức tính công cơ học: A = F.s, trong đó:

A là công của lực F trên quãng đường vật dịch chuyển S (F là lực tác dụng vào vật, S

là quãng đường vật dịch chuyển theo phương của lực)

- Định luật về công: Không có máy cơ đơn giản nào cho ta được lợi về công.Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại

2 Công suất

- Khái niệm: Công suất được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vịthời gian

- Công thức tính công suất: P A

B NHỮNG LƯU Ý KHI GIẢNG DẠY

1 Bộ môn vật lý là bộ môn thực nghiệm nên trong quá trình giảng dạy giáo viên cần

rèn cho học sinh kỹ năng sử dụng dụng cụ thí nghiệm để đo đạc lấy số liệu Khi sửdụng dụng cụ cần chú ý những vấn đề sau:

- Điều chỉnh số 0 trước khi đo đạc Đặc biệt đối với lực kế, khi điều chỉnh số 0phải đặt lực kế ở tư thế sau này tiến hành đo lực Ví dụ: Dùng lực kế để đo trọng lượngmột vật thì khi điều chỉnh số 0 ta đặt lực kế thẳng đứng và móc lực kế nằm phía dưới;hay khi ta dùng lực kế xác định lực ma sát nghỉ ta đặt lực kế theo phương ngang đểđiều chỉnh số 0

- Kĩ năng ước lượng gần đúng giá trị cần đo là một trong những cơ sở để lựachọn dụng cụ đo thích hợp

+ Nếu chọn dụng cụ đo có giới hạn đo (GHĐ) quá nhỏ so với giá trị cần

đo thì phải đo nhiều lần, làm phép đo kém chính xác hoặc làm dụng cụ đo bị hỏng + Nếu chọn dụng cụ đo có độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) quá lớn so với giátrị cần đo thì có thể không đo được hoặc giá trị đo được sẽ có sai số lớn, nhiều khi làmcho phép đo trở nên vô nghĩa

- Kỹ năng đọc và ghi kết quả phép đo: Kết quả đo được phải là chia hết choĐCNN và chữ số cuối cùng của kết quả đo cùng đơn vị với ĐCNN của dụng cụ đo

- Trong từng phép đo cần phải đo nhiều lần và kết quả đo là giá trị trung bình

2 Chuyển động đều: là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời

gian Giáo viên cần lấy ví dụ để nhấn mạnh: chỉ cần yếu tố độ lớn vận tốc không đổichứ không phải là vận tốc không đổi

- Thí nghiệm hình 3.1 (trang 11 SGK lý 8) tuy không phải làm nhưng giáo viêncần chỉ cho học sinh rõ kết quả ở bảng 3.1 là kết quả chuyển động của trục bánh xechứ không phải của bánh xe

- Công thức:

t

s

vtb , trong đó:

+ s là tổng quãng đường đi được

+ t là thời gian để đi hết quãng đường đó (kể cả thời gian vật nghỉ nếu có) + vtb là vận tốc trung bình trên đoạn đường s, hay trong thời gian t

Cần cho học sinh phân biệt được vận tốc trung bình khác khái niệm trung bình

3 Áp suất chất lỏng

- Khi tiến hành thí nghiệm 1, ta cần chọn màng cao su có độ dày đồng đều, độdày của màng tùy thuộc vào ống hình trụ làm thí nghiệm Khi đổ nước phải đổ từ từ,tránh làm cho màng cao su bịt đáy bị bật ra

- Trong thí nghiệm 2, miếng bịt ống phải phẳng (không được cong vênh) Banđầu khi nhúng vào chất lỏng, ta cần nhúng theo phương thẳng đứng, tránh tấm bịt đáy

bị lệch ra khỏi hình trụ

5 Sự nổi: Học sinh giải thích được vì sao tàu to nổi nhưng chiếc kim nhỏ lại chìm.

6 Động năng của vật: Phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật Trong khi đó vận

tốc phụ thuộc vào vật mốc nên động năng cũng phụ thuộc vào mốc xét chuyển động

Ví dụ 2 Lan đi xe đạp từ nhà đến trường với vận tốc 18 km/h, Phương đi với

vận tốc 5m/s Hỏi ai đi nhanh hơn?

Gợi ý giải: Đổi vận tốc của Lan và Phương về cùng một đơn vị ta có 18km/h =5m/s vậy hai người chuyển động nhanh như nhau

Ví dụ 3 Một Bác đưa thư từ bưu điện huyện đến xã A Bác ấy đi từ bưu điện

lúc 7 giờ 30 phút, vì lúc đi đoạn đường phải lên nhiều dốc cao nên vận tốc trung bìnhchỉ đạt được là 12km/h Đến nơi, đưa thư xong Bác ta quay về luôn; vận tốc trung bìnhtrên đường về là 6m/s; Bác đưa thư về đến nơi lúc 8 giờ 54 phút Tính độ dài quãngđường từ bưu điện huyện đến xã A (xem thời gian đưa thư là không đáng kể)

Giải:

Gọi vận tốc lúc đi của Bác đưa thư là v1 = 12km/h

Gọi vận tốc lúc về của Bác đưa thư là v2 = 6m/s = 21,6km/h

Gọi thời gian lúc đi của Bác đưa thư là t1

Gọi thời gian lúc về của Bác đưa thư là t2

Tổng thời gian cả đi và về là: t = 8h54ph - 7h30ph = 1h24ph = 1,4h

Ta có phương trình: v1t1= v2t2  12t1 = 21,6t2 (1)

Mặt khác ta lại có: t1 + t2 = 1,4  t1 = 1,4 - t2 (2)

Thay (2) vào (1) ta có: 12(1,4 - t2) = 21,6 t2  t2 = 0,5h

Quãng đường từ bưu điện huyện đến xã A là:

S= v2t2 = 0,5.21,6 = 10,8 (km)

Ví dụ 4 Một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc 5km/h Nhưng

đi đến đúng nửa quãng đường thì nhờ được bạn đèo xe đạp, đi tiếp với vận tốc12km/h, do đó đến nơi sớm hơn dự định 28 phút Hỏi người ấy đã đi hết toàn bộ quảngđường mất bao lâu?

Ví dụ 5 Một ô tô chuyển động từ A đến B với vận tốc 40km/h rồi chuyển động

ngược lại từ B về A với vận tốc 60km/h Tính vận tốc trung bình cả đi lẫn về của ô tô

đó Biết quảng đường AB dài 90 km

AB

v

Thời gian ô tô cả đi và về là: t = t1+ t2 = 2,25+1,5 = 3,75(h)

Vận tốc trung bình cả đi lẫn về của ô tô đó là: 2( ) 2.90 48( / )

a Một vật, trong nửa đầu quãng đường chuyển động có vận tốc không đổi v1,

trong nửa quãng đường còn lại chuyển động với vận tốc không đổi v2 Tính vận tốctrung bình của nó trên cả quãng đường

b Một vật, trong nửa thời gian đầu chuyển động với vận tốc không đổi v1, trong

nửa thời gian còn lại chuyển động với vận tốc không đổi v2 Tính vận tốc trung bìnhcủa nó trên cả quãng đường

c So sánh các vận tốc trung bình tính được trong hai câu a và câu b.

Giải:

a Gọi cả quãng đường là s, thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là t1; thời

gian đi hết nửa quãng đường sau là t2, thời gian đi hết cả quãng đường là t thi ta có:

v v



 (1)

b Gọi quãng đường vật đi được trong nửa thời gian đầu là s1; quãng đường vật

đi được trong nửa thời gian sau là s2 thì ta có phương trình:

Ta nhận thấy biểu thức (3) < 0 nên ta suy ra được vtbA < vtbB

Ví dụ 7 Hai xe ô tô A và B chuyển động ngược chiều nhau từ hai địa điểm

cách nhau 150 km Hỏi sau bao nhiêu lâu thì chúng gặp nhau và chỗ gặp nhau cáchđiểm xuất phát của xe A bao nhiêu km? Biết rằng hai xe cùng xuất phát và xe Achuyển động với vận tốc 40km/h xe B chuyển động với vận tốc 60km/h

Giải:

Gọi điểm xuất phát của hai xe A và B tương ứng là A, B; Gọi điểm hai xe gặp nhau làG; thời gian từ khi hai xe chuyển động đến khi gặp nhau là t

Ta có quãng đường hai xe đi được từ khi chuyển động đến khi gặp nhau là:

sA = vA.t; sB = vB.t  AB = sA + sB = vA.t + vB t = ( vA+ vB ).t

Thời gian hai xe chuyển động gặp nhau là: 40 60150 1,5( )

Chỗ hai xe gặp nhau tại G cách A một đoạn: AG = sA = vA.t = 40.1,5 = 60 (km)

Ví dụ 8 Minh đang chạy nhanh thì gặp một cây ở bên đường, Minh lấy một tay

bám vào cây, Minh có dừng lại ngay được không, tại sao?

Trả lời: Minh không dừng lại ngay được vì có quán tính nên Minh tiếp tụcchuyển động thêm một lúc nữa nhưng do tay bám vào cây nên Minh không chuyểnđộng thẳng mà chuyển động quanh thân cây thêm vài bước nữa

Ví dụ 9 Một vật có trọng lượng 10N đặt trên mặt bàn nằm ngang Vật bị tác

dụng một lực kéo theo phương nằm ngang có cường độ 5N

a Biểu diễn các lực trên với tỉ xích 1cm ứng với 1N.

b Biết vật vẫn đứng yên, hãy giải thích sự cân bằng của vật.

a Biểu diễn lực như hình H 1.1

b Trong trường hợp này vật vẫn đứng yên vì vật còn chịu tác dụng của hai lực

nữa là:- Lực ma sát nghỉ Fms cân bằng với lực kéo Fk

- Lực đẩy N của mặt đường cân bằng với trọng lượng P

Ví dụ 10 Một thỏi hợp kim có thể tích 1dm3 và khối lượng 9,85kg tạo bởi bạc vàthiếc Xác định khối lượng của bạc và thiếc trong thỏi hợp kim đó, biết rằng khốilượng riêng của bạc là 1050kg/m3 và của thiếc là 2700kg/m3

Giải:

Gọi khối lượng, thể tích và khối lượng riêng của thành phần bạc lần lượt là: m1, V1 vàD1, ta có: 1

1 1

m D V

 (1)Gọi khối lượng, thể tích và khối lượng riêngcủa thành phần thiếc lần lượt là: m2, V2 vàD2, ta có: 2 2

2

m D V

 (2)Khối lượng riêng của thỏi hợp kim là:

1 2

1 2

m D



 (3)Thay các giá trị của V1 và V2 và tính theo (1), (2) và (3) ta có:

=> m2 = M – m1 = 9,85 – 9,625 = 0,225 (kg).

Ví dụ 11 Hãy tính thể tích V, khối lượng m, khối lượng riêng D của một vật

rắn biết rằng khi thả nó vào một bình đầy nước thì khối lượng cả bình tăng thêm m1 =21,75g, còn khi thả nó vào một bình đầy dầu thì khối lượng cả bình tăng thêm m2 =51,75g Biết trong cả hai trường hợp, vật đều chìm hoàn toàn; khối lượng riêng củanước và dầu lần lượt là 1000kg/m3 và 900kg/m3

Giải:

Khi thả vật vào bình nước hoặc dầu thì có một lượng nước hoặc dầu (có cùng thể tíchvới vật) tràn ra khỏi bình Độ tăng khối lượng của cả bình trong mỗi trường hợp:

m1 = m - D1V (1) m2 = m - D2V (2)

Từ (1) ta có m = m1 + D1V, thay vào (2) ta có:

m2 = ( m1 + D1V ) - D2Vm2 -m1 = ( D1 - D2 )V

m D

Ví dụ 12 Một miếng gỗ có trọng lượng riêng bằng 0,8 trọng lượng riêng của

nước

a Thể tích gỗ chìm trong nước bằng bao nhiêu phần thể tích miếng gỗ?

b Hiện tượng gì xảy ra nếu miếng gỗ nhúng vào chất lỏng có trọng lượng riêng

bằng trọng lượng riêng của nó?

Giải:

a Vì trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên miếng

gỗ sẽ nổi trên mặt nước Ta có: P = FAS

Vậy thể tích phần chìm trong nước của miếng gỗ chiếm 0,8 lần thể tích cả miếng gỗ

b Nếu miếng gỗ thả vào chất lỏng có trọng lượng riêng bằng trọng lượng riêng

của nó thì miếng gỗ sẽ lơ lửng trong chất lỏng đó

Ví dụ 13 Một viên bi sắt bị rỗng ở giữa được treo vào một lực kế Tìm trọng

lượng của viên bi đó khi ở ngoài không khí, biết rằng khi nhúng nó vào nước thì số chỉcủa lực kế giảm 0,15N Biết trọng lượng riêng của nước và sắt lần lượt là 10.000N/m3

và 78.000N/m3; thể tích phần rỗng Vr = 5cm3

Giải:

Khi nhúng vào nước số chỉ lực kế giảm 0,15N chứng tỏ lực đẩy Ác - si - mét có độ lớnbằng 0,15N nên ta có: FAS = dn.V = 0,15

0,000015( )10000

Bài 1 Một người cưỡi ngựa trong 40 phút đầu đi được 5km Trong giờ tiếp

theo anh ta đi với vận tốc 10km/h, còn đoạn đường 6km cuối cùng anh ta đi với vậntốc 12km/h Xác định vận tốc trung bình của người đó:

a Trong suốt thời gian chuyển động.

b Trong giờ đầu tiên.

c Trong nửa đoạn đường đầu.

Bài 2 Vào lúc 7 giờ sáng có 2 xe khởi hành tại A để đi về B Quảng đường

AB = 122km Xe thứ nhất chuyển động đều với vận tốc V1 = 40km/h; xe thứ hai cứsau mỗi lần đi được a (km) thì vận tốc chỉ còn một nửa vận tốc so với trước đó Đoạncòn lại dài 2km (2km <a) đi hết 12 phút Biết vận tốc của xe 2 không quá 90km/h vàhai xe có gặp nhau khi chuyển động

a Tính vận tốc của xe 2 ở a (km) đầu tiên và vận tốc trung bình của xe 2 trên

đoạn đường AB

b Xác định vị trí và thời điểm gặp nhau của hai xe.

Bài 3 Một ca nô chạy giữa hai bến sông cách nhau 90km Vận tốc của ca nô

so với nước là 25km/h, vận tốc của nước chảy là 5km/h Tính vận tốc trung bình của

ca nô trong một chuyến đi và về Biết rằng khi đến bến, ca nô nghỉ 30 phút rồi mớiquay về bến cũ

Bài 4 Xe thứ nhất khởi hành từ A chuyển động đều đến B với vận tốc

36km/h Nửa giờ sau, xe thứ hai chuyển động đều từ B đến A với vận tốc 15m/s Biếtquãng đường từ A đến B dài 108km Hỏi:

a Sau bao lâu kể từ lúc xe thứ hai khởi hành thì hai xe gặp nhau? Nơi gặp nhau

cách A bao nhiêu? Cách B bao nhiêu?

b Xe nào đến nơi trước?

c Xe đến sau muốn đến nơi cùng một lúc xe đến trước thì phải chuyển động với

vận tốc bao nhiêu?

Bài 5 Ba người cùng ở một nơi (A) cần có mặt cùng một lúc ở một nơi khác

(B) cách nhau AB = 20km Họ có một chiếc xe đạp và chỉ đèo được một người Bangười khởi hành cùng một lúc: lúc đầu người thứ nhất và người thứ hai đi xe đạp,người thứ ba đi bộ; tới một vị trí nào đó (C), người thứ nhất đi xe đạp quay lại đón vàgặp người thứ ba tại (D), còn người thứ hai tiếp tục đi bộ từ C; sau khi gặp người thứ

ba, người thứ nhất đèo người thứ ba đến B cùng một lúc với người thứ hai Tính:

a Thời gian người thứ hai, người thứ ba phải đi bộ; thời gian người thứ nhất đi

xe đạp

b Vận tốc trung bình của ba người.

Biết vận tốc lúc đi xe đạp là 20km/h, lúc đi bộ là 4km/h

Bài 6 Một quả cầu bằng nhôm, ở ngoài không khí có trọng lượng 1,458N Hỏi

phải khoét quả cầu một phần có thể tích bao nhiêu để khi thả vào nước quả cầu nằm lơlửng trong nước? Biết dnhôm = 27000N/m3; dnước= 10 000 N/m3

Bài 7 Một miếng gỗ hình lập phương cạnh 15cm ngập 10,5cm và nổi trong

nước sao cho đáy của nó song song với mặt nước Tìm khối lượng riêng của gỗ, biếtkhối lượng riêng của nước dnước = 10 000N/m3

CHUYÊN ĐỀ II NHIỆT HỌC

I TÓM LƯỢC LÝ THUYẾT

1 Cấu tạo chất

- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là nguyên tử, phân tử

- Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách

- Các phân tử, nguyên tử chuyển động không ngừng

- Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyểnđộng càng nhanh

2 Nhiệt năng

- Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật

- Nhiệt năng của một vật có thể thay đổi bằng hai cách: Thực hiện công vàtruyền nhiệt

3 Sự truyền nhiệt

Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vậtkhác bằng cách hình thức sau đây:

- Dẫn nhiệt:

+ Dẫn nhiệt là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất rắn

+ Chất rắn dẫn nhiệt tốt Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất.+ Chất lỏng dẫn nhiệt kém Chất khí dẫn nhiệt còn kém hơn chất lỏng

- Đối lưu:

+ Đối lưu là hình thức truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí.+ Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.+ Chất rắn không truyền nhiệt được bằng đối lưu

- Bức xạ nhiệt:

+ Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt

+ Bức xạ nhiệt có thể xảy ra ngay cả trong chân không.

- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1kg chất đó

để tăng thêm 1oC Nhiệt dung riêng được kí hiệu bằng chữ c và có đơn vị là jun trênkilôgam độ (J/kg.K)

- Nhiệt nóng chảy của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1kg chất đó nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy

- Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu cho biết nhiệt lượng tỏa ra khi 1kg nhiênliệu bị đốt cháy hoàn toàn Năng suất tỏa nhiệt được kí hiệu bằng chữ q và có đơn vị làjun trên kilôgam (J/kg)

- Các công thức tính nhiệt lượng:

+ Công thức tính nhiệt lượng thu vào (hay tỏa ra ) để thay đổi nhiệt độ:

Q = c.m.t, trong đó:

Q là nhiệt lượng thu vào (hoặc tỏa ra ), tính bằng J;

c là nhiệt dung riêng của chất thu (hoặc tỏa nhiệt), tính bằng J/kg.K;

t là độ thay đổi nhiệt độ, tính bằng 0C hoặc K

+ Công thức tính nhiệt lượng thu vào (hay tỏa ra) khi vật nóng chảy (hayđông đặc) tại nhiệt độ nóng chảy: Q = .m, trong đó:

Q là nhiệt lượng thu vào (hoặc tỏa ra), tính bằng J;

 Nhiệt nóng chảy (hay đông đặc), tính bằng J/kg;

m là khối lượng chất nóng chảy (hoặc đông đặc), tính bằng kg

+ Công thức tính nhiệt lượng thu vào (hay tỏa ra) khi vật hóa hơi (hayngưng tụ) tại nhiệt độ sôi: Q = L.m, trong đó:

Q là nhiệt lượng thu vào (hoặc tỏa ra), tính bằng J;

L là nhiệt hóa hơi (hay ngưng tụ ), tính bằng J/kg

+ Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn tỏa ra: Q = mq

5 Nguyên lý truyền nhiệt

Khi có 2 vật trao đổi nhiệt với nhau thì:

- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn

- Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của 2 vật bằng nhau thì ngừng lại

- Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào:

Qtỏa ra = Qthu vào

6 Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Năng lượng không tự sinh ra và cũng không tự mất đi Nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác hoặc chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác

7 Động cơ nhiệt

- Động cơ nhiệt là động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy bị chuyển hóa thành cơ năng

- Hiệu suất của động cơ nhiệt: H= A/Q

II NHỮNG LƯU Ý KHI GIẢNG DẠY

1 Nguyên tử chuyển động hay đứng yên: phần ghi nhớ thứ hai là dựa theo quan điểm

hiện tượng, còn bản chất của vấn đề là: Phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càngnhanh, thì nhiệt độ của vật càng cao

