Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm 3 lần thì độ lớn lực Cu – lông 4A. Tại một điểm xác định trong điện trường tĩnh, nếu độ lớn của điện tích thử giảm 4 lần thì
Trang 1PHẦN 1: ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC
Chương I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG
Bài 1: ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG
I Sự nhiễm điện của các vật Điện tích Tương tác điện
1 Sự nhiễm điện của các vật
- Một vật có thể bị nhiễm điện do:
- Để kiểm tra xem vật có bị nhiễm điện hay không ta có thể dựa vào
2 Điện tích Điện tích điểm - Điện tích: Vật bị nhiễm điện còn gọi
- Điện tích điểm:
3 Tương tác điện Hai loại điện tích. - Tương tác điện là:
- Có hai loại điện tích là:
+ Các điện tích cùng loại (dấu):
+ Các điện tích khác loại (dấu):
II Định luật Cu-lông Hằng số điện môi 1 Định luật Cu-lông a Phát biểu định luật
b Biểu thức: Trong đó: + +
+
+
Trang 2c Đặc điểm: và F21
- Điểm đặt: +
+F21
- Phương:
- Chiều:
+ Hai điện tích cùng dấu
+ Hai điện tích trái dấu
- Độ lớn:
Hình vẽ 2 Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính Hằng số điện môi. - Điện môi là
- Ý nghĩa của hằng số điện môi ( 1):
- Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi Trong chân không = …, không khí … - Hằng số điện môi đặc trưng cho
Bài tập
1 Cọ xát thanh êbônit vào miếng dạ, thanh êbônit tích điện âm vì
A electron chuyển từ thanh bônit sang dạ B electron chuyển từ dạ sang thanh bônit
C prôtôn chuyển từ dạ sang thanh bônit D prôtôn chuyển từ thanh bônit sang dạ
2 Có hai điện tích điểm q 1 và q 2, chúng đẩy nhau Khẳng định nào sau đây là không đúng?
A q1< 0 và q2 < 0 B q1> 0 và q2 > 0 C q1.q2 > 0 D q1.q2 < 0
3 Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm 3 lần thì độ lớn lực Cu – lông
4 Sẽ không có ý nghĩa khi ta nói về hằng số điện môi của
A hắc ín ( nhựa đường) B nhựa trong C thủy tinh D nhôm
5 Cho 2 điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi Lực tương tác giữa chúng sẽ nhỏ nhất khi đặt trong
q1 > 0, q2 < 0 q1 < 0, q2 < 0
Trang 36 Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong môi trường có ε = 2 cách nhau một khoảng 2 (cm) Lực đẩy giữa chúng là 8.10 -5 (N) Độ lớn của hai điện tích đó là
A q1=q2 = 2,67.10-6 (C) B q1=q2 = 2,67.10-8 (C)
C q1=q2 = 2,67.10-9 (C) D.q1=q2= 2,67.10-7 (C) 7 Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10 -4 /3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì chúng A hút nhau một lực 0,5 N B hút nhau một lực 5 N C đẩy nhau một lực 5N D đẩy nhau một lực 0,5 N 8 Hai điện tích điểm cùng độ lớn 10 -4 C đặt trong chân không, để tương tác nhau bằng lực có độ lớn 10 -3 N thì chúng phải đặt cách nhau A 30000 m B 300 m C 90000 m D 900 m 9 Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10 -7 (C) và 4.10 -7 (C) trong chân không cách nhau 6cm Chúng tương tác với nhau một lực A 0,1 (N) B 10 (N) C 1 (N) D 0,01 (N) 10 Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện? A Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu; B Chim thường xù lông về mùa rét; C Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích kéo lê trên mặt đường; D Sét giữa các đám mây 11 Điện tích điểm q1 = 9.10-7 C, đặt cách điện tích q2 một đoạn r = 3cm, giữa 2 điện tích trên xuất hiện lực đẩy tĩnh điện có độ lớn F = 5,4 N a Cho biết điện tích q2 là điện tích dương hay âm? Vì sao? b Tìm độ lớn điện tích của q2 c Nếu lực tương tác giữa 2 điện tích trên giảm 4 lần, hãy cho biết khoảng cách giữa 2 điện tích lúc này? 12 * Hai điện tích điểm q1 = - 2.10-8 C, q2 = 2.10-6 C, đặt tại 2 điểm A,B trong chân không, cách nhau 6cm, tại điểm nằm giữa 2 điện tích trên người ta đặt một điện tích q3 = 2.10-6 C, hãy tính lực tương tác do q1, q2 tác dụng lên q3 trong các trường hợp sau: a q3 đặt tại điểm M là trung điểm của AB b q3 đặt tại điểm N nằm cách A 4cm
Trang 4
Trang 5
Trang 6
+ qe = + me =
Bài 2: THUYẾT ELECTRON – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
I Thuyết electron
1 Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện Điện tích nguyên tố
- Nguyên tử có cấu tạo gồm:
- Trong đó hạt nhân có cấu tạo bởi
- Số prôtôn trong hạt nhân nên bình thường thì nguyên tử
- Điện tích nguyên tố:
