ôn tập hk1

- Tụ điện phẳng cú 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng cú kớch thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với nhau - Điện dung của tụ : Thơng số Q/U đặc trng cho tụ điện về khả năng tích điện

F

21

F

12

F

q1.q2 >0

r q1.q2 < 0

ÔN TẬP HỌC KỲ I – VẬT LÝ 11(NC)

A Nhắc chương I : Điện tích – Điện trường :

1.NHIỄM ĐIỆN CHO VẬT :

* Có 3 cách nhiễm điện một vật: cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng

- Sau khi cọ xát thanh thuỷ

tinh vào tấm lụa thì thanh

thủy tinh có thể hút các mẫu

giấy vụn

Giải thích :

Khi thanh thuỷ tinh cọ xát

với lụa thì có một số

electron di chuyển từ thuỷ

tinh sang lụa nên thanh thuỷ

tinh nhiễm điện dương,

mảnh lụa nhiễm điện âm

-Cho thanh kim loại không

nhiễm điện tiếp xúc với quả cầu đã bị nhiễm điện thì thanh kim loại sẽ nhiễm điện cùng dấu với quả cầu

Giải thích : Khi thanh kim

loại trung hoà điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện thì

có sự di chuyển điện tích từ quả cầu sang thanh kim loại nên thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với quả cầu

- Đưa thanh kim loại không

nhiễm điện đến gần quả cầu

đã bị nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì 2 đều của thanh kim loại

bị nhiễm điện Đầu gần quả cầu nhiễm điện trái dấu với quả cầu, đầu xa quả cầu nhiễm điện cùng dấu

Giải thích: Thanh kim loại

trung hoà điện đặt gần quả cầu nhiễm điện thì các electron tự do trong thanh kim loại dịch chuyển Đầu thanh kim loại xa quả cầu nhiễm điện cùng dấu với quả cầu, đầu thanh kim loại gần quả cầu nhiễm điện trái dấu với quả cầu

2 ĐỊNH LUẬT CULONG:

a) - Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F F12; 21 có:

- Điểm đặt: trên 2 điện tích

- Phương: đường nối 2 điện tích

- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu)

+ Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu)

a - Độ lớn: 1. 22

.

q q

F k

r



b Với : + k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ

+ r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm

+ q1, q2 : độ lớn của hai điện tích điểm

- Biểu diễn:

b)  được gọi là : hằng số điện môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất điện môi mà không phụ thuộc vào

độ lớn các điện tích và khoảng cách giữa các điện tích + Lực tĩnh điện trong điện môi đồng chất giảm đi ε lần so với trong môi trường chân không

2 2 1

.

.

r

q q k F



3 a) THUYẾT ELECTRON:

- Nguyên tử gồm:

+ Hạt nhân: proton: mang điện dương

nơtron: không mang điện

+ Electron: mang điện âm

- Bình thường nguyên tử trung hoà về điện

- Nguyên tử bị mất electron trở thành ion dương, nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm

- Electron có thể di chuyển trong một vật hay từ vật này sang vật khác vì độ linh động lớn

b) ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH :

Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số

4 ĐIỆN TRƯỜNG:

+ Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong

nó

+ Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó

+ Vecto cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.

E q F q

F





.





q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E

q < 0 : F cùng phương, ngược chiều vớiE

5 ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN TRƯỜNG :

: Là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ CĐĐT tại điểm đó

* Tính chất của đường sức:

- Qua mỗi điểm trong đ.trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và chỉ 1 đường sức điện trường

- Các đường sức điện là các đường cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng ở các điện tích âm

- Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau

- Nơi nào có CĐĐT lớn hơn thì các đường sức ở đó vẽ mau và

ngược lại

r

6 Điện trường đều:

- Có véc tơ CĐĐT tại mọi điểm đều bằng nhau

- Các đường sức của điện trường đều là các đường thẳng song song cách đều nhau

VD: Điện trường giữa 2 tấm kim loại phẳng, mỏng đặt song song tích điện đều, trái dấu

7 Véctơ cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn

r có:

- Điểm đặt: Tại M

- Phương: đường nối M và Q

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

Q

E k

r



2 2

N m C

- Biểu diễn:

8 Nguyên lý chồng chất điện trường :

Nguyên lí chồng chất điện trường:

1 2 n

Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường thành phần:

2

1 E E

E  



+

2 .cos

2



 

9 Công của lực điện trường: Công của lực điện tác dụng vào 1 điện tích không phụ thuộc vào

dạng của đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối của đường đi trong điện trường

A MN = q.E. M'N' = q.E.dMN

(với dMN = M'N' là độ dài đại số của hình chiếu của đường đi MN lên trục toạ độ ox với chiều dương của trục ox là chiều của đường sức)

