Tác dụng này của lực lạ tiếp tục đƣợc thực hiện cả khi có dòng điện chạy qua mạch điện kín gồm nguồn điện và các vật dẫn nối liền với hai cực của nó.. Đại lƣợng nào đặc trƣng cho khả năn[r]
ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG
ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG
Trong hình 1.2, hai thanh AB và MN đã được nhiễm điện Khi đầu M được đưa gần đến đầu B, mũi tên chỉ ra chiều quay của đầu B Câu hỏi đặt ra là đầu B và đầu M có nhiễm điện cùng dấu hay trái dấu?
C2.Nếu tăng khoảng cách giữa hai quả cầu lên ba lần thì lực tương tác giữa chúng
( hai điện tích điểm ) tăng lên hay giảm bao nhiêu lần ?
C3 Không thể nói về hằng số điện môi của chất nào dưới đây ?
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Điện tích điểm là gì ?
2 Phát biểu định luật Cu – lông
3 Lực tương tác giữa các điện tích khi đặt
C1:Vì lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng nên lực tương tác giữa chúng giảm 9 lần
C2:Vì đầu M đẩy đầu B nên hai đầu M và
C3: vì hằng số điện môi là một đại lƣợng đặc trƣng cho tính chất điện của một chất cách điện nên chọn D
1 Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét
2 Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng
3 Nhỏ hơn lần so với khi đặt trong chân
H 1.2 N trong một điện môi sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn khi đặt trong chân không ?
4 Hằng số điện môi của một chất cho ta biết điều gì ?
Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng
6 Trong trường hợp nào sau đây ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm ?
A Hai thanh nhựa đặt gần nhau
B Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau
C Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau
D Hai quả cầu lớn đặt gần nhau
7 Nêu những điểm giống và khác nhau giữa định luật Culông và định luật vạn vật hấp dẫn
8 Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có không
4 Nó cho ta biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không
7 Hai định luật này giống nhau về hình thức phát biểu, nhƣng khác nhau về nội dung ( một định luật nói về lực cơ học, còn định luật kia nói về lực điện ) Các đại lƣợng vật lí tham gia vào hai định luật có bản chất vật lí khác hẳn nhau
8 Với q1 = q 2 = q trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực là 9.10 -3 N Xác định điện tích của hai quả cầu đó
THUYẾT ÊLECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
Thuyết êlectron giải thích hiện tượng nhiễm điện của thanh thuỷ tinh khi cọ xát vào dạ, trong đó thuỷ tinh bị nhiễm điện dương Hiện tượng này xảy ra do các êlectron có khả năng di chuyển từ vật này sang vật khác.
C2: Hãy nêu một định nghĩa khác về vật dẫn điện và vật cách điện
C3: Chân không dẫn điện hay cách điện ?
C4: Hãy giải thích sự nhiễm điện của một quả cầu kim loại khi cho nó tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương
C5: Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng Biết rằng trong kim loại có êlectron
Khi cọ xát giữa thủy tinh và dạ, thủy tinh sẽ trở nên nhiễm điện dương do mất một số electron Quá trình này xảy ra thông qua một cơ chế chưa được làm rõ, dẫn đến việc thủy tinh, vốn không mang điện, trở thành nhiễm điện dương khi mất electron.
Vật dẫn điện cho phép di chuyển điện tích từ điểm này sang điểm khác, trong khi vật cách điện ngăn cản sự di chuyển của các điện tích này.
Chân không là môi trường cách điện do không có điện tích tự do Trong khi đó, một quả cầu kim loại trung hòa vẫn chứa điện tích tự do Khi quả cầu này tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương, một số êlectron sẽ bị hút sang vật đó, dẫn đến việc quả cầu cũng trở nên nhiễm điện dương.
Khi quả cầu A mang điện dương được đưa gần đầu M của thanh kim loại MN, nó sẽ thu hút các êlectron tự do từ thanh MN về phía mình, dẫn đến sự chuyển động của êlectron trong thanh kim loại.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Trình bày nội dung của thuyết êlectron
2 Giải thích hiện tượng nhiễm điện dương của một quả cầu kim loại do tiếp xúc bằng thuyết êlectron
3 Trình bày hiện tƣợng nhiễm điện do hưởng và vận dụng giải thích hiện tượng tập trung nhiều ở đầu M nên M sẽ nhiễm điện âm; còn đầu N sẽ thiếu êlectron nên nhiễm điện dương Những điện tích tập trung ở M và N sẽ tác dụng lên các êlectron tự do còn lại trong thanh MN những lực ngƣợc chiều với lực hút của A Nếu các điện tích tập trung đủ lớn thì các lực tác dụng của các điện tích ở A, M và
N lên mỗi êlectron tự do còn lại trong thanh MN sẽ cân bằng nhau và sẽ không còn có thêm êlectron đến tập trung ở đầu
M nữa Đầu M thừa vào nhiêu êlectron thì đầu N sẽ thiếu bấy nhiêu êlectron
Electron có khả năng rời khỏi nguyên tử và di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác Khi nguyên tử mất electron, nó sẽ trở thành một hạt mang điện dương, được gọi là ion dương.
- Một nguyên tử trung hoà có thể nhận thêm eclectron để trở thành một hạt mang điện âm và đƣợc gọi là ion âm
Một vật được coi là nhiễm điện âm khi số lượng electron nhiều hơn số proton, trong khi nếu số electron ít hơn số proton, vật đó sẽ nhiễm điện dương.
4 Phát biểu định luật bảo toàn điện tích và vận dụng để giải thích hiện tƣợng xảy ra khi cho một quả cầu nhiễm điện dương tiếp xúc với một quả cầu nhiễm điện âm
5 Chọn câu đúng Đƣa quả cầu tích điện Q lại gần quả cầu
M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q Sau đó thì
A M tiếp tục bị hút dính vào Q
B M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía
C M rời Q về vị trí thẳng đứng
D M bị đẩy lệch về phía bên kia
6 Đưa một quả cầu Q tích điện dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN (
Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trái dấu Hiện tƣợng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN ?
A Điện tích ở M và N không thay đổi
B Điện tích ở M và N mất hết
4 - Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập tổng đại số các điện tích là không đổi
Khi một quả cầu mang điện dương tiếp xúc với quả cầu mang điện âm, electron từ quả cầu âm sẽ di chuyển sang quả cầu dương Quá trình này tiếp diễn cho đến khi điện tích của hai quả cầu đạt trạng thái cân bằng.
7 Hãy giải thích hiện tƣợng bụi bám chặt vào các cánh quạt trần, mặc dù cánh quạt thường xuyên quay rất nhanh
7 Các cánh quạt trần có phủ một lớp sơn Lớp sơn này là chất cách điện Khi quạt quay thì lớn sơn này cọ xát với không khí nên bị nhiễm điện và hút các hạt bụi trong không khí Các hạt bụi này sẽ dính chặt vào cánh quạt, nên khi cánh quay, chúng vẫn không bị văng ra.
ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN
trường tịa điểm M của một điện tích điểm Q có phương và chiều như trên hình H.3.3
Khi đặt một điện tích thử dương q tại điểm M trong điện trường, phương và chiều của lực điện tác dụng lên q sẽ xác định phương và chiều của cường độ điện trường tại điểm đó Do đó, vectơ cường độ điện trường do điện tích điểm dương tạo ra sẽ hướng ra xa điện tích, trong khi vectơ cường độ điện trường do điện tích âm sẽ hướng về phía điện tích đó.
Cường độ điện trường của một điện tích điểm tỉ lệ thuận với khoảng cách từ điện tích đó; khi lại gần điện tích, cường độ điện trường sẽ tăng lên đáng kể Hệ thống đường sức cho thấy rằng, tại những vị trí gần điện tích, các đường sức dày đặc hơn, chứng minh rằng cường độ điện trường lớn hơn.