2 Thuyết electron. - Cơ sở của thuyết electron là gì?
- Các nội dung chính của thuyết electron
Trang 7
1 Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện
- Vật dẫn điện:
Ví dụ:
- Vật cách điện
Ví dụ:
2 Sự nhiễm điện do tiếp xúc - Hiện tượng:
- Giải thích:
3 Sự nhiễm điện do hưởng ứng - Hiện tượng:
- Giải thích:
III Định luật bảo toàn điện tích - Hệ cô lập về điện là hệ như thế nào?:
- Định luật bảo toàn điện tích:
+ + + + + + + + + + + + + + + -
- -A A B B N M N M - -
- - -
- -
+
-+ + + + + + + - +
+
Trang 8Bài tập
1 Khi đưa một quả cầu kim loại không nhiễm điện lại gần một quả cầu khác nhiễm điện thì
C không hút mà cũng không đẩy nhau D hai quả cầu trao đổi điện tích cho nhau
2 Trong vật nào sau đây có điện tích tự do?
3 Nếu nguyên tử đang thừa 3,2.10 -19 C điện lượng mà nó nhận được thêm 2 electron thì nó
A sẽ là ion âm B vẫn là ion dương C trung hoà về điện D không xác định được
4 Theo thuyết electron, khái niệm vật nhiễm điện thì
A vật nhiễm điện âm là vật chỉ có các điện tích âm
B vật nhiễm điện dương là vật chỉ có các điện tích dương
C vật nhiễm điện dương là vật thiếu e, nhiễm điện âm là vật dư e
D vật nhiễm điện dương hay âm là do số e trong nguyên tử nhiều hay ít
5 Điều kiện để một vật (chất) dẫn điện là
A vật phải ở nhiệt độ phòng B vật có chứa các điện tích tự do
C vật nhất thiết phải làm bằng kim loại D vật phải mang điện tích
6 Vật bị nhiễm điện do tiếp xúc vì khi tiếp xúc
C các điện tích tự do được tạo ra trong vật D các điện tích bị mất đi
7 Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng là hiện tượng
A đầu thanh kim loại bị nhiễm điện khi đặt gần một quả cầu mang điện
B thanh thước nhựa sau khi mài lên tóc hút được các vụn giấy
C mùa hanh khô, khi mặc quần vải tổng hợp thường thấy vải bị dính vào người
D quả cầu kim loại bị nhiễm điện do nó chạm vào thanh nhựa vừa cọ xát vào len dạ
8 Đưa một thanh kim loại trung hoà về điện đặt trên một giá cách điện lại gần một quả cầu tích điện dương Sau khi đưa thanh kim loại ra thật xa quả cầu thì thanh kim loại
A có hai nửa tích điện trái dấu B tích điện dương C tích điện âm D trung hoà về điện
9 Một thanh bônit khi cọ xát với tấm dạ (cả hai cô lập với các vật khác) thì thu được điện tích -3.10 -8 C Tấm dạ sẽ có điện tích
10 Bốn vật kích thước nhỏ A, B, C, D nhiễm điện Vật A hút vật B nhưng đẩy vật C, vật C hút vật
D Biết A nhiễm điện dương Hỏi B, C, D nhiễm điện gì?
11 Cho 3 quả cầu kim loại tích điện lần lượt tích điện là + 3 C, - 7 C và – 4 C Khi cho chúng
được tiếp xúc với nhau thì điện tích của hệ là
12 Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện Trong các nhận định sau, nhận định nào không đúng?
A Proton mang điện tích là + 1,6.10-19 C
B Khối lượng notron xấp xỉ khối lượng proton
C Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử
D Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố
13 Cho một vật tích điện 2.10-5C tiếp xúc một vật tích điện -8.10-5C Điện tích của hai vật sau khicân bằng là
A 2.10-5C B -8.10-5C C -6.10-5C D -3.10-5C
Trang 9Bài 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG.
ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN
I Điện trường
- Điện trường là gì?
- Tính chất cơ bản của điện trường là gì?
II Cường độ điện trường 1 Khái niệm cường độ điện trường - Ý nghĩa của cường độ điện trường? Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho sự
2 Định nghĩa:
- Đơn vị đo: ………… …… (……… )
3 Vectơ cường độ điện trường
- Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường - Vectơ cường độ điện trường E có: +
-
-Trong đó: + +
+
Trang 10Trong đó: +
+
+
+E1 E2: +E1 E2: +E1E2: +
-
-4 Cường độ điện trường của một điện tích điểm - Vectơ cường độ điện trường E tại điểm M gây ra bởi một điện tích điểm Q có: + Điểm đặt:………
+ Phương:………
+ Chiều:
o Nếu điện tích dương:
o Nếu điện tích âm:
o Độ lớn: Tổng quát: , 2 2 1 2cos 2 2 1 2 1 E E E E E E E * Độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q 5 Nguyên lí chồng chất điện trường
Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc ………
III Đường sức điện 1 Đường sức điện trường là
2 Các đặc điểm của đường sức điện - Qua mỗi điểm trong điện trường có
- Hướng của đường sức điện tại một điểm là
Trang 11- Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là
Nó đi ra từ và kết thúc
- Quy ước:
3 Điện trường đều + Điện trường đều là điện trường
+ Đường sức của nó có dạng
+ Ví dụ về điện trường đều:
Bài tập 1 Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho A thể tích vùng có điện trường là lớn hay nhỏ B điện trường tại điểm đó về phương diện dự trữ năng lượng C tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó D tốc độ dịch chuyển điện tích tại điểm đó 2 Tại một điểm xác định trong điện trường tĩnh, nếu độ lớn của điện tích thử giảm 4 lần thì độ lớn cường độ điện trường A tăng 2 lần B giảm 2 lần C không đổi D giảm 4 lần 3 Véctơ cường độ điện trường tại mỗi điểm có chiều A cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương tại điểm đó B cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử tại điểm đó C phụ thuộc độ lớn điện tích thử D phụ thuộc nhiệt độ của môi trường 4 Đặt một điện tích âm, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ Điện tích sẽ chuyển động A dọc theo chiều của đường sức điện trường B ngược chiều đường sức điện trường C vuông góc với đường sức điện trường D theo một quỹ đạo bất kỳ 5 Tính chất cơ bản của điện trường là A điện trường gây ra cường độ điện trường tại mỗi điểm trong nó B điện trường gây ra điện thế tác dụng lên một điện tích đặt trong nó C điện trường gây ra đường sức điện tại mọi điểm đặt trong nó + + + + + + + + + + + + + - - -
-
E
Điện trường đều giữa hai bản tích điện trái dấu
Trang 12D điện trường gây ra lực điện tác dụng lên điện tích đặt trong nó.
6 Nếu khoảng cách từ điện tích nguồn tới điểm đang xét giảm 2 lần thì cường độ điện trường
7 Đường sức điện cho biết
A độ lớn lực tác dụng lên điện tích đặt trên đường sức ấy
B độ lớn của điện tích nguồn sinh ra điện trường được biểu diễn bằng đường sức ấy
C độ lớn điện tích thử cần đặt trên đường sức ấy
D hướng của lực điện tác dụng lên điện tích điểm đặt trên đường sức ấy
8 Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường của nó
A có hướng như nhau tại mọi điểm B có hướng và độ lớn như nhau tại mọi điểm
9 Nếu tại một điểm có 2 điện trường thành phần gây bởi 2 điện tích điểm Hai cường độ điện trường thành phần cùng phương khi điểm đang xét nằm trên
A đường nối hai điện tích
B đường trung trực của đoạn nối hai điện tích
C đường vuông góc với đoạn nối hai điện tích tại vị trí điện tích 1
D đường vuông góc với đoạn nối hai điện tích tại vị trí điện tích 2
10 Một điện tích 2.10 -8 (C) đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng của lực điện 5.10 -3 (N) Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại điểm M có độ lớn là
A 25.10 5 (V/m) B.25.10 -4 (V/m) C 25.10 4 (V/m) D 25.10 -5 (V/m)
11 Một điện tích -10 -6 C đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1m
có độ lớn và hướng là
C 9.109 V/m, hướng về phía nó D 9.109 V/m, hướng ra xa nó
12 Tại một điểm có 2 cường độ điện trường thành phần vuông góc với nhau và có độ lớn là
3000 V/m và 4000V/m Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp là
13 Trong chân không có một điện tích điểm -6.10 -8 C đặt tại điểm O Cường độ điện trường tại điểm
M cách O một khoảng 3cm là
14 Hai điện tích q1 = 6.10-7C và q2 = -6.10-7 C đặt tại 2 điểm A,B cách nhau 12cm trong chân không Hãy xác định: (Vẽ hình)
a Cường độ điện trường do q1 , q2 gây ra tại điểm M là trung điểm của AB ?
