Ôn luyện thi vào lớp 10 môn vật lý

Khi đặt vào hai đầu các dây dẫn một hiệu điện thế bằng nhau thì cường độ dòng điện qua dây dẫn II lớn hơn,b.. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế khác có giá trị là 45V thì c

CHƯƠNG I ĐIỆN HỌC

I/ KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch riêng lẽ.

R

U

Trong đó: + I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo bằng (A)

+ U là hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch đo bằng (V)

+ R là điện trở của đoạn mạch đo bằng (Ω) 1kΩ = 103 Ω, 1MΩ = 106 Ω.Chí ý: Từ

Hoặc U = I R (1 // ) dùng để xác định U khi biết I và R.

Đồ thị sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I và hiệu điện thế U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ Khi biết đồ thị thì suy ra được I và U tại một điểm bất kì trên đồ thị

2 Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp.

R

R

1

I1

I2

In

+ Nếu đoạn mạch gồm n điện trở

giống nhau mắc song song thì: I1 = I2 = = In, I = n I1

3 2 1

.

R R

R R R R

R

+ +

= +

1

3 2

R

R R

R

R

+ +

Khi sử dụng nếu U = Uđm => P = Pđm và I = Iđm thì dụng cụ hoạt động bình thường

Nếu U > Uđm => P > Pđm và I > Iđm thì dụng cụ hoạt động quá mức bình thường, có thể cháy

Nếu U < Uđm => P < Pđm và I < Iđm thì dụng cụ hoạt động yếu hơn mức bình thường, có thể không hoạt động và bị cháy.

+ Công suất tiêu thụ trên cả đoạn mạch bằng tổng công suất tiêu thụ trên các đoạn mạch thành phần

7 Điện năng – Công của dòng điện.

t R

U t R I t I

U

t

P

Điện năng, công của dòng điện thường dùng đơn vị là Kw.h

Chú ý: Một số đếm của công tơ điện tương ứng với điện năng tiêu thụ là 1 kw.h = 3,6 106J

8 Định luật Jun – Len xơ.

Q = I2.R.t = =U.I.t = t

R

U2

(J) (13)1J = 0,24 cal

9 Một số công thức khác có liên quan:

Công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 đến t2:

i

Q

Q A

10 Phương pháp chung để giải bài toán vận dụng định luật Ôm:

- Bước 1 Tìm hiểu và tóm tắt đề bài, vẽ sơ đồ mạch điện.

- Bước 2 Phân tích mạch điện, tìm các công thức có liên quan đến các đại lượng cần tìm.

- Bước 3 Vận dụng các công thức liên quan để giải bài toán.

- Bước 4 Kiểm tra, biện luận kết quả (nếu có).

II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG.

Bài 1

Ba đện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp với nhau vào hai đầu đoạn mạch có hiệu điện thế

44 V Biết R1 = 2R2 = 3 R3= Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là 4A Tính giá trị các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở

R R

11

11 6 11

6

Gọi x và y là số điện trở 10Ω và 40Ω cần để mắc vào mạch điện ta có:

10 x + 40 y = 90 => x = 9 – 4y với x, y là số nguyên dương và x ≤ 9; y ≤ 2 nên ta có ba

phương án để mắc các điện trở trên như sau:

+ y = 0 và x = 9 (9 điện trở 10Ω mắc nối tiếp với nhau)

+ y = 1 và x = 5 (1 điện trở 40Ω với 5 điện trở 10Ω mắc nối tiếp)

+ y = 2 và x = 1 (2 điện trở 40Ω và 1 điện trở 10Ω mắc nối tiếp)

Bài 3

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường

độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu

mỗi dây dẫn I và II như hình vẽ

Hãy cho biết thông tin nào dưới đây

là đúng? là sai? Giải thích

(II)

(I)I(A)

U(V)

a Khi đặt vào hai đầu các dây dẫn một hiệu điện thế bằng nhau thì cường độ dòng điện qua dây dẫn (II) lớn hơn,

b Khi dòng điện qua hai dây dẫn bằng nhau thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn (I) nhỏ hơn

c Điện trở của hai dây dẫn này bằng nhau

Giải.

