Kién thức trọng tâm vật lý 11

Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 1 21F  21F  12F  q1.q2 >0 r 21F  12F  q1.q2 < 0 CHƢƠNG I. ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƢỜNG Bài 1. ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 1. Sự nhiễm điện của các vật Có 3 cách nhiễm điện một vật: - Nhiễm điện do cọ xát . - Nhiễm điện do tiếp xúc. - Nhiễm điện do hưởng ứng . 2. Điện tích. Điện tích điểm - Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. - Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. 3. Tƣơng tác điện Có 2 loại điện tích : Điện tích dương (+) và điện tích âm (-) - Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau. - Các điện tích khác dấu thì hút nhau. 4. Định luật Cu-lông Lực hút hay đẩy giữa hai diện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. - Độ lớn: F = k 2 21 || r qq k = 9.10 9 Nm 2 /C 2: Hệ số tỉ lệ q1.q2 : các điện tích điểm đơn vị là culông (C). F: Lực tương tác giữa 2 điện tích (N) r : khoảng cách giữa 2 điện tích (m) - Biểu diễn: + Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi lần so với khi đặt nó trong chân không. gọi là hằng số điện môi của môi trường ( 1). + Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi : F / = F = k 2 21 || r qq . + Đối với chân không = 1 Bài 2. THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1. Cấu tạo nguyên tử về phƣơng diện điện. Điện tích nguyên tố - Gồm: hạt nhân mang điện tích dương (+e) nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích âm (-e) chuyển động xung quanh. - Hạt nhân cấu tạo bởi 2 loại hạt là nơtron (n) không mang điện và prôtôn (p) mang điện dương. - Mô hình nguyên tử: 2. Thuyết electron Thuyết dựa trên sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật. Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 2 r r - Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. - Một nguyên tử ở trạng thái trung hòa có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm. 3. Vật dẫn điện và vật cách điện - Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do. - Vật cách điện là vật không chứa các electron tự do. 4. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi. Bài 3. ĐIỆN TRƢỜNG VÀ CƢỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƢỜNG. ĐƢỜNG SỨC ĐIỆN 1. Môi trƣờng truyền tƣơng tác điện Môi trường tuyền tương tác giữa các điện tích gọi là điện trường. 2. Điện trƣờng Điện trường là một dạng vật chất bao quanh các điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó. 3. Định nghĩa cƣờng độ điện trƣờng Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. - Độ lớn: E = q F F: Lực điện trường (N) q: Điện tích (C) E: Cường độ điện trường ( V/m) hay (N/C) - Vectơ : EqF q F E    . q > 0 : F  cùng phương, cùng chiều với E  . q < 0 : F  cùng phương, ngược chiều với E  . 4. cƣờng độ điện trƣờng 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 - Độ lớn: 2. Q E k r k = 9.10 9 2 2 .N m C - Biểu diễn: 5. Nguyên lí chồng chất điện trƣờng: 1 2 ..... nE E E E Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường thành phần: ME  q > 0 q < 0 ME  Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 3 21 EEE   1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 + E . + . + + ; 2 .cos 2. .cos 2 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E         6. Đƣờng sức điện trƣờng: Đường sức điện trường là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. 7. Các đặc điểm của đƣờng sứcđiện: - Qua mỗi điểm trong đ.trường có 1 đường sức điện và chỉ 1 mà thôi. - Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại 1 điểm là hướng của vectơ CĐĐT tại điểm đó. - Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. - Nơi nào có CĐĐT lớn thì các đường sức điện sẽ mau và ngược lại, nơi nào có CĐĐT nhỏ thì các đường sức điện sẽ thưa. 8. Điện trƣờng 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 Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trƣờng đều F = q E Lực F là lực không đổi.. 2. Công của lực điện trong điện trƣờng đều AMN = qEd Với d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện. Kết luận: 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 AMN = q.E. '' NM = q.E.dMN (với d MN = '' NM 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) 3. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q. Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 4 Thế năng của 1 điện tích điểm q tại điểm M trong điện trường: WM = AM = VM.q 4. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trƣờng. Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường. AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN Bài 5. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Định nghĩa điện thế Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q VM = q AM VM : Điện thế tại điểm M đơn vị là vôn (V). AM : Công của lực điện trường (J) q : Điện tích (C) 2. Định nghĩa hiệu điện thế Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng 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 giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q. UMN = VM – VN = q AMN UMN: Hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N đơn vị là (V) 3. Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cƣờng độ điện trƣờng '' NM U E MN hay : d U E E: CĐĐT đơn vị là (V/M), có hướng từ cực dương (+) sang cực âm (-) Ghi chú: công thức tổng quát: .MNMN M N MN A U V V E d q Bài 6. TỤ ĐIỆN 1. Tụ điện là gì ? -Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện. -Tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi. Kí hiệu tụ điện : 2. Cách tích điện cho tụ điện - Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện 1 chiều. - Điện tích của 2 bản tụ điện bao giờ cũng có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. 3. Định nghĩa điện dung của tụ điện: + Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 5 C = U Q C : Điện dung của tụ điện đơn vị là fara (F). Q : Điện tích của bản tụ điện (C) U : Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện (V) + Điện dung của tụ điện phẵng : d S C .4.10.9 . 9 . Với S là phần diện tích 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. 4. Các loại tụ điện + Thường lấy tên của lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện: tụ không khí, tụ giấy, tụ mi ca, tụ sứ, tụ gốm, … + Trên vỏ tụ thường ghi cặp số liệu là điện dung và hiệu điện thế giới hạn của tụ điện. + Người ta còn chế tạo tụ điện có điện dung thay đổi được gọi là tụ xoay. 5. Năng lƣợng của điện trƣờng trong tụ điện W = 2 1 QU = 2 1 C Q 2 = 2 1 CU 2 W : Năng lượng điện trường của tụ điện đã được tích điện đơn vị là (J) 6.Ghép tụ điện song song, nối tiếp GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG 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 n21B C 1 ... C 1 C 1 C 1 CB = C1 + C2 + … + Cn Ghi chú CB C1, C2, C3 + Năng lƣợng Tụ điện phẳng 2 9 . . 9.10 .8. E V W với V=S.d là thể tích khoảng không gian giữa 2 bản tụ điện phẳng + Mật độ năng lƣợng điện trƣờng: 2 8 W E w V k Chƣơng II. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Bài 7. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN 1. Dòng điện + Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các điện tích. + Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do. + Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các diện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm). + Các tác dụng của dòng điện : Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoác học, tác dụng cơ học, sinh lí, … 2. Cƣờng độ dòng điện Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 6 Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó. q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn (C) t: thời gian di chuyển (s) I : là cường độ tức thời (A) 3. Dòng điện không đổi + Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian. + Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: I = t q . 4. Định luật ôm đối với đoạn mạch có điện trở R a) Định luật: Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có có điện trở R: - tỉ lệ thuận với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch. - tỉ lệ nghịch với điện trở. U I = R (A) Nếu có R và I, có thể tính hiệu điện thế như sau : U = VA - VB = I.R ; I.R: gọi là độ giảm thế (độ sụt thế hay sụt áp) trên điện trở. Công thức của định luật ôm cũng cho phép tính điện trở: U R = I ( ) b) Đặc tuyến V - A (vôn - ampe) Đó là đồ thị biểu diễn I theo U còn gọi là đường đặc trưng vôn - ampe. Đối với vật dẫn kim loại (hay hợp kim) ở nhiệt độ nhất định đặc tuyến V –A là đoạn đường thẳng qua gốc các trục: R có giá trị không phụ thuộc U. (vật dẫn tuân theo định luật ôm). Ghi chú : Nhắc lại kết quả đã tìm hiểu ở lớp 9. a) Điện trở mắc nối tiếp: điện trở tương đương được tính bởi: Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn Im = Il = I2 = I3 =… = In Um = Ul + U2+ U3+… + Un b) Điện trở mắc song song: điện trở tương đương được anh bởi: 1 2 3 1 m nR 1 1 1 1 = R R R R Im = Il + I2 + … + In Um = Ul = U2 = U3 = … = Un c) Điện trở của dây đồng chất tiết diện đều: : điện trở suất ( m) l: chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây dẫn (m2) Δq I = Δt R I U A B I O U R1 R2 R3 Rn m m m U I = R Rn R3 R2 R1 m m m U I = R l R = S Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 7 5. Suất điện động của nguồn điện Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó. E = q A E : Suất điện động của nguồn điện (V) A : Công của lực lạ (J) q : Điện tích (C) Lƣu ý: + Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. + khi mạch ngoài hở: E = U + Mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là điện trở trong (r) và SĐĐ của nguồn điện là (E) 6. PIN VÀ ACQUY a). Pin điện hoá: Pin Vôn-ta Pin Vôn-ta là nguồn điện hoá học gồm một cực bằng kẻm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) được ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loảng. Do tác dụng hoá học thanh kẻm thừa electron nên tích điện âm còn thanh đồng thiếu electron nên tích điện dương. Suất điện động khoảng 1,1V. Pin Lơclăngsê + Cực dương : Là một thanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp mangan điôxit MnO2 và graphit. + Cực âm : Bằng kẽm. + Dung dịch điện phân : NH4Cl. + Suất điện động : Khoảng 1,5V. + Pin Lơclăngsê khô : Dung dịch NH4Cl được trộn trong một thứ hồ đặc rồi đóng trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin này là cực âm. b). Acquy 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) gồm: * 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 1 chiều để phục hồi các bản cực ban đầu (nạp điện). Do đó acquy có thể sử dụng nhiều lần. Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 8 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 Bài 8. ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN 1. Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. 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 điện Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. Ta có : . A P U I t P : Công suất điện đơn vị là (w) - 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 = 3,6.10 6 J) 3. Định luật Jun – Len-xơ Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó 2 2. . U A Q R I t t R 4. Công và công suất của dụng cụ toả nhiệt: - Công (điện năng tiêu thụ): 2 2. . U A R I t t R (định luật Jun - Len-xơ) - Công suất : 2 2. U P R I R 5. Công của nguồn điện Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch. Ang = qE = EIt E: suất điện động (V) I: cường độ dòng điện (A) q : điện tích (C) 5. Công suất của nguồn điện Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch. P ng = t Ang = EI Png: Công suất của nguồn điện đơn vị (w) Bài 9. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I U A B Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 9 1. Định luật Ôm đối với toàn mạch Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó. UN = IRN = E – Ir ==> I = rR E N UN : Hiệu điện thế mạch ngoài (V) I : Cường độ dòng điện (A) RN : Điện trở mạch ngoài ( ) r : Điện trở mạch trong ( ) + 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. 2. Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lƣợng Công của nguồn điện sản ra trong thời gian t : A = E It Nhiệt lượng toả ra trên toàn mạch : Q = (RN + r)I 2 t Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q, ta suy ra I = rR E N Như vậy định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng. 3. Hiệu suất nguồn điện H = E U EIt ItU A A NN tp 1 H: Hiệu suất tính bằng phần trăm (%) A1: Công có ích (J) Atp: Công toàn phần (J) Bài 10. GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ 1. Đoạn mạch chứa nguồn điện (máy phát): ABUI r R E UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch (UAB = - UBA). RN = R + r : Điện trở mạch ngoài. Lƣu ý: Đối với nguồn điện E: dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dƣơng 2. Đoạn mạch chứa máy thu điện: AB p p U I r R E UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch. Lƣu ý: Đối với máy thu E p: dòng điện đi vào cực dƣơng và đi ra từ cực âm. 3. 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 p,rp R I A B E,r R I Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 10 AB p p U I R r r E E Chú ý:  UAB: Dòng điện đi từ A đến B (Nếu dòng điện đi ngược lại là: -UAB)  E : nguồn điện (máy phát) E p: máy thu.  I > 0: Chiều dòng điện cùng chiều đã chọn. I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều đã chọn.  RN: 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. 4. Công và công suất của máy thu điện a) Suất phản điện - Máy thu điện có công dụng chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác không phải là nội năng (cơ năng; hoá năng ; . . ). 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’ = rp.