=> Vậy điện trường tĩnh là một trường thế

*Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích

A MN = W M - W N = q V M - q.V N =q.U MN

+ Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó

Liên hệ giữa E và U :

M

E 

' '

N M

U

 hay :

d

U

E 

:

A

q

 Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện cụng của điện trường khi cú một điện tớch di chuyển giữa 2 điểm đú

Hiệu điện thế, điện thế:

q

A V V

N M

MN   

10 - Khi vật dẫn đặt trong điện trường mà khụng cú dũng điện chạy trong vật thỡ ta gọi là vật dẫn

cõn bằng điện (vdcbđ)

+ Bờn trong vdcbđ cường độ điện trường bằng khụng

+ Mặt ngoài vdcbđ: cường độ điện trường cú phương vuụng gúc với mặt ngoài

+ Điện thế tại mọi điểm trờn vdcbđ bằng nhau

+ Điện tớch chỉ phõn bố ở mặt ngoài của vật,sự phõn bố là khụng đều (tập trung ở chỗ lồi nhọn)

11 - Khi đặt một khối điện mụi trong điện trường thỡ nguyờn tử của chất điện mụi được kộo dón ra

một chỳt và chia làm 2 đầu mang điện tớch trỏi dấu (điện mụi bị phõn cực) Kết quả là trong khối

điện mụi hỡnh thành nờn một điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài

12 Tụ điện :

- Định nghĩa: Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ Khoảng khụng gian giữa 2 bản là

chõn khụng hay điện mụi

- Tụ điện phẳng cú 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng cú kớch thước lớn ,đặt đối diện nhau, song

song với nhau

- Điện dung của tụ : Thơng số Q/U đặc trng cho tụ điện về khả năng tích điện gọi là điện dung

của tụ điện ,kí hiệu là C.

C Q

U

 (Đơn vị là F, mF….)

* Trong hệ SI đơn vị của điện dung là fara(F)

- Fara là điện dung của một tụ điện mà khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1V thỡ điện tớch của tụ điện là 1C

- Điện dung của tụ phụ thuộc vào :

+ Hỡnh dạng, kớch thước của hai bản tụ

+ Khoảng cỏch giữa 2 bản tụ

+ Chất điện mụi giữa 2 bản

-Các ớc số của F thờng dùng:

Micro fara; nano fara; pico fara

F pF

F nF

F F

12 9 6

10

1

10

1

10

1















Trờn tụ điện thường ghi 2 đại lượng :Hiệu điện thế giới hạn và điện dung của tụ

- Cụng thức tớnh điện dung của tụ điện phẳng:

d

S C

4 10

9

9





 Với S là phần diện tớch đối diện giữa 2 bản.

Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt

vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng

- Hiệu điện thế giới hạn : là hiệu điện thế lớn nhất cho phép đặt vào hai bản tụ một U lớn nhất khi đó tụ không bị đánh thủng

-

- Ghép tụ điện song song, nối tiếp :

Cách mắc : Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất

của tụ 2, cứ thế tiếp tục

Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 …

Điện tích QB = Q1 = Q2 = … = Qn QB = Q1 + Q2 + … + Qn

Hiệu điện thế UB = U1 + U2 + … + Un UB = U1 = U2 = … = Un

Điện dung

n 2

1

1

C

1 C

1 C

1







- Năng lượng của tụ điện:

W

C

- Năng lượng điện trường: Năng lượng của tụ điện chính là năng lượng của điện trường trong

tụ điện

- Tụ điện phẳng

2 9

9.10 8.

E V





với V=S.d là thể tích khoảng không gian giữa 2 bản tụ điện phẳng

- Mật độ năng lượng điện trường:

2 8

w

V k





B Chương II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI :

13 Dòng điện:

 Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng

Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương

 Dòng điện có:

* tác dụng từ (đặc trưng) (Chiếu quy ước I)

* tác dụng nhiệt, tác dụng hoá học tuỳ theo môi trường

 Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh của dòng điện được tính bởi:



q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn

t: thời gian di chuyển (t0: I là cường độ tức thời) Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện không đổi (cũng gọi là dòng điệp một chiều)

- Cường độ của dòng điện này có thể tính bởi:

C 1

2

Δqq

I = Δqt

I = t

* trong đó q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong

thời

gian t

Ghi chú:

a) Cường độ dòng điện không đổi được đo bằng ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc

xen vào mạch điện (mắc nối tiếp)

b) Với bản chất dòng điện và định nghĩa của cường độ dòng điện như trên ta suy ra:

* cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm trên mạch không phân nhánh