Nhìn vào đồ thị ta thấy:

a Khi U1 = U2 thì I2 > I1 vậy (a) đúng

b Khi I1 = I2 thì U1 > U2 vậy (b) sai

c

2

2 2 1

1

I

U R I

U

R = = Khi I1 = I2 thì U1 > U2 => R1>R2 vậy(c) sai.

Bài 4.

Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó R2 = 2R1; vôn kế chỉ 12V; ampekế chỉ 0,8A

a Tính R1, R2 và điện trở tương đương của đoạn mạch

b Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế khác có giá trị là 45V thì cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampekế là bao nhiêu?

Giải:

Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song

a Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

) ( 15 8

2

1 1

1 1 2

1

2

R R

R R R

15

U1 U2 U(V)

I3 R3

b Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế là:

) ( 2 5 , 22

a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b Biết cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 1A Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R3 và cường độ dòng điện qua mạch chính

Hướng dẫn:

a

3 2 1

2 1 3 1 3 2 3 2 1

111

1

R R R

R R R R R R R R R

R

++

=++

=

) ( 5 , 7

2 1 3 1 3

2

3 2

+ +

=

R R R R

R

R

R R

I1 R1 I2 R2

I3 R3 Ix RxI

a Vì 3 điện trở giống nhau nên có 4 cách mắc khác nhau Sơ đồ mắc như hình vẽ

b Điện trở tương đương:

r r r

r r r

Cách 4 RC4 = r + 54 ( )

2

36 36

2 = + = Ω

r

Bài 7.

Cho mạch điện như hình vẽ

Biết r1= 5Ω, R2 = 15 Ω, R3 = 12 Ω, Rx có thể thay đổi

được UAB= 48V

a Khi Rx = 18Ω Xác định cường độ dòng điện chạy

qua Rx vàhiệu điện thế hai đầu điện trở R3

b Xác định giá trị điện trở Rx để cho cường độ dòng điện chạy qua Rx nhỏ hơn hai lần cường độ dòng điện chạy qua R1 Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính khi đó và điện trở tương đương của toàn mạch

Giải.

a Cường độ dòng điện chạy qua Rx

) ( 6 , 1 30

48

3

3

A R

3

A R

8 , 4

Cho hai bóng đèn loại (24V – 0,8A) và (24V – 1,2A)

a Các kí hiệu trên cho biết điều gì?

b Mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 48V Tính cường độ dòng điện chạy qua hai đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi đèn

c Để hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào và sử dụng hiệu điện thế là bao nhiêu?

Giải.

a Con số 24V cho biết hiệu điện thế định mức của bóng đèn Khi sử dụng nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn lớn hơn 24V thì đèn có thể bị cháy, nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn nhỏ hơn 24V thì đèn sáng yếu hơống với khi nó sáng bình thường.Con số 0,8A và 1,2A cho biết giá trị cường độ dòng điện định mức của bóng đèn Khi sử dụng bóng đèn đúng giá trị hiệu điện thế định mức thì cường độ dòng điện chạy qua đèn đúng bằng giá trị cường độ dòng điện định mức

b Điện trở của mỗi bóng đèn tính từ công thức:

) ( 30 8 , 0

4 , 2

4 , 2

Khi mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = 30 + 20 = 50(Ω)

Cường độ dòng điện qua mỗi đèn:

I = I1 = I2 = 0 , 96 ( )

50

48

A R

U

=

=

Ta thấy I1 > Idm1 nên bóng đèn 1 sáng quá mức bình thường nên có thể bị cháy

I2 < Idm2 nên bóng đèn 2 sáng yếu hơn so với bình thường

a Tính điện trở tương đương của toàn mạch.

b Tính cường độ dòng điện qua các điện trở

c Tính các hiệu điện thế UAC và UAD

Giải:

a R23 = R2 + R3 = 10(Ω)

) ( 5 10 10

10 10

4 23

4 23

+

= +

75 , 8

4 4

1

AB AN

AB = Đặt vào hai dầu dây dẫn một hiệu

Gọi điện trở của các đoạn AB, MN, AN, MB lần lượt là RAB, RMN, RAN, RMB.