b Cường độ điện trường do q1 , q2 gây ra tại điểm N nằm cách A 18cm, cách B 6cm bằng bao nhiêu ?
Trang 13
Trang 14
Bài 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
Trang 15I Công của lực điện
1 Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều
F là lực không đổi. - Phương:
- Chiều: + Với điện tích dương:
+ Với điện tích âm:
- Độ lớn:
2 Công của lực điện trong điện trường đều - Một điện tích q nằm trong một điện trường đều E thì chịu tác dụng một lực điện - Cho q di chuyển từ M đến N trong điện trường thì lực điện sinh công
Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là
Chú ý: d là hình chiếu của đường đi trên đường sức điện + d > 0: điện tích di chuyển cùng chiều đường sức + d < 0: điện tích di chuyển ngược chiều đường sức 3 Công của lực điện trong sự di chuyển điện tích trong điện trường bất kì. - Trường tĩnh điện là trường thế vì:
Trong đó: + +
+
+
Trang 16II Thế năng của một điện tích trong điện trường
1 Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường
- Ý nghĩa vật lý của thế năng?
Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho
- Công thức tính thế năng (Chọn mốc tính thế năng ở vô cực)
2 Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. - Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì
Bài tập 1 Công của lực điện không phụ thuộc vào A vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi B cường độ của điện trường C hình dạng của đường đi D độ lớn điện tích bị dịch chuyển 2 Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho A khả năng tác dụng lực của điện trường B phương chiều của cường độ điện trường C khả năng sinh công của điện trường D độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường 3 Công của lực điện trường tác dụng lên một điện tích chuyển động từ M đến N sẽ A phụ thuộc vào vị trí các điểm M và N B.phụ thuộc vào dạng quỹ đạo C càng lớn nếu đoạn đường đi càng lớn D.chỉ phụ thuộc vào vị trí M 4 Khi điện tích dich chuyển dọc theo một đường sức trong một điện trường đều, nếu quãng đường dịch chuyển giảm 2 lần thì công của lực điện trường A tăng 4 lần B tăng 2 lần C không đổi D giảm 2 lần 5 Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 3.10 -6 C dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là A 3.103 J B 3 J C 3.10-3 J D 3.10-6 J 6 Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích – 2.10 -6 C ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 2000 V/m trên quãng đường dài 0,5 m là A -2.10 3 J B 2.10 -3 J C -2.10-3 J D – 2.103 J 7 Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 200 V/m thì công của lực điện trường là 8.10 -4 J Nếu cường độ điện trường là 250 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là A 10-4 J B 10-3 J C 6.10-3 J D 6.10-4 J + Thế năng này với q bởi + VM không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí M trong điện trường
Trang 178 Cho điện tích q = 10 -9 C dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều thì công của lực điện trường là 60 mJ Nếu một điện điện tích q’ = +4.10 -9 C dịch chuyển giữa hai điểm đó thì công của lực điện trường khi đó là
9 Công của lực điện trường dịch chuyển quãng đường 1 m một điện tích 10 -5 C vuông góc với các đường sức điện trong một điện trường đều cường độ 10 6 V/m là
10 Hai tấm kim loại song song, cách nhau 3 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau Muốn làm cho điện tích 5.10 -10 (C) di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công 6.10 -9 (J) Coi điện trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc với các tấm Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là
11 Nếu điện tích dịch chuyển trong điện trường sao cho thế năng của nó tăng thì công của của lực điện trường
12 Công của lực điện trường khác 0 trong khi điện tích
B dịch chuyển vuông góc với các đường sức trong điện trường đều
C dịch chuyển hết quỹ đạo là đường cong kín trong điện trường
D dịch chuyển hết một quỹ đạo tròn trong điện trường
Trang 18
Trang 19
Bài 5: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
I Điện thế
1 Khái niệm
2 Định nghĩa
3 Đặc điểm của điện thế -
- Vì q > 0 nên:
- Mốc tính điện thế:
II Hiệu điện thế 1 Định nghĩa
Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho
Đo hiệu điện thế bằng
2 Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường Xét hai điểm M và N trong điện trường đều Trong đó: + +
+
+
Trong đó: + +
+
+
VM
VN
Trang 20
Chú ý: d tính dọc theo chiều đường sức giống như tính công Bài tập 1 Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về A khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường B khả năng sinh công tại một điểm C khả năng tác dụng lực tại một điểm D khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường 2 Khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại điểm đó A không đổi B tăng gấp đôi C giảm một nửa D tăng gấp 4 3 Quan hệ giữa cường độ điện trường E và hiệu điện thế U giữa hai điểm mà hình chiếu đường nối hai điểm đó lên đường sức là d thì cho bởi biểu thức A U = E.d B U = E/d C U = q.E.d D U = q.E/q 4 Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 8 cm có hiệu điện thế 12 V, giữa hai điểm cách nhau 6 cm có hiệu điện thế là A 8 V B 10 V C 15 V D 9 V 5 Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 6cm có một hiệu điện thế không đổi 300 V Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là A 5.10 3 V/m.B 50 V/m C 18.10 3 V/m D 1800 V/m 6 Cho biết mối liên hệ giữa hiệu điện thế hai điểm M,N: U MN và U NM A UMN > UNMB UMN =- UNM C UMN = UNM D UMN < UNM 7 Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế 2000 (V) là 10 -3 (J) Độ lớn của điện tích đó là A q = 2 (C) B q = 2.10-7 (C) C q = 5.10-7 (C) D q = 5.10-4 (C) 8 Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là 300(V) Một điện tích -2(C) di chuyển từ N đến M thì công của lực điện trường là A -600J B 150J C - 150J D 600J 9 Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích – 2.10 -6 C từ A đến B là 4 mJ U AB bằng A 2 V B -2000 V C – 8 V D 2000 V 10 Có 2 bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 2 cm, hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là 200V Biết rằng điện thế của bản âm bằng 0 a.Hãy tìm điện thế tại điểm M nằm cách bản âm 1,4cm ? b Điện thế tại điểm N cách bản dương 1,4 cm là bao nhiêu?
Trong đó: + +
+
+
Trang 21
Trang 22
- Tụ điện dùng để
- Cấu tạo của tụ điện phẳng:
- Kí hiệu tụ điện trong mạch điện:
2 Cách tích điện cho tụ điện
-
- Hai bản của tụ điện tích điện
- Người ta gọi điện tích của bản ……… là điện tích của tụ điện
II Điện dung của tụ điện.
1 Định nghĩa.
Điện dung của tụ điện là
Q tỉ lệ thuận với U (đối với một tụ nhất định)
Điện dung của tụ điện phẳng: (tham khảo)
9 9
Chú ý: Mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới hạn Ugh, nếu hiệu điện thế tụ điện lớn hơn Ugh thì tụ điện bị
Trong đó: +
+ +
Trong đó: + S: tiết diện của bản tụ (m2)
+ d: khoảng cách giữa hai bản tụ (m) + ε: hằng số điện môi
Trang 23
2 Đơn vị điện dung
Đơn vị của điện dung: Fara (F)
Định nghĩa Fara: Fara là
1 micrôfara (µF) = (F) 1 nanôfara (nF) = (F)
1 picôfara (pF) = .(F)
3 Các loại tụ điện
Thường lấy tên của lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện
- Có các loại tụ điện như:
- Trên vỏ tụ có ghi 10µF – 250V: ý nghĩa 2 số đó là:
- Người ta còn chế tạo tụ điện có gọi là tụ xoay
4 Năng lượng của điện trường trong tụ điện
Năng lượng điện trường trong tụ điện là năng lượng mà khi tụ tích điện thì điện trường trong tụ
sẽ dự trữ được
Bài tập
1 Tụ điện là hệ thống gồm
A hai vật đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện
B hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện
C hai vật dẫn đặt tiếp xúc với nhau và được bao bọc bằng điện môi
D hai vật dẫn đặt cách nhau một khoảng đủ xa
2 Một loại giấy cách điện chịu được cường độ điện trường tối đa là 2.10 6 V/m Một tụ điện phẳng có điện môi làm bằng loại giấy này có bề dày 2mm Hiệu điện thế giữa hai bản tụ có giá trị tối đa là
3 Để tích điện cho tụ điện, ta phải
4 Fara là điện dung của một tụ điện mà
B giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế không đổi thì nó được tích điện 1 C
C giữa hai bản tụ có điện môi với hằng số điện môi bằng 1
D khoảng cách giữa hai bản tụ là 1mm
Trang 24
5 1 picrôfara bằng
6 Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ
7 Một tụ điện có điện dung 0,2 F được nạp điện đến hiệu điện thế 100V Điện tích và năng lượng của tụ điện là
b Điện tích tối đa mà tụ tích được là bao nhiêu ?
c * Nếu nối vào điện áp 220V thì điện trường ở giữa 2 bản tụ có cường độ E bằng bao nhiêu ? Chobiết khoảng cách giữa 2 bản tụ là 0,2 mm
d * Năng lượng điện trường của tụ điện khi được nối vào điện áp 150V ?
Trang 25
Trang 26
+ Các tác dụng của dòng điện : + Cường độ dòng điện cho biết Đo cường độ dòng điện bằng Đơn vị cường độ dòng điện là
II Cường độ dòng điện Dòng điện không đổi
1 Cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện là
2 Dòng điện không đổi.
Dòng điện không đổi là
3 Đơn vị của cường độ dòng điện và của điện lượng
- Đơn vị cường độ dòng điện là:
- Đơn vị của điện lượng là: Định nghĩa Cu-lông:
Trong đó: +
+ +
Trong đó: +
+ +
Trang 271 Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn
2 Nguồn điện
- Nguồn điện là dụng cụ để duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn
- Các lực lạ bên trong nguồn điện có tác dụng
- Dòng điện bên trong nguồn có chiều từ
do tác dụng của
- Dòng điện bên ngoài nguồn có chiều từ
do tác dụng của
IV Suất điện động của nguồn điện
1 Công của nguồn điện.
2 Suất điện động của nguồn điện.
- Định nghĩa:
- Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết
- Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng của nókhi
- Mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là
Chú ý: Mỗi nguồn điện được đặc trưng bởi hai đại lượng là +
và +
V Pin và Acquy (đọc thêm)
Trong đó: +
+ +
Trang 28Bài tập
1 Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của
2 Điều kiện để có dòng điện là
A có hiệu điện thế B có điện tích tự do C có hiệu điện thế và điện tích tự do D có nguồn điện
3 Nguồn điện tạo ra hiệu điện thế giữa hai cực bằng cách
B tách electron ra khỏi nguyên tử và sinh ra ion dương ở cực dương
C tách ion dương ra khỏi nguyên tử và sinh ra electron ở cực âm
D tách ion dương ra khỏi nguyên tử và làm biến mất electron ở cực dương
4 Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho
A khả năng tích điện cho hai cực của nó B khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện
5 Cho một dòng điện không đổi trong 15 s, điện lượng chuyển qua một tiết diện thẳng là 5 C Sau
30 s, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng đó là
6 Một dòng điện không đổi, sau 2 phút có một điện lượng 24 C chuyển qua một tiết diện thẳng Cường độ của dòng điện đó là
7 Điện tích của êlectron là - 1,6.10 -19 (C), điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong
30 (s) là 15 (C) Số êlectron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian một giây là
10 Một nguồn điện có suất điện động là 12V, nguồn điện thực hiện công là 480 J
a.Tính điện lượng đã chuyển qua nguồn điện ?
b Nối nguồn điện trên với mạch ngoài, thời gian dòng điện chạy trong mạch là 10 phút Hãy tính cường độ dòng điện trong mạch ?
11 Một nguồn điện sinh ra một công 150J trong thời gian 10s để chuyển một lượng điện tích 20C, hãy xác
định
a Cường độ dòng điện chạy qua nguồn ?
b Suất điện động của nguồn trên bằng bao nhiêu ?
c *Nếu với cường độ như trên, hãy tính tổng số e chuyển qua nguồn sau thời gian 12s ?
Trang 29
Trang 30
Bài 8: ĐIỆN NĂNG – CÔNG SUẤT ĐIỆN
I Điện năng tiêu thụ và công suất điện
1 Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch
Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua bằng
2 Công suất điện
Công suất điện của một đoạn mạch là
II Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
1 Định luật Jun – Lentz
Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn
Với R =
2 Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
Công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho
Trong đó: +
+ + +
Trong đó: +
+ + +
Trong đó: +
+ + + +
Trang 31III Công và công suất của nguồn điện
1 Công của nguồn điện
2 Công suất của nguồn điện
Bài tập
1 Một bếp điện 220 V - 1kW bị cắm nhầm vào mạng điện 110 V được nối qua cầu chì chịu được dòng điện tối đa 15 A Bếp điện sẽ
C có công suất toả nhiệt lớn hơn 1 kW D nổ cầu chì
2 Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở dụng cụ nào sau đây?
3 Cho một đoạn mạch có điện trở không đổi Nếu hiệu điện thế hai đầu mạch giảm 2 lần thì trong cùng khoảng thời gian năng lượng tiêu thụ của mạch
4 Công của nguồn điện được xác định theo công thức
A Ang = E.I.t B Ang = U.I.t C Ang = E I D Ang = U.I
5 Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
A tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
C tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
D tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
Trong đó: +
+ + +
Trong đó: +
+ + +
Trong đó: +
+ + +
Trang 326 Trong một đoạn mạch có điện trở thuần không đổi, nếu muốn tăng công suất tỏa nhiệt lên 16 lần thì phải
7 Công của nguồn điện là công của
A lực điện trường dịch chuyển điện tích ở mạch ngoài
C lực cơ học mà dòng điện đó có thể sinh ra
D lực dịch chuyển nguồn điện từ vị trí này đến vị trí khác
8 Cho đoạn mạch điện trở 5 Ω, hiệu điện thế hai đầu mạch là 20 V Trong 1 phút điện năng tiêu thụ của mạch là
9 Một bàn ủi điện khi sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì cường độ dòng điện chạy qua bàn ủi là 5
A Tính nhiệt lượng toả ra trong 20 phút.
13 Một đoạn mạch gồm có một điện trở R = 200 , được mắc vào một nguồn điện có hiệu điện thế ở 2
đầu nguồn là 220V,thời gian dòng điện chạy qua mạch là 2 phút 15s
a Cường độ dòng điện chạy qua điện trở bằng bao nhiêu?
b Tính điện lượng đã dịch chuyển qua điện trở
c Nhiệt lượng đã tỏa ra trên R là bao nhiêu?
14 Một bếp điện có ghi 220V-1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V
a Tính cường độ dòng điện chạy qua bếp
b Nếu dòng điện chạy qua bàn ủi trong thời gian 20 phút thì nhiệt lượng tỏa ra là bao nhiêu ?
c Tính số tiền điện phải trả khi sử dụng bếp trên trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng trong 30 phút Cho biết giá điện 1700 đ/(kW.h)
Trang 33
Trang 34
Bài 9: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
I Định luật Ôm đối với toàn mạch
1 Độ giảm thế
Trong đoạn mạch AB chỉ chứa điện trở R, ta có: UAB =
Tích IR gọi là
2 Định luật Ôm đối với toàn mạch
Xét đoạn mạch như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động E, điện
trở trong r, điện trở tương đương của mạch ngoài là RN, cường độ
II Nhận xét
1 Hiện tượng đoản mạch
- Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi Khi đó, cường độ dòng điện có giá trị:
- Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và gây ra thiệt hại là
E =
I =
Trong đó: +
+ + +
Trong đó: +
+ + +
Trang 35- Như vậy định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
3 Hiệu suất của nguồn điện
Bài tập
1 Theo định luật Ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch
A tỉ lệ nghịch với suất điện động của nguồn;
B tỉ lệ nghịch điện trở trong của nguồn;
C tỉ lệ nghịch với điện trở ngoài của nguồn;
D tỉ lệ nghịch với tổng điện trở trong và điện trở ngoài
2 Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài cho bởi biểu thức nào sau đây?
A UN = Ir B UN = I(RN + r) C UN = E – I.r D UN = E + I.r
3 Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch, thì cường độ dòng điện trong mạch
4 Khi khởi động xe máy, không nên nhấn quá lâu và nhiều lần liên tục vì
5 Hiệu suất của nguồn điện được xác định bằng
A nhiệt lượng tỏa ra trên toàn mạch
B tỉ số giữa công toàn phần và công có ích sinh ra ở mạch ngoài
C công của dòng điện ở mạch ngoài
6 Một acquy 3 V, điện trở trong 20 mΩ, khi đoản mạch thì dòng điện qua acquy là
9 Một mạch điện gồm một pin 12 V, điện trở mạch ngoài 5 Ω, cường độ dòng điện trong toàn mạch
là 2 A Điện trở trong của nguồn là
a Tính điện trở ngoài của mạch điện trên ?
b Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch?
c Tính hiệu điện thế ở 2 đầu điện trở R1 ?
Trang 36d Cường độ dòng điện chạy qua R2 có giá trị bằng bao nhiêu?
e Tình nhiệt lượng tỏa ra trên R3 sau thời gian 5 phút ?
12 Một mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp: Trong đó nguồn điện có suất điện động 6V và
điện trở trong r = 2, các điện trở R1 = 5,R2 = 10,R3 = 3
a Tính điện trở RN của mach ngoài
b Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U
c Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1
d Tính công của nguồn điện và nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong thời gian 10phút
Trang 37
Trang 38
Bài 10: GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ
I Đoạn mạch chứa nguồn điện
Đối với đoạn mạch chứa nguồn điện, dòng diện có chiều
UAB = E – I ( r + R )
Quy tắc xét dấu cho E và I
II Ghép các nguồn điện thành bộ
1 Bộ nguồn nối tiếp.
- Bộ nguồn nối tiếp có:
+ Nếu ghép nối tiếp n nguồn điện có cùng suất điện động E và điện trở trong r thì
2 Bộ nguồn song song.
- Bộ nguồn song song có:
I =
Trang 391 Khi ghép n nguồn điện nối tiếp, mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r thì suất điện
động và điện trở trong của bộ nguồn là
2 Muốn ghép 3 pin giống nhau mỗi pin có suất điện động 3 V thành bộ nguồn 6 V thì
3 Một mạch điện gồm 6 nguồn giống nhau mắc thành 3 nhóm, mỗi nhóm có hai nguồn mắc song song Mỗi pin có điện trở trong r = 1 Điện trở trong của bộ nguồn là
4 Muốn ghép 3 pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động 9V, điện trở trong 2Ω thành bộ nguồn
18 V thì điện trở trong của bộ nguồn là
5 Ghép 3 pin giống nhau mắc song song, mỗi pin có suất điện độ 3 V và điện trở trong 1 Ω Suất điện dộng và điện trở trong của bộ pin là
A 9 V và 3 Ω B 9 V và 1/3 Ω C 3 V và 3 Ω D 3 V và 1/3 Ω
6 Ghép nối tiếp 3 pin có suất điện động và điện trở trong lần lượt là 2,2 V; 1,1 V; 0,9 V và 0,2 ; 0,4
; 0,5 thành bộ nguồn Trong mạch có dòng điện cường độ 1 A chạy qua Điện trở mạch ngoài bằng
7 Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn có E = 3V,
r = 0,5Ω, R1 = R4 = 6Ω , R2 = R3 = 4Ω a) Tính cường độ dòng điện mạch chính b) Tính công suất tỏa nhiệt của R3
c) Tính điện năng tiêu thụ của mạch ngoài
d) Tính công của mỗi nguồn điện và công của bộ nguồn sinh ra trong thời gian 20 phút
e) Tính hiệu suất của bộ nguồn f) *Tính hiệu điện thế UMC ; UNC ;
8* Cho mạch điện như hình vẽ: Các pin giống nhau và mỗi pin có
suất điện động = 2V, điện trở trong r = 1
R1 = R2 = 6, R3 = 3,5
a Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ?
b Tính cường độ dòng điện của mạch ngoài ?
c Tỉm UAB, UBC.
Trang 40d Xác định công suất tiêu thụ của điện trở R1 ?