* cường độ mạch chính bằng tổng cường độ các mạch rẽ

14 NGUỒN ĐIỆN :

Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế để duy trì dòng điện Mọi nguồn điện đều có hai cực, cực dương (+) và cực âm (-)

Để đơn giản hoá ta coi bên trong nguồn điện có lực lạ làm di chuyển các hạt tải điện (êlectron; Ion)

để giữ cho:

* một cực luôn thừa êlectron (cực âm)

* một cực luôn thiếu ẽlectron hoặc thừa ít êlectron hơn bên kia (cực dương)

* Khi nối hai cực của nguồn điện bằng vật dẫn kim loại thì các êlectron từ cực

(-) di chuyển qua vật dẫn về cực (+)

Bên trong nguồn, các êlectron do tác dụng của lực lạ di chuyển từ cực (+) sang

cực (-)

Bên ngoài nguồn điện, chiều dòng điện: cực dương → vật dẫn → cực âm

* Lực lạ thực hiện công (chống lại công cản của trường tĩnh điện) Công này

được gọi là công của nguồn điện

* Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện gọi là suất điện động E được tính bởi:

q

A

E = (đơn vị của E là V)

trong đó : A là công của lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực này sang cực kia của nguồn điện |q| là độ lớn của điện tích di chuyển

* Suất điện động của nguồn là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện

và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương

q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương

E = q A

- Nguồn điện gồm có : E, r (r: điện trở trong) E = U khi mạch hở.

15 PIN VÀ ACQUY :

a) Hiệu điện thế điện hoá.

- Khi nhúng thanh kim loại vào dung dịch điện phân giữa chúng có hai loại điện tích trái dấu tạo nên hiệu điện thế điện hoá

- Khi nhúng hai thanh kim loại vào dung dịch điện phân tạo nên giữa hai thanh một hiệu điện thế gọi là pin điện hoá

VD: pin và aquy là 2 nguồn điện hoạt động dựa vào hiệu điện thế điện hóa

b) Acquy chì :

 Acquy đơn giản và cũng được chế tạo đầu tiên là acquy chì

(còn gọi là acquy axit để phân biệt với acquy kiềm chế tạo ra về sau)

A

I

* cực (+) bằng PbO2

* cực (-) bằng Pb

nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng

* Do tác dụng của axit, hai cực của acquy tích điện trái dấu và hoạt động như pin điện hoá có suất điện động khoảng 2V

* Khi hoạt động các bản cực của acquy bị biến đổi và trở thành giống nhau (có lớp PbSO4 phủ bên ngoài) Acquy không còn phát điện được Lúc đó phải mắc acquy vào một nguồn điện để phục hồi các bản cực ban đầu (nạp điện).Do đó acquy có thể sử dụng nhiều lần

c) Định ngĩa dung lượng của acquy :

- Mỗi acquy có thể cung cấp một điện lượng lớn nhất gọi là dung lượng và thường tính bằng đơn vị ampe-giờ (Ah) 1Ah = 3600C

16 ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN - ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ:

1 Công:

Công của dòng điện là công của lực điện thực hiện khi làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch

Công này chính là điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ và được tính bởi:

A = U.q = U.I.t (J)

U : hiệu điện thế (V)

I : cường độ dòng điện (A)

q : điện lượng (C)

t : thời gian (s)

2 Công suất

Công suất của dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nó Đây cũng chính là công suất điện tiêu thụ bởi đoạn mạch

Ta có : P A U I

t

3 Định luật Jun - Len-xơ:

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

Q = A= UIt = RI 2 t

với R: điện trở của vật dẫn, I: dòng điện qua vật dẫn, t: thời gian dòng điện chạy qua

4 Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ bởi một đoạn mạch

Ta dùng một ampe - kế để đo cường độ dòng điện và một vôn - kế để đo hiệu điện thế Công suất tiêu thụ

được tính hởi:

- Người ta chế tạo ra oát-kế cho biết P nhờ độ lệch của kim chỉ thị

- Trong thực tế ta có công tơ điện (máy đếm điện năng) cho biết công dòng điện tức điện năng tiêu thụ tính

ra kwh (1kwh = 3,6.106J)

17 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN

1 Công

Công của nguồn điện là công của lực lạ khi làm di chuyển các điện tích giữa hai cực để duy trì hiệu điện thế nguồn Đây cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch

Ta có : A = q.E = E I.t (J)

E: suất điện động (V)

I: cường độ dòng điện (A)

I U

q : điện tích (C)

2 Công suất

Ta có : P A

t

 = E I

18 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN

Hai loại dụng cụ tiêu thụ điện:

1 Công và công suất của dụng cụ toả nhiệt:

- Định nghĩa dụng cụ tỏa nhiệt :