Ta có thể coi dây dẫn AB gồm các điện trở RAM, RMN, RNB mắc nối tiếp với nhau Vì đoạn mạch mắc nối tiếp thì hiệu điện thế tỷ lệ với điện trở mà điện trở lại tỷ lệ thuận với chiều dài nên hiệu điện thế sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài

a Ta có: MN =AB - (AM +NB) = AB – AB AB AB

15

7 ) 5 3 ( + =

) ( 21 45 15

7 15

7 15

7

V U

U AB

MN R

R

U

U

AB MN

4 5

4

V U

U AB

AN

U

U

AB AN

AB

) ( 30 3

2 3

2

V U

U AB

MB

U

U

AB MB

, 1 30

a Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì

độ sáng bóng đèn thay đổi thế nào?

b Bóng đèn ghi (12V – 6W) Điện trở toàn

phần của biến trở là R = 52(Ω) và con chạy C nằm

chính giữa MN Hiệu điện thế do nguồn cung cấp

là 25V Bóng đèn sáng bình thường không? Tại

P

U R

P I

R

đ

A U

P I

9 2 2

A U

P I

20(Ω) chiếm 100% số vòng dây của biến trở

6(Ω) chiếm số % vòng dây biến trở là x Ta có: x

Rb

I

R1 R2U

Hai bóng đèn ghi (12V – 8W) và (12V – 6W) Cần mắc hai bóng này với một biến trở vào hiệu điện thế U = 18V để hai bóng đèn sáng bình thường.

a Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở biến trở khi đó

b Biến trở được quấn bằng hợp kim nikelin có điện trở suất là 0,4 10-6 Ωm, tiết diện tròn chiều dài 8m Tính đường kính d của tiết diện dây dẫn này Biết rằng hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu biến trở là 48V và khi đó cường độ dòng điện qua biến trở

Cường độ dòng điện qua biến trở: Ib = I1 + I2 = 2/3 +1/2 = 7/6 (A)

Hiệu điện thế hai đầu biến trở: Ub = U – Uđ1= 18 – 12 = 6(V)

Điện trở của biến trở: ( )

7

36 7

6

mm m

R

l S s

l

Vì dây dẫn có tiết diện hình tròn nên: S = d d S 0 , 45mm

14 , 3

16 , 0 2 2

a Vẽ sơ đồ và nói rõ cách mắc nói trên

b Tính điện trở của biến trở khi đó

đèn không giống nhau: Iđm1 = Pđm1 / Uđm1 = 13,5 / 9 = 1,5(A); Iđm2 = Pđm2 /Uđm2 = 12 / 6 = 2(A) Ta thấy Iđm2 > Iđm1 Vậy để hai bóng sáng bình thường phải mắc như hình vẽ trong đó (Rb // Đ1) nt Đ2

b UR = UĐ1 = 9V

Cường độ dòng điện chạy qua biến trở: Ib = I2 – I1 = Iđm2 – Iđm1 = 0,5(A)

Điện trở của biến trở khi đó: Rb =Ub / Ib = 9 / 0,5 = 18(Ω)

Bài 15.

Trên hai bóng đèn ghi (110V – 60W) và (110V – 75W)

a Biết rằng dây tóc hai bóng đèn này làm bằng vônfram và có tiết dịên bằng nhau Hỏi dây tóc của bóng đèn nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

b Có thể mắc hai bóng đèn này nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao?

Giải:

a Từ công thức

P

U R R

U P

2 2

1

2 1

dm

dm dm

dm

P

U R P

U

R = = Với Uđm1 = Uđm2 ta có:

25 , 1 60

75

1 2

110 );

( 67 , 201 60

2

2 2 2

2 1

dm

P

U R P

Nhận xét: U1 = 123V > 110V nên Đ1 sáng quá mức bình thường

U2 = 97V < 110V nên Đ2 sáng yếu hơn so với bình thường

Như vậy không mắc hai bóng này nối tiếpvào hiệu điện thế 220V vì mắc như vậy thì Đ1 bị cháy.