C2: Dựa vào quy ước vẽ đường sức điện
Gần điện tích Q, các đường sức điện dày đặc cho thấy cường độ điện trường lớn, trong khi ở xa điện tích Q, các đường sức điện thưa hơn, chứng tỏ cường độ điện trường nhỏ.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Điện trường là gì ? 1 Điện trường là dạng vật chất ( môi trường ) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích Điện trường tác dụng lực điện trường lên các lực điện tích khác đặt trong nó
2 Cường độ điện trường là gì ? Nó được xác định như thế nào ? Đơn vị cường độ điện trường là gì ?
2 - Cường độ điện trường là đại lượng đặc trƣng cho tác dụng mạnh yếu của điện trường tại một điểm
- Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q dương đặt tại điểm đó và độ lớn của q q
3 Vectơ cường độ điện trường là gì ? Nêu những đặc điểm của vectơ cường độ điện trường tại một điểm
3 - Vectơ cường độ điện trường là đại lượng biểu diẽn phương chiều và độ lớn của cường độ điện trường tại một điểm
: + Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương
+ Chiều dài biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một xích nào đó
4 Viết công thức tính và nêu những đăc điểm của cường độ điện trưòng của một điện tích điểm
4 Công thức cường độ điện trường của một điện tích điểm trong chân không: r 2 k Q q
E F Đặc điểm: độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q
5 Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm đƣợc xác định nhƣ thế nào ?
5 Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm gây ra tại 1 điểm đƣợc xác định bằng tổng các vectơ điện trường tại điểm đó
6 Phát biểu nguyên lý chồng chất điện trường
6 Các điện trường E 1 , E 2 đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp E
Các vectơ cường độ điện trường tại 1 điểm đƣợc tổng hợp theo quy tắc hình bình hành
7 Nêu định nghĩa và đặc điểm của đường sức điện
7 Định nghĩa: Đường sức điện là đường mà tiếp tuyết tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó Đặc điểm:
+ Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi
+ Đường sức điện là những đường có hướng Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó
+ Đường sức điện của trường tĩnh điện là những đường không khép kín Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm
+ Ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện được vẽ mau, còn ở chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện sẽ thƣa hơn
8 Điện trường đều là gì ? 8 Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều
9 Đại lượng nào dưới đây không liên quan đến cường độ điện trường của một điện tích điểm Q tại một điểm ?
D Hằng số điện môi của môi trường
10 Đơn vị nào sau đây là đơn vị cường độ điện trường ?
11 Tính cường độ điện trưòng và vẽ vectơ cường độ điện trường do một điện tích điểm +4.10 -8 C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong một môi trường có hằng số điện môi là 2
12 Hai điện tích điểm q 1 = + 3.10 -8 C và q 2 = - 4.10 -8 C đƣợc đặt cách nhau 10 cm trong chân không Hãy tìm các điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng không
Tại các điểm đó có cường độ điện trường hay không ?
Gọi C là điểm mà tại đó cường độ điện
trường tổng hợp bằng không
+ Gọi E 1 C ,E 2 C là cường độ điện trường do các điện tích q 1 , q 2 gây ra tại C
2 vectơ cùng phương, nghĩa là C nằm trên đường thẳng AB Hai vectơ này phải ngƣợc chiều, tức là C nằm ngoài đoạn
AB Hai vectơ này phải có độ lớn bằng nhau, nghĩa là điểm C nằm gần A hơn B vì q 1 q 2
+ Đặt AB = l và AC = x, ta có:
Ngoài ra còn phải kể tất cả các điểm nằm rất xa q1 và q 2
Tại điểm C cường độ điện trường bằng không nên tại đó không có điện trường
13 Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q 1 = +
16.10 -8 C và q 2 = -9.10 -8 C Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4 cm và cách B một khoảng
Gọi E 1 , E 2 là các vectơ cường độ điện trường do các điện tích q1, q 2 gây ta tại C
E có hướng như hình vẽ, và có độ lớn lần lƣợt là:
Cường độ tổng hợp tại C: E C E 1E 2
CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
C1 Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực điện trong trường hợp này với công của lực điện
Công của trọng lực khi một vật có khối lượng m di chuyển từ điểm M đến điểm N với hiệu độ cao h, theo một đường cong bất kỳ, được tính bằng công thức cụ thể.
Công A = mgh chỉ phụ thuộc vào độ cao h, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi Điều này có nghĩa là công chỉ liên quan đến vị trí của điểm đầu và điểm cuối, tương tự như công của lực điện.
Khi một điện tích điểm Q được đặt tại tâm của một vòng tròn, công của lực điện khi di chuyển một điện tích thử q dọc theo cung MN của vòng tròn sẽ bằng không Điều này xảy ra vì lực điện do điện tích Q tác động lên điện tích thử q là lực bảo toàn, nghĩa là nó không thực hiện công khi điện tích thử di chuyển theo quỹ đạo này.
Công của lực điện trong trường hợp này bằng không vì lực điện F luôn vuông góc với quãng đường dịch chuyển giữa hai điện tích.
C3 Thế năng của điện tích thử q trong điện trường của điện tích điểm Q nêu ở câu C2 sẽ thay đổi thế nào khi q di chuyển dọc theo cung MN ?
Khi điện tích q di chuyển dọc theo cung MN như trong C2, thế năng của nó trong điện trường không thay đổi do lực điện không thực hiện công.
CÂU HỎI VÀ BÀI TÂP
1 Viết công thức tính công của lực điện trong sự dịch chuyển của một điện tích trong một điện trường đều
1 Công của lực điện trong sự dịch chuyển địên tích q trong điện trường đều từ M đến
2 Nêu đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trường
2 Công của lực điện trong sự dịch chuyển điện tích q từ một điểm M đến N trong một điện trường bất kì không phụ thuộc vào dạng đường di từ M đến N mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M và N
3 Thế nằng của điện tích q trong điện trường phụ thuộc vào q như thế nào ?
3 Thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường tỉ lệ thuận với q
4 Cho điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng
MN và NP Biết rằng lực điện sinh công dương và MN dài hơn NP Hỏi kết quả nào sau đây là đúng, khi so sánh các công
A MN và A NP của lực điện ?
D Cả ba trường hợp A,B,C đều có thể xảy ra
5 Một êlectron di chuyển đƣợc đoạn đường 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trong một
5 Ta có: A = qEd với q = -1,6.10 -19 C và d = -1 cm ( vì elẻcton mang điện âm nên di chuyển ngược chiều điện trường ) A điện trường đều có cường độ điện trường
1000 V/m Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây ?
6 Cho một điện tích di chuyển trong điện trường dọc theo một đường cong kín, xuất phát từ điểm M rồi trở lại điểm M Công của lực điện bằng bao nhiêu ?
6 A = 0 vì A = A MN + A NM mà A MN = -
7 Một electron đƣợc thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu Cường độ điện trường giữa hai bản là
1000 V/m Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm Tính động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương
7 Áp dụng định lớ động năng ta cú: ẵ mv 2 – ẵ mv 0 2 = A nl
Vậy động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương là 1,6.10 -18 J
8 Một điện tích dương Q đặt tại điểm O Đặt một điện tích âm q tại điểm M Chứng minh rằng thế năng của q ở M có giá trị âm
8 Điện tích q bị điện tích Q hút
Thế năng của q tại M có gía trị bằng công của lực điện tác dụng lên q trong sự dịch chuyển của q từ M ra vô cực
Giả sử q di chuyển dọc theo đường thẳng
Trong quá trình di chuyển từ M đến vô cực, lực điện luôn cùng phương nhưng ngược chiều với độ dịch chuyển, dẫn đến việc lực điện thực hiện công âm Kết quả là công A từ M đến vô cực sẽ nhỏ hơn 0, tức là W M < 0.
ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ
điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm ( Q < 0 ) đều có giá trị âm
Tại điểm M, khi đặt một điện tích thử q dương và di chuyển nó ra vô cực dọc theo đường thẳng qua Q, lực hút giữa Q và q sẽ sinh công âm, tức là A M < 0 Điều này cho thấy điện thế tại điểm M có giá trị âm.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì ? Nó đƣợc xác định nhƣ thế nào ?
1 Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q
Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q
2 Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì ?
2 Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N
Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự dịch chuyển từ M đến N và độ lớn của q
3 Viết hệ thức liên hệ hiệu điện thế gữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi 3 U MN q
A MN có một điện tích q di chuyển giữa hai điểm đó
4 Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường, nói rõ điều kiện áp dụng hệ thức đó
U là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N, trong khi d là độ dài hình chiếu của đường dịch chuyển trên phương của đường sức Giá trị của d sẽ là dương nếu chiều dịch chuyển cùng chiều với chiều dương của đường sức, và âm nếu ngược chiều với đường sức.
