Những vật sau khi cọ xát có khả năng hút các vật nhẹ hoặc phóng điện qua vật khác (làm sáng bóng đèn bút thử điện) được gọi là các vật đã bị nhiễm điện hay các vật mang điện tích.. VD[r]
Trang 1Chủ đề 1: ĐIỆN HỌC (1)
I SỰ NHIỄM ĐIỆN DO CỌ XÁT
-Nhiều vật sau khi bị cọ xát có khả năng hút các vật khác
-Nhiều vật sau khi bị cọ xát có khả năng làm sáng bóng đèn bút thử điện
Những vật sau khi cọ xát có khả năng hút các vật nhẹ hoặc phóng điện qua vật khác (làm sáng
bóng đèn bút thử điện) được gọi là các vật đã bị nhiễm điện hay các vật mang điện tích
VD:1 Thước nhựa sau khi cọ xát vào vải khô có khả năng hút các vật nhỏ, nhẹ (các vụn giấy, quả
cầu bấc treo trên sợi chỉ tơ) Khi đó, cả thước nhựa và mảnh vải đều bị nhiễm điện Mảnh vải nhiễm điện dương và thước nhựa nhiễm điện âm (mảnh vải mất bớt êlectrôn, thước nhựa nhận thêm êlectrôn).
2 Sau khi dùng mảnh len cọ xát mảnh phim nhựa nhiều lần có thể làm sáng bóng đèn của bút thử điện khi chạm bút thử điện vào tấm tôn đặt trên mặt mảnh phim nhựa.
Có thể làm một vật nhiễm điện bằng cách cọ xát
VD: 1 Tại sao khi chải tóc bằng lược nhựa, thì nhiều sợi tóc bị lược nhựa hút kéo thẳng ra?
2 Khi lau chùi gương soi, kính cửa sổ hay màn hình ti vi bằng khăn bông khô thì ta vẫn thấy có bụi vải bám vào chúng?
Giải thích:1 Khi chải tóc bằng lược nhựa, lược nhựa cọ xát vào tóc làm cho lược nhựa và tóc bị
nhiễm điện, nên chúng hút nhau Do đó tóc bị lược nhựa hút kéo thẳng ra
2 Khi ta lau chùi gương soi, kính cửa sổ hay màn hình bằng khăn bông khô thì chúng bị nhiễm điện, do đó chúng hút các bụi vải.
II HAI LOẠI ĐIỆN TÍCH
1 Hai loại điện tích: Có trường hợp hai vật bị nhiễm điện thì đẩy nhau, lại có trường hợp hai vật
nhiễm điện lại hút nhau Đó là vì:
Có hai loại điện tích là điện tích âm (-) và điện tích dương (+)
Các vật nhiễm điện cùng loại thì đẩy nhau, nhiễm điện khác loại thì hút nhau
*Vật có chất liệu giống nhau, cọ xát như nhau , nhiễm điện cùng loại, đặt gần đẩy nhau
*Vật có chất liệu khác nhau, cọ xát như nhau thì nhiễm điện khác loại, đặt gần hút nhau
VD: 1 Bố trí thí nghiệm với thanh thủy tinh được cọ xát bằng mảnh lụa và một thanh nhựa sẫm
màu được cọ xát bằng vải khô Khi đó nếu để 2 thanh lại gần nhau, ta thấy:
Thanh nhựa sẫm màu và thuỷ tinh khi được cọ xát thì chúng hút nhau do chúng mang điện tích khác loại Điện tích của thanh thuỷ tinh khi cọ xát vào lụa là điện tích dương (+) , điện tích của thanh nhựa sẫm màu khi cọ xát vào vải khô là điện tích âm (-)
2 Hai mảnh ni lông sau khi cọ sát bằng vải khô đặt gần nhau thì chúng đẩy nhau Vì, sau khi
cọ xát bằng vải khô thì chúng nhiễm điện cùng loại nên đặt gần nhau thì chúng đẩy nhau.
2 Sơ lược cấu tạo nguyên tử.
- Mọi vật quanh ta đều được cấu tạo từ các nguyên tử
Mỗi nguyên tử là một hạt rất nhỏ, nhưng hạt đó lại
gồm những hạt nhỏ hơn nữa Có một hạt nhân mang
điện tích dương nằm ở tâm nguyên tử, xung quanh
có các êlectron mang điện tích âm chuyển động tạo
thành lớp vỏ của nguyên tử
- Tổng điện tích âm của các êlectrôn có trị số tuyệt đối bằng điện tích dương của hạt nhân Do đó bình thường nguyên tử trung hòa về điện
- Êlectron có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, từ vật này sang vật khác
Một vật nhiễm điện âm nếu nó nhận thêm êlectron, nhiễm điện dương nếu mất bớt êlectron.
III DÒNG ĐIỆN - NGUỒN ĐIỆN
Bóng đèn điện sáng, quạt điện quay… là những biểu hiện chứng tỏ có dòng điện chạy qua các thiết
bị đó
Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích
Trang 2Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều nhất định, không thay đổi.
Tác dụng chung của nguồn điện là tạo ra dòng điện
Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì dòng điện
Các nguồn điện thường dùng trong thực tế là pin và
acquy, chúng đều tạo ra dòng điện một chiều
Mỗi nguồn điện có hai cực là cực âm, kí hiệu là dấu trừ (-)
và cực dương, kí hiệu là dấu cộng (+) Dòng điện chạy
trong mạch điện kín bao gồm các thiết bị điện được nối
liền với hai cực của nguồn điện bằng dây điện
IV CHẤT DẪN ĐIỆN VÀ CHẤT CÁCH ĐIỆN DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Chất dẫn điện là chất cho dòng điện đi qua Chất dẫn điện gọi là vật liệu dẫn điện khi được dùng
để làm các vật hay các bộ phận dẫn điện Chất dẫn điện thường dùng là đồng, nhôm, chì, hợp
kim, Vật liệu dẫn điện thường dùng: dây dẫn bằng đồng, nhôm, chì, hợp kim
Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua Chất cách điện gọi là vật liệu cách điện khi
được dùng để làm các vật hay các bộ phận cách điện Chất cách điện thường dùng là nhựa, thuỷ
tinh, sứ, cao su, bêtông Vật liệu cách điện thường dùng: vỏ nhựa, quả sứ, băng cách điện
-Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do (các êlectrôn tự do
trong kim loại dịch chuyển có hướng tạo thành dòng điện chạy qua nó)
- Electrôn trong kim loại tách ra khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong kim loại gọi là electrôn
tự do.
+ Vật dẫn điện: có điện tích tự do
+ Vật cách điện: không có điện tích tự do
-Như vậy: Bạc là chất dẫn điện
tốt nhất, sau đó tới Đồng Sứ là chất cách điện tốt nhất.
Đó là nguyên nhân vì sao các lõi dây điện thường làm bằng Đồng, còn Bạc thì giá thành quá cao nên không phù hợp.
V SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN - CHIỀU DÒNG ĐIỆN
Nguồn điện (pin, acquy)
Hai nguồn điện mắc nối tiếp (bộ pin, bộ acquy)
Bóng đèn
-Chiều dòng điện là chiều từ cực dương ( + ) qua dây dẫn và các thiết bị điện tới cực âm ( - ) của
nguồn điện
-Chiều dòng điện theo qui ước ngược chiều với chiều chuyển động của các êlectrôn tự do trong dây
dẫn kim loại
-Mạch điện được mô tả bằng sơ đồ và từ sơ đồ mạch điện có thể lắp mạch điện tương ứng
Chú ý: Chỉ vẽ được chiều của dòng điện khi công tắc đã đóng (vì chỉ khi công tắc đóng thì mới có
dòng điện chạy qua !)
*Khác với dòng điện được cung cấp bởi pin và acquy, dòng điện chạy trong mạch điện gia đình
là dòng điện xoay chiều Mỗi lỗ của ổ lấy điện lúc là cực dương, lúc lại là cực âm và cứ thế thay đổi
luân phiên Nếu vô ý để dòng điện này đi qua cơ thể người sẽ có thể gây nguy hiểm tới tính mạng
VI TÁC DỤNG NHIỆT VÀ TÁC DỤNG PHÁT SÁNG CỦA DÒNG ĐIỆN
Trang 31.Tác dụng nhiệt.
Khi dòng điện chạy qua vật dẫn điện thông thường thì nó làm vật dẫn đó nóng lên Điều đó, chứng tỏ
dòng điện có tác dụng nhiệt
- Dòng điện chạy trong dây tóc bóng đèn làm dây tóc nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng Dây tóc
bóng đèn thường được làm bằng vonfram để không bị nóng chảy vì nhiệt độ nóng chảy của vonfram rất cao 33700C
*Các vật nóng tới 5000C thì bắt đầu phát ánh sáng nhìn thấy
VD: 1 Nếu trong mạch điện với dây dẫn bằng Đồng có nối xen một đoạn dây Chì (gọi là cầu chì)
thì trong một số trường hợp do tác dụng nhiệt của dòng điện, dây chì có thể nóng lên trên 327 o C
Mà nhiệt độ nóng chảy của chì là 327 o C Do đó, lúc này dây chì sẽ nóng chảy và bị đứt làm ngắt mạch điện.
2 Chạm tay vào bóng đèn pin, đèn pha xe máy đang sáng, ta thấy nóng.
3 Không khí trong nhà nóng lên khi lò sưởi điện trong nhà đang hoạt động.
4 Khi cho dòng điện chạy qua bàn là thì bàn là nóng lên.
Nhiệt độ nóng chảy của một số chất
2.Tác dụng phát sáng
Dòng điện có thể làm phát sáng bóng đèn bút thừ điện và đèn điôt phát quang mặc dù đèn này chưa nóng tới nhiệt độ cao
-Bóng đèn bút thử điện : trong bóng đèn bút thử điện có chứa một chất khí (khí
nêôn) Vì thế bút thử điện sáng là do vùng chất khí giữa 2 đầu dây này phát sáng
Dòng điện chạy qua chất khí trong bóng đèn của bút thử điện làm chất khí
này phát sáng
- Đèn điốt phát quang (đèn LED): bên trong đèn có hai bản kim loại
to, nhỏ khác nhau và 2 đầu dây bên ngoài nối với chúng Vì thế đèn
sáng là khi bản cực nhỏ nối với cực dương của pin và bản lớn nối với cực âm
*Đèn điốt phát quang chỉ cho dòng điện đi theo một chiều nhất định và khi đó đèn sáng.
VD: Dựa vào tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng của dòng điện, người ta chế tạo ra các
thiết bị điện để phục vụ đời sống của con người như: bàn là, bếp điện, ấm điện, lò sưởi, và các loại đèn điện.
Ngày nay, đèn điôt phát quang được dùng làm đèn báo ở nhiều dụng cụ và thiết bị điện như rađiô, tivi, máy tính, điện thoại di động, ổn áp…Đèn này rất bền, rẻ tiền và tiết kiệm điện Khi dòng điện chạy qua đèn ống, nhờ cơ chế đặc biệt, chất bột phủ bên trong thành ống phát sáng Đèn này nóng lên rất ít nên tiêu thụ điện ít hơn so với đèn dây tóc nóng sáng
VII TÁC DỤNG TỪ, TÁC DỤNG HÓA HỌC VÀ TÁC DỤNG SINH LÍ CỦA DÒNG ĐIỆN
Tính chất từ của Nam châm vĩnh cửu (a) Nam châm có tính chất từ vì có khả năng hút các vật bằng sắt hoặc thép
-Kim nam châm có hai cực là cực Bắc và cực Nam, tại đó các
vật bằng sắt hoặc thép bị hút mạnh nhất Cực Bắc mang từ tích
dương và cực Nam mang từ tích âm Cực luôn chỉ hướng Bắc
của Trái Đất gọi là cực Bắc, cực luôn chỉ hướng Nam của Trái
Đất gọi là cực Nam
*Quy ước các từ cực :
- Cực Bắc kí hiệu N (sơn màu đỏ)
- Cực Nam kí hiệu S (sơn màu xanh, trắng)
*Các loại nam châm: thẳng, chữ U, kim nam châm …
Cấu tạo của nam châm điện (b): gồm một cuộn dây dẫn quấn quanh một lõi sắt và có dòng điện chạy qua Nam châm điện có tính chất từ như nam châm vĩnh cửu
Trang 4Biểu hiện tác dụng từ của dòng điện: Dòng điện chạy qua nam châm điện có tác dụng làm quay kim
nam châm và hút các vật bằng sắt thép Hiện tượng này chứng tỏ dòng điện có tác dụng từ
VD: Dựa vào tác dụng từ của dòng điện, người ta chế tạo ra nhiều thiết bị như nam châm điện dùng
trong các bến cảng; chuông điện trong các trường học, các thiết bị tự động trong các máy móc.
Khi cho dòng điện đi qua dung dịch muối đồng thì sau một thời gian, thỏi than nối với cực âm của nguồn điện được phủ một lớp đồng Hiện tượng đồng tách từ dung dịch muối đồng khi có
dòng điện chạy qua, chứng tỏ dòng điện có tác dụng hóa học.
VD: Dựa vào tác dụng hoá học của dòng điện, người ta có thể mạ kim loại, đúc điện, luyện kim, …
Tác dụng hóa học của dòng điện là cơ sở của việc mạ điện như mạ đồng, mạ vàng, mạ thiếc, mạ kền (niken) để chống gỉ, làm đẹp Chẳng hạn, để mạ kền vỏ đèn pin bằng kim loại, cần phải nối vỏ đèn pin với cực âm ( - ), nối tấm kền với cực dương ( + ) của nguồn điện rồi nhúng vỏ đèn pin và tấm kền vào dung dịch muối kền Sau đó cho dòng điện đi qua dung dịch này một thời gian, sẽ có một lớp kền phủ trên vỏ đèn pin.
Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ làm các cơ của người bị co giật, có thể làm tim ngừng đập,
ngạt thở và thần kinh bị tê liệt (có thể chết người) Đó là tác dụng sinh lí của dòng điện.
Trong y học có thể dùng dòng điện để chữa một số bệnh với dòng điện nhỏ như : chiếu điện, châm điện
VUI LÝ HỌC !
1 Vào những ngày thời tiết khô ráo, nhất là những ngày hanh khô, khi cởi áo ngoài bằng len, dạ hay sợi tổng hợp, ta thường nghe thấy những tiếng lách tách nhỏ Nếu khi đó ở trong bóng tối, ta còn thấy các chớp sáng li ti Đó chính là do sự nhiễm điện do sự cọ xát giữa cơ thể và lớp áo
2 Sự cọ xát mạnh giữa các giọt nước trong luồng không khí bốc lên cao là một trong những nguyên nhân tạo thành các đám mây dông bị nhiễm điện Khi đó giữa các đám mây này hoặc giữa chúng với mặt đất xuất hiện tia lửa điện phát ánh chớp chói lòa Do nhiệt độ cao của tia lửa điện, không khí giãn nở đột ngột, phát ra tiếng nổ gọi là tiếng sấm (khi có tia lửa điện giữa hai đám mây) hoặc tiếng sét (khi có tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất)
3 Trước đây hơn 2000 năm, người ta đã phát hiện ra sự nhiễm điện của hổ phách khi cọ xát vào lông thú Theo tiếng Hi Lạp, hổ phách là êlectrôn Sau này người ta dùng từ “êlectrôn” để đặt tên cho các hạt mang điện tích âm trong nguyên tử, tiếng Việt còn gọi là điện tử
4 Khi có dòng điện trong dây dẫn kim loại, các êlectrôn tự do dịch chuyển có hướng với vận tốc khoảng từ 0,1 mm/s tới 1 mm/s Thế mà khi đóng công tắc điện thì bóng đèn sáng hầu như tức thì, mặc dù dây dẫn có thể rất dài Đó là vì khi đóng công tắc, các êlectrôn tự do có sẵn ở mọi chỗ trong dây dẫn nhận được tín hiệu gần như cùng một lúc và hầu như đồng loạt chuyển động có hướng Thật đúng là nhanh như điện!