Bài 16

Một động cơ làm việc ở hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua động cơ là 4,5A,

a Tính công của dòng điện sinh ra trong 3h

b Hiệu suất của động cơ là 80% Tính công mà động cơ thực hiện được trong thời gian trên

% 100

10692000

%.

80

% 100

b Tính nhiệt lượng mà bếp điện toả ra khi đó và thời gian đun sôi lượng nước trên

c Tính tiền điện phải trả khi sử dụng ấm điện trên trong 1 tháng (30 ngày) Biết mỗi ngày đun 2 ấm và giá 1kwh là 700 đồng

Hướng dẫn:

a Khối lượng 2lít nước là m = 2kg

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước là:

Q1 = m.c(t2 – t1) = 1,8.1200(100 – 20) = 604800(J)

b Nhiệt lượng Q mà bếp điện toả ra là nhiệt lượng toàn phần, nhiệt lượng Q1 cần để đun sôi nước là nhiệt lượng có ích Ta có:

) ( 720000

% 84

% 100 640800

% 100

Q

Thời gian để đun sôi nước tính từ công thức:

ph s

P

Q t t

a Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1phút.

b Dùng bếp điện trên để đun sôi 2l nước ở nhiệt độ ban đầu là 220C thì thời gian đun là

24 phút Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích Tính hiệu suất của bếp Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

% 100 1049760

CHƯƠNG II ĐIỆN TỪ HỌC.

2 Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường – Từ phổ - Đường sức từ.

- Nam châm hoặc dòng điện đều có khả năng tác dụng một lực từ lên kim nam châm đặt gần nó

- Không gian xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại một từ trường

- Cách nhận biết từ trường Người ta dùng kim nam châm (gọi là nam châm thử) để nhận biết từ trường: ở đâu có lực từ tác dụng lên kim nam châm thử thì ở đó có từ trường

- Từ phổ là hình ảnh cụ thể về các đường sức từ Có thể thu được từ phổ bằng cách rắc mạt sắt lên tấm nhựa đặt trong từ trường và gõ nhẹ

- Các đường sức từ có chiều nhất định ở bên ngoài thanh NC chúng là những đường cong đi vào ở cực Nam và đi ra ở cực Bắc của NC

3 Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua.

- Từ phổ bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ ở bên ngoài thanh nam châm

- Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay theo chiều

dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây

4 Sự nhiễm từ của sắt, thép Nam châm điện.

- Sắt, thép, côban, niken và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ

- Sau khi bị nhiễm từ sắt non không giữ được từ tính còn thép vẫn giữ được từ tính

- Nam châm điện: Khi có dòng điện chạy qua ống dây có lõi sắt thì ống dây và lõi sắt trở thành một nam châm.

- Có thể làm tăng tác dụng từ của nam châm điện bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây hoặc tăng số vòng dây của ống dây

6 Động cơ điện một chiều.

- Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường

- Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm để tạo ra từ trường và khung dây dẫn có dòng điện chạy qua

- Khi động cơ điện hoạt động, điện năng chuyển hoá thành cơ năng

7 Hiện tượng cảm ứng điện từ - Điều kiện xuất hiện dàng điện cảm ứng.

- Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng

- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

- Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên

8 Dòng điện xoay chiều - Máy phát điện xoay chiều

- Chều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi

số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng

- Cách tạo ra dòng điện xoay chiều: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của NC hay cho NC quay trước cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều

- Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là Stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto

9 Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều.

- Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, quang, từ , hóa học và sinh lí

- Lực từ đổi chiều khi dòng điện đổi chiều

- Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hoặc ~) để đo giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều, khi mắc không cần phân biệt chốt +,-.

10 Truyền tải điện năng đi xa – Máy biến thế.

- Khi truyền tải điện năng bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng toả nhiệt trên đường dây

- Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện tỷ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây 2

2

U

P R

= + Khi U 2 > U 1 => máy tăng thế

+ khi U 2 < U 1 => máy giảm thế

Các câu có thể ra thi:

Câu 1 Nam châm là gì? Nam châm có mấy cực là những cực nào? Tương tác giữa

các cực của nam châm như thế nào?