Hệ thức này được xây dựng dựa trên việc tính hiệu điện thế giữa hai điểm trên cùng một đường sức của điện trường đều Nó cũng áp dụng cho điện trường không đều khi điện tích q di chuyển một đoạn đường d rất ngắn dọc theo đường sức.
5 Biết hiệu điện thế U MN = 3V Hỏi đẳng thức nào dưới đây chắc chắn đúng ?
6 Khi một điện tích q = -2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công – 6J Hỏi hiệu điện thế
U MN có gía trị nào sau đây ?
Thả một êlectron không vận tốc ban đầu trong một điện trường bất kì Êlectron đó sẽ
A chuyển động dọc theo một đường sức điện
B chuyển động từ điểm có điện thế cao xuống điểm có hiệu điện thế thấp
C chuyển động từ điểm có điện thế thấp lên điểm có điện thế cao
7 vì electron mang điện âm nên có chịu tác dụng của lực F ngƣợc chiều điện trường, nghĩa là chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nới có điện thế cao
8 Có hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 1cm Hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là
120V Hỏi điện thế tại điểm tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6 cm sẽ là bao nhiêu ? Mốc điện thế ở bản âm
9 Tính công mà lực điện tác dụng lên một êlectron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N Biết hiệu điện thế
TỤ ĐIỆN
hai bản bằng một dây dẫn thì sẽ xảy ra hiện tƣợng gì ?
Khi tụ điện được nạp điện và hai bản của nó được nối với nhau qua dây dẫn, hiện tượng phóng điện xảy ra, khiến điện tích giảm dần Điều này xảy ra do điện trường từ các điện tích trong tụ điện tác động lên các electron tự do trong dây dẫn, khiến chúng di chuyển từ bản âm sang bản dương Kết quả là, điện tích âm giảm và điện tích dương bị trung hòa cho đến khi không còn tồn tại.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP:
1 Tụ điện là gì ? Tụ điện phẳng có cấu tạo nhƣ thế nào ?
- Tụ điện là hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện
- Tụ điện phẳng có cấu tạo gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi
2 Làm thế nào để tích điện cho tụ điện ?
Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích của bản nào ?
Để tích điện cho tụ điện, cần nối hai bản của tụ với hai cực của nguồn điện Bản kết nối với cực dương sẽ tích điện dương, trong khi bản nối với cực âm sẽ tích điện âm.
- Người ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện
3 Điện dung của tụ điện là gì ? 3 Điện dung của tụ điện là đại lƣợng đặc trƣng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định Nó đƣợc xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản đó
4 Năng lƣợng của một tụ điện tích điện là dạng năng lƣợng gì ?
4 Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lƣợng năng lƣợng đó gọi là năng lƣợng của điện trường
5 Gọi Q, C và U là điện tích, điện dung và hiệu điện thế giữa hai bản của một tụ điện Phát biểu nào dưới đây là đúng ?
D C không phụ thuộc vào Q và U
6 Trong trường hợp nào dưới đây ta không có một tụ điện
Giữa hai bản kim là một lớp
C giấy tẩm dung dịch muối ăn
6 Chọn C vì muối ăn dẫn điện
7 Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 F –
200V Nối hai bản của tụ điện với một hiệu điện thế 120V a Tính điện tích của tụ điện b Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích
7 a Điện tích của tụ điện: Q = CU 20.10 -6 120 = 24.10 -4 C b Điện tích đối đa mà tụ điện tích đƣợc
DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN
có dòng điện không đổi chạy qua
C1 Đó là mạch điện kín nối liền hai cực của các loại pin, acquy
C2 Đo cƣòng độ dòng điện bằng dụng cụ gì ? Mắc dụng cụ đó nhƣ thế nào vào mạch ?
Để đo cường độ dòng điện, sử dụng ampe kế bằng cách mắc nó nối tiếp vào mạch điện tại vị trí cần đo Đảm bảo rằng dòng điện chảy vào chốt dương (+) và ra khỏi chốt âm (-) của ampe kế.
C3 Trong thời gian 2s có một điện lƣợng
1,50C dịch chuyển qua tiết diện thẳng của
C3 Cường độ dòng điện chạy qua đèn:
1 t q 0,75 A dây tóc một bóng đèn Tính cường độ dòng điện chạy qua
Khi một dòng điện có cường độ 1A chạy qua dây dẫn bằng kim loại, số êlectron di chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một khoảng thời gian nhất định có thể được tính toán Dòng điện 1A tương đương với một lượng êlectron lớn, và việc xác định số lượng này giúp hiểu rõ hơn về tính chất của dòng điện trong vật liệu dẫn điện.
C5 Các vật cho dòng điện chạy qua đƣợc gọi là các vật gì ? Các hạt mang điện trong các vật loại này có đặc điểm gì ?
C5 Các vật cho dòng điện chạy qua là các vật dẫn Các hạt mang điện tròn các vật loại này có thể dịch chuyển tự do
C6 Giữa hai đầu một đoạn mạch hoặc giữa hai đầu bóng đèn phải có điều kiện gì để có dòng điện chay qua chúng ?
C6 Giữa chúng phải có một hiệu điện thế
C7 Hãy kể tên một số các nguồn điện thường dùng
C7 Pin, acquy, đinamô xe đạp…
C8 Bộ phận nào của mạch điện hình
7.2 tạo ra dòng điện chạy trong mạch này khi đóng công tắc K
Nếu mắc mạch theo sơ đồ hình 7.3, số chỉ của vôn kế và số vôn ghi trên nguồn điện có mối liên hệ chặt chẽ Điều này cho thấy giữa hai cực của nguồn điện tồn tại một điện áp cụ thể, phản ánh sự khác biệt điện thế giữa chúng.
Số chỉ của vôn kế phản ánh hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện, và nếu nguồn điện là pin, nó cần phải còn mới để đảm bảo điện trở trong không đáng kể Điều này cho thấy có một hiệu điện thế tồn tại giữa các cực của nguồn điện.
H 7.3 tự tạo: Để thực hiện thí nghiệm, bạn cần cắm hai mảnh kim loại khác loại, chẳng hạn như một mảnh đồng và một mảnh tôn, vào một nửa quả quất hoặc nửa quả chanh đã được bóp nhũn Sau đó, đo hiệu điện thế giữa hai mảnh kim loại này (Hình 7.5).
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì các hạt mang điện tham gia vào chuyển động có hướng tác dụng của lực nào ?
Khi vật dẫn nằm trong đoạn mạch nối giữa hai cực của nguồn điện, các hạt mang điện sẽ chuyển động theo hướng nhất định dưới tác động của lực điện trường tĩnh.
Nếu vật dẫn là nguồn điện, các hạt mang điện sẽ chuyển động theo hướng nhất định dưới tác động của lực không phải lực tĩnh điện.
2 Bằng cách nào để biết có dòng điện chạy qua một vật dẫn ?
2 Bằng cách quan sát các tác dụng của dòng điện nhƣ tác dụng cơ, tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng hoá hóc, …
3 Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức nào ? 3 Ta có: I t q
4 Bằng cách nào mà các nguồn điện duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó ?
4 Các nguồn điện duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó là vì bên trong các nguồn điện có tác dụng của lực lạ làm tách các êlectron khỏi nguyên tử và chuyển các êlectron hay các ion dương ra khỏi mỗi cực Khi đó một cực thừa êlectron là cực âm, cực kia thiếu
Khi có dòng điện chạy qua mạch điện kín, lực lạ vẫn tiếp tục tác động, khiến cực dương có ít hoặc thừa êlectron Điều này cho thấy sự tương tác giữa nguồn điện và các vật dẫn nối liền với hai cực của nó.
5 Đại lƣợng nào đặc trƣng cho khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện ? Đại lƣợng này đƣợc xác định nhƣ thế nào ?
5 Suất điện động là đại lƣợng đặc trƣng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được xác định bừng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi di chuyển khi di chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó
6 Cường độ dòng điện được đo bằng dụng cụ nào sau đây ?
7 Đo cường độ dòng điện bằng đơn vị nào sau đây ?
