Giáo án tự chọn

giáo án vật lý tự chọnTiết 1 Định luật Cu lông và định luật bảo toàn điện tích A.Mục tiêu: Kiến thức: +Hiểu và giải thích đợc các hiện tợng nhiễm điện +Nắm đợc cách xác định các yếu t

giáo án vật lý tự chọn

Tiết 1 Định luật Cu lông và định luật

bảo toàn điện tích

A.Mục tiêu:

Kiến thức:

+Hiểu và giải thích đợc các hiện tợng nhiễm điện

+Nắm đợc cách xác định các yếu tố của vectơ lực trong tơng tác điện

+ Các điện tích phân bố đều trên vật dẫn hình cầu ( coi điện tích đặt ở tâm)

2) Khi cho hai quả cầu dẫn điện nh nhau , đã nhiễm điện tiếp xúc và sau đó tách rời nhau thì tổng

điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

3) Hiện tợng cũng xảy ra tơng tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

4) Khi chạm tay vào một quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện, thì quả cầu mất hết điện tích và trở thành trung hòa

5)Một điện tích chịu tác dụng của nhiều lực tĩnh điện F1; F2; F3 do các điện tích q1; q2; q3 tác dụng lên, thì lực tổng hợp sẽ là F=F1 +F2 +F3

Cách xác định F

a) áp dụng quy tắc hình bình hành

b) Phơng pháp hình chiếu

6) Khảo sát sự cân bằng của một điện tích:

Khi một điện tích cân bằng đứng yên, lực tổng hợp tác dụng lên nó phải bằng :

3 2

giữa chúng là F = 10-5N a) Tìm độ lớn mỗi điện tích

b) Tìm khoảng cách r1 giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện là F1= 2,5.10-6N

Giảia) q = r

a) Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt

b) Tính số e d trong mỗi hạt bụi

Giải

r

q

= 9.10-8 N b) *FHT= 2

2

r

mv →v= 2,2.106 m/s

* v = 2πrn → n= 7.1015s-1

4 Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau r = 1m đẩy nhau bằng lực F = 1,8N

Điện tích tổng cộng của hai vật là q = 3,10-5C Tính điện tích mỗi vật

GiảiTheo định luật Culông: F = k 122

r

q q

→ q1.q2  = 12.10-8 (C2)

Vì F là lực đẩy nên q1&q2 cùng dấu ( q1.q2> 0) do đó:

q1.q2= 12.10-8 (C2) (1) Khi hai quả cầu tiếp xúc nhau, có sự phân bố lại điện tích,vì hai quả cầu giống nhau nên

2 2 14

)(

(q1= 2.10-9C ; q2= 6.10-9C )hoặc ngợc lại ;

Hoặc

(q1= - 2.10-9C; q2=- 6.10-9C) hoặc ngợc lại

6 Ba điện tích điểm q1= -10-7C ; q2= 5.10-8C; q3 = 4.10-8C lần lợt đặt tại A,B,C trong không khí AB

= 5cm; BC = 1cm; AC = 4cm Tìm lực tác dụng lên mỗi điện tích

GiảiNhận xét: AC + BC = AB Nên C nằm trên đờng thẳng AB ; trong đoạn thẳng AB

a) Xác định lực tác dụng lên q1:

31 21

AB

q q

Độ lớn: F31=k 1 32

AC

q q

Vì F21&F31cùng phơng, cùng chiều nên lực tổng hợp F1có:

Điểm đặt: q1Phơng: AB Chiều A→B

Độ lớn: F1= k 1 22

AB

q q

+ k 1 32

AC

q q

= 0.0405N b) c) Tơng tự

7 Ba điện tích điểm q1= 4.10-8C ; q2= -4 10-8C; q3 = 5.10-8C lần lợt đặt tại A,B,C trong không khí tại

ba đỉnh của tam giác đều cạnh a = 2cm Xác định vectơ lực

AC

q q

23

F có Điểm đặt: q3

Phơng: BC Chiều B → C Độ lớn: F23=k 2 23

BC

q q

Vì F13= F23 nên F3 có phơng trùng với đờng phân giác của góc (F13; F23) tức là //AB Vậy F3

có : Điểm đặt: q3

Phơng //AB Chiều : A→ B

Độ lớn: F3= 2.F12.cos 600 = 0,045N

8 Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3= 1,6.10-9C đặt trong chân không tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh

a = 16cm Xác định lực tác dụng lên điện tích q3

Bài giảiLực tổng hợp tác dụng lên q3:

23 13

3 F F

F =  +  Trong đó:

F có Điểm đặt: q3

Phơng: AC Chiều A→ C Độ lớn: F13=k 1 32

AC

q q

23

F có Điểm đặt: q3

Phơng: BC Chiều B → C Độ lớn: F23=k 2 23

BC

q q

Vì F13= F23 nên F3 có phơng trùng với đờng phân giác của góc (F13; F23) tức là ⊥AB Vậy F3

có : Điểm đặt: q3

Phơng ⊥AB Chiều : H→ C

Độ lớn: F3= 2.F12.cos 300 = 1,56.10-26N

9 Ba điện tích điểm q1= 27.10-8C ; q2= 6410-8C; q3= -.10-8C đặt trong không khí tại ba đinh A,B,C của tam giác ABC vuông tại C Cho AC = 30cm; BC = 40cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3

Bài giảiLực tổng hợp tác dụng lên q3:

23 13

AC

q q

= 0,0027N23

F có Điểm đặt: q3

Phơng: BC Chiều C → B

Độ lớn: F23=k 2 23

BC

q q

= 0,0036N3

F có : Điểm đặt: q3

Phơng Tạo CA góc αChiều : Hớng lên

Độ lớn: F = F13 +F23 = 0,0045N10.Tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh a = 6cm trong không khí đặt ba điện tích điểm

q1 = 6.10-9C ; q2=q3=- 8.10-9C Xác định lực tác dụng lên q0 = 8.10-9C đặt tại tâm O của tam giác

Bài giảiLực tổng hợp tác dụng lên q0

30 20 10

0 F F F

F =  +  + 

Đặt F10 +F20 =F′ thì

F F

khảo sát sự cân bằng của một điện tích

1 Hai điện tích điểm q1= 2.10-8C ; q2 = -8.10-8C ; đặt tại A,B trong không khí AB = 8cm Một điện tích q3 đặt tại C

a) C ở đâu để q3 cân bằng

b) Dấu và độ lớn của q3

Giải

a) Vị trí C Điều kiện cân bằng của q3 F3 =F13 +F23= 0

Suy ra: F13&F23 :

CB

= = 2 (1)Mặt khác CB-CA =AB = 8cm (2)

A.Mục tiêu:

Kiến thức:

+Nắm vững khái niêm điện trờng, cờng độ điện trờng

+Nắm vững tính chất của đờng sức điện

+Nắm vững các công thức liên qua đến điện trờng

Kĩ năng:

+Vận dụng đợc các công thức vào giải bài tập

B.Chuẩn bị:

Giáo viên:

+ Xung quanh điện tích có điện trờng

+ Tính chất cơ bản của điện trờng là tác dụng lực điện lên điện tích đặt vào trong nó + Nhận biết điện trờng bằng điện tích thử

2/C ờng độ điện tr ờng

q

F E





=+ Đặc trng cho điện trờng về phơng diện tác dụng lực

+ Dùng các đờng sức điện để mô tả điện trờng

+ Đờng sức điện là đờng đợc vẽ trong điện trờng sao cho hớng của tiếp tuyến tại bất kì

điểm nào trên đờng cũng trùng với hớng của vectơ cờng độ điện trờng tại điểm đó

+ Các tính chất của đờng sức điện:

* Tại mỗi điểm trong điện trờng ta có thể vẽ đợc một đờng sức điện đi qua và chỉ một

mà thôi

* Các đờng sức điện là các đờng cong không kín Nó xuất phát từ các điện tích dơng và tận cùng ở các điện tích âm