Câu 2 Từ trường là gì? Nêu cách nhận biết từ trường? Vì sao ở gần mặt đất kim

nam châm đều định theo một hướng xác định?

Câu 3 Phát biểu quy tắc xác định chiều đường sức từ trong lòng ống dây có dòng

điện chạy qua

Câu 4 Hãy so sánh sự nhiễm từ của sắt và thép Nêu cách chế tạo một nam châm

điện và một nam châm vĩnh cửu

Câu 5 Phát biểu quy tắc xác định chiều lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng

điện chạy qua

Câu 6 Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trường hợp nào? Giải thích vì sao người

ta nói máy phát điện và máy biến thế là các ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ

Câu 7 Nêu các cách tạo ra dòng điện xoay chiều.

Câu 8 Nêu các tác dụng của dòng điện xoay chiều? Mỗi tác dụng nêu một vài ứng

dụng

Câu 9 Nêu nguyên nhân gây hao phí trên đường dây tải điện và phương án làm

giảm hao phí trên đường dây

Câu 10 Nêu cấu tạo của máy biến thế Trong trường hợp nào máy biến thế làm tăng

hiệu điện thế? Trong trường hợp nào máy biến thế làm giảm hiệu điện thế?

Bài 1.

a Khi nào thì một đoạn dây dẫn chịu tác dụng của lực điện từ ?

b Hãy xác định và biểu diễn chiều của lực điện từ (ở hình a) ; chiều của dòng điện (ở hình b); các cực của nam châm (ở hình c)

Cho biết: Kí hiệu  chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và có chiều từ phía trước ra phía sau

Kí hiệu  chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và có chiều từ phía sau ra phía trước

F

N  S S N 

FHình a Hình b Hình c

F

FHình a Hình b Hình c

NS

SN

F

BA

Xác định được chiều lực điện từ theo quy tắc bàn tay trái: Từ sau ra trước tờ giấy

Hãy tìm chiều dòng điện trong các trường hợp sau:

Bài 3

qua dây AB và ống dây L, xác định cực của ống dây trên hình vẽ

b Tìm chiều dòng điện khi biết chiều

đường sức từ và các cực của ống dây trong hình sau:

+_L

c Xác định chiều lực điện từ trong các trường hợp sau:

Bài 4

Đặt một khung dây hình chữ nhật ABCD vào trong từ trường đều sao cho các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây Khung có thể quay xung quanh trục OO/ , chiều dòng điện chạy qua khung như hình vẽ

a Xác định chiều lực điện từ tác dụng vào các cạnh của khung dây

b Khung sẽ chuyển động như thế nào dưới tác dụng của các lực này?

HD:

Các cạnh AD và BC song song với các đường sức từ nên không chịu tác dịng của lực từ

áp dụng quy tắc bàn tay trái ta thấy cạnh AB

chịu tác dụng của lực từ F1 kéo AB ra khỏi

mặt phẳng hình vẽ Cạnh CD chịu tác dụng

của lực từ F2 kéo vào mặt phẳng hình vẽ

c Dưới tác dụng của hai lực này khung

dây sẽ quay quanh trục OO/ theo chiều

như hình vẽ

Khung quay cho đến khi mặt phẳng

dụng làm cho khung quay nữa nhưng khung

vẫn tiếp tục quay theo chiều cũ do quán tính

Bài 5

N

S+

I

I

O

DA

B

C

O/

Một máy biến thế mà số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn

sơ cấp Nối hai đầu cuộn sơ cấp với một bộ ắc quy còn hai đầu cuộn thứ cấp thì nối qua một điện trở R Hỏi khi đó có dòng điện chạy qua R hay không và có thể thu được hiệu điện thế lớn hơn hiệu điện thế của bộ ắc quy hay không?