A hai cực là hai vật dẫn cùng chất
B hai cực là hai vật dẫn khác chất
C một cực là vật dẫn và cực kia là vật cách điện
D hai cực đều là các vật cách điện
9 Hai cực của pin điện hoá đƣợc ngâm trong chất điện phân là dung dịch nào sau đây ?
D Một trong các dung dịch kể trên
10 Trong các pin điện hoá có sực dịch chuyển hoá từ năng lƣợng nào sau đây thành điện năng ?
11 Suất điện động đƣợc đo bằng đơn nị nào sau đây ?
12 Tại sao có thể nói acquy là một pin 12 Acquy là một pin điện hoá bởi vì sau điện hoá ? Acquy hoạt động nhƣ thế nào để có thể sử dụng đƣợc nhiều lần ? khi nạp, thì acquy có cấu tạo nhƣ một pin điện hoá, tức là gồm hai cực có bản chất hoá học khác nhau đƣợc nhúng trong chất điện phân
Khi acquy phát điện, lớp chì sunfat (PbSO4) mỏng và xốp hình thành trên bề mặt các bản cực do tác dụng với dung dịch axit H2SO4, dẫn đến việc suất điện động của acquy giảm Để khôi phục năng lượng, acquy cần được nạp lại, trong quá trình này, các lớp chì sunfat sẽ phản ứng với dung dịch điện phân, tái tạo các cực là PbO2 và Pb Sau khi nạp, acquy có thể phát điện trở lại như một pin điện hóa.
Acquy là nguồn điện hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch, có khả năng tích trữ năng lượng khi được nạp điện và giải phóng năng lượng khi phát điện.
13 Một điện lƣợng 6,0 mC dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2,0s Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này
14 Trong khoảng thời gian đóng công tắc để chạy một tủ lạnh thì cường độ dòng điện trung bình đo đƣợc là 6A Khoảng thời gian đóng công tắc là 0,50 s Tính điện lƣợng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ của tủ lạnh
15 Suất điện động của một pin là 1,5 V
Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích + 2C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điên
ĐIỆN NĂNG CÔNG SUẤT ĐIỆN
có mặt trong công thức 8.1
- Hiệu điện thế U có đơn vị là V
- Cường độ dòng điện I có đơn vị là ampe ( A )
- Điện tích q có đơn vị là Cuông ( C )
- Thời gian t có đơn vị là giây (s )
- Công A có đơn vị là jun ( J )
C2 Hãy nêu các tác dụng mà dòng điện có thể sinh ra
Các tác dung mà dòng điện có thể sinh ra là: tác dụng từ, tác dụng cơ , tác dụng hoá học,…
C3 Dụng cụ dùng để đo điện năng tiêu thụ ? Mỗi số đo của dụng cụ đó có giá trị là bao nhiêu jun ( J )
C3 Công tơ điện là dụng cụ để đo công của dòng điện hay điện năng tiêu thụ Mỗi số đo của dụng cụ này là 1 kWh 3600000 J
C4 Hãy cho biết đơn vị của các đại lƣợng có mặt trong công thức ( 8.2 )P = UI t
C4 Đơn vị của các đại lƣợng
- Hiệu điện thế có đơn vị là vôn ( V )
- Cường độ dòng điện I có đơn vị ampe (
- Thời gian có đơn vị giây ( s)
- Công A có đơn vị jun ( J )
- Công suất có đơn vị là oát ( W )
C5 Hãy chứng tỏ rằng, công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đƣợc tính bằng công thức: P t
= U 2 /R và hãy cho biết đơn vị của các đại lƣợng có mặt trong công thức trên
C5 Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thì điện năng tiêu thụ đƣợc biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng
Q = A = UIt Định luật ôm cho đoạn mạch thuần điện trở: I R
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Điện năng mà một đoạn mạch thực hiện đƣợc đo bằng công do lực nào thực hiện ?
Viết công thức tính điện năng tiêu thụ và công suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua
1 Điện năng mà một đoạn mạch thực hiện do công của lực điện trường thực hiện
- Công thức tính điện năng tiêu thụ là: A UIt
- Công suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua: P t
2 Hãy nêu tên một dụng cụ hay một thiết bị điện cho mỗi trường hợp dưới đây : a) Khi hoạt động, biến đổi điện năng thành nhiệt năng và năng lƣợng ánh sáng b) Khi hoạt động, biến đổi toàn độ điện năng thành nhiệt năng c) Khi hoạt động biến đổi toàn bộ điện năng thành cơ năng và nhiệt năng
2 Tên dụng cụ hay thiết bị a) Biến đổi điện năng thành nhiệt năng và năng lƣợng ánh sáng nhƣ: bóng đèn dây tóc nóng sáng, đèn nêon, đèn LED, mấy sấy tóc, là sưởi điện,… b) Biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng: bếp điện, bàn là, ấm điện, que xoắn đun nước,… d) Khi hoạt động, biến đổi điện năng thành năng lƣợng hoá học và nhiệt năng c) Biến đổi điện năng thành cơ năng và nhiệt năng là: quạt điện, động cơ điện, nam châm điện,… d) Biến đổi điện năng thành năng lƣợng hóa học và nhiệt năng: bình điện phân, bình mạ điện, acquy đang nạp điện,…
3 Công suất toả nhiệt của đoạn mạch là gì và đƣợc tính bằng công thức nào ?
3 Công suất toả nhiệt của đoạn mạch là tốc độ toả nhiệt của đoạn mạch đó khi có dòng điện chạy qua và đƣợc xác định bằng nhiệt lƣợng toả ra ở đoạn mạch đó trong thời gian 1 giây
Công thức tính công suất toả nhiệt là:
4 Công của nguồn điện có mối liên hệ gì với điện năng tiêu thụ trong mạch kín ?
Viết công thức tính công và công suất của nguồn điện
4 Công của nguồn điện bằng công của dòng điện chạy trong mạch kín
- Công thức tính công của nguồn điện: A ng
- Công thức tính công suất của nguồn điện :
5 Chọn câu đúng Điện năng tiêu thụ đƣợc đo bằng
6 Công suất điện đƣợc đo bằng đơn vị nào sau đây ?
7 Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ, biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 6V
7 Điện năng tiêu thụ toàn mạch: A = U.It
= 6.1.3600 = 21600 J Công suất điện của đoạn mạch: P
8 Trên nhãn của một ấm điện có ghi
220V – 1000W a) Cho biết ý nghĩa của các số ghi trên đây b) Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế
220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ
25 0 C Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/( kg.K )
8 a) Số vôn ( 220 ) có nghĩa là giá trị hiệu điện thế lớn nhất đƣợc phép đặt vào hai đầu dây của dụng cụ là hay còn gọi là giá trị hiệu điện thế định mức
Công suất định mức của dụng cụ là 1000 W, phản ánh lượng điện năng tiêu thụ khi sử dụng đúng hiệu điện thế Để đun sôi một lượng nước nhất định, nhiệt lượng cần cung cấp được tính bằng công thức Q = mc (t2 – t1), trong đó m là khối lượng nước, c là nhiệt dung riêng, t2 là nhiệt độ sôi và t1 là nhiệt độ ban đầu của nước.
Lƣợng điện năng tiêu thụ là: A = Q.
Thời gian đun nước là: t P 9 10Q P 9
9 Một nguồn điện có suất điện động 12V 9 Công của nguồn điện:
Khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ là 0,8A
Tính công của nguồn điện này sản ra trong thời gian 15 phút và tính công suất của nguồn điện khi đó
Công suất của nguồn điện: P = E I 12.0,8 = 9,6 W.
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐÓI VỚI TOÀN MẠCH
phải như thế nào để cường độ dòng điện I
Tại sao khi đó U 0 có giá trị lớn nhất và bằng suất điện đông E của nguồn điện : U 0
C1 Để cường độ dòng điện I = 0 và tương ứng U = U 0 thì mạch ngoài hở, tức là điện trở mạch ngoài R n =
Khi đó U0 có gía trị lớn nhất U max = U 0 E vì độ giảm điện thế mạch trong ( Ir ) bằng không
Hiệu điện thế U AB giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động E khi không có dòng điện chạy qua nguồn, tức là khi điện trở ngoài của mạch rất lớn hoặc khi mạch hở Trong trường hợp này, hiệu điện thế U AB đạt giá trị tối đa bằng suất điện động E của nguồn.