* Các đờng sức điện không bao giờ cắt nhau

* Nơi nào cờng độ điện trờng lớn hơn thì các đờng sức điện ở đó đợc vẽ mau hơn(dày hơn), nơi nào cờng độ điện trờng nhỏhơn thì các đờng sức điện ở đó đợc vẽ tha hơn

+Điện phổ: Cho phép ta hình dung dạng và sự phân bố các đờng sức điện

4/ Điện tr ờng đều:

+Một điện trờng mà vectơ cờng độ điện trờng tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện ờng đều

tr-+ Các đờng sức điện của điện trờng đều song song và cách đều nhau

5/ Điện tr ờng của một điện tích điểm Q gây ra tại điểm M cách nó khoảng r

6/ Nguyên lý chồng chất điện tr ờng E=E1+E2 + +En

7/ Điều kiện để một điểm trong trờng triệt tiêu

E=E1 +E2 + = 0

II/ Phần bài tập nâng caoBài 1 Một quả cầu bằng kim loại tâm O bán kính R=3cm tích điện dơng Q=2.10-9C nằm cô lập trong không gian

Tính cờng độ điện trờng tại

+Điểm M cách O 2cm +Điểm N sát mặt ngoài quả cầu +Điểm P cách O khoảng 4cm

Bài giảiTính E

Tơng tự ΕΡcó

+Phơng OP+Chiều Xa tâm O+EP=kQ/OP2=1,125.104V/m

Bài 2 Cho hai điện tích q1= 4.10-10 C; q2= -4.10-10 C đặt ở A,B trong không khí , AB = a = 2cm Xác

định vectơ cờng độ điện trờng Etại

a) H, trung điểm của AB

b) M, cách A1cm,cách B 3cm

c) N, hợp với AB thành tam giác đều

Bài 3 Hai điện tích q1 = 8.10-8C; q2 = -8.10-8C đặt tại A,B trong không khí ,AB = 4cm.Tìm vectơ ờng độ điện trờng tại C trên trung trực của AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên q = 2.10-9 C đặt

c-ở C

Bài 4 Hai điện tích q1 = 8.10-8C; q2= -8.10-8C đặt tại A,B trong không khí ,AB = 6 cm.Tìm vectơ ờng độ điện trờng tại C trên trung trực của AB, cách AB 4cm

c-Bài 5 Tại ba đỉnh của tam giác vuông tại A cạnh a = 50cm; b = 40cm; c =30cm Ta đặt các điện tích

q1= q2= q3 =10-9C.Xác định E tại H, H là chân đờng cao kẻ từ A

Bài 6 Cho hai điểm A & B nằm trong điện trờng đều có cờng độ E =8.103V/m Tại điểm A ngời ta

đặt điện tích q = 2.10-8C.Tìm cờng độ điện trờng EB tại điểm B cho biết AB = 10 cm và AB hợp với phơng của điện trờng đều E một góc α = 300

Bài giảiTại B : ΕB = Ε1 + Ε

10 2 10

2

8 9

10 2 10

2

8 9

Bài 8 Hai điện tích q1= q2 > 0 đặt tại A,B trong không

khí Cho biết AB = 2a

a) Xác định cờng độ điện trờng tại M trên trung trực của

)(

2

h a

h kq

+b) áp dụng bất đẳng thức Côsi :

3 3

2

=3 3 2

4

a kq

4

a kq

Bài 9 Bốn điểm A,B,C,D trong không khí tạo thành một hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a= 3cm ,cạnh AB=b=4cm.Các điện tích q1,q2.q3 đợc đặt lần lợt tại A,B,C Biết q2 = - 12,5.10-8C và cờng độ

điện trờng tổng hợp tại D bằng không Tính q1,q2 ( 6.1)ĐS:

Bài 10 Cho hai điện tích điểm q1&q2 đặt tại A,B trong không khí AB = 100cm Tìm điểm C tại đó ờng độ điện trờng tổng hợp bằng 0 với:

Tiết 3 Tụ điện

A.Mục tiêu:

Kiến thức:

+Hiểu đợc khái niệm tụ điện phẳng

+Nắm đợc công thức tính điện dung của tụ điện phẳng

+Hiểu đợc cách ghép song song, nối tiếp và công thức tính các đại lợng của bộ tụ

A

E1E

Hoạt động 1 (10’)Tìm hiểu về tụ điện phẳng

+HS tìm hiểu khái niệm tụ điện phẳng

+Trình bày khái niệm tụ điện phẳng

+Trả lời câu hỏi của thầy

+HS tìm hiểu công thức tính điện dung của tụ

điện phẳng

+Trình bày công thức tính điện dung của tụ

điện phẳng

+Nhận xét ý kiến của bạn

+Thế nào là tụ điện phẳng

+Tụ điện phẳng đã tích điện có đặc điểm gì?

+Điện tích của tụ đợc hiểu nh thế nào?+Công thức tính điện dung của tụ phẳng nh thế nào?

Hoạt động 2 (15’)Tìm hiểu về Ghép tụ điện:

+Tìm hiểu các cách ghép tụ điện thành bộ

+Tìm hiểu cách ghép song song

+Thế nào là ghép song song?

+Tìm hiểu công thức tính điện dung ,hiệu

điện thế, và điện tích của bộ tụ ghép song song

+Thế nào là ghép nối tiếp?

+Tìm hiểu công thức tính điện dung ,hiệu

điện thế, và điện tích của bộ tụ ghép nối tiếp

Hoạt động 3(15’)Vận dụng củng cố

+Giải bài tập 3

+Lên bảng giải bài tập

+Nhận xét bài giải của bạn

+Giải bài tập 6 trang 37 SGKNC

+Lên bảng giải bài tập

+Nhận xét bài giải của bạn

-Yêu cầu học sinh giải bài 3 trang 36 SGK

NC +Yêu cầu HS lên bảng giải bài tập+Nhận xét đánh giá

-Yêu cầu học sinh giải bài 6 trang 37 SGK

NC +Yêu cầu HS lên bảng giả bài tập+Nhận xét đánh giá

Hoạt động 4 (5’) Hớng dẫn về nhà

-Ghi bài tập về nhà -Giao bài tập về nhà: 5,7,8SGKNC

-Chuẩn bị bài sau -Chuẩn bị bài sau

Bài 1 Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a =20 cm đặt cách nhau d =1cm chất điện

môi giữa hai bản là thuỷ tinh có ε = 6 Hiệu điện thế giữa hai bản U = 50v

a,Tính điện dung của tụ điện

b, Tính điện tích của tụ điện

c,Tính năng lợng của tụ điện

Tụ điện có dùng làm nguồn điện đợc không?

Bài giải a,Điện dung của tụ điện :

9 9 212,4.10-12Fb,Điện tích của tụ :

Q = CU=10,62.10-9C c,Năng lợng của tụ :

W = QU/2 = 265,5.10-9C

Khi tụ phóng điện tụ điện sẽ tạo thành dòng điện Tuy nhiên thời gian phóng điện rất ngắn ,nên tụ không thể làm nguồn điện đợc Dòng điện do nguồn sinh ra phải ổn định trong một thời gian khá dài -

Bài 2 Tụ phẳng không khí có điện dung C=500pF đợc tích điện đến hiệu điện thế U=300V.

a,Tính điện tích Q của tụ

b,Ngắt tụ điện khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào điện môi có ε =2

Tính C1,Q1U1của tụ lúc đó

c,Vẫn nối tụ với nguồn Nhúng tụ vào chất điện môi lỏng có ε =2

Tính C2,Q2U2 của tụ

Giảia,Tính điện tích của tụ

1πκ-Khi đặt trong điện môi :

C1=

d

S

* 4

Ban đầu tụ điện đợc đặt trong không khí và đợc tích điệnQ.Sau đó tụ đợc ngắt khỏi nguồn ,các bản

tụ trở thành vật dẫn cô lập về điện Do đó khi đa tụ vào chất điện môi ,điện tích của các bản tụ không đổi và điện tích của tụ không đổi:

Q1=Q=150nC Hiệu điện thế của tụ :

–Khi đặt trong không khí:

U=

C Q

-Khi đặt trong điện môi:

U1=

1

1

C Q

C

C Q

Q U

U2= U = 300V

Điện tích của tụ:

-Khi đặt trong không khí :

Q = CU -Khi đặt trong điện môi:

Q2= C2U2 Suy ra :

CU

U C Q

Vì C2= εC,U2=U nên Q2= εQ = 300*10-9C =300nC

-Bài 3 Tụ phẳng không khí điện dung C =2pF đợc tích điện ở hiệu điện thế U = 600V

a,Tính điện tích của tụ

b,Ngắt tụ khỏi nguồn đa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp hai Tính Q1,C1,U1của tụ

c, Vẫn nối tụ với nguồn đa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp hai Tính Q2,C2,U2của tụ

Bài giảia,Tính điện tích của tụ Q = CU = 2.600 =1200pC

b,Ngắt tụ khỏi nguồn Q1= Q=1200pC

C1= C/2=1pF

C

Q C

Q

12002

2

*1

Bài 4 Hai bản của tụ điện phẳng có diện tích S cách nhau khoảng d Điện tích của tụ là Q và các bản

không nối với nguồn Tính công cần thực hiện để tách hai bản cách xa nhau thêm một đoạn Δd.Từ

đó suy ra biểu thức của lực hút giữa hai bản

d d k

S

∆ +

∆

=

∆ +

=

∆ +

1

1

1

4π εNăng lợng của tụ C1

W1= ( )

C

Q W C

C

C C Q C

Q

∆+

=

∆

∆+

=

2

2

2 2

1

2 1

Độ biến thiên năng lợng của tụ khi dịch chuyển bản

Bài 5 Môt tụ xoay có 11 bản cực bằng nhau hình bán nguyệt gồm 5 bản cố định và 6 bản linh

động mắc xen kẽ nhau nh hình vẽ Biết diện tích mõi bản S= 3,14cm2

Khoảng cách giữa hai bản d=2mm ,điện môi là không khívà diện tích đối diện giữa các bản cực đại bằng S

a Tìm điện dung của hệ

b, Đặt hiệu điện thế U=36v vào tụ ,tính điện tích của hệ tụ

c, Muốn điện dung của hệ tụ bằng 25pF ta phải ghép thêm vào hệ tụ trên bao nhiêu bản cực giống

nh trên ?

Bài giải Nhận xét :Hệ tụ trên gồm 10 tụ ghép song song ,Giữa số tụ và số bản tụ liên hệ :

Số tụ = số bản tụ - 1 Mỗi tụ thành phần có điện dung:

C0 =

d k

S

π4

Điện dung tơng đơng của bộ tụ:

C= 10 C0 = 10

d k

S

π4 = 10

10

10 72

1 −

≈14pF b,Điện tích của tụ xoay :

Q= CU = 0,5.10-9 C

c, Từ nhận xét trên ta suy ra : Số bản tụ = Số tụ +1

Theo đề ,điện dung của tụ xoay mới là 25 pF ,nghĩa là gồm C’/C0= 18 tụ thành phần Vậy số bản tụ

+Nắm vững kiến thức về dòng điện không đổi, nguồn điện

+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về mạch điện trở

B Chuẩn bị:

GV: Một số bài tập mẫu về dòng điện không đổi, nguồn điện

HS: Ôn kiến thức về mạch điện trở, công thức tính điện trở tơng đơng

C Tổ chức dạy và học:

I/Kiến thức bổ sung

I / Dòng điện Các tác dụng của dòng điện:

1.Định nghĩa: dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hớng

Ví dụ:

+Trong KL: dòng điện là dòng e tự do chuyển dời có hớng

+Trong d2 điện phân: dòng điện là dòng ion (+) chuyển dời theo chiều điện trờng và ion (-) ngợc chiều điện trờng

Tùy theo từng môi trờng mà các hạt tải điện có thể khác nhau

2.Tác dụng của dòng điện:

Tác dụng đặc trơng của dòng điện là tác dụng từ (Tùy theo môi trờng mà dòng điện còn có t/d nhiệt, t/d hóa học, dẫn đến tác dụng sinh lý, )

3 Chiều dòng điện

Quy ớc là chiều dịch chuyển của các điện tích dơng

VD: Xác định chiều dòng điện trong dây dẫn, trong bình điện phân

II/ C ờng độ dòng điện

1 Định nghĩa:

Cờng độ dòng điện đặc trơng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện, đợc xác định bằng thơng số giữa điện lợng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó

*Nếu dòng điện thay đổi theo thời gian: (1) cho biết giá trị trung bình của cờng độ dòng điện

*Nếu dòng điện có chiều và cờng độ dòng điện không đổi: Gọi là dòng điện không đổi

Bài 1 : Tính số e đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1s nếu có điện lợng 15C dịch

chuyển qua tiết diện đó trong 30s

Bài giải

Trong một s có điện lợng chuyển qua là: 0,5C

Số e chuyển qua trong 1s là: n=

e

q

= 0,3125.1019 e

Bài 2 Suất điện động của một pin là 1,5V Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích +2C từ

cực âm tới cực dơng bên trong nguồn điện

Sơ đồ mạch điện: (R1ntR3)//(R2//R4)

R13= 12Ω; R24=3Ω;

Rb=

3 12

3 12

3 12

R3

R1

R2NM

R4

R2NM

R4

R3

R1

R2NM

Â

R13= 12Ω; R24=3Ω;

Rb=

3 12

3 12

b) Tính hiệu điện thế và cờng độ dòng điện qua mỗi điện trở

2 Điều chỉnh R4= 1Ω Tính RAB và cờng độ dòng điện qua các điện trở

Bài giải1.Do mạch cầu cân bằng nên không có dòng điện qua R5 I5=0 Vậy ta có thể bỏ đoạn mạch MN chứa R5

3 12

-V

(3)

43

93

25

,25

Μ Ν

Μ Ν Μ

Ν − =V −V = V − V

R

V V

(7)Thay các phơng trình vào (1) và (2):

4Μ

-V

+

5

25

−V = VN+

5

25

R3

R1

R2NM

c) Thay ampekế bằng R5= 1Ω.Ddieeuf chỉnh

R4= 10 Ω Tìm cờng độ dòng điện qua mỗi

điện trở và RAB.

Bài giảia) Vì RA= 0 nên UCD=0, VC=VD, chập C,D

Mạch điện: (R1//R3)nt(R2//R4)

R13=

4

45Ω

R24=

4

30Ω

U

=4A Hiệu điện thế hai điểm A,C: UAC=I.R13=45V → I1= 3A

Hiệu điện thế hai điểm C,B: UCB=I.R24=30V → I2= 1A

Do I1>I2 nên dòng qua ampekế có chiều từ C tới D

Vậy dòng diện qua ampekế là: IA=I1-I2=2A

b) IA=0 mạch cầu cân bằng nên

4

2 3

1

R

R R

R3

R2

R1

A

Xét đoạn mạch CB: I2=

302

C

C V R

V

453

D A D

D

D V R

V

15

D C D

R

V V

VC-VD (7)Thay các phơng trình vào (1) và (2):

III/ Hớng dẫn về nhà

A.Mục tiêu

+Củng cố kiến thức đã học về điện năng, công suất điện

+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về điện năng, công suất điện

B Chuẩn bị:

GV: Một số bài tập mẫu về điện năng, công suất điện

HS: Ôn kiến thức về điện năng, công suất điện

C Tổ chức dạy và học:

I/Kiến thức bổ sung

I/ Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch:

II/ Công và công suất của nguồn điện

1 Công của nguồn điện:

Công suất của nguồn điện có trị số bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch Đó cũng

là công suất điện sản ra trong toàn mạch

III/ Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện:

