Khi cho một thanh kim loại tiếp xúc với một chất điện phân (dung dịch muối, axit, bazơ), thì do tác dụng hóa học, trên mặt thanh kim loại và ở dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện[r]
Trang 1Trường THPT Nguyễn Đáng
Lớp 11
Họ và Tên:
HỆ THỐNG KIẾN THỨC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO Chương 2
DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
I/ Dòng điện không đổi Nguồn điện
1 Dòng điện Các tác dụng của dòng điện
+ Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng
+ Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ Ngoài ra còn có tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, …
2 Cường độ dòng điện Định luật ôm
a) Định nghĩa: Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện,
t
+ Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian gọi là dòng điện không
t
+ Trong hệ SI, đơn vị cường độ dòng điện là ampe, kí hiệu là A
b) Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R: Cường độ dòng điện chạy qua
đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và
R
độ dòng điện chạy từ đầu A đến đầu B của đoạn mạch Tích IR được gọi là độ giảm điện thế trên điện trở R Đơn vị của điện trở là ôm (Ω).)
c) Đặc tuyến vôn - ampe:
+ Đường biểu diễn sự phụ thuộc I vào U gọi là đường đặc trưng vôn - ampe hay đặc tuyến vôn - ampe
+ Đối với dây dẫn kim loại, ở nhiệt độ nhất định, đặc tuyến vôn - ampe là một đoạn thẳng
3 Nguồn điện
+ Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch
điện thế Để tạo ra các điện cực, bên trong nguồn điện cần phải có những lực mà bản chất không phải là lực tĩnh điện, người ta gọi đó là lực lạ
b) Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín, thì trong mạch có dòng điện
4 Suất điện động của nguồn điện
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 và độ lớn
q
II/ Pin và acquy
1 Hiệu điện thế điện hóa
Trang 2Khi cho một thanh kim loại tiếp xúc với một chất điện phân (dung dịch muối, axit, bazơ), thì do tác dụng hóa học, trên mặt thanh kim loại và ở dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện tích trái dấu nhau Khi đó, giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân có một hiệu điện thế xác định, gọi là hiệu điện thế điện hóa
2 Pin Vôn-ta
+ Pin Vôn-ta là nguồn điện hóa học được chế tạo đầu tiên (1795)
+ Pin Vôn-ta gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung
3 Acquy
a) Acquy đơn giản là acquy chì, còn gọi là acquy axit, gồm bản cực dương bằng chì điôxit (
2
PbO ) và bản cực âm bằng chì (Pb) Cả hai bản được nhúng trong dung dịch axit sunfuric (
2 4
H SO ) loãng Suất điện động của acquy chì khoảng 2 V
b) Acquy là một nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch: nó dự trữ năng lượng dưới dạng hóa năng (lúc nạp điện), để rồi giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng (lúc phát điện)
c) Suất điện động của acquy chì thường có giá trị ổn định khoảng 2 V Khi suất điện động giảm xuống đến 1,85 V thì phải nạp điện lại cho acquy
+ Mỗi acquy có một dung lượng xác định Dung lượng của acquy là điện lượng lớn nhất
mà acquy có thể cung cấp được khi nó phát điện Dung lượng của acquy được đo bằng ampe.giờ (A.h) 1 Ah = 3 600 C
d) Ngoài acquy chì còn có acquy kiềm, có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng rất tiện lợi
vì nhẹ và bền hơn
III/ Điện năng và công suất điện Định luật Jun - Len-xơ
1 Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch
a) Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với
+ Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là điện năng mà đoạn mạch đó tiệu thụ
b) Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai
t
P
+ Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch đó Đơn vị của công suất là oát (W)
c) Định luật Jun - Len-xơ
Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương
RI t
P
2 Công và công suất của nguồn điện
+ Công của nguồn điện cũng là công của dòng điện chạy trong toàn mạch Đó cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch
t
3 Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện
a) Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt
Trang 3+ Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt:
2
2 U
R
+ Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt:
2 2
UI RI
P
b) Suất phản điện của máy thu điện
Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương
A
= q
+ Trong trường hợp máy thu điện là nguồn điện đang được nạp điện, thì suất phản điện có trị số bằng suất điện động của nguồn lúc phát điện; dòng điện nạp đi vào cực dương của máy thu
c) Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện
p p
A
I r I t
d) Hiệu suất của máy thu:
2
A
P
e) Chú ý
dụng cụ để nó hoạt động bình thường
đ
I U
+ Điện trở của dụng cụ tỏa nhiệt (đèn điện dây tóc,…):
2 đ đ
U
R
P
4 Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ
+ Để xác định công suất điện tiêu thụ ở đoạn mạch, người ta dùng ampe kế để đo cường độ
thuật dụng cụ đo công suất gọi là oát kế
+ Để đo điện năng tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện năng hay công tơ điện Điện năng
10 J
IV/ Định luật Ôm đối với toàn mạch
1 Định luật Ôm đối với toàn mạch: Xét mạch điện kín (Hình 13.1 Sgk)
Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện
và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch I
R r
E
+ Gọi U = IR là hiệu điện thế mạch ngoài (cũng là hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm
2 Hiện tượng đoản mạch
Trang 4+ Nếu điện trở mạch ngoài nhỏ không đáng kể R 0 , thì I
r
bị đoản mạch Khi pin bị đoản mạch thì pin sẽ mau hết điện Khi acquy bị đoản mạch sẽ làm hỏng acquy Trong mạng điện gia đình, để tránh hiện tượng đoản mạch, người ta dùng cầu chì hoặc atômat Đoản mạch còn gọi là chập mạch hay ngắn mạch
3 Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện: (Hình 13.2 Sgk) p
p
I
R r r
E E
4 Hiệu suất của nguồn điện: H Acó ích U Ir 1 r I
A
V/ Định luật Ôm đối với các loại mạch điện Mắc các nguồn điện thành bộ
1 Định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện
AB
U I
R r
AB
2 Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu điện
AB p p
U I
R r
E
3 Công thức tổng quát của định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch
AB AB
U I
R r
AB
+ E nhận giá trị dương nếu là nguồn điện và E nhận giá trị âm nếu là máy thu.
+ Nếu ta chưa biết chiều dòng điện thì giả thiết dòng điện chạy theo một chiều nào đó Nếu kết quả I > 0 thì chiều dòng điện đã giả thiết là đúng; nếu I < 0 thì dòng điện chạy qua đoạn mạch ngược với chiều đã giả thiết
4 Mắc các nguồn điện thành bộ
a) Mắc nối tiếp
b n
E E và rb n r
b) Mắc xung đối
+ E E b = + Eb = mE
R
E, r
I
R
, r
E
I
1, r1
E E2, r2
, r
E
B
, r
E
1, r1
E E1, r1E2, r2
E, r
n hàng
, r
E
, r
E
Trang 5+ rb r
n
n