Tài liệu Hệ thống kiến thức hki vật lý 11 – ban cơ bản

Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Có hai loại điện tích: Điện tích âm (-) và điện tích dương (+) 2. Tương tác tĩnh điện: + Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau; + Hai điện tích trái dấu: Hút nhau; 3. Định luật Cu - lông: Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có r r hằng số điện môi ε là F12 ; F21 có: - Điểm đặt: trên 2 điện tích. - Phương: đường nối 2 điện tích. - Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu) + Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu) - Độ lớn: F k q1.q2  .r 2 Trong đó: k = 9.109Nm2C-2;  là hằng số điện môi của môi ; trường, trong chân không  = 1. - Biểu diễn:  F21  F21 r  F21  F12 r  F12 q1.q2 < 0 q1.q2 >0 4. Nguyên lý chồng chất lực điện: Giả sử có n điện tích điểm q1, q2,….,qn tác dụng lên điện tích điểm q những lực tương tác tĩnh điện F1 , Fn ,....., Fn thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo nguyên lý chồng chất lực điện. F F F1  Fn  .....  Fn  i B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định lực tương tác giữa 2 điện tích và các đại lượng trong công thức định luật Cu – lông. Phương pháp : Áp dụng định luật Cu – lông. - Phương , chiều , điểm đặt của lực ( như hình vẽ) - Độ lớn : F = 9.10 9. | q1 .q 2 |  .r 2 - Chiều của lực dựa vào dấu của hai điện tích : hai điện tích cùng dấu : lực đẩy ; hai điện tích trái dấu : lực hút Dạng 2: Tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích. Phương pháp : Dùng nguyên lý chồng chất lực điện. - Lực tương tác của nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm lên một điện tích điểm khác :     F  F1  F2  ...  Fn uu r uu r uu r uur - Biểu diễn các các lực F1 , F2 , F3 … Fn bằng các vectơ , gốc tại điểm ta xét . -Vẽ các véc tơ hợp lực theo quy tắc hình bình hành . - Tính độ lớn của lực tổng hợp dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin. *Các trường hợp đăc biệt: 1 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản r r F1 ��F2 � F F1  F2 . r r F1 � � F2 � F  F1 - F2 . r r E1 ^ E2 � F  F12  F22 r r (F1 , F2 ) a � F  F12  F22  2 F1F2cosa CHỦ ĐỀ 2: ĐIỆN TRƯỜNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Khái niệm điện trường: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. 2. Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.  F   E   F q.E q  : F cùng phương,  : F cùng phương, Đơn vị: E (V/m)  q>0 cùng chiều với E .  q<0 ngược chiều với E . 3. Đường sức điện - Điện trường đều. a. Khái niệm đường sức điện: *Khái niệm đường sức điện: Là đường cong do ta vạch ra trongđiện trường sao cho tại mọi điểm trên đường cong, vectơr cường độ điện trường có phương trùng với tiếp tuyến của đường cong tại điểm đó, chiều của đường sức là chiều của vectơr cường độ điện trường. *Đường sức điện do điện tích điểm gây ra: + Xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm; + Điện tích dương ra xa vô cực; + Từ vô cực kết thúc ở điện tích âm. b. Điện trường đều Định nghĩa: Điện trường đều là điện trường có vectơr cường độ điện trường tại mọi điểm bằng nhau cả về phương, chiều và độ lớn. * Đặc điểm: Các đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều. r 4. Véctơ cường độ điện trường 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: Ek - Biểu diễn: k = 9.109 r EM r q >0 0 Q  .r 2 �N .m 2 � � 2 � �C � r M q<0 2 r EM M Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản 5. Nguyên lý chồng chất điện trường: Giả sử có các điện tích q1, q2,…..,qn gây ra tại M các vectơr cường độ điện trường E 1 , E n ,....., E n thì vectơr cường độ điện trường tổng hợp do các điện tích trên gây ra tuân theo nguyên lý chồng chất điện trường. E E E 1  E n  .....  E n  i B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm Phương pháp: Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có: + Điểm đặt: Tại điểm đang xét; + Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét; + Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0; + Độ lớn: E=k Q r 2 , trong đó k = 9.109Nm2C-2. Dạng 2: Xác định lực điện trường tác dụng lên một điện tích trong điện trường Phương pháp: Lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: F q E + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q; + Phương: trùng phương với vectơr cường độ điện trường E ; + Chiều: Cùng chiều với E nếu q > 0 và ngược chiều với E nếu q <0; + Độ lớn: F = q E Dạng 3: Xác định cường độ điện trường tổng hợp do nhiều điện tích gây ra tại một điểm. Phương pháp: sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường.     - Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường : E  E 1  E 2  ...  E n . uu r uur uur uur - Biểu diễn E1 , E2 , E3 … En bằng các vectơ. uur - Vẽ vectơ hợp lực E bằng theo quy tắc hình bình hành. - Tính độ lớn hợp lực dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin. * Các trường hợp đặ biệt: r r E1 ��E2 � E E1  E2 . r r E1 � � E2 � E  E1 - E2 . r r E1 ^ E2 � E  E12  E22 r r (E1 , E2 )  � E  E12  E22  2 E1 E2 cos CHỦ ĐỀ 3 : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Công của lực điện trường: * Đặc điểm: Công của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo (vì lực điện trường là lực thế). * Biểu thức: AMN = qEd Trong đó, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện. Chú ý: - d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức. - d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức. 2. Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích AMN = WM - WN 3. Điện thế. Hiệu điện thế 3 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản - Ñieän theá taïi moät ñieåm M trong ñieän tröôøng laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho ñieän tröôøng veà phöông dieän taïo ra theá naêng khi ñaët taïi ñoù moät ñieän tích q. Công thức: VM = AM q - Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó. UMN = VM – VN = AMN q Chú ý: - Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm; - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế. - Neáu moät ñieän tích döông ban ñaàu ñöùng yeân, chæ chòu taùc duïng cuûa löïc ñieän thì noù seõ coù xu höôùng di chuyeån veà nôi coù ñieän theá thaáp (chuyeån ñoäng cuøng chieàu ñieän tröôøng). Ngöôïc laïi, löïc ñieän coù taùc duïng laøm cho ñieän tích aâm di chuyeån veà nôi coù ñieän theá cao (chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu ñieän tröôøng). - Trong điện trường, vectơr cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp; 4. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế E= U d B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tính công của các lực khi điện tích di chuyển Phương pháp: sử dụng các công thức sau 1. AMN = qEd Chú ý: - d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức. - d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức. 2. AMN = WtM - WtN = WđN - WđM 3. AMN = UMN .q = (VM – VN ).q Chú ý: Dấu của công phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển dời và chiều đường sức. Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế Phương pháp: sử dụng các công thức sau 1. Công thức tính điện thế : VM  AM � q Chú ý : Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng ( bằng 0 ) 2. C«ng thøc hiÖu ®iÖn thÕ: U MN  A MN = VM – VN q 3. C«ng thøc liªn hÖ gi÷a cêng ®é ®iÖn trêng vµ hiÖu ®iÖn thÕ trong ®iÖn trêng ®Òu E= U d Chú ý: Trong điện trường, vectơr cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp; CHỦ ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN. GHÉP TỤ ĐIỆN 4 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Tụ điện -Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ. Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không hay điện môi. Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện. -Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với nhau. 2. Điện dung của tụ điện - Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ C Q U (Đơn vị là F, mF….) - Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:  .S C . Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản. 9.10 9.4 .d 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. 3. Ghép tụ điện GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục thứ nhất của tụ 2, 3, 4 … QB = Q 1 = Q 2 = … = Q n QB = Q 1 + Q 2 + … + Q n UB = U 1 + U 2 + … + U n UB = U 1 = U 2 = … = U n 1 1 1 1 CB = C1 + C2 + … + Cn Cách mắc : Điện tích Hiệu điện thế Điện dung CB Ghi chú  C1  C2  ...  Cn CB < C1, C2 … Cn CB > C1, C2, C3 B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN Dạng 1: Tính điện dung, điện tích, hiệu điện thế và năng lượng của tụ điện Phương pháp: sử dụng các công thức sau - Công thức định nghĩa : C(F) = Q U - Điện dung của tụ điện phẳng : C = => Q = CU S 4kd Q.U C.U 2 Q 2   2 2 2C Chú ý: + Nối tụ vào nguồn: U = hằng số + Ngắt tụ khỏi nguồn: Q = hằng số Dạng 2: Ghép tụ điện Phương pháp: Đại lượng Ghép nối tiếp Điện tích Q = Q1= Q2=…= Qn U = U1 + U2 +…+ Un Hiệu điện thế U = U1 = U2 =…= Un - Công thức: Điện dung W 1 1 1 1    ...  C b C1 C 2 Cn Ghép song song Q = Q1 + Q2+….+Qn Cb = C1 + C2 + …+ Cn Các trường hợp đặc biệt: a. Ghép nối tiếp: Cb < Ci + Nếu C1 = C2= …= Cn = C=> Cb = C n 5 ; U1 = U2 = .. = Un = U n => U = nUi Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản C1C 2 + C1ntC2 => Cb = C  C 1 2 C1 C 2 C 3 + C1ntC2ntC3 => Cb = C C  C C  C C 1 2 2 3 1 3 b. Ghép song song: Cb > Ci. + Nếu C1 = C2= …= Cn = C=> Cb = nC ; Q1 = Q2 = ….= Qn => Qb = nQi. CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI CHỦ ĐỀ 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Dòng điện không đổi a. Dòng điện: Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. - Quy ước chiều dòng điện: Là chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương. Lưu ý: + Trong điện trường, các hạt mang điện chuyển động từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp, nghĩa là chiều của dòng điện là chiều giảm của điện thế trong vật dẫn. + Trong kim loại, hạt tham gia tải điện là electron mang điện tích âm nên chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao, nghĩa là chuyển động ngược với chiều của dòng điện theo quy ước. b. Cường độ dòng điện: a. Định nghĩa: I= q , cường độ dòng điện I có đơn vị là ampère (A) t Trong đó : q là điện lượng, t là thời gian. + nếu  t là hữu hạn, thì I là cường độ dòng điện trung bình; + nếu  t là vô cùng bé, thì i là cường độ dòng điện tức thời. � chieàu cuûa doøng ñieän khoâng ñoåi c. Dòng điện không đổi: � � cöôøng ñoä doøng ñieän khoâng ñoåi Chú ý : số electron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn : n  => I = q , t I .t . e 2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở a. Định luật Ôm : I = U R b. Điện trở của vật dẫn: R =   . S Trong đó,  là điện trở suất của vật dẫn. Điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức:  = o[1 + (t – to)] o là điện trở suất của vật dẫn ở to (oC) thường lấy ở giá trị 20oC.  được gọi là hệ số nhiệt điện trở. c.Ghép điện trở Đại lượng Hiệu điện thế Cường độ dòng điện Đoạn mạch nối tiếp U = U1 + U2 + …+ Un I = I1 = I2= …= In Đoạn mạch song song U = U1 = U2 = ….= Un I = I1 + I2 +….+ In Điện trở tương đương Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn` 1 1 1 1    ....  R tñ R 1 R 2 Rn 3. Nguồn điện – suất điện động nguồn điện a. Nguồn điện + Cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện gọi là nguồn điện. 6 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản + Hai cực nhiễm điện khác nhau là nhờ lực lạ tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa rồi chuyển electron hay Ion dương ra khỏi mỗi cực. b. Suất điện động nguồn điện - Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện. Công thức: E= A q - Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong cảu nó. - Mỗi nguồn điện được đặc trưng: (E , r) B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định điện lượng, cường đồ dòng điện theo công thức định nghĩa và tính số elcetron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn. Phương pháp: sử dụng các công thức sau - Cường độ dòng điện: I = - Số elcetron : n  q q hay I = t t I .t . e Dạng 2 : Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. + Nếu đoạn mạch đơn giản ( chỉ gồm các điện trở mắc nối tiếp, hoặc song song) thì áp dụng :  Nếu các điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn. Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = n.Ri 1 1 1 1  Nếu các điện trở mắc song song: R  R  R  ....  R . tñ 1 2 n Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = RI . n + Nếu đoạn mạch phức tạp ta giải quyết như sau: * Đồng nhất các điểm có cùng điện thế (chập mạch) các điểm có điện thế bằng nhau là những điểm nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể. *Vẽ lại sơ đồ mạch điện và tính toán theo sơ đồ. CHỦ ĐỀ 2: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT Định luật Ôm đối với toàn mạch + a. Toàn mạch: là mạch điện kín có sơ đồ như sau: E,r trong đó: nguồn có E và điện trở trong r, RN là điện trở tương đương của mạch ngoài. b. Định luật Ôm đối với toàn mạch I R N E I RN  r - Độ giảm thế trên đoạn mạch: UN = I.RN = E - I.r - Suất điện động của nguồn: E = I.(RN + r). CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ E1,r1 E2,r2 E ,r A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT 3 3 Ghép nguồn điện thành bộ a. Mắc nối tiếp: E,rEb,rb - Suất điện động bộ nguồn: Eb = E1 + E2 + E3 +…. + En - Điện trở trong bộ nguồn: rb = r1 + r2 + r3 +…. + rn chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau. E,r 7 E,r En,rn n Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản Eb = nE rb = n.r - Nếu E1 > E2 thì E1 là nguồn phát và ngược lại. b. Mắc song song ( các nguồn giống nhau). - Suất điện động bộ nguồn: Eb = E. - Điện trở trong bộ nguồn: rb = r . n B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP Phương pháp giải bài tập về định luật Ôm toàn mạch - Xác định bộ nguồn (mắc nối tiếp, song song hay hỗn hợp) để tìm E b, rb theo các phương pháp đã biết. - Xác định mạch ngoài gồm các điện trở được mắc nối tiếp hay song song để tìm R tđ theo các phương pháp đã biết. - Vận dụng định luật Ôm đối với toàn mạch: I = Eb . Rtd  rb - Tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán. CHỦ ĐỀ 4: ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT JUN-LEN- XƠ A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Công và công suất của dòng điện a. Công của dòng điện hay điện năng tiêu thụ của đoạn mạch được tính: A = U.q = U.I.t Trong đó: U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch I (A) cường độ dòng điện qua mạch t (s) thời gian dòng điện chạy qua mạch Chú ý: 1KWh = 3600.000 J. b. Công suất điện - Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó. P= A = U.I t (W) c Định luật Jun-len-xơ (nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn) Q = R.I2.t 2. Công và công suất của nguồn điện a. Công của nguồn điện - Công của nguồn điện là công của dòng điện chạy trong toàn mạch. Biểu thức: Ang = q. E = E.I.t. b. Công suất của nguồn điện - Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ của toàn mạch. Png = A = E.I t 3. Công và công suất của các dụng cụ chỉ tỏa nhiệt a. Công: A = U.I.t = RI2.t = b. Công suất : P = U.I = R.I2 = U2 .t R U2 . R 4. Hiệu suất nguồn điện H= Aco�ch A  UN RN  E RN  r 8 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1 : Xác định điện trở để công suất tiêu thụ mạch ngoài đạt giá trị lớn nhất. 2 �  �  2 RN  2 RN  � � � - Công suất mạch ngoài : P = RN.I = RN. � 2 � 4 RN r �RN  r �  RN  r  2 � PN  PN max  2 RN  2   khi RN  r 4 RN r 4r Dạng 2: Bài toán về mạch điện có bóng đèn. - Trên bóng đèn thường ghi HĐT định mức và công suất định mức của bóng đèn. - Tính cường độ định mức của đèn: I dm  - Điện trở định mức của đèn: RÑ  Pdm U dm U dm 2 Pdm + Nếu Iđ < Iđm: đèn sáng yếu hơn bình thường (Uđ < Uđm). + Nếu Iđ > Iđm: đèn sáng hơn bình thường (Uđ > Uđm). * Trường hợp để đèn sáng bình thường thì ta thêm giả thuyết: I d  I dm vaø Ud  Udm CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Dòng điện trong kim loại - Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường. - Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρ0[1 + α(t – t0)]. α: hệ số nhiệt điện trở (K-1). ρ0 : điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0. - Suất điện động của cặp nhiệt điện: E = αT(T1 – T2). Trong đó T1 – T2 là hiệu nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh; αT là hệ số nhiệt điện động. - Hiện tượng siêu dẫn: Là hiện tượng điện trở suất của vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 khi khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị T c nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu. 2. Dòng điện trong chất điện phân - Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion. - Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau. - Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan. - Các định luật Faraday: (chỉ đúng trong trường hợp điện phân dương cực tan). + Định luật Faraday thứ nhất: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m = kq Trong đó, k là đương lượng điện hoá của chất giải phóng điện cực. + Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A 1 của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là , trong đó F được gọi là số Faraday. n F 1 A k= . F n 9 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản Kết hợp hai định luật Faraday ta thiết lập được công thức tính khối lượng chất điện phân giải phóng ở điện cực: Lưu ý: m= 1 A . It F n 1 A + m(kg) = 9,65.10 7 . It n 1 A + m(g) = 9,65.10 4 . It F = 96.500C/mol. n B . BÀI TOÁN VỀ HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Phương pháp: sử dụng các định luật Farađây về hiện tượng điện phân * Định luật Farađây I: m = kq = k.I.t Trong đó, k (Kg/C) là đương lượng điện hoá của chất giải phóng điện cực. * Định luật Farađây II: m= 1 A . It F n Trong đó: F = 96500 Kg/C. m (g) khối lượng giải phóng ở điện cực I (A) cường độ dòng điện qua bình điện phân t (s) thời g ian dòng điện qua bình điện phân A: nguyên tử lượng ( khối lượng mol) n: hóa trị của chất thoát ra ở điện cực Chú ý: 1.Khi bài toán yêu cầu tìm cường độ dòng điện qua bình điện phân thì lưu ý: + Nếu bình điện phân có hiện tượng dương cực tan thì xem như điện trở thuần. + Nếu bình điện phân không có hiện tượng dương cực tan thì xem như là may thu và áp dụng định luật Ôm trong trường hợp có máy thu. 2. Trong trường hợp chất giải phóng ở điện cực là chất khí thì ta vẫn áp dụng công thức trên để tìm khối lượng của khí thoát ra và từ đó tìm thể tích ( ở điều kiện chuẩn 1mol khí chiếm thế tích 22400cm3). 10 Hệ Thống Kiến Thức HKI Vật Lý 11 – Ban cơ bản 11