1 Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt: ( Chỉ chứa R)

*Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt:

2 Suất phản điện của máy thu điện:

Trong máy thu điện có một phần chuyển thành nhiệt ở điện trở thuần rp của máy: Q’=rpI2t

Phần còn lại chuyển hóa thành dạng năng lợng khác A’

Thí nghiệm chứng tỏ A’∼q(Cơ năng, hóa năng, )

A’=Epq

Hệ số tỷ lệ Ep gọi là suất phản điện của máy thu: Ep= A' q

Nếu q=1C thì Ep=A’

Vây: SGK

3 Điện năng và công suất tiêu thụ của máy thu điện

*Công tổng cộng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu là:

A=A’+Q’= EpIt+ rpI2t=UIt U: H.đ.t đặt vào máy thu

Đó cũng là điện năng tiêu thụ của máy thu

Công suất của máy thu điện:

P=

t

A

= EpI+ rpI2

Trong đó:P’= EpI là công suất có ích của máy thu điện

4 Hiệu suất của máy thu điện:

H=1-U

r p

I

5 Chú ý: Trên các dụng cụ tiêu thụ điện thờng ghi hai chỉ số đó là

+công suất định mức của dụng cụ

+hiệu điện thế định mức của dụng cụ

II/ Phần bài tập

Bài 1 Một bếp điện đun hai lít nớc ở nhiệt độ t1=200C Muốn đun sôi lợng nớc đó trong thời gian 20’ thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nớc c = 4,18kJ/kg.K và hiệu suất của bếp là H=70%

Bài giải

Nhiệt lợng cần cung cho m=2kg nớc từ 293K đến khi sôi là

Q=cm(T2-T1) (1)Nhiệt lợng có ích mà bếp cung cấp là:

cm( 2 − 1) =796W

Bài 2 Một bếp điện có hai dây điện trở R1=10Ω, R2=20Ω đợc dùng để đun sôi một ấm nớc Nếu chỉ dùng dây thứ nhất thì thời gian cần thiết để đun sôi nớc là t1=10’ Tính thời gian cần thiết để đun sôi lợng nớc trên trong ba trờng hợp sau:

a) Chỉ dùng dây thứ hai

b) Dùng đồng thời hai dây mắc nối tiếp

c) Dùng đồng thời hai dây mắc song song

Bài giải

Khi chỉ dùng dây R1

Q =2

2

R

U

t2 (2) a) Khi chỉ dùng dây R2

Từ (1) và (2):

2

2 1

1

R

t R

2

R R

U

+ t3 (3)

Từ (1) và (3)

2 1

3 1

1

R R

t R

2

1

R R

R R

+ Q=

2 1 4 1

1

).(

R R

R R t R

Gọi hiệu điện thế của nguồn là U

Nhiệt lợng cần cung cấp để nớc sôi là Q

Điện trở của các dây bếp điện là R1, R2

t

= (1) Khi chỉ dùng dây R2

Q =2

t

= (2)a) Mắc nối tiếp

Q=

2 1

2

R R

U

2 1

3

U

Q R R

t

=

Từ (1) và (2)

2 1

1

R

t R

t

= = 1 2

2 1

R R

t t

t td

= (4)

với Rtđ=

2 1

=

2 1 2

4

1 1 1

R R Q

U

2 1

1 1

Nhiệt lợng cần cung cấp cho 1,5l nớc sôi là: Q= cm∆t (1)

Nhiệt lợng có ích mà bếp cung cấp cho 1,5l nớc: Q=HPt (2)

T2 1) 1 1 2 2

Bài 6 Bếp điện nối với hiệu điện thế U= 120V có công suất P=600W đợc dùng để dun sôi 2l nớc

(c=4200J/kg.K từ 200C đến sôi Hiệu suất bếp là 80%

a) Tìm thời gian đun và điện năng tiêu thụ theo kWh

b) Dây bếp điện có đờng kính d1=0,2mm, điện trở suất ρ=4.10-7Ωm quấn trên ống hình trụ bằng sứ