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; rp.I 2: công suất hao phí (toả nhiệt) b) Hiệu suất của máy thu điện Tổng quát : H(%) = = Với máy thu điện ta có: . . (%) 1 . . p p pI t r H I U I t U U E E 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. * 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: . (%) 1 U r I H E E A B E ,r R I E p,rp Điện năng có ích Điện năng tiêu thụ công suất có ích công suất tiêu thụ A B E,r R I Ep,rp Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 11 5.Mắc nguồn điện thành bộ: a. Mắc nối tiếp: b 1 2 3 n b 1 2 3 n . r r r r . r E E E E E chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau. b r nr b nE E b. Mắc xung đối: 1 2 1 2 b br r r E E E c. Mắc song song ( các nguồn giống nhau). b b r r n E E d. Mắc hỗn hợp đối xứng (các nguồn giống nhau). Gọi: m: là số nguồn trong một dãy (hàng ngang). n: là số dãy (hàng dọc). b b m mr r n E E Tổng số nguồn trong bộ nguồn: N = n.m Ch•¬ng III. DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG Bài 13. DÕNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường . Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên chúng dẫn điện rất tốt. 2. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ + Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất : = 0(1 + (t - t0)) 0 : Điện trở suất ở to o C : Hệ số nhiệt điện trở đơn vị (K-1) +Hệ số nhiệt điện trở không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó. 3. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tƣợng siêu dẫn - Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 00K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé. - HiÖn t•îng khi nhiÖt ®é h¹ xuèng d•íi nhiÖt ®é Tc nµo ®ã, ®iÖn trë cña kim lo¹i (hay hîp kim) gi¶m ®ét ngét ®Õn gi¸ trÞ b»ng kh«ng, lµ hiÖn t•îng siªu dÉn. E1,r E2,r E3,r En,r Eb,rb E1,r1 E2,r2 E1,r1 E2,r2 E,r E,r E,r E,r E,r E,r E,r E,r E,r Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 12 4 . Hiện tƣợng nhiệt điện + Hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau, khi nhiệt độ hai mối hàn T1,T2 khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện E, bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau gọi là cặp nhiệt điện + Suất điện động nhiệt điện : E = T(T1 – T2), với T là hệ số nhiệt điện động. + Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ. Bài 14. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 1. Thuyết điện Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion. Các ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. 2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường. 3.§Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ ®iÖn ph©n Khèi l•îng M cña chÊt ®•îc gi¶i phãng ra ë c¸c ®iÖn cùc tØ lÖ víi ®•¬ng l•îng gam n A cña chÊt ®ã vµ víi ®iÖn l•îng q ®i qua dung dÞch ®iÖn ph©n. BiÓu thøc cña ®Þnh luËt Fa-ra-®©y: m = n A F . 1 It m : khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực tính bằng (g) F ≈ 96500 (C/mol): Hằng số Faraday n : Hóa trị chất điện phân. A : Nguyên tử lượng chất điện phân. I : Cường độ dòng điện (A) t : Thời gian tính bằng (s) 4. Ứùng dụng của hiện tƣợng điện phân Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyên nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, … Bài 15. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 1. Chất khí là môi trƣờng cách điện Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hoà điện, do đó trong chất khí không có các hạt tải điện. 2. Sự dẫn điện trong chất khí trong điều kiện thƣờng + Trong chất khí cũng có nhưng rất ít các hạt tải điện. + Khi dùng ngọn đèn ga để đốt nóng chất khí hoặc chiếu vào chất khí chùm bức xạ tử ngoại thì trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện. Khi đó chất khí có khả năng dẫn điện. 3. Bản chất dòng điện trong chất khí Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường. 4. Tia lữa điện và điều kiện tạo ra tia lữa điện Kiến thức trọng tâm vật lý 11 Trường THPT DTNT Có sử dụng tư liệu của đồng nghiệp 13 Tia lữa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự do. + Điều kiện để tạo ra tia lữa điện Tia lửa điện có thể xảy ra trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng 3.106 V/m. + Ứng dụng - Dùng để đốt hỗn hợp xăng không khí trong động cơ xăng. - Giải thích hiện tượng sét trong tự nhiên. 5. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Đặc điểm : - Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh. Nhiệt độ của hồ quang từ 2500oC đến 8000oC. - Điện cực dương bị ăn mòn và hơi lõm vào. Điều kiện tạo ra hồ quang điện Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catôt để catôt phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron. Ứng dụng Hồ quang diện có nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, … Bài 16. DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG 1. Bản chất của dòng điện trong chân không Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron được đưa vào trong khoảng chân không đó. 2. Tính chất của tia catôt + Tia catôt phát ra