HD:

Bộ ắc quy cho dòng điện không đổi trong cuộn sơ cấp Vì vậy từ trường xuyên qua cuộn thứ cấp là từ trường không đổi Do đó không thể xuất hiện dòng điện cảm ứng ở cuộn thứ cấp dù đó là mạch kín Vì vậy hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp bằng không Vậy ta không thể dùng biến thế để làm tăng hay giảm hiệu điện thế của bộ pin hay ắc quy (Hiệu điện thế không đổi)

Bài 6 Một máy phát điện xoay chiều cho một hiệu điện thế ở hai cực của máy là

1500V Muốn tải điện năng đi xa người ta phải tăng hiệu điện thế lên 30000V

a Hỏi phải dùng máy biến thế có các cuộn dây có số vòng theo tỷ lệ nào?

Cuộn dây nào mắc vào hai đầu máy phát điện

b Khi tăng hiệu điện thế lên như vậy , công suất hao phí giảm đi bao nhiêu

lần?

Giải:

a U1 / U2 = n1 / n2 = 1 / 20

cuộn dây có số vòng ít hơn được mắc vào hai đầu máy phát điện

b U tăng lên 20 lần => công suất hao phí do toả nhiệt giảm 202 lần = 400lần

CHƯƠNG III QUANG HỌC

I./ KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

- Hiện tượng khi ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách giữa hai môi trường

- Sự thay đổi góc khúc xạ theo góc tới:

+ Khi ánh sáng truyền từ môi trường không khí sang các môi trường rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại

+ Khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm) Khi góc tới bằng 00 thì góc khúc xạ cũng bằng 00, tia sáng đi thẳng không bị gãy khúc

1 Thấu kính hội tụ.

b Đặc điểm:

- Phần rìa mỏng hơn phần giữa

- Chùm tia sáng song song tới thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm

- ảnh ảo của thấu kính hội tụ lớn hơn vật và xa thấu kính hơn vật

c Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt.

- Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F/

- Tia tới qua quang tâm O cho tia ló tiếp tục đi thẳng

không bị đổi hướng

- Tia tới đi qua tiêu điểm F cho tia ló song song với

trục chính

- Tia tới bất kỳ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ ứng với

trục phụ song song với tia tới

d Đặc điểm ảnh của vật:

- d bằng vô cùng cho ảnh hiện lên ở tiêu điểm F/

- d > 2f: ảnh thật, ngược chiều, bé hơn vật

+ Từ S dựng hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính.

+ Nếu hai tia ló cắt nhau thực sự tại S/ thì S/ là ảnh

thật của S

+ Nếu hai tia ló không cắt nhau thực sự mà kéo dài

mới gặp nhau tại S/ thì S/ là ảnh ảo của S

Chú ý: Đừơng kéo dài và ảnh ảo phải vẽ nét đứt

- Dựng ảnh của một vật sáng AB hình mũi tên,

AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục

chính: Ta chỉ cần dựng ảnh B/ của B bằng cách sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau

đó từ B/ hạ vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại A/ thì A/ là ảnh của A và A/B/ là ảnh của AB qua thấu kính

- Chú ý: Nếu B / là ảnh ảo thì A / B / cũng là ảnh, vẽ nét đứt.

2 Thấu kính phân kì.

a Đặc điểm cảu thấu kính phân kì:

- Phần rìa dày hơn phần giữa

- Chùm tia tới song song cho chùm tia ló phân kì có đường kéo dài đi qua tiêu điểm

- ảnh ảo của thấu kính phân kì nhỏ hơn vật và gần thấu kính hơn vật

b Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì:

- Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F/

- Tia tới đi qua quang tâm O cho tia ló di thẳng, không bị đổi hướng

- Tia tới hướng tới tiêu điểm F cho tia ló song song với trục chính

- Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới

+ Từ S dựng hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính

+ Hai tia ló không cắt nhau thực sự mà kéo dài mới gặp nhau tại S/ nên S/ là ảnh ảo của S

Chú ý: Đừơng kéo dài phải vẽ nét đứt

- Dựng ảnh của một vật sáng AB hình mũi tên, AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính: Ta chỉ cần dựng ảnh B/ của B bằng cách sử dụng hai trong ba tia sáng

•

F

F /

đặc biệt, sau đó từ B/ hạ vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại A/ thì A/ là ảnh của

A và A/B/ là ảnh của AB qua thấu kính

- Chú ý: A / B / là ảnh ảo nên phải vẽ nét đứt.