- Khi mạch ngoài hở I = 0 nếu điện trở trong của nguồn điện khác không ( r ≠ 0)
- Trong mọi trường hợp nếu điện trở trong của nguồn điện bằng không ( r = 0 )
Một pin có điện áp 1,5 V và điện trở trong 1,0 Ω được kết nối với một bóng đèn có điện trở 4 Ω, tạo thành mạch điện kín Để tính cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn và hiệu điện thế giữa hai đầu của nó, ta sử dụng định luật Ohm và công thức tính điện trở tổng trong mạch nối tiếp.
C3 Số vôn ghi trên vỏ của pin là suất điện động của pin Định luật Ôm đối với toàn mạch: I r
Hiệu điện thế giữa hai đầu của nó: Un = IR
C4 Hãy cho biết vì sao sẽ rất nguy hiểm nếu hiện tƣợng đoản mạch xảy ra đối với
Đối với mạng điện gia đình, hiệu điện thế sử dụng là 220V Để tránh hiện tượng đoản mạch gây nguy hiểm, người ta sử dụng cầu chì attômát, có khả năng ngắt mạch tự động khi cường độ dòng điện vượt quá mức an toàn Nguồn điện có suất điện động và điện trở trong nhỏ, nếu xảy ra đoản mạch, dòng điện có thể lên tới hàng trăm ampe, dẫn đến nguy cơ cháy nổ.
, hãy chứng tỏ rằng, trong trường hợp mạch ngoài chỉ gồm điện trở RN thì hiệu suất của nguồn điện có điện trong r đƣợc tính bằng công thức:
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Định luật Ôm đối với toàn mạch có thể đề cập tới loại mạch điện kín nào ? Phát biểu định luật và viết hệ thức biểu thị định luật đó
- Định luật Ôm đối với toàn mạch có thể đề cập đến loại mạch kín có: nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, và
R N là điện trở tương đương của mạch ngoài bao gồm các vật dẫn nối liền hai cực của nguồn điện
Cường độ dòng điện trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện, đồng thời tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch.
2 Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch là gì ? Phát biểu mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và các độ giảm điện thế của các đoạn mạch trong mạch điện kín
2 Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch là tích của cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và điện trở của đoạn mạch đó
- Đối với mạch điện kín đơn giản: Suất điện động của nguồn điện có gía trị bằng tổng độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong
3 Hiện tƣợng đoản mạch xảy ra khi nào và có thể gây ra tác hại gì ? Có cách nào để tránh đƣợc hiện tƣợng này ?
3 Hiện tƣợng đoản mạch xảy ra khi nối hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở nhỏ (điện trở mạch ngoài R N = 0 )
- Khi hiện tƣợng này xảy ra, dòng điện chạy trong mạch kín có cường độ lớn làm hỏng nguồn điện, dây dẫn nóng mạnh có thể gây cháy…
Để ngăn chặn hiện tượng quá tải, cần sử dụng cầu chì đúng định mức hoặc lắp đặt công tắc tự động ngắt mạch (aptômat) khi cường độ dòng điện đạt đến giá trị an toàn.
4 Trong mạch điện kín, hiệu điện thế mạch ngoài UN phụ thuộc nhƣ thế nào vào điện trở R N của mạch ngoài ?
D U N lúc đầu giảm, sau đó tăng dần khi
R N tăng dần từ 0 tới vô cùng
5 Mắc một điện trở 14Ω vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là 1Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là
8,4V a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện b) Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó
5 a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch:
Suất điện động của nguồn điện:
Công suất của nguồn điện:
6 Điện trở trong của một acquy là 0,06Ω và trên vỏ của nó ghi 12V Mắc vào hai cực của acquy này một bóng đèn có ghi
Bóng đèn 12V - 5W hoạt động gần như bình thường, cho thấy công suất tiêu thụ điện thực tế của bóng đèn gần đạt mức 5W Để tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này, cần xác định mối quan hệ giữa công suất đầu vào và công suất đầu ra của bóng đèn.
6 Điện trở và dòng điện định mức của bóng đèn là:
0,4167A Cường độ dòng điện chạy qua đèn:
E 0,4158A nhận xét:I đ ≈ I nên đèn gần nhƣ sán bình thường b) Hiệu suất của nguồn trong trường hợp này:
7 Nguồn điện có suất điện động là 3V và có điện trở trong là 2Ω Mắc song song hai bóng đèn nhƣ nhau có cùng điện trở là
Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn khi nối vào nguồn 6Ω được tính toán cụ thể Khi tháo bỏ một bóng đèn, bóng còn lại sẽ sáng mạnh hơn so với trước đó.
7 a) Điện trở mạch ngoài là: R n
Cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
Vì điện trở mỗi bóng đèn giống nhau nên cường độ dòng điện chạy qua mỗi bóng là: I d1 = I/2 = 0,3A
Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn là: P đ = I d1 2 R đ = 0,3 2 6 = 0,54 W b) Khi tháo một bóng đèn thì điện trở mạch ngoài là: Rn = 6Ω cường độ dòng điện chạy qua đèn là: I d = I
3 0,375 A > I d1 nên bóng đèn này sáng mạnh hơn trước.
GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ
hệ giữa suất điện động E với cường độ dòng điện I và các điện trở r, R, R 1 của mạch điện kín
C2 Hãy viết hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế U AB , cường độ dòng điện I và
A I R B điện trở R 1 đối với đoạn mạch hình 10.2b
C3 Hãy viết hệ thức tính U AB đối với đoạn mạch Hình
10.2a và tính hiệu điện thế này khi cho biết E = 6V; I = 0,5A; r = 0,3Ω và R 5,7Ω
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Dòng điện chạy qua đoạn mạch chƣa nguồn điện có chiều nhƣ thế nào ?
1 Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều đi tới cực âm và đi ra từ cực dương của nguồn điện
2 Trình bày các mối quan hệ với đoạn mạch chứa nguồn điện
2 Hiệu điện thế U AB giữa hai đầu đoạn mạch chứa nguồn điện, trong đó đầu A nối với cực dương của nguồn điện, bằng hiệu giữa suất điện động của nguồn và độ giảm điện thế tổng cộng trên đoạn mạch:
3 Trình bày cách ghép các nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp và thành bộ nguồn song song Trong từng trường hợp, hãy viết công thức tính suất điện động của bộ nguồn và điện trở trong của nó
3 a) Cách ghép các nguồn điện thành bộ nguồn mắc nối tiếp:
Cực âm của nguồn trước được nối bằng dây dẫn ( hoặc tiếp xúc trực tiếp ) với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp
- Suất điện động và điện trở trong của bộ
4 Một acquy có suất điện động và điện trở trong là E = 6V và r = 0,6Ω Sử dụng acquy này để thắp sáng bóng đèn có ghi
6V - 3W Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của acquy khi đó
4 Điện trở của bóng đèn là: R đ
P 12Ω Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:
Hiệu điện thế giữa hai cực của acquy khi đó:
5 Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở lần lƣợt là E1 = 4,5V; r 1 = 3Ω; E2
Mắc hai nguồn điện thành mạch điện kín nhƣ sơ đồ hình
10.6 Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế U AB
5 Dòng điện chạy trong mạch có chiều đi ra từ cực dương của mỗi nguồn Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:
Hiệu điện thế UAB trong trường hợp này là:
6 Trong mạch điện có sơ đồ nhƣ hình
10.7, hai pin có cùng suất điện động E = 1,5V và điện trở trong 1Ω Hai bóng đèn giống nhau cùng có ghi trên đèn là 3V – 0,75W Cho
3 2 12Ω Cường độ dòng điện qua mạch chính:
+ - rằng điện trở của các đèn không thay đổi theo nhiệt độ a) Các đèn có sáng bình thường không ?
Bộ nguồn có hiệu suất quan trọng trong việc cung cấp điện, và hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin cũng ảnh hưởng đến hoạt động của mạch Khi tháo bớt một đèn, đèn còn lại sẽ sáng mạnh hơn do điện áp được phân phối lại, giúp tăng cường độ sáng của đèn còn lại.
Vì I đ < I nên đèn sáng yếu hơn bình thường b) Hiệu suất của bộ nguồn
E = 75% c) Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin là:
U 1 = U 2 = E – I 1 r = 1,125 V d) Nếu tháo bớt một bóng đèn thì điện trở mạch ngoài là: R = R đ = 12Ω
Dòng điện chạy qua đèn là:
DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
DÕNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
C1 Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở trong công nghiệp ?
