Lý thuyết Vật lý 11 - Chương 1: Dòng điện trong các môi trường

GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 1 CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG 1. ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG I. Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật. 1. Hai loại điện tích: Có hai loại điện tích: - Điện tích dương ký hiệu (+) - Điện tích âm ký hiệu (-) Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu thì hút nhau. Đơn vị của điện tích là Cu lông: C 2. Sự nhiễm điện của các vật. a. Nhiễm điện do cọ xát: - Cho thủy tinh cọ xát vào lụa, thanh thủy tinh có thể hút các mẩu giấy vụn. Thanh thủy tinh được nhiễm điện do cọ xát. - Sau khi thôi cọ xát thanh thủy tinh vẫn nhiễm điện, b. Nhiễm điện do tiếp xúc: - Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu - Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thanh kim loại vẫn nhiễm điện. c. Nhiễm điện do hưởng ứng. - Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần một quả cầu nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại được nhiễm điện. - Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích của quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu. - Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại trở lại trạng thái không nhiễm điện. II. Định luật Cu-lông: 1. Định luật: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Phương của lực tương tác giữa hai điện tích điểm là đường thẳng nối hai điện tích điểm đó. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau. 1 2 2 q .q F = k r Trong đó: k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ. r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm. q1, q2 : độ lớn của hai điện tích điểm.  là hằng số điện môi (đối với không khí hoặc chân không 1  ) 2. Đặc điểm của lực Cu lông: - Điểm đặt: Tại điện tích đang xét. - Phương: Là đường thẳng nối hai điện tích. - Chiều: Là lực đẩy nếu hai điện tích cùng dấu, là lực hút nếu hai điện tích trái dấu. - Độ lớn: 1 22 q .q F=k ε.r 2. THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. I. Thuyết electron: - Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không, nguyên tử trung hoà về điện. - Nếu nguyên tử bị mất electron trở thành ion dương, nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm. - Khối lượng electron rất nhỏ nên độ linh động rất lớn. Electron có thể di chuyển trong một vật hay từ vật này sang vật khác làm cho các vật nhiễm điện. Vật thừa electron nhiễm điện âm, thiếu electron nhiễm điện dương. GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 2 II. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện: 1. Vật dẫn điện: - Vật dẫn điện là những vật có nhiều hạt mang điện có thể di chuyển trong những khoảng lớn hơn rất nhiều lần kích thước phân tử của vật. Các hạt mang điện đó gọi là điện tích tự do. - Ví dụ: Kim loại có nhiều electron tự do. Các dung dịch muối, axit, Bazơ có nhiều ion tự do 2. Vật cách điện: - Vật cách điện là những vật có rất ít các điện tích tự do có thể di chuyển bên trong vật. - Ví dụ: Thủy tinh, nước nguyên chất, không khí khô… III. Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện: 1. Nhiễm điện do cọ xát: - Nếu có những điểm tiếp xúc chặt chẽ giữa thanh thủy tinh và thanh nhựa thì ở những điểm đó có một số electron từ thủy tinh chuyển qua lụa. - Khi thanh thuỷ tinh cọ xát với lụa thì số điểm tiếp xúc chặt chẽ tăng lên rất lớn. Do đó số electron di chuyển từ thuỷ tinh sang lụa tăng lên. Vì vậy thanh thuỷ tinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm. 2. Nhiễm điện do tiếp xúc: - Khi thanh kim loại trung hoà điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện điện âm, thì một phần số electron thừa ở quả cầu di chuyển sang thanh kim loại. Thanh kim loại thừa electron nhiễm điện âm - Khi thanh kim loại trung hòa về điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương, thì một số electron tự do từ thanh kim loại di chuyển sang quả cầu. Thanh kim loại trở thành thiếu electron nhiễm điện dương. 3. Nhiễm điện do hưởng ứng: - Thanh kim loại trung hoà điện đặt gần quả cầu nhiễm điện âm thì electron tự do trong thanh kim loại bị đẩy ra xa quả cầu. Đầu xa quả cầu thừa electron nhiễm điện âm, đầu gần quả cầu thiếu electron nhiễm điện dương. - Thanh kim loại trung hòa về điện đặt gần quả cầu nhiễm điện dương thì electron tự do trong thanh kim loại bị hút lại gần quả cầu. Đầu gần thanh kim loại thừa electron nhiễm điện âm. Đầu xa quả cầu thiêu electron nhiễm điện dương. - Khi đưa thanh kim loại ra xa quả cầu electron phân bố lại. Thanh kim loại lại trung hòa về điện. VI. Định luật bảo toàn điện tích Ở một hệ vật cô lập về điện tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số. 3. ĐIỆN TRƯỜNG I. Điện trường: 1. Khái niệm điện trường: - Một điện tích tác dụng lực điện lên các điện tích khác ở gần nó ta nói xung quanh điện tích đó có điện trường. - Điện trường là một dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích đứng yên, b. Tính chất cơ bản của điện trường: - Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó. - Điện tích thử: Là vật có kích thước nhỏ, mamg điện tích nhỏ dùng để phát hiện lực điện tác dụng lên nó. II. Cường độ điện trường: 1. Định nghĩa: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường ở điểm đang xét về mặt tác dụng lực. FE q   2. Đơn vị của cương độ điên trường: V/m 3. Lực điện trường: F qE   - Điểm đặt: Tại điện tích q. - Chiều: q > 0 : F  cùng phương, cùng chiều với E  . GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 3 q < 0 : F  cùng phương, ngược chiều vớiE  . - Độ lớn: F q E III. Đường sức điện: 1. Định nghĩa: Đường sức điện trường là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véctơ cường độ điện trường tại điểm đó 2. Các tính chất của đường sức điện: - Tại mỗi điểm trong điện trường, ta có thể vẽ được một đường sức điện đi qua và chỉ một mà thôi. - Các đường sức điện là các đường cong không kín. Nó xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm. - Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau. - Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện ở đó được vẽ mau hơn, nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện ở đó vẽ thưa hơn. 3. Điện phổ: - Điện phổ là tập hợp tất cả các đường sức trong điện trường - Điện phổ cho phép ta hình dung dạng và sự phân bố của các đướng sức điện IV. Điện trường đều : - Điện trường đều là điện trường mà các véctơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. - Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song và cách đều nhau. V. Điện trường của một điện tích điểm: - Điểm đặt: Tại điểm đang xét. - Phương: Là đường thẳng nối điện tích và điểm đang xét. - Chiều: Q > 0 : E  hướng ra xa điện tích. Q < 0 : E  hướng lại gần điện tích. - Độ lớn: 9 2 Q E 9.10 r   VI. Nguyên lí chồng chất điện trường: Giả sử có hệ n điện tích điểm Q1, Q2, …, Qn. Gọi cường độ điện trường tại một điểm nào đó là E  . Cường độ điện trường do Q1, Q2, …, Qn lần lượt gây ra tại điểm đó là 1 2 nE ,E ,..., E    . Khi đó ta có: n1 2E = E + E ... E      3. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG. ĐIỆN THẾ, HIỆU ĐIỆN THẾ. I. Công của lực điện: - Xét điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, công của lực điện trường: MNA = q.E.d d MH : hình chiếu của MN lên phương của điện truờng. - Công của lực điện tác dụng lên điện tích q không phụ thuộc dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. - Vậy điện trường tĩnh là một trường thế. II. Khái niệm hiệu điện thế. 1. Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích: Công của lực điện khi điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N bằng hiệu của các thế năng của điện tích q tại hai điểm đó E  N E  M d H GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 4 AMN = WM – WN 2. Hiệu điện thế, điện thế: - Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó MN MN M N AU = V - V = q VM, VN lần lượt là điện thế của điện trường tại điểm M và N - Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. Thường chọn điện thế ở mặt đất hay ở một điểm xa vô cùng bằng không. Do đó khi nói điện thế tại một điểm chính là nói hiệu điện thế giữa điểm đỏ và điểm được chọn làm mốc - Đơn vị của điện thế và hiệu điện thế trong hệ SI: V - Đo hiệu điện thế người ta dùng tĩnh điện kế III. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: UE= d d là khoảng cách từ hình chiếu của điểm đầu đến hình chiếu của ddieemer cuối trên phương của một đường sức. 5. VẬT DẪN VÀ ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG I. Vật dẫn trong điện trường: 1.. Trạng thái cân bằng điện: - Một vật dẫn có thể được tích điện bằng hưởng ứng, cọ xát, hay tiếp xúc. - Tuy nhiên dòng điện chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian rất ngắn. Khi trong vật dẫn không còn dòng điện nữa . Vật rắn cân bằng tĩnh điện 2. Điện trường trong vật dẫn tích điện: - Bên trong vật dẫn điện trường bằng không.. - Đối với vật dẫn rỗng, điện trường ở phần rỗng bằng không nếu ở phần này không có điện tích. - Cường độ điện trường tại một điểm trên mặt ngoài vật dẫn vuông góc với mặt vật. Ứng dụng: Chế tạo ra màn chắn tĩnh điện. 3. Điện thế của vật dẫn tích điện. - Điện thế tại mọi điểm trên mặt ngoài vật dẫn có giá trị bằng nhau. - Điện thế tại mọi điểm bên trong vật dẫn bằng nhau và bằng điện thế trên mặt ngoài vật dẫn. - Vật dẫn là vật đẳng thế. 4. Sự phân bố điện tích ở vật dẫn tích điện. - Ở một vật dẫn rỗng nhiễm điện, điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật dẫn. - Điện tích phân bố trên mặt ngoài vật dẫn không đều. Ở những chỗ lồi điện tích tập trung nhiều hơn; ở những chỗ mũi nhọn điện tích tập trung nhiều nhất; ở chỗ lõm hầu như không có điện tích. - Điện tích phân bố trên mặt ngoài không đều, nên cường độ điện trường ở mặt ngoài của vật dẫn cũng khác nhau. - Nơi nào điện tích tập trung nhiều hơn, điện trường ở đó mạnh hơn. Ứng dụng: Chế tạo ra cột thu lôi. II. Điện môi trong điện trường. - Khi đặt một vật điện môi trong điện trường thì điện môi bị phân cực. - Do sự phân cực của điện môi nên mặt ngoài của điện môi trở thành các mặt nhiễm điện 6. TỤ ĐIỆN I. Tụ điện: 1. Định nghĩa: Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau. Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện. Khoảng không gian giữa hai bản có thể là chân không hay có thể bị chiếm bởi một chất điện môi nào đó. Ký hiệu tụ điện: GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 5 - Nối hai bản của tụ với hai cực của một nguồn điện thì hai bản của tụ điện sẽ tích điện trái dấu nhau. Khi đó ta nói tụ điện tích điện (nạp điên) . - Nếu nối hai bản của tụ đã tích điện với một điện trở thì có dòng điện chạy qua điện trở. Điện tích trên các bản tụ giảm dần. Ta nói tụ điện phóng điện. 2. Tụ điện phẳng: a. Cấu tạo: Gồm hai bản kim loại phẳng có kích thước lớn, đặt đối diện và song song với nhau. b. Điện tích của tụ phẳng: - Khi tụ điện phẳng được tích điện, điện tích ở hai bản tụ điện trái dấu và có độ lớn bằng nhau. - Độ lớn điện tích trên mỗi bản tụ khi tích điện gọi là điện tích của tụ điện. II. Điện dung của tụ điện: 1. Điện dung của tụ a. Định nghĩa: Điện dung của tụ là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện. QC = U C là điện dung của tụ điện b. Đơn vị của điện dung: fara (F). Fara là điện dung của một tụ điện mà khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1V thì điện tích của tụ là 1C. Một số đơn vị khác: 61 F 10 F  ; 91nF 10 F , 121pF 10 F Chú ý: Điện dung của một tụ phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của hai bản, vào khoảng cách giữa hai bản và vào chất điện môi giữa hai bản. 2. Điện dung của tụ điện phẳng: a. Công thức: 9 ε.SC = 9.10 .4πd S(m2) : Phần diện tích đối diện của hai bản tụ. d : Khoảng cách giữa hai bản tụ. ε : Hằng số điện môi chiếm đầy giữa hai bản. b. Chú ý: - Muốn tăng điện dung của tụ điện phương pháp khả thi là giảm d. - Nếu điện trường tăng vượt quá một giá trị giới hạn nào đó thì điện môi mất tính cách điện. Điện môi bị đánh thủng - Với mỗi tụ đều có một hiệu điện thế giới hạn và được ghi trên tụ. III. Ghép tụ điện: Ghép song song Ghép nối tiếp Hiệu điện thế 1 2 nU = U = U ... U  1 2 nU = U + U ... U  Điện tích 1 2 nQ = Q +Q ... Q  1 2 nQ = Q = Q ... Q  Điện dung của bộ tụ 1 2 nC= C +C ... C  1 2 n 1 1 1 1= + ... C C C C   Chú ý: - Trong cách mắc nối tiếp Cb > C1, C2, ……, Cn - Trong cách mắc song song tiếp Cb < C1, C2, ……, Cn 7. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG I. Năng lượng của tụ điện: 1. Nhận xét: Tụ điện tích điện thì có năng lượng. Ta gọi đó là năng lượng của tụ điện. GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 6 2. Công thức tính năng lượng của tụ điện: 2 21 QW= C.U 2 2C  C(F): điện dung của tụ điện ; U(V): hiệu điện thế của tụ điện.; Q(C): điện tích của tụ điện II. Năng lượng điện trường: 1. Năng lượng điện trường: Khi tụ điện tích điện thì trong tụ điện có điện trường. Do đó năng lượng của tụ điện là năng lượng của điện trường trong tụ. 2. Năng lượng điện trường trong tụ điện phẳng: 2 9 ε.EW= V 9.10 .8π V(m3) : Thể tích khoảng không gian giữa hai bản tụ.; E(V/m) cương độ điện trường giữa hai bản tụ. 3. Mật độ năng lượng điện trường: Là năng lượng điện trường trong một đơn vị thể tích. 2 9 ε.Ew= 9.10 .8π GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 7 CHUƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. 8. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI - NGUỒN ĐIỆN. I. Dòng điện – Các tác dụng của dòng điện. 1. Định nghĩa: - Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng . - Các hạt tải điện: electron tự do, ion dương và ion âm. - Quy ước: Chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của các hạt tải điện dương. 2. Các tác dụng của dòng điện - Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ. - Tác dụng nhiệt. - Tác dụng sinh lý. - Tác dụng hóa học. II. Cường độ dòng điện - Định luật Ôm. 1. Cường độ dòng điện: a. Định nghĩa: Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện, được xác định bằng thương số giữa điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó: ΔqI = Δt b. Dòng điện không đổi: Là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện không đổi theo thơi gian. qI = t c. Đơn vị của cường độ dòng điện: A 1µA = 10-6A., 1mA = 10-3A., 1kA = 10 3A. 2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở R. a. Định luật: Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R UI = R Trong đó:  R  điện trở của đoạn mạch, U(V) hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch, I(A) cường độ dòng điện. b. Dạng khác của định luật ôm: AB A BU V V I.R   I.R là độ giảm điện thế trên điện trở R. c. Công thức tính điện trở: lR S    m  : Điện trở suất, l(m): chiều dài của vật dẫn, S(m2): Tiết diện ngang của vật dẫn. 3. Đặc tuyến vôn – Ampe: - Đường biểu diễn phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U đặt vào vật dẫn gọi là đường đặc trưng vôn –ampe hay đặc tuyến vôn - ampe của vật dẫn. - Đối với kim loại ở nhiệt độ xác định đường đặc tuyến vôn – ampe là một đoạn thẳng. - Dây dẫn kim loại ở nhiệt độ không đổi là vật dẫn tuân theo định luật Ôm III. Nguồn điện. 1. Cấu tạo: - Nguồn điện có hai cực là cực dương (+) và cực âm (-) luôn được nhiễm điện dương, âm khác nhau. U O I GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 8 - Giữa hai cực có một hiệu điện thế được duy trì. 2. Lực lạ: - Trong nguồn điện có lực thực hiện công để tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa, chuyển electron hoặc ion dương được tạo thành ra mỗi cực. - Cực thừa electron được gọi là cực âm, cực còn lại thiếu electron hoặc ít electron hơn cực kia gọi là cực dương. - Để tách electron và ion dương ra xa cần phải có những lực mà bản chất không phải là lực tĩnh điện đó là lực lạ 3. Chuyển động của các hạt tải điện bên trong và bên ngoài nguồn điện. - Nối hai cực của nguồn điện bằng vật dẫn tạo thành mạch kín thì trong mạch có dòng điện. - Bên trong nguồn điện dưới tác dụng của lực lạ các hạt tải điện dương dịch chuyển ngược chiều điện trường từ cực dương đến cực âm. - Bên ngoài nguồn điện các hạt tải điện dương từ cực dương chạy đến cực âm III. Suất điện động của nguồn điện. 1. Định nghĩa: Suất điện động  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 làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó A = q  . 2. Đơn vị của suất điện động: V Một số đơn vị khác: 1mV = 10 -3V, 1kV = 10 3V. Chú ý: Mỗi nguồn điện có một suất điện động xác định không đổi và một điện trở trong 9. PIN VÀ ACQUY I. Hiệu điện thế điện hoá. - Khi nhúng thanh kim loại vào dung dịch điện phân do tác dụng hóa học trên mặt thanh kim loại và dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện tích trái dấu nhau. Giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân có một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế hóa. - Hiệu điện thế hóa có độ lớn và dấu phụ thuộc vào bản chất kim loại, bản chất và nồng độ dung dịch điện phân. - Khi nhúng hai thanh kim loại khác loại nhau vào dung dịch điện phân tạo nên giữa hai thanh một hiệu điện thế xác định II. Pin Vôn - ta. - Cấu tạo: Gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng vào dung dịch axit sunfuric (H2SO4 ) loãng. - Suất điện động : Vào khoảng 1,1V III. Acquy. 1. Cấu tạo và hoạt động của acquy chì. a. Cấu tạo: Gồm hai cực - Cực dương bằng chì điôxit PbO2. - Cực âm bằng chì Pb. - Hai bản cực nhúng trong dung dịch axit sunfuric H2SO4 loãng b. Hoạt động: - Khi phát điện: Do tác dụng hóa học các bản cực của acquy bị biến đổi. Sau một thời gian hai bản cực trở thành giống nhau đều có một lớp PbSO4 phủ bên ngoài, dòng điện tắt. - Khi nạp điện: Lớp PbSO4 phủ hai cực mất dần, các bản cực trở lại là thanh Pb và PbO2 . - Acquy là một nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần 2. Phản ứng thuận nghịch: Tích lũy năng lượng dưới dạng hóa năng (lúc nạp điên), giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng (lúc phóng điện) Hoá năng (nạp điện) ↔ Điện năng (phát điện). 3. Suất điện động acquy chì: GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 9 - Suất điện động của acquy có giá trị ổn định khoảng 2V. Nếu suất điện động giảm đến 1,85V ta phải nạp điện cho acquy - Dung lượng acquy: Là điện lượng lớn nhất mà acquy có thể cung cấp khi nó phát điện. - Dung lượng acquy được đo bằng ampe.giờ (A.h) 1A.h = 3600C 10. ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ I. Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch 1. Công của dòng điện: Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A = qU = UIt Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ 2. Công suất của dòng điện Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. AP = UI t  Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất điện tiêu thụ của đoạn mạch đó. 3. Định luật Jun - Lenxơ : Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật. 2Q = RI t II. Công và công suất của nguồn điện 1. Công của nguồn điện : Công của nguồn điện bằng công của lực điện và công của lực lạ. Trong mach kín, công lực điện bằng 0. Do đó công của nguồn điện bằng công của lực lạ: A q It    Công của nguồn điện cũng chính là công của dòng điện chạy trong toàn mạch. 2. Công suất của nguồn điện Công suất của nguồn điện có giá trị bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian. AP = = I t  Công suất của nguồn điện có trị số bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch. III. Dụng cụ tiêu thụ điện. 1. Định nghĩa: Dụng cụ tiêu thụ điện là các thiết bị tiêu thụ điện chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác. 2. Phân loại: Có hai loại a. Dụng cụ tỏa nhiệt: Chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng. b. Máy thu điện: Phần lớn điện năng được chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác (không phải là nhiệt năng) VI. Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện : 1. Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt a. Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt: 2 2 UA UIt RI t t R    b. Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt : 2 2A UP= =UI=RI = t R GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 10 I , r R 2. Suất phản điện của máy thu điện: Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy , p A= q  A,: là công được chuyển hóa thành các dạng năng lượng có ích khác (trừ nhiệt năng) 3. Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện a. Công tổng cộng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu điện: , 2 p pA A Q It r I t UIt      Trong đó p (V) suất phản điện của máy thu,  pr  điện trở trong của máy thu. b. Công suất của máy thu điện: 2 p p AP I r I t     c. Hiệu suất của máy thu điện prH = 1 - I U 11. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH. I. Định luật ôm đối với toàn mạch: 1. Xây dựng định luật: Cho mạch điện kín như hình vẽ: Công của nguồn điện thực hiện trong thời gian t là: A q It    Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và r trong khoảng thời gian t: 2 2Q RI t rI t  Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:  Q A I R r     Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm thế của mạch ngoại và mạch trong 2. Định luật Ôm đối với toàn mạch: a. Định Luật: Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toạn phần của đoạn mạch.  I 1 R r    b. Dạng khác của định luật: U I.r   Nếu r = 0 hoặc mạch ngoài hở: U   II. Hiện tượng đoản mạch: 1. Hiện tượng: Hiện tượng mạch ngoài có điện trở nhỏ không đáng kể thì cường độ dòng điện trong mạch sẽ lớn nhất và chỉ phụ phuộc vào  và r được gọi là hiện tượng nguồn điện bị đoản mạch. I r   2. Ứng dụng: - Đối với Pin điện trở của pin khá lớn khi bị đoản mạch dòng điện qua pin không lớn lắm , tuy nhiên mau hết pin - Đối với acquy điện trở trong khá nhỏ khi bị đoản mạch thì cường độ dòng điện qua acquy rất lớn làm hỏng acquy. - Để tránh hiện tượng đoản mạch trong gia đình ta dùng cầu chì hoặc atomat. III. Định luật Ôm đối với đoạn mạch có máy thu: GIÁO VIÊN: TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT PHAN BỘI CHÂU – PLEIKU – ĐT: 0989821244 LÝ THUYẾT VẬT LÝ 11 NÂNG CAO 11 1. Nguồn điện và may thu: a. Nguồn điện: Dòng điện đi ra khỏi cực dương và vào cực âm. b. Máy thu: Dòng điện đi ra khỏi cực âm và vào cực dương. 2. Định luật: a. Xây dựng định luật: Xét mạch điện như hình vẽ Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R và r:   2Q R r I  Điện năng tiêu thụ của máy thu điện: , 2p pA It r I t   Năng lượng do nguồn cung cấp: A It  Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:  , p pA Q A I R r r        b. Định luật: p p ξ - ξ I = R + r + r . IV. Hiêu suất của nguồn điện: có íchA UH = = A ξ H(%): Hiệu suất của nguồn điện, A(J) công của nguồn điện, Acó ích(J) công có ích. 12. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN. MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ. I. Định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện. 1. Xây dựng định luật: Công của nguồn điện ABA U It Công của dòng điện sinh ra ở đoạn mạch