4 Máy ảnh.

- Cấu tạo: Vật kính (TKHT) – buồng tối – Phim

- Đặc điểm ảnh của một vật trên phim: ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật (Giống ảnh của TKHT với d > 2f)

- Chú ý: Với máy ảnh thì khi chụp ảnh, ảnh phải hiện rõ trên phim nên một số trường hợp khi không cần xác định tiêu cự của vật kính thì vẽ ảnh chỉ cần sử dụng một tia sáng đặc biệt qua quang tâm O Vì d >> f nên không cần vẽ đúng tỷ lệ)

5 Mắt – Mắt cận và mắt lão.

a Cấu tạo: Thể thuỷ tinh – màng lưới (võng mạc).

Thể thuỷ tinh là một TKHT làm bằng chất trong suốt, mềm, có thể phồng lên hay xẹp xuống khi cơ vòng đỡ bóp lại hay giản ra làm cho tiêu cự của nó thay đổi

Màng lưới ở đáy mắt Để nhìn rõ vật thí ảnh của vật phải hiện rõ trên màng lưới

b Sự điều tiết Khoảng cách từ vật đến mắt thay đổi nhưng ảnh phải luôn hiện rõ trên

màng lưới nên cơ vòng đỡ phải co giãn để almf thay đổi tiêu cự của mắt Đó là sự điều tiết

c Điểm cực cân, điểm cực viễn, khoảng nhìn rõ của mắt.

- Điểm cực viễn CV: Điểm xa nhất mà mắt nhìn rõ không cần điều tiết

- Điểm cực cận CC: Điểm gần nhất mà mắt phải điều tiết tối đa nhưng còn nhìn rõ

- Khoảng nhìn rõ của mắt Mắt nhìn rõ trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn:

CCCV

d Mắt cận:

- Đặc điểm: Nhìn thấy rõ vật ở gần mà không nhìn thấy rõ vật ở xa

- Cách khắc phục: Đeo thấu kính phân kì để nhìn rõ vật ở xa Kính cận thích hợp có tiêu điểm trùng với điểm cực viễn (F/ trùng CV)

e Mắt lão:

- Đặc điểm: nhìn rõ vật ở xa mà không nhìn rõ vật ở gần

- Cách khắc phục: Đeo thấu kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần như người bình thường

6 Kính lúp.

- Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ

- Một kính lúp có một độ bội giác G : G = 25f với f đo bằng cm.

- Cách quan sát: Đặt vật trong khoảng OF sao cho thu được ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật, mắt ta nhìn thấy ảnh ảo đó.

7 Ánh sáng trắng và ánh sáng màu.

- Nguồn phát ra ánh sáng trắng: Mặt trời, bóng đèn dây tóc…

- Nguồn phát ra ánh sáng màu: Đén LED, bút lade…

- Ta có thể tạo ra ánh sáng màu bằng tấm lọc màu: ánh sáng trắng qua tấm lọc màu nào thì cho ta ánh sáng cùng màu tấm lọc

- Trộn hai ánh sáng màu vơí nhau ta được một ánh sáng có màu khác hẳn

- Trộn ba ánh sáng màu một cách thích hợp ta có thể được ánh sáng màu trắng

10 Màu sắc các vật.

- Ta nhìn thấy vật màu nào khi có ánh sáng màu đó từ vật truyền tới mắt (trừ vật màu đen)

- Khả năng tán xạ ánh sáng màu của các vật:

- Tác dụng nhiệt: ánh sáng chiếu vào các vật làm cho các vật nóng lên

- Tác dụng sinh học: ánh sáng có thể gây ra một số biến đổi nhất định trong cơ thể sinh vật

- Tác dụng quang điện: Tác dụng của ánh sáng lên pin quang điện gọi là tác dụng quang điện.

12 Phương pháp chung để giải bài tập về quang hình học.

Bước 1 Đọc kĩ đề, vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật qua thấu kính bằng cách sử dụng hai trong ba

tia sáng đặc biệt Nên hướng HS dùng hai tia: Tia tới // với trục chính cho tia ló đi qua(hoặc kéo dài) qua F’; tia tới qua quang tâm cho tia ló đi thẳng

Chú ý: Vẽ đúng tỷ lệ nếu bài toán không cho không cần vẽ đúng tỷ lệ, ảnh ảo và đường

kéo dài của tia ló phải vẽ nét đứt

- Nên kí hiệu thống nhất với mọi bài toán đó là các điểm: A, B, A/, B/, O, F, F/, I Với TKHT, F/ nằm khác phía tia tới so với TK TKPK, F/ nắm cùng phía với tia tới so với TK

Bước 2 Xét các cặp tam giác đồng dạng có liên quan đến các đại lượng: d, d/, f, h, h/ Từ

đó viết các hệ thức liên quan đến ẩn số của bài toán Thông thường:

OAB

∆ ∆OA/B/ ta có

OA

OA AB

A F OI

B A

'

' ' ' '

= mà OI = AB nên

O F

A F AB

B A

'

' ' ' '

= hay

f h

h/

Bước 3 Giải hệ phương trình hoặc phương trình để tìm ra ẩn số của bài toán.

Bước 4 Đối chiếu kết quả tìm được với sơ đồ tạo ảnh để tìm hiểu độ chính xác của sơ đồ

tạo ảnh hoặc kết quả bài toán

II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1

Trên hình vẽ: M là vị trí đặt mắt để nhìn

thấy ảnh của viên sỏi trong nước A là vị trí

thực của viên sỏi, PQ là mặt nước Đường

truyền của viên sỏi tới mắt là AIM Hãy cho

biết mắt nhìn thâý ảnh của viên sỏi tại vị trí

Đặt vật AB hình mũi tên vuông góc với trục chính của một TKHT sao cho A nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng d = 30cm, tiêu cự của thấu kính là f = 20cm, độ cao của vật là h, độ cao của ảnh là h/, khoảng cách của ảnh tới thấu kính là d/.

1 1

1

d d

d

d h

a Tính tiêu cự của thấu kính

b Biết AB = 1,5cm Tìm chiều cao của ảnh

c Cm: 1f = d1/ −d1 và

d

d h

quang tâm O, các tiêu điểm F và F/ cuả thấu kính đã cho

Chú ý: (Có thể mở rộng bài toán này khi đổi chỗ S và S / hoặc cho S / xuống dưới trục chính

để có hai bài toán khác với cách giải tương tự)

∆

S

S /

Bài 7.

Đặt vật AB trước thấu kính ta nhìn thấy ảnh A/B/ cùng chiều và nhỏ hơn vật Thông tin trên cho ta kết luận gì về thấu kính đã cho là TKHT hay TKPK? Dùng hình vẽ để minh hoạ

(Có thể đổi nhỏ hơn vật thành lớn hơn vật để có bài toán khác)

Bài 8

Dùng máy ảnh để chụp ảnh của một vật cao 120cm, đặt cách máy 2,4m Sau khi tráng phim thấy ảnh cao 1,2cm

a Tính khoảng cách từ phim tới vật kính lúc chụp ảnh

b Tính tiêu cự của thấu kính dùng làm vật kính của máy ảnh nói trên

Bài 9.

Một máy ảnh có vật kính là một TKHT có tiêu cự 7cm Khoảng cách từ phim tới vật kính có thể thay đổi từ 7cm đến 7,5cm Hỏi dùng máy ảnh này có thể chụp được những vật nằm trong khoảng nào trước máy ảnh

Một người già, mắt bị lão hoá

a Người đó phải đeo kính gì để sửa tật mắt lão nói trên

b Biết điểm cực cận của mắt người ấy cách mắt 50cm, khi đeo kính người đó có thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 25cm Tính tiêu cự của kính