C1 Chủ yếu vì bạch kim có điện trở suất tương đối lớn, có nhiệt độ nóng chảy cao và không bị ôxi hoá ở nhiệt độ cao
Dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không cần nguồn điện để duy trì lâu dài nhờ vào tính chất không điện trở của vật liệu siêu dẫn Tuy nhiên, dòng điện này không thể được sử dụng để làm cho động cơ chạy mãi mãi, vì việc sử dụng năng lượng từ dòng điện sẽ dẫn đến sự suy giảm năng lượng theo thời gian.
C2 Vì cuộn dây siêu dẫn có điện trở bằng không, năng lƣợng không bị tiêu hao
Không thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi vì năng lƣợng điện bị mất đi do biến thành công của động cơ
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Hại tải điện trong kim loại là loại êlectron nào ? Mật độ của chúng vào cỡ nào ?
1 Là các êlectron hoá trị, đã mất liên kết với ion kim loại Mật độ của chúng vào cỡ
2 Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng ?
2 Vì khi T tăng độ mất trật tự của mạng tinh thể tăng
3 Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau thế nào ?
3 Ở nhiệt độ thấp, điện trở của kim loại thường rất nhỏ nhưng lớn hơn 0 Ở nhiệt độ thấp, dưới nhiệt độ T c điện trở của chất siêu dẫn bằng 0
4 Do đâu mà trong cặp nhiệt điện có suất điện động ?
4 Do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu mối hàn của cặp nhiệt điện Ở bài tập 5 và 6 dưới đây, phát biểu nào là chính xác ?
A dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi
B dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
C dẫn điện tốt nhƣ nhau, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
D dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau
6 Hạt tải điện trong kim loại là
A các êlectron của nguyên tử
B êlectron ở lớp trong cùng của nguyên tử
C các êlectron hoá trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể
D các êlectron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể
7 Một bóng đèn 220V - 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 2000 0 C Xác định điện trở của đèn khi
7 Điện trở của đèn khi thắp sáng:
U Ω Điện trở của đèn khi không thắp sáng: thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 20 0 C và dây tóc làm bằng vonfam (W)
8 Khối lƣợng mol nguyên tử của đồng là
Khối lượng mol của đồng là 64,10 g/mol và khối lượng riêng là 8,9 g/cm³ Mỗi nguyên tử đồng có một êlectron dẫn, vì vậy mật độ êlectron tự do trong đồng có thể được tính toán dựa trên các thông số này Hơn nữa, một dây tải điện bằng đồng với tiết diện cụ thể cũng sẽ ảnh hưởng đến tính chất dẫn điện của nó.
10mm 2 , mang dòng điện 10A Tính tốc độ trôi của êlectron dẫn trong dây dẫn đó
8 Thể tích của 1mol đồng là:
64 7,19.10 -6 m 3 /mol Mật độ êlectron tự do trong đồng là: n 0 = 6 23
8,38.10 28 m -3 b) Số electron tự do đi qua tiết diện tích S của dây dẫn trong 1 giây là: N = vSn0
Cường độ dòng điện qua dây dẫn: I = eN
9 Để mắc đường dây tải điện từ địa điểm
Để thay thế 1000 kg dây đồng bằng dây nhôm mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền điện, ta cần tính toán khối lượng dây nhôm cần sử dụng Với khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m³ và của nhôm là 2700 kg/m³, ta có thể xác định được khối lượng tối thiểu của dây nhôm cần thiết Điều kiện là điện trở R không đổi, từ đó suy ra được lượng dây nhôm cần dùng để đảm bảo hiệu suất truyền điện tương đương.
Với l = AB, * là điện trở suất của vật liệu dùng làm dây dẫn
Khối lƣợng dây: m Cu = ρ Cu ,S Cu l; m Al = ρ Al S Al l (ρ là khối lƣợng riêng của vật liệu làm dây dẫn)
DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
phải là chất điện phân hay không, ta có thể làm cách nào ?
Để xác định xem môi trường dẫn điện có phải là chất điện phân hay không, ta cần quan sát hiện tượng điện phân khi dòng điện chạy qua.
C2 Vì sao các định luật Farađây có thể áp dụng cả với chất đƣợc giải phóng ở điện cực nhở phản ứng phụ ?
C2 Vì lƣợng chất do phản ứng phụ sinh ra và lƣợng chất ban đầu sinh ra ở điện cực tỉ lệ với nhau
C3 Có thể tính số nguyên tử trong một mol kim loại từ số Farađây đƣợc không ?
C3 Đƣợc Số nguyên tử trong một mol kim loại bằng số Fa – Ra – Đây chia cho điện tích nguyên tố:
C4 Tại sao khi mạ điện, muốn lớp mạ đều, ta phải quay vật cần mạ trong lúc điện phân ?
Khi thực hiện quá trình mạ catốt, do bề mặt vật cần mạ không phẳng, khoảng cách từ các điểm khác nhau đến anốt sẽ khác nhau Điều này dẫn đến sự phân phối điện lƣợng không đồng đều trên các đơn vị diện tích bề mặt, gây ra lớp mạ không đồng nhất Việc quay vật mạ có thể làm cho điện lƣợng đến mỗi đơn vị diện tích trở nên không đồng đều sau một khoảng thời gian, dẫn đến sự không đồng nhất trong độ dày của lớp mạ.
DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
a) Mạng điện trong gia đình có an toàn không ? b) Ô tô, xe máy có chạy đƣợc không ? c) Các nhà máy điện sẽ ra sao ?
Nếu chất dẫn điện, toàn bộ hệ thống điện hiện tại sẽ không hoạt động, vì điện từ nguồn cung cấp sẽ luôn chạy khắp nơi Chúng ta không thể ngắt hoặc nối điện vào các thiết bị, dẫn đến ô tô và xe máy không thể khởi động do nguồn điện đánh lửa bị nối tắt, và nhà máy phát điện có nguy cơ bị chập mạch và cháy.
C2 Vì sao ngay từ lúc chƣa đốt đèn ga hoặc chiếu đèn thuỷ ngân, chất khí cũng dẫn điện ít nhiều ?
C2 Vì chất khí bị các tác nhân ion hoá nhƣ tia vũ trụ, tia tử ngoại trong bức xạ của mặt trời chiếu vào
C3 Trong quá trình dẫn điện không tự lực của khí, khi nào dòng điện đạt gía trị bão hoà ?
Khi tất cả electron và ion do tác nhân ion hóa sinh ra đạt đến điện cực mà không bị tái hợp trên đường đi, và không xảy ra quá trình nhân số hạt tải điện.
C4 Khi có quá trình nhân số hạt tải điện thì cường độ điện trường tại các điểm khác nhau ở giữa hai bản cực có giống nhau không ? Vì sao ?
C4 Không Vì mật độ hạt tải điện ở các điểm khác nhau ở giữa hai bản cực không giống nhau
Khi gặp mưa giông và sấm sét, không nên đứng trên những gò đất cao hoặc trú dưới gốc cây, vì điều này có thể gây nguy hiểm do khả năng bị sét đánh Thay vào đó, cách an toàn hơn là nằm dán người xuống đất, giúp giảm thiểu nguy cơ bị thương tích do điện giật.
C5 Vì sét là tia lửa điện thường hay đánh vào các mũi nhọn
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Mô tả thí nghiệm phát hiện, đo dòng điện qua chất khí và cách tạo ra hạt tải điện trong chất khí
Khi đèn ga kim điện kế không được đốt, chỉ số thường hiển thị gần như bằng 0 Điều này cho thấy rằng trong trạng thái bình thường, chất khí hầu như không dẫn điện do có rất ít hạt tải điện có sẵn trong chất khí.