đờng kính d2=2cm Tính số vòng dây bếp điện

ĐS: a/23,3’; 0,2kWh b/ 30 vòng

Bài giải

a) Tìm thời gian đun và điện năng tiêu thụ theo kWh

Nhiệt lợng cần cung cho m=2kg nớc từ 293K đến khi sôi là

Q=cm(T2-T1) (1)Nhiệt lợng có ích mà bếp cung cấp là:

Q=HPt=HUIt (2)

Từ (1) và (2) suy ra:

t =

HP

T T

d R RS

=Chu vi vòng lõi sứ: l’=πd2

A.Mục tiêu

+nắm vững kiến thức về định luật ôm đối với toàn mạch

+Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về định luật ôm đối với toàn mạch

B Chuẩn bị:

GV: Một số bài tập mẫu về định luật ôm đối với toàn mạch

HS: Ôn kiến thức về định luật ôm đối với toàn mạch

+Điện trở R (có thể là một hoặc nhiều điện trở mắc nối

tiếp,song song , có thể có đèn, ampekế )

Cho HS tự vẽ một mạch điện kín

2) Định luật Ôm đối với toàn mạch:

Giả sử dòng điện chạy trong mạch có cờng độ I thì trong khoảng thời gian t có điện lợng q=It chuyển qua mạch

Nhiệt lợng tỏa ra trên R và r trong thời gian đó là: Q=RI2t+rI2t

U: Gọi là hiệu điện thế mạch ngoài, là hiệu điện thế UAB giữa cực dơng và cực âm của nguồn

Từ (3): Nếu r không đáng kể (r=0) hoặc mạch hở (I=0) thì U= E

II Hiện t ợng đoản mạch :

Nếu R=0 thì I cực đại và I=

r E

Nguồn điện bị đoản mạch

Hậu quả:

RI

RI

+Đối với pin: r khá lớn, khi đoản mạch I không lớn lắm nên không nguy hiểm, tuy nhiên,

sẽ mau hết điện

+Đối với acquy r rất nhỏ, khi đoản mạch, I lớn, làm hỏng acquy

Tránh hiện tợng đoản mạch trong mạng điện gia đình: Dùng cầu chì, atômat

III/ Tr ờng hợp mạch ngoài có máy thu điện:

Nguồn điện: Dòng điện đi ra khỏi cực dơng, đi vào cực âm

Máy thu: Dòng điện đi vào cực dơng, điẩo khỏi cực âm

Định luật Ôm đối với toàn mạch có dạng: I=

p

p

r r R

E E

+ +

−

E

U A

Bài giải

*Khi R rất lớn: E=U2 =4,5V

*Khi điều chỉnh biến trở đến giá trị nhất định: E=I(R+r) = U2+Ir

E

R1Khi R=R2 ta có:P2=

2

2 



 +r R

R2

Giải ra: r= 4Ω

Bài 5 Cho mạch điện nh hình vẽ: Hãy c/m

a) Công suất mạch ngoài cực đại khi R=r và bằng

r

E

4

2

Tính hiệu suất của nguồn khi này

b) Nếu hai điện ttrở mạch ngoài là R1; R2 lần lợt mắc vào mạch, có cùng

E

R=( )2

2

r R

R E

R

E

4 4

2 2

R E

R r R E E

IR E

R E

+

Suy ra: R2

+(2r-P

E2)R+r2=0 (1) Nếu hai điện trở mạch ngoài là R1 và R2 lần lợt mắc vào mạch, có cùng công suất mạch ngoài P thì

R1; R2 sẽ là hai nghiệm của (1)

Theo Viet ta suy ra R1R2=r2

Bài 6 Cho mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ: E=12V; r=1,1Ω; R1=0,1Ω

a) Muốn cho công suất mạch ngoài lớn nhất thì R bằng bao nhiêu?

b) Phải chọn R bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ trên R lớn nhất?

Tìm giá trị công suất lớn nhất đó

R E

+

2 1 2

A.Mục tiêu