- Dụng cụ tỏa nhiệt là loại dụng cụ điện biến đổi điện năng hoàn toàn thành nhiệt năng

VD: Nồi cơm điện, Bàn ủi, Bếp điện …

- Công (điện năng tiêu thụ): A R I t .2 U2 t

R

   (định luật Jun - Len-xơ)

- Công suất :

2 2

P R I

R

2 Công và công suất của máy thu điện :

- Định nghĩa máy thu điện :

Là loại dụng cụ mà phần nhỏ điện năng chuyển thành nhiệt năng phần lớn chuyển thành các dạng năng lượng khác mà không là dạng nhiệt

a) Suất phản điện của máy thu: Bằng với lượng điện năng mà máy thu chuyển hóa thành dạng năng lượng khác không phải là nhiệt khi có một điện lượng 1C chạy qua

- Lượng điện năng này (A’) tỉ lệ với điện lượng truyền qua máy thu điện

A’ = Ep.q = Ep.I.t

Ep: đặc trưng cho khả năng biến đổi điện năng thành cơ năng, hoá năng, của máy thu điện và gọi là suất phản điện

- Ngoài ra cũng có một phần điện năng mà máy thu điện nhận từ dòng điện được chuyển thành nhiệt vì máy có điện trở trong rp

Q’ = r p I 2 t

- Vậy công mà dòng điện thực hiện cho máy thu điện tức là điện năng tiêu thụ bởi máy thu điện là:

A = A' + Q' = Ep.I.t + rp I 2 t

- Suy ra công suất của máy thu điện:

A

P

t

 = Ep.I + rp I 2 Ep.I: công suất có ích; r p I 2: công suất hao phí (toả nhiệt)

b) Hiệu suất của máy thu điện

Tổng quát : H(%) = =

Với máy thu điện ta có:

p I t p r p

Ghi chú : Trên các dụng cụ tiêu thụ điện có ghi hai chi số: (Ví dụ: 100W-220V)

* Pđ: công suất định mức

* Uđ: hiệu điện thế định mức

19 ĐỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH:

* dụng cụ toả nhiệt

* máy thu điện

Điện năng có ích Điện năng tiêu thụ

công suất có ích công suất tiêu thụ

1 Cường độ dòng điện trong mạch kín:

- tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện

- tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch

I

r R





E

Ghi chú:

* Có thể viết : E = (R + r).I = R.I + r.I = UAB + r.I

Nếu I = 0 (mạch hở) hoặc r << R thì E = U

* Ngược lại nếu R = 0 thì I

r

E

: dòng điện có cường độ rất lớn; nguồn điện bị đoản mạch

* Nếu mạch ngoài có máy thu điện (Ep;rP) thì định luật ôm trở thành:

p

p

I

R r r



 

E - E

* Hiệu suất của nguồn điện:

2 Hiện tượng đoản mạch ;

- Hiện tượng đoản mạch là hiện tượng hai cực của nguồn điện bị nối tắt, điện trở mạch ngoài bằng 0

(R ≈ 0) Khi đó : I

r

E

20 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VƠI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN

1 Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu điện.

E,r R

I

- Công của nguồn điện sinh ra là: A = UABIt

- Điện năng tiêu thụ của máy thu: Ap = Ep.It + rp.I 2t

Ta có: A = Ap → UAB = Ep + rpI hay

p

AB r

U

I  

* Khi mạch có R thì: UAB = Ep + I(R + rp) hay I U r R

p

AB





2 Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện:

AB p p

U I







E

Đối với máy thu :

E p: dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm.

UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch.

3.Tổng quát :

1 Công thức tổng quát của định luật Ohm cho đoạn mạch gồm máy phát và thu ghép nối tiếp:

A B

E,r

R

I

A B

E,r

R

I Ep,r

p

Ep

Ep

p ,=====

=,r=pp ,rp

R

I

AB p

p

U I



Chú ý:

 UAB: Lấy theo chiều dòng điện (Nếu dòng điện đi ngược lại là: -UAB)

 E : nguồn điện (máy phát), khi dòng điện đi ra từ cực dương

E p: máy thu, khi dòng điện đi ra từ cực âm

 I > 0: Chiều dòng điện cùng chiều đã chọn

I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều đã chọn

 R: Tổng điện trở ở các mạch ngoài

r: Tổng điện trở trong của các bộ nguồn máy phát

rp: Tổng điện trở trong của các bộ nguồn máy thu

21 Ghép nguồn thành bộ :

a Mắc nối tiếp:

r r r r r

Chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau.

b





b n

b.Mắc xung đối:

1 2

1 2

b b

 

E1,r

E1,r

I

E p,rp