- Đốt đèn ga, kim điện kế lệch đáng kể khỏi vị trí số 0
- Kéo đèn ga ra xa, dùng quạt thổi khí nóng đi qua giữa hai bản cực, kim điện kế vẫn lệch
- Thay đèn ga bằng đèn thuỷ ngân (tia tử ngoại) và làm thí nghiệm tương tự như trước, ta cũng thấy kết quả tương tự
=> Ngọn lửa ga và bức xạ của đèn thuỷ ngân đã làm tăng mật độ hạt tải điện trong Đ
(Ở đây phải dùng đèn ga vì đèn phải đủ nóng thì hiện tƣợng tăng dòng điện mới rõ)
C2 Trình bày hiện tƣợng nhân số hạt tải điện trong quá trình phóng điện qua chất khí
2 Những hạt tải điện đầu tiên có trong chất khí là các êlectron và ion dương do tác nhân ion hoá sinh ra Êlectron kích thước nhỏ hơn ion dương, nên đi được quãng đường dài hơn ion dương trước khi va chạm với một phân tử khí Năng lƣợng mà êlectron nhận được từ điện trường ngoài E trong quãng đường bay tự do lớn hơn năng lƣợng mà ion nhận đƣợc khoảng
Khi điện trường đủ mạnh, động năng của electron có thể ion hóa các phân tử trung hòa, tạo ra electron tự do và ion dương Quá trình này diễn ra theo kiểu thác lũ, làm tăng mật độ hạt tải điện cho đến khi electron đến anốt, khiến chất khí trở nên dẫn điện tốt hơn và dòng điện tăng lên Tuy nhiên, dòng điện vẫn phụ thuộc vào số lượng hạt tải điện mà tác nhân ion hóa từ bên ngoài sinh ra, vì mỗi electron ban đầu chỉ tạo ra một số hữu hạn hạt tải điện Cần lưu ý rằng quá trình tái hợp giữa ion dương và electron luôn diễn ra, làm giảm tốc độ tăng số hạt tải điện không nhanh như dự đoán.
DÕNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
Khi áp suất khí còn lớn, quá trình phóng điện qua khí không diễn ra rõ ràng do mật độ phân tử cao, khiến cho các electron khó dàng di chuyển và tạo ra ion Tuy nhiên, khi áp suất giảm xuống đủ thấp, khoảng cách giữa các phân tử khí tăng lên, tạo điều kiện cho các electron tự do di chuyển và hình thành quá trình phóng điện tự lực.
Ion dương nhỏ có quãng đường bay tự do ngắn, dẫn đến việc năng lượng mà nó nhận được trong quãng đường này không đủ để kích thích êlectron bật ra khi va chạm với catốt.
C3 Vì sao khi rút khí để đƣợc chân không tốt hơn thì tia catốt lại biến mất ?
Khi chân không không đủ cao, êlectron di chuyển từ catốt đến anốt sẽ không va chạm với các phân tử khí, dẫn đến việc không ion hóa chúng thành ion dương và êlectron Sự thiếu hụt ion dương ngăn cản quá trình phát ra êlectron từ catốt, do đó không xảy ra hiện tượng phóng điện tự lực.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Vì sao chân không không dẫn điện ?
Bằng cách nào ta tạo đƣợc dòng điện trong chân không ?
1 Vì chân không không có hạt tải điện Cho hạt tải điện vào trong đó, hạt tải điện có thể chuyển động dưới tác dụng của điện trường tạo ra dòng điện
2 Điốt chân không có cấu tạo nhƣ thế nào 2 Điốt chân không cấu tạo bởi một bóng
Điốt chân không, với catốt K (dây tóc vonfam) được đốt nóng bằng dòng điện và anốt là bản cực kim loại, có khả năng chỉnh lưu Thủy tinh bên ngoài được hút chân không, tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của thiết bị.
3 Tia catốt là gì ? Có thể tạo ra nó bằng cách nào ?
3 Tia catốt là một chùm êlectron chuyển động có hướng trong chân không.
TỪ TRƯỜNG
TỪ TRƯỜNG
C2 Một thanh nam châm đƣợc giữ thằng bằng nằm ngang bằng một sợi dây thẳng đứng đi qua trọng tâm của nó
Để điều khiển chuyển động của cực Bắc của thanh nam châm M, người quan sát cần đặt thanh nam châm thứ hai một cách khéo léo a) Để cực Bắc của thanh nam châm M đi lên, thanh nam châm thứ hai phải được đặt sao cho cực Nam hướng về phía cực Bắc của M b) Ngược lại, nếu muốn cực Bắc của thanh nam châm M đi xuống, thanh nam châm thứ hai cần được đặt với cực Bắc hướng về phía cực Bắc của M c) Để tạo ra chuyển động theo đường tròn trong mặt phẳng nằm ngang, thanh nam châm thứ hai cần được đặt ở vị trí sao cho các cực của nó tương tác với cực Bắc của M một cách liên tục và đồng bộ, tạo ra lực hút và đẩy liên tục.
C2 a) Thanh nam châm thứ hai đặt trong mặt phẳng thẳng đứng (đồng phẳng với thanh M):
- ở phía dưới thanh M, cực Bắc gần N hay gần cực S của M
Thanh nam châm thứ hai được đặt trong cùng mặt phẳng nằm ngang với thanh M, với một cực gần cực Bắc hoặc cực Nam của thanh M.
C3 Xác định chiều dòng điện chạy trong vòng tròn
(C) ở hình 19.10 Cho biết đường sức từ có chiều hướng về phía trước mặt phẳng chứa vòng tròn (C)
C3 Dòng điện trong ( C ) ngƣợc chiều kìm đồng hồ
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Phát biểu định nghĩa từ trường 1 Từ truờng là dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó
2 Phát biểu định nghĩa đường sức từ 2 Đường sức từ là đưòng được vẽ trong không gian có từ truờng, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó
Qui ước: chiều của đường sức từ tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó
3 So sánh những tính chất của đường sức điện và đường sức từ sgk
4 So sánh bản chất của điện trường và từ trường
4 Điện trưòng là môi trường vật chất bao quanh điện tích
Từ trường là môi vật chất bao quanh dòng điện hoặc nam châm
5 Phát biều nào dưới đây là sai ?
Lực từ là lực tương tác
B giữa hai điện tích đứng yên
D giữa một nam châm và một dòng điện
6 Phát biểu nào sau đây là đúng ?
Từ trường không tương tác với
A các điện tích chuyển động
B các điện tích đứng yên
7 Đặt một kim nam châm nhỏ trên mặt phẳng vuông góc với một dòng điện thẳng Khi cân bằng, kim nam châm đó sẽ nằm theo hướng nào ?
7 Kim nam châm nhỏ nằm dọc theo hướng một đưòng sức từ của dòng điện thẳng
8 Hai kim nam châm nhỏ đặt xa các dòng điện và các nam châm khác; đường nối hai trọng tâm của chúng nằm theo hướng
Nam - Bắc Khi cân bằng, hướng của hai kim nam châm đó sẽ nhƣ thế nào ?
LỰC TỪ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
C1 Hãy thiết lập thệ thức (20.1): F mgtanθ
với T là lực căng tổng cộng của hai sợi dây
Gọi θ là góc hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng
Từ hình vẽ ta có:
(Khi từ trường Trái Đất manh hơn từ trường kim nam châm)
(Khi từ trường Trái Đất yếu hơn từ trường kim nam châm)
C2 Nghiệm lại nhận xét hướng của dòng điện, từ trường và lực từ tạo thành một tam diện thuận
C2 Dựa vào qui tắc bàn tay trái
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Phát biểu các định nghĩa: a) Từ trường đều; b) Lực từ; c) Cảm ứng từ
1 Định nghĩa: a) Từ trường đều:
Từ trường đều có đặc tính giống nhau tại mọi điểm, với các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện Il trong từ trường này.
đặt trong từ truờng đều, tại đó cảm ứng từ là B
- có điểm đặt tại trung điểm của M 1 M 2
- có phuơng vuông góc với l và B
- có chiều tuaâ theo quy tắc bàn tay trái;
- có độ lớn: F = IlBsinα c) Cảm ứng từ B tại một điểm:
- Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó;
2 Phát biểu định nghĩa đơn vị tesla 2 Tesla là đơn vị cảm ứng từ với lực từ F đo bằng đơn vị N, cường độ dòng điện đo bằng ampe (A) và l đo bằng mét (m)
3 So sánh lực điện và lực từ 3 Xung quanh điện tích có điện trường Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích đặt trong nó Biểu thức tính lực điện:
Xung quanh điện tích chuyển động tồn tại một từ trường, và từ trường này tạo ra lực từ tác động lên nam châm hoặc dòng điện trong khu vực đó Lực từ được xác định qua một biểu thức cụ thể.