2 Biến đổi nội năng: Từ thí nghiệm rút ra các nhận xét như sách giáo khoa, chứ

không đi vào cơ chế của quá trình thực hiện công và truyền nhiệt

3 Công thức tính nhiệt lượng: Chỉ cần mô tả các thí nghiệm ở hình 24.1, 24.2, 24.3 và

xử lý kết quả thí nghiệm để đưa ra công thức tính nhiệt lượng Giáo viên cần nói rõ độlớn của các ngọn lửa đèn cồn trong các thí nghiệm là như nhau, từ đó nhiệt lượng dođèn tỏa ra sẽ tỉ lệ thuận với thời gian đun do đó từ so sánh thời gian ta mới có kết luận

so sánh về nhiệt lượng

Đây là lần đầu tiên học sinh được làm quen với việc thiết lập công thức xác định mộtđại lượng (nhiệt lượng) từ việc quan sát các thí nghiệm về sự phụ thuộc của đại lượngnày vào đại lượng khác (t, m, c), do đó cần trình bày cụ thể, làm cho học sinh hiểuđược ý nghĩa của từng đại lượng và của công thức

4 Phương trình cân bằng nhiệt: Nêu được ý nghĩa của phương trình cân bằng nhiệt Sử

dụng công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt để giải các bài tập đơngiản, gần gũi với thực tế về sự trao đổi nhiệt giữa hai vật

5 Năng suất tỏa nhiệt: Giáo viên thông báo ý nghĩa của năng suất tỏa nhiệt của nhiên

liệu Yêu cầu học sinh biết sử dụng bảng 26.1 để xác định năng suất tỏa nhiệt của cácnhiên liệu

6 Các công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra trong quá trình nóng chảy (hay

đông đặc), hay quá trình hóa hơi không học trong chương trình chính khóa, mà nóthuộc nội dung chương trình tự chọn nâng cao, vì vậy đối với học sinh giỏi giáo viên

có điều kiện thì cho các em tiếp cận để tham gia các kì thi cho học sinh giỏi

III HỆ THỐNG BÀI TẬP

1 Các ví dụ

Ví dụ 1 Trong phòng có một chiếc bàn sắt; khi sờ tay vào bàn, ai cũng thấy mát

hơn khi sờ tay vào tường gạch

Bạn A giải thích: đó là do nhiệt độ của bàn sắt luôn thấp hơn nhiệt độ củatường

Bạn B: đó là do sắt dẫn nhiệt tốt hơn gạch

Bạn C: đó là do sắt có nhiệt dung riêng lớn hơn gạch nên nó hấp thụ nhiệt nhiềucủa tay ta hơn.

Đó cũng là nguồn gốc của thành ngữ "lạnh như tiền" (ngày trước tiền thườngđúc bằng đồng là chất dẫn nhiệt tốt)

Ví dụ 2 Vì sao mùa hè dùng quạt lại thấy mát?

Trả lời:

Cơ thể người ta tỏa nhiệt ra không khí, tạo nên một lớp không khí nóng bao quanh cơthể làm cho cơ thể khó tỏa nhiệt tiếp Quạt tạo ra gió đẩy lớp không khí nóng đó ra xa

ta, đưa lớp không khí mát hơn đến khiến cho cơ thể tỏa nhiệt được dể dàng hơn

Gió còn làm cho mồ hôi bay hơi nhanh giúp cho cơ thể tỏa nhiệt nhiều và nhanh

Như vậy, quạt chỉ có tác dụng giúp cho cơ thể tỏa nhiệt nhanh ra không khí, chứ không

có tác dụng hạ nhiệt độ chung trong phòng như máy điều hòa nhiệt độ

Ví dụ 3.

a Tính nhiệt lượng cần thiết để nung nóng một chi tiết máy bằng thép có khối

lượng 0,2 tấn từ 200C đến 3700C biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K

b Tính khối lượng nhiên liệu cần thiết để cung cấp nhiệt lượng trên, biết năng

suất tỏa nhiệt của nhiên liệu là 46000KJ/kg và chỉ 40% nhiệt lượng dùng để nung nóngvật

Giải:

Đổi: 0,2 tấn = 200 kg

a Nhiệt lượng cần thiết để nung nóng thép:

Q1 = m1c( t2 - t1) = 200 460(370 – 20) = 32200000 (J)  Q1 = 32200 (KJ)

b Nhiệt lượng trên chỉ bằng 40% nhiệt lượng do nhiên liệu tỏa ra Do đó nhiệt

lượng do nhiên liệu tỏa ra là: 1.100

80500( )40

Ví dụ 4 Thả m1 = 0,5 kg đồng ở 1000C vào m2 = 0,2kg nước ở 200C Xác định nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt Biết nhiệt dung riêng của đồng và nước lần lượt là c1 = 380J/kg.K và c2 = 4200J/kg.K; bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường

Giải:

Nhiệt lượng do đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ là:

Q1 = c1m1(100 – t)

= 380.0,5(100 – t) = 190(100-t)

Nhiệtlượng khi nước thu vào để tăng nhiệt độ là:

Q2 = c2m2 (t – 20) = 4200.0,2 (t – 20)

= 840(t – 20)

Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

Q1 = Q2 hay 190(100 – t) = 840 (t – 20).

Giải ra ta có: t  34,80C.

Ví dụ 5 Pha rượu ở nhiệt độ t1 = 200C vào nước ở nhiệt độ t2 = 1000C được 140g hỗn hợp ở nhiệt độ t = 37,50C Tính khối lượng của nước và rượu đã pha, biết rượu và nước có nhiệt dung riêng lần lượt là c1 = 2500 J/kg.K và c2 = 4200 J/kg.K; bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường

Giải:

Gọi m1, m2, m là khối lượng của rượu, nước và hỗn hợp Ta có hệ phương trình:

m1 + m2 = m và c1m1(t- t1) = c2m2(t2 – t) Thay số vao ta có:

m1 + m2 = 0,14 (1)

2500.m1 (37,5 – 20) = 4200.m2 (100 – 37,5) (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có m1 = 120g và m2 = 20 g Ví dụ 6 Có hai bình cách nhiệt: bình 1 chứa m1 = 2kg nước ở t1 = 400C; bình 2 chứa m2 = 1 kg nước ở t2 = 200C Người ta trút một lượng nước m’ từ bình 1 sang bình 2; sau khi nhiệt độ ở bình 2 đã cân bằng, lại trút một lượng nước m’ từ bình 2 sang bình 1 Nhiệt độ cân bằng của bình 1 lúc này là t’ 1 = 38 0C Tính khối lượng nước đã trút trong mỗi lần và nhiệt độ cân bằng t’ 2 ở bình 2. Giải: Phương trình cân bằng nhiệt cho lần trút thứ nhất và thứ 2: cm’ (t1 – t2’) = cm2(t’ 2 – t2) cm’ (t’ 1 –t ’ 2) = c (m1 – m ’) (t1 – t1’) Thay số vào ta có: m’ (40 – t’ 2) = 1.(t ’ 2 – 20) (1)

m’ (38 – t’ 2) = (2 – m ’) (40- 38) (2)

từ (1)  m’ – m’t’ 2 = t ’ 2 – 20 (3)

từ ( 2)  38 m’ - m’t’ 2 = 4 – 2 m ’ (4)

Giải ra ta có: t’ = 24 0C; m’ = 0,25 kg

Ví dụ 7 Thả 300g sắt ở nhiệt độ 100C và 400g đồng ở 250C vào 200g nước ở

200C Tính nhiệt độ khi cân bằng nhiệt Cho nhiệt dung riêng của sắt, đồng và nước lầnlượt là 460J/kg.K, 400J/kg.K và 4200 J/kg.K; bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường

Giải:

Ta thấy sắt có nhiệt độ thấp nhất nên sẽ thu nhiệt, đồng có nhiệt độ cao nhất sẽ tỏanhiệt, còn nước chưa rõ thu hay tỏa nhiệt, vì vậy trước tiên ta đi kiểm tra xem nước tỏanhiệt hay thu nhiệt Muốn kiểm tra, ta tính nhiệt độ cân bằng khi chỉ đồng và sắt traođổi nhiệt ta có phương trình: c2m2 (t2 – t) = c1m1 (t – t1)

m c m

c

t m c t

m

c

2 2 1

1

2 2 2 1

1

4 , 0 400 3 , 0 460

25 4 , 0 400 10 3 , 0 460

Ta thấy: t = 180 C < t3 = 200C, vậy nước tỏa nhiệt

Từ đó ta có phương trình cân bằng nhiệt khi cả 3 chất tham gia trao đổi nhiệt là c1m1 (t– t1) = c2m2 (t2 – t) + c3 m3 (t3 – t)  C

m c m c m c

t m c t m c t m c

3 3 2 2 1 1

3 3 3 2 2 2 1 1

Ví dụ 8 Một hệ gồm n vật có khối lượng m1,m2,…,mn ở nhiệt độ ban đầu t1, t2,

…,tn , làm bằng chất có nhiệt dung riêng c1, c2 , … , cn, trao đổi nhiệt với nhau Tínhnhiệt độ chung khi hệ có cân bằng nhiệt (biết rằng các chất không tác dụng hóa họcvới nhau và khi trao đổi nhiệt không có chất nào thay đổi thể tích)

n n n m c m

c m c

t m c t

m c t m

2 2 2 1 1 1

Ta thấy: Kết quả nhiệt độ cân bằng (t) không phụ thuộc vào chất thu hay tỏa nhiệt

Ví dụ 9 Người ta thả m1 = 800g nước đá vào m2 = 2kg nước ở t2 = 5 0C Khi cócân bằng nhiệt, khối lượng nước đá tăng thêm m’= 20g Xác định nhiệt độ ban đầu củanước đá Biết nhiệt dung riêng của nước đá là c1 = 2100J/kg.K, của nước là c2 = 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá  = 3,4.105J/kg

Giải:

Khối lượng nước đá tăng thêm chứng tỏ một phần nước bị đông đặc và nhiệt độchung của hệ khi có sự cân bằng là 0 0C Phương trình cân bằng nhiệt:

C2m2(t2 - 0) + m = c1m1 (0 – t1)

 C

m c

m t

m

c

1 1

' 2 2 2

8 , 0 2100

02 , 0 10 4 , 3 5 2 4200

Ví dụ 10 Có một mẩu nước đá bên trong còn sót lại một ít nước chưa đông đặc,

khối lượng tổng cộng là m1 = 250g, ở nhiệt độ t1 = 00C Thả nó vào nước có khốilượng m2 = 1kg, ở nhiệt độ t2 = 200C Nhiệt độ cân bằng là t = 50C Tính khối lượngnước mx còn sót trong mẫu nước đá Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4200J/kg.K,nhiệt nóng chảy của nước đá  = 3,4.105J/kg

4 , 3

)]

0 5 ( 25 , 0 ) 5 20 (

1 [

4200 25

, 0 )]

( ) ( [

5 1

1 2

Ví dụ 11 Trong một bình có chứa nước có khối lượng m1 = 2 kg, ở nhiệt độ t1 =

250C Người ta thả vào bình khối lượng m2(kg) nước đá ở nhiệt độ t2 = - 200C Hãytính nhiệt độ chung, khối lượng nước và khối lượng nước đá có trong bình khi có cânbằng nhiệt trong các trường hợp sau đây:

Q1 < Q2 + Q’ 2: Nước đá chưa nóng chảy hoàn toàn, vậy nhiệt độ cân bằng là 0 0C

Khối lượng nước đá nóng chảy được xác định bởi :m x Q Q Q1 0,5kg

' 2 2

Khối lượng nước đá còn lại: mđ = m2 – mx = 0,5 kg

b m2 = 0,2 kg

Giải tương tự như ở phần a ta có:

Q2 = c2m2 (0 – t2) = 2100.0,2.[0 – (- 20)] = 8400 (J)

Q2’ =  m2 = 3,4.105 0,2 = 68000 (J)

Q1 > Q2 + Q2’: Nước đá nóng chảy hết và nhiệt độ cân bằng cao hơn 00C

Nhiệt độ cân bằng được xác định từ:

C m

m c

Q Q Q

2 1

' 2 2

)2,02(4200

680008400

210000)

Khối lượng nước trong bình: mn = m1 + m2 = 2,2 kg

Khối lượng nước đá: mđ = 0

Q2 < Q1 + Q’ 1 : Nước chưa đông đặc hoàn toàn, vậy nhiệt độ cân bằng là 0 0C

10 4 , 3

210000 252000

5 1

Khối lượng nước còn lại: mn = m1 – my = 2 – 0,12 = 1,88 (kg)

Ví dụ 12 Xác định nhiệt dung riêng ck của chất làm nhiệt lượng kế.

Dụng cụ: Nhiệt lượng kế, nhiệt kế, nước (đã biết nhiệt dung riêng cn), bình đun, bếpđiện, cân và bộ quả cân

Bài làm:

Lý thuyết: Rót một lượng nước m2 ở nhiệt độ t2 vào nhiệt lượng kế khối lượng

mk có chứa lượng nước m1 ở nhiệt độ t1 Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là t thì phươngtrình cân bằng nhiệt là: (ck mk + cn m1) (-t1) = cnm2(t2 – t)

Từ đó xác định được nhiệt dung riêng:

] ) (

t t m m

c c

- Dùng cân xác định khối lượng của nhiệt lượng kế mk

Rót một lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế và xác định khối lượng m = mk + m1,suy ra khối lượng nước rót vào m1

- Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t1 của nhiệt lượng kế và nước

- Đun một lượng nước khác trong bình và đo t2

- Rót nước ở nhiệt độ t2 vào nhiệt lượng kế, khuấy đều nước và đo nhiệt độ t khi cân bằng nhiệt.

- Cân lại cả nhiệt lượng kế được khối lượng M’, suy ra: m2 = M’ – m

- Thay các số liệu đã có vào biểu thức ở trên ta tính được ck

Ví dụ 13 Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá.

Dụng cụ: Nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng ck), nhiệt kế, cân, bộ quả cân,nước (đã biết nhiệt dung riêng cn), nước đá đang tan ở 00C

Bài làm:

Lý thuyết: Thả m2 nước đá đang tan ở nhiệt độ t2 = 00C vào một nhiệt lượng kế(khối lượng mk, nhiệt dung riêng ck) chứa một lượng nước m1 ở nhiệt độ t1 Nhiệt độkhi cân bằng nhiệt là t Ta có phương trình:

(ckmk + cn m1) (t1 – t) =  m2 + cn m2 (t + t2) Từ đó ta có:

) ( ) )(

(

2 2

1

m

t t m c

m

c

n n

- Cân nhiệt lượng kế

- Rót một lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế và xác định M, từ đó suy rakhối lượng nước rót vào: m1 = M – mk

- Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ ban đầu t1 của nhiệt lượng kế và nước

- Lấy một miếng nước đá đang tan thả vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt độ tkhi có cân bằng nhiệt

- Cân lại nhiệt lượng kế và nước có trong nó khối lượng là M’, từ đó tính đượckhối lượng nước đá: m2 = M- M’

- Từ các dữ kiện trên, thay vào công thức để tính :

) ( ) )(

(

2 2

1

m

t t m c

m

c

n n

Ví dụ 14 Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong một ca nhôm

theo nhiệt lượng được cho ở đồ thị hình H 2.1

1 Dựa vào đồ thị đã cho, hãy mô tả sự

thay đổi trạng thái của khối nước đá

2 Tính khối lượng nước đá và khối lượng

ca nhôm Cho biết nhiệt dung riêng của nước C1

2

Q(kJ) 175

H 2.1

Nhìn vào đồ thị Hình 1 ta thấy: Khối nước đá có nhiệt độ ban đầu 00C, được cung cấpnhiệt lượng 170kJ làm thì tan hoàn toàn; sau đó được cung cấp tiếp một nhiệt lượng(175 - 170)kJ = 5kJ để tăng nhiệt độ lên 20C.

2 Gọi khối lượng nước đá là m1, khối lượng của ca nhôm là m2 thì:

- Nhiệt lượng thu vào để nước đá tan 00C là:

Q1 = m1 => m1= 1 3

4

170.10

0,5( )34.10

bên trong chứa 2kg nước đá và 2kg một chất X

dễ nóng chảy và không hòa tan trong nước

Nhiệt độ ban đầu của cả bình là – 400C, dây đốt

nóng bắt đầu hoạt động (công suất tỏa nhiệt của

dây không đổi) Nhiệt độ trong bình biến thiên

theo thời gian như đồ thị hình H 2.2 Nhiệt dung

riêng của nước đá là cđ = 2000J/kg.K, của chất

rắn X là c = 1000J/kg.K

Hãy xác định nhiệt nóng chảy của chất rắn X

và nhiệt dung riêng cx của chất X ở trạng thái lỏng

Giải:

- Gọi khối lượng nước đá và chất x là m = 2kg

Các khoảng thời gian ứng với các đoạn AB, BC, CD lần lượt là T1 = 3 phút, T2 =5phút, T3 = 4 phút

- Biến thiên nhiệt độ ứng với các đoạn AB, CD là: t1 = 200C, t2 = 200C

- Gọi công suất của dây đốt là N thì:

+ Ứng với đoạn AB: Nước đá và vật rắn x cùng hấp thụ nhiệt:

C đ

/ 10

).

1

2 1

Từ (2.1) và (2.3) ta có: C J kg K

T t

T t C C

.

)

1 2

3 1

Bài 1 Vì sao về mùa đông mặc áo bông lại ấm? Có phải do áo bông đã truyền

nhiệt cho cơ thể không?

Bài 2 Về mùa hè, ở nhiều xứ nóng người ta thường mặc quần áo dài hoặc quấn

quanh người những tấm vải lớn Còn ở ta lại thường mặc quần áo ngắn Vì sao vậy?

Bài 3 Một thau nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở 200C

a Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối 200g lấy ở bếp lò ra Nước nóng

đến 21,20C Tìm nhiệt độ của bếp lò Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lầnlượt là: C1= 880J/kg.K; C2 = 4200J/kg.K; C3 = 380J/kg.K Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môitrường

b Tìm nhiệt độ thực của bếp lò ở câu a nếu nhiệt lượng tỏa ra môi trường là

10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước

Bài 4 Một thỏi nước đá khối lượng m1 = 200g ở - 100C

a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để thỏi nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở

1000C Cho nhiệt dung riêng của nước đá và và của nước: C1 = 1800j/kg.K;C2 = 4200J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105J/kg; nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C

là L = 2,3.106J/kg

b Nếu bỏ thỏi nước đá trên vào xô nhôm chứa nước ở 200C Sau khi cân bằngnhiệt người ta thấy nước đá còn sót lại là 50g Tính lượng nước đã có trong xô lúc đầu.Biết xô nhôm có khối lượng m2 = 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là C3 =880J/kg.K

Bài 5 Có hai bình, mỗi bình đựng một chất lỏng nào đó Một học sinh lần lượt

múc từng ca chất lỏng ở bình 2 trút vào bình 1 rồi ghi lại nhiệt độ khi cân bằng nhiệt ởbình 1 sau mỗi lần trút là: 200C, 350C, bỏ sót một lần không ghi và 500C Hãy tínhnhiệt độ khi có cân bằng nhiệt ở lần bỏ sót không ghi, và nhiệt độ của mỗi ca chất lỏnglấy từ bình 2 trút vào bình 1 Coi nhiệt độ và khối lượng của mỗi ca chất lỏng lấy từbình 2 đều như nhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường

CHUYÊN ĐỀ III ĐIỆN HỌC

Chương 1: Tĩnh điện

A TÓM LƯỢC LÝ THUYẾT

1 Điện tích, sự nhiễm điện các vật

a Sự nhiễm điện, tính chất vật nhiễm điện

- Khi cọ xát thước nhừa vào tấm vải thì thước đó hút được những mẫu giấy nhẹ,

ta nói thước đã nhiễm điện

- Có 3 cách nhiễm điện thông thường là: cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng

- Nhiễm điện do cọ xát thì hai vật tích điện trái dấu; nhiễm điện do tiếp xúc thìvật bị nhiễm điện cùng dấu với vật ban đầu đã nhiễm điện; nhiễm điện do hưởng ứngthì hai đầu của vật nhiễm điện trái dấu nhưng tổng điện tích của vật hưởng ứng vẫnbằng không

- Tính chất của vật nhiễm điện: Hút các vật nhẹ hoặc phóng điện qua vật khác

Ví dụ như mùa đông mặc áo len khi cởi áo vào ban đêm ta thấy phát sáng kèm theotiếng nổ lép tép

- Người ta đã chứng tỏ: có hai loại điện tích trái dấu là điện tích âm và điện tíchdương

b Sơ lược về cấu tạo nguyên tử

Nguyên tử được cấu tạo gồm hai phần: Hạt nhân mang điện tích dương, cácêlectrôn mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo elíp,Điện tích hạt nhân có trị số bằng tổng điện tích các êlectrôn, do đó bình thường nguyên

tử trung hoà về điện

Khi kích thước các vật mang điện nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách giữachúng thì được coi là điện tích điểm Mỗi vật mang điện đều chứa nguyên lần điện tíchnguyên tố e (ne) Vật mang điện dương tức là thiếu êlectrôn, vật mang điện âm tức

là thừa êlectrôn

Êlectrôn có thể từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, đây là nguyên nhân gây

ra sự nhiễm điện của các vật

2 Tương tác giữa các điện tích, định luật Culomb

- Các vật nhiễm điện cùng loại thì đẩy nhau, khác loại thì hút nhau

- Định luật Culomb: Độ lớn của lực tương

tác giữ hai điện tích điểm tỷ lệ thuận với tích độ

lớn các điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương

khoảng cách giữa chúng Phương của lực tương tác

là đường thẳng nối hai điện tích đó

B CÁC LƯU Ý KHI GIẢNG DẠY

- Không yêu cầu HS nêu được vật nào mang điện dương, vật nào mang điện âm

- Không yêu cầu giải thích bản chất của hiện tượng nhiễm điện do cọ xát.

- Không dạy hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc và do hưởng ứng

- Yêu cầu học sinh: Giải thích được ít nhất 02 hiện tượng trong thực tế liên quantới sự nhiễm điện do cọ sát

Hiện tượng 1: Giải thích tại sao khi chải tóc bằng lược nhựa, thì lược nhựa lại

hút tóc?

Giải thích: Khi chải tóc bằng lược nhựa, lược nhựa cọ xát vào tóc làm cho lượcnhựa và tóc bị nhiễm điện, nên chúng hút nhau

Hiện tượng 2: Giải thích tại sao khi lau chùi màn hình ti vi bằng khăn bông khô

thì ta vẫn thấy có bụi vải bám vào màn hình?

Giải thích: Khi ta lau chùi màn hình bằng khăn bông khô thì màn hình bị nhiễm điện, do đó màn hình tivi hút các bụi vải

C HỆ THỐNG BÀI TẬP

1 Các ví dụ

Ví dụ 1 Hãy giải thích tại sao có hiện tượng mặc áo len hoặc dạ hàng ngày, khi

cởi áo thì có phát sáng li ti trong bóng tối và kèm theo tiếng nổ lách tách?

HD: Khi ta mặc áo len hoặc dạ hàng ngày ta thường đi lại, cử động làm cọ xát

do vậy áo bị nhiễm điện Khi cởi áo các điện tích trên các sợi len hay dạ có hiện tượngphóng điện gây ra chớp nhỏ li ti kèm theo tiếng lách tách Hiện tượng này tương tựnhư các đám mây tích điện phóng điện gây ra sấm sét

Ví dụ 2 Một quả cầu mang điện thì khối lượng của nó có thay đổi hay không?

vì sao ?

HD: Một quả cầu mang điện thì khối lượng của nó không thay đổi vì khối lượngcác êlectrôn rất bé (coi như bằng không)

Ví dụ 3 Hãy giải thích tại sao, khi chạy trên đường, các xe tẹc chở xăng dầu

thường có xích sắt kéo lê trên đường?

HD: Khi ô tô chuyển động, cọ xát vào không khí và nhiễm điện từng phần Nếunhiễm điện mạnh có thể gây cháy nổ, để bảo vệ xe và xăng dầu người ta dùng xích sắtthả trên đường để truyền bớt các điện tích xuống đất

Ví dụ 4 Cho hai điện tích điểm q1 = 10-9C và q2 = 2q1 đặt trong không khí:

a Tính độ lớn lực tương tác giữa chúng khi khoảng cách nhau r2 = 5 cm.

b Để lực tương tác giữa chúng bằng 4,5.10-5N thì khoảng cách r là bao nhiêu?

c Khi đặt chúng trong môi trường có  =2 và khoảng cách là r = 4cm thì lựctương tác giữa chúng là bao nhiêu?

HD: Ta coi hằng số điện môi trong không khí xấp xỉ bằng 1.

a Theo định luật Culông thì độ lớn lực tương tác giữa chúng là:

1 2 2

Ta có: 2 1 2 2

2

2.10

kq q r

Ví dụ 5 Hai vật nhỏ mang điện cách nhau 3 cm trong chân không, hút nhau với

một lực 1,2N Điện tích tổng cộng là 10-7C Hãy xác định điện tích của mỗi vật

HD: Vì hai điện tích hút nhau nên chúng mang điện trái dấu Ta quy ước q1<0

Ví dụ 6 Khi cọ xát thuỷ tinh vào lông thú rồi đưa nó lại gần những mẫu giấy

vụn, thấy nó có thể hút các mẫu giấy đó Làm tương tự với thanh kim loại bằng đồngthì hiện tượng “hút các mẫu giấy” đã không xảy ra Một em học sinh nêu kết luận:Không thể làm cho kim loại nhiễm điện bằng cắch cọ xát Kết luận đó dúng hay sai?giải thích

HD: Kết luận của học sinh đó là không chính xác vì: khi thanh thuỷ tinh cọ xátvào lông thú thì nó chỉ nhiễm điện ở chổ tiếp xúc (điện tích tập trung) nên hiện tượnghút các mẫu giấy dễ quan sát Còn đối với thanh kim loại thì các e di chuyển trongthanh (điện tích không tập trung) nên hiện tượng hút các mẫu giấy là yếu, rất khó quansát

Lưu ý chung:

Hướng dẫn HS thực hiện các bước giải chung đối với một bài tập là:

- Đọc kỹ đầu bài để ghi nhớ những dữ liệu đã có và những yêu cầu cần tìm hoặcgiải đáp;

- Phân tích, so sánh và tổng hợp những thông tin trên, nhằm xác định đượcmình cần phải vận dụng hiện tượng, công thức hay định luật vật lí nào để tìm ra lờigiải, đáp số cần có;

- Tiến hành giải;

- Nhận xét và biện luận kết quả đã tìm được

* Đối với những bài tập chỉ cần áp dụng một công thức, vận dụng hiểu biết vềmột hiện tượng hay một định luật vật lí (các bài tập đơn giản) thì GV nên yêu cầu HS

tự giải những bài tập này và chỉ nên theo dõi, nhắc nhở những HS có sai sót trong quátrình giải để những HS đó tự lực và sửa chữa những sai sót

* Đối với những bài tập phức tạp, đòi hỏi phải áp dụng nhiều công thức, vận dụng nhiều kiến thức về hiện tượng và định luật vật lí, GV cần tập trung làm việc với HS ở bước thứ hai trong số các bước giải chung đã nêu ở trên.

2 Bài tập tự giải

Bài 1 Chọn câu đúng trong các nhận định sau:

A Khi một vật hút các vật khác, chứng tỏ nó đã nhiễm điện

B Một vật nhiễm điện có thể hút các vật khác

C Một vật nhiễm điện có thể hút các vật khác hoặc phóng điện qua các vậtkhác

D Một vật nhiễm điện chỉ hút các vật ở gần nó

Bài 2 Khi cọ xát thước nhựa vào mảnh dạ, nhận định nào sau đây đúng?

A Thước nhựa bị nhiễm điện còn mảnh dạ không nhiễm điện

B Thước nhựa và mảnh dạ đều bị nhiễm điện

C Thước nhựa chỉ nhiễm điện khi cọ xát lâu vào mảnh dạ

Bài 3 Khi cọ xát một chiếc đũa thuỷ tinh vào tấm lụa, đũa thuỷ tinh nóng lên

đồng thời nhiễm điện Như vậy do cọ xát đũa thuỷ tinh nóng lên nên bị nhiễm điện.Nói như vậy có đúng không? Tại sao?

Bài 4 Tại sao cánh quạt điện tạo ra gió mà vẫn bị bụi bám?

Bài 5 Có hai mảnh giấy bìa giống nhau được treo trên hai sợi chỉ tơ một bị

nhiễm điện và một không nhiễm điện Làm thế nào để nhận ra mảnh nào nhiễm điệnnếu không được sử dụng một dụng cụ nào?

Bài 6 Vào những ngày hanh khô không nên lau cửa kính hoặc màn hình Tivi

bằng khăn khô mà chỉ cần lấy chổi lông quét nhẹ Tại sao?

Bài 7 Treo hai quả cầu Bấc bằng các sợi tơ Trong đó có một quả cầu nhiễm

điện một không nhiễm điện Hỏi khi đưa chúng lại gần nhau thì có hiện tượng gì xảyra?

Bài 8 Một cuốn sách cũ, lâu năm giấy bị ẩm rất khó lật các trang sách Để tách

rời các trang sách mà không làm rách giấy ta làm thế nào?

Bài 9 Hãy cho biết cách nhận biết một vật bị nhiễm điện (không được sử dụng

bút thử)

Bài 10 Trong các phân xưởng dệt may người ta thường treo các tấm kim loại đã

nhiễm điện ở trên cao Làm như vậy có tác dụng gì? Tại sao?

Chương 2: Dòng điện một chiều

A TÓM LƯỢC LÝ THUYẾT

1 Khái niệm về dòng điện, nguồn điện một chiều

a Dòng điện: Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích.

Quy ước chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương

- Dòng điện có các tác dụng nhiệt, từ, hoá học và sinh lý

- Chất dẫn điện là chất cho dòng điện đi qua Chất dẫn điện gọi là vật liệu dẫnđiện khi được dùng để làm các vật hay các bộ phận dẫn điện

Chất dẫn điện thường dùng là đồng, nhôm, chì, hợp kim, dung dịch điện phân

- Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua Chất cách điện gọi là vật

liệu cách điện khi được dùng để làm các vật hay các bộ phận cách điện

Chất cách điện thường dùng là nhựa, thuỷ tinh, sứ, cao su,

- Cường độ dòng điện: là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện, được xác định bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng trong một đơn vịthời gian

Đo cường độ dòng điện: dùng Ampe kế

b Nguồn điện (một chiều):

- Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì dòng điện

- Các nguồn điện thường dùng trong thực tế là pin và acquy

- Nguồn điện có hai cực là cực âm, kí hiệu là dấu trừ (-) và cực dương, kí hiệu làdấu cộng (+) Ngoài ra nguồn điện phải có dung dịch điện phân

Nguồn điện tạo ra giữa hai cực của nó một hiệu điện thế Hiệu điện thế được kíhiệu là U Đơn vị hiệu điện thế là vôn (V); ngoài ra còn dùng đơn vị mili vôn (mV)hoặc kilô vôn (kV): 1V = 1000mV; 1kV = 1000 V

2 Sơ đồ mạch điện

- Sơ đồ mạch điện là hình vẽ sử dụng các ký hiệu quy ước để biểu diễn một mạchđiện Trong nhiều trường hợp rất khó hoặc không thể chụp ảnh, vẽ lại mạch điện thực.Nhưng bằng sơ đồ ta có thể biểu diễn đầy đủ chính xác các mạch điện đó để có thể căn cứvào đó mà lắp ráp hay sửa chữa với mạch điện thực

- Ký hiệu một số thiết bị điện thông thường:

3 Định luật ôm cho đoạn mạch

- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào haiđầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn

- Biểu thức: I RU Trong đó: I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn, đobằng ampe (A); U là hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, đo bằng vôn (V); R là điện trởcủa dây dẫn, đo bằng ôm (Ω).)

4 Sự phụ thuộc điện trở vào bản chất kim loại, tiết diện và chiều dài dây dẫn

l R

Tên Đoạn mạch mắc nối tiếp Đoạn mạch mắc song songĐiện trở

6 Công, Công suất dòng điện, Định luật Jun- Lenxơ.

a Điện năng: Bóng đèn sáng, bàn là, bếp điện nóng lên, động cơ điện có thể

thực hiện công hoặc truyền nhiệt khi dòng điện chạy qua, chứng tỏ dòng điện có nănglượng gọi là điện năng

b Công của dòng điện: Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số

đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hoá thành các dạng nănglượng khác;

- Biểu thức: A = U.I.t Trong đó: U là hiệu điện thế; I là cường độ dòng điện; tthời gian dòng điện chạy qua vật dẫn

- Đơn vị: Jun (J) hoặc kiloJun (1KJ = 1000 J); ngoài ra còn dùng 1Kwh =3600KJ

c Công suất của dòng điện: là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công của

dòng điện Xác định bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian

Biểu thức: P A

t

 Trong đó P là công suất trung bình; A là công dòng điện sinhra; t là thời gian để dòng điện thực hiện công A

Đơn vị: Oát (W) hoặc 1 KW = 1000 W

d Định luật Jun- Lenxơ.

Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bìnhphương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạyqua

Biểu thức: Q = I2.R.t Trong đó: Q là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn; I là cường

độ dòng điện chạy qua dây dẫn; R là điện trở của dây dẫn; t thời gian dòng điện chạyqua dây dẫn

B CÁC LƯU Ý KHI GIẢNG DẠY

- Thông thường không thể quan sát được điện tích cũng như sự dịch chuyển củađiện tích Ta nhận biết được chúng thông qua các tác dụng của chúng Trong SGKtrình bày phương án so sánh dòng điện với dòng nước theo phương pháp tương tự

- Khái niệm dịch chuyển có hướng của các điện tích ở đây chỉ được hình thànhmột cách đơn giản: Điện tích dịch chuyển qua các thiết bị điện (bóng đèn, quạt điện )tương tự như nước chảy qua ống nước

- Không yêu cầu phát biểu định nghĩa cường độ dòng điện

- Hiệu điện thế còn được gọi là điện áp

- Ở lớp 7, HS chỉ làm việc với các mạch điện đơn giản gồm nguồn điện, dây dẫn,công tắc, ampe kế, vôn kế, 1 hoặc 2 bóng đèn mắc nối tiếp hoặc mắc song song HS cầnphải sử dụng thành thạo các kí hiệu để vẽ đúng sơ đồ mạch điện này