4 Phát biểu nào dưới đây là sai ?
Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện
A vuông góc với phần tử dòng điện
B cùng huớng với từ trường
C tỉ lệ với cường độ dòng điện
D tỉ lệ với cảm ứng từ
5 Phát biểu nào dưới đây là đúng ?
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường
A vuông góc với đường sức từ
B nằm theo hướng của đường sức từ
C nằm theo hướng của lực từ
D không có hướng xác định
6 Phần tử dòng điện Il nằm trong từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng Phải đặt Il nhƣ thế nào để cho lực từ a) nằm ngang ? b) bằng không ?
6 a) Il phải đặt theo phương không song với đường sức từ b) Il song song với các đường sức từ
7 Phần tử dòng điện Il
Để lực từ cân bằng với trọng lực của phần tử dòng điện, cảm ứng từ B cần được thiết lập theo hướng và độ lớn phù hợp trong một từ trường đều.
Có chiều sao cho chiều quay từ Il
sang B thuận đối với chiều thẳng đứng đi lên;
Có độ lớn thoả mãn hệ thức: IlBsinα = mg
TỪ TRƯỜNG CỦA DÕNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
C1 Hãy xác định chiều dòng điện trên hình 21.2b
C1 Dòng điện chạy từ phải sang trái
Dựa vào quy tắc “vào Nam ra Bắc”, chiều các đường sức từ của ống dây điện hình trụ được xác định theo quy tắc nắm tay phải.
Ống dây dẫn hình trụ là một dây dẫn quấn đều quanh một lõi hình trụ, thường có chiều dài lớn hơn nhiều so với đường kính Khi sử dụng nam châm thử, ta có thể xác định chiều các đường sức từ, chúng đi ra từ một đầu và đi vào đầu kia của ống, tương tự như một nam châm thẳng Do đó, ống dây mang dòng điện có thể được coi là có hai cực: đầu ống mà các đường sức đi ra là cực Bắc, trong khi đầu kia là cực Nam.
Khi các vòng dây trong ống dây được quấn theo cùng một chiều, dòng điện trong ống có thể được xem như là nhiều dòng điện tròn kết hợp Để xác định chiều của đường sức từ bên trong ống dây, ta có thể áp dụng quy tắc nắm tay phải: dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây sao cho các ngón tay hướng theo chiều dòng điện, khi đó ngón cái sẽ chỉ ra chiều của đường sức từ.
B đó cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 O 1 O 2
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
1 - Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường
- Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn
- Phụ thuộc vào vị trí của điểm M
- Phụ thuộc vào môi trường xung quanh
2 Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài thay đổi thế nào khi điểm ấy dịch chuyển a) song song với dây ? b) vuông góc với dây c) theo một đường sức từ xung quanh dây
2 a) không thay đổi b) tăng khi chúng dịch chuyển lại gần sợi dây và giảm khi dịch chuyển ra xa sợi dây c) Không thay đổi
3 Phát biểu nào dưới đây là đúng ? Độ lớn cảm ứng từ tại tâm một dòng điện tròn a tỉ lệ với cường độ dòng điện b tỉ lệ với chiều dài đường tròn c tỉ lệ với diện tích hình tròn d tỉ lệ nghịch với diện tích hình tròn
4 Phát biều nào dưới đây là đúng ? 4 Chọn C
Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ là đồng đều và tỉ lệ với chiều dài cũng như tiết diện của ống dây.
5 So sánh cảm ứng từ bên trong hai ống dây điện sau: Ống 1 5A 5000 vòng dài 2 m Ống 2 2A 10000 vòng dài 1,5 m
6 Hai dòng điện đồng phẳng : dòng thứ nhất thẳng dài, I1 = 2A; dòng thứ hai hình tròn, tâm O 2 cách dòng thứ nhất 40cm, bán kính R 2 = 20 cm, I 2 = 2A Xác định cảm ứng từ tại O2
6 Cảm ứng từ tại tâm O 2 do dòng I 1 gây ra là:
Cảm ứng từ tại tâm O 2 do dòng I 2 gây ra là:
62,8.10 -7 T Theo nguyên lí chồng chất từ trường ta có cảm ứng từ tại tâm O 2 : B B 1 B 2
Tuỳ theo chiều của hai dòng điện: B
7 Hai dòng điện I 1 = 3A và I 2 = 2A chạy trong hai dây dẫn thẳng dài, song song cách nhau 50 cm theo cùng một chiều
Xác định những điểm tại đó 0
7.Gọi B 1 , B 2 lần lƣợt là vectơ cảm ứng từ do I 1 , I 2 gây ra tại M
Do đó điểm M nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện, phải nằm trên đường thẳng vuông góc với hai dòng điện và khoảng giữa hai dòng điện
Từ (1) và (2) ta suy ra: r 1 = 0,3 m; r 2 = 0,2 m.
LỰC LO – REN – XƠ
C1 Khi nào lực Lorenxơ bằng 0
? C1 Lực Lorenxơ bằng 0 khi B = 0, v = 0 hay B
// v C2 Xác định lực lorenxơ trên hình 22.4 C2 Lực Lo – ren – xơ f vuông góc với
B , v và hướng ra phía trước mặt giấy
C3 Hình 22.6 là quỹ đạo tròn của một êlectron trong một mặt phẳng vuông góc với từ trường đều B
C3 B hướng về phía sau mặt phẳng hình vẽ
(Vì chuyển động tròn đều nên lực lorenxơ f hướng về tâm Theo qui tắc bàn tay trái ta suy ra)
, hãy tính chu kì của chuyển động tròn đều của hạt
Chứng tỏ rằng, chu kì đó không phụ thuộc vận tốc hạt (trong khi bán kính quỹ đạo tỉ lệ với vận tốc hạt)
C4 Chu kì của chuyển động tròn đều:
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.Lực lorenxơ là gì ? Viết công thức của lực Lorenxơ
1 Lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó là lực Lorenxơ
Công thức của lực lorenxơ: f = q 0 vBsinα
2 Phát biểu qui tắc bàn tay trái cho lực lorenxơ
2 Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của v khi q 0
> 0 và ngƣợc chiều v khi q 0 < 0 Lúc đó chiều của lực Lorenxơ là chiều ngón cái choãi ra
3 Phát biểu nào dưới đây là sai ?
A vuông góc với từ trường
B vuông góc với vận tốc
C không phụ thuộc vào hướng của từ trường
D phụ thuộc vào dấu của điện tích
4 Phát biểu nào dưới đây là đúng ?
Hạt electron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường B thì
A hướng chuyển động thay đổi
B độ lớn của vận tốc thay đổi
D chuyển động không thay đổi
5 Một ion bay theo quỹ đạo tròn bán kính
Khi một vật di chuyển trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức của một từ trường đều, nếu độ lớn vận tốc của vật tăng gấp đôi, thì bán kính quỹ đạo của nó sẽ thay đổi Cụ thể, bán kính quỹ đạo tỉ lệ với bình phương vận tốc, do đó khi vận tốc tăng gấp đôi, bán kính quỹ đạo sẽ tăng lên gấp bốn lần.
6 So sánh lực điện và lực lorenxơ cùng tác dụng lên một điện tích
, còn lực lorenxơ vuông góc với B
7 Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5 m dưới tác dụng của một từ trường đều B = 10 -2 T Xác định: a) Tốc độ của prôtôn b) Chu kì chuyển động của prôtôn
BR v q 0 4,784.10 6 m/s b) Chu kì chuyển động của prôtôn:
8 * Trong một từ trường đều có B thẳng đứng, cho một dòng các ion bắt đầu đi vào từ trường từ điểm A và đi ra tại C, sao cho
AC là khoảng cách giữa điểm vào và điểm ra của ion trong mặt phẳng ngang Các ion này đều có cùng điện tích và vận tốc đầu.
C 2 H 5 O + là 22,5 cm, xác định khoảng cách
AC đối với các ion C2H 5 OH + ; C 2 H 5 + ;
OH + ; CH 2 OH + ; CH 3 + ; CH 2 +
8 Khoảng cách AC là đường kính quỹ đạo tròn bằng 2R, tỉ lệ thuận với khối lƣợng của ion, cũng tỉ lệ với phân từ gam của ion
Biết khoảng cách AC đối với C 2 H 5 O + là 22,5 cm, giá trị tương ứng đối với các ion khác là: