Tài liệu Hệ thống phương pháp lớp 11

VẬT LÍ 11 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG...........................................................................................2 CHƯƠNG 2 : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI.............................................................................................10 CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG.................................................................15 CHƯƠNG 4: TỪ TRƯỜNG.....................................................................................................................17 CHƯƠNG 5: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ........................................................................................................22 CHƯƠNG 6: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG....................................................................................................25 CHƯƠNG 7: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC.......................................................................27 GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 1 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1 : ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG CHƯƠNG 1: 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; Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có 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 + Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu) q1.q2 F k  .r 2 - Độ lớn: 9 2 q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu) ; r -2 Trong đó: k = 9.10 Nm C ;  là hằng số điện môi của môi trường, trong chân không  = 1. - Biểu diễn: ⃗F 12 r ⃗F 12 ⃗F 21 ⃗F 12 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 F , F ,....., F n tương tác tĩnh điện 1 n nguyên lý chồng chất lực điện. ⃗⃗ ⃗ thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo ⃗F =⃗ F1 + ⃗ F n +.....+⃗ F n =∑ ⃗ Fi B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: HIỆN TƯỢNG NHIỄM ĐIỆN ** Dựa vào thuyết e và định luật bảo toàn điện tích để làm bài. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 2 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG ** Đô ̣ lớn điê ̣n tích của 1 vâ ̣t nhiễm điê ̣n: q = n|e| ** Lưu ý: + Khi cho 2 quả cuu giống nhau đã nhiễm điện tiếp xúc nhau rồi tách ra thì điện tích tổng cộng sẽ chia đều cho mỗi quả. + Nếu chạm tay vào quả cuu dẫn điện thì quả cuu bị mất điện. Dạng 2: 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) 9.10 9. | q1 .q 2 |  .r 2 - Độ lớn : F = - 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 3: TÌM LỰC TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐIỆN TÍCH. Phương pháp: Các bước tìm hợp lực ⃗F o do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo: Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình). Bước 2: Tính độ lớn các lực Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực F10 ;F20 ... lun lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo. ⃗F ; ⃗F 10 20 Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực ⃗F o . ⃗ ⃗ (F1 , F2 )   F0  F12  F22  2 F1 F2 cos + Các trường hợp đặc biệt: GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 3 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Dạng 4: CÂN BẰNG ĐIỆN TÍCH - Vẽ tất cả các lực tác dụng lên điê ̣n tích ⃗ ⃗ F  i 0 n - Vâ ̣n dụng điều kiê ̣n cân bằng: i 1 - Từ đó suy ra đại lượng cun tìm  Ví dụ : Hai điện tích q1 ; q2 - Điều kiện cân bằng của điện tích đặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích qo   Trường hợp 1:  q1 ; q2 cân bằng: ⃗ ⃗ F10  F20 cùng dấu Từ (1)  C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB Từ (2)  q2 . AC 2  q1 .BC 2 0  Trường hợp 2: qo (1) (2) q2 . AC  q1 BC 0  AC  BC  AB   q2 AC  q1 BC 0   Từ đó, ta có hệ phương trình  để : ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ Fo F10  F20 0 {F⃗10↑↓⃗F20 ¿¿¿¿ qo q1 ; q2  AC   BC trái dấu GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 4 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Từ (1)  C thuộc đường thẳng AB + Nếu q1  q2  AC  BC  AC  BC  AB  AC  BC  AB  AC      q2 AC  q1 BC 0  BC + Nếu q2  q1  BC  AC  BC  AC  AB  BC  AC  AB  BC      q1 BC  q2 AC 0  AC Nhận xét: Vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của CHỦ ĐỀ 2: qo . 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. ⃗ ⃗E= F ⇒ ⃗F =q . ⃗E q Đơn vị: E (V/m) q>0: ⃗F cùng phương, cùng chiều với ⃗E . q<0: ⃗F cùng phương, 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, vector cường độ điện trường có phương trùng với tiếp tuyến của đường cong tại điểm đó, chiều của đường sức là chiều của vector 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; GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 5 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG + Từ vô cực kết thúc ở điện tích âm. b. Điện trường đều Định nghĩa: Điện trường đều là điện trường có vector 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. ⃗ 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 Q  .r 2  N .m 2   2   C  k = 9.109 - Biểu diễn: ⃗ EM r q >0 0 M r q<0 M ⃗ EM 5. Nguyên lý chồng chất điện trường: Giả sử có các điện tích q1, q2,…..,qn gây ra tại M các vector cường độ điện trường ⃗ E1 , ⃗ En ,....., ⃗ E n thì vector cường độ điện trường tổng hợp do các điện tích trên gây ra tuân theo nguyên lý chồng chất điện trường. ⃗E=⃗ E 1+⃗ E n +.....+ ⃗ E n=∑ ⃗ Ei 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; GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 6 / 43 VẬT LÍ 11 + Chiều: CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0; + Độ lớn: |Q| 2 E = k εr , 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 có: ⃗F =q ⃗E + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q; E ; + Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường ⃗ E +Chiều: Cùng chiều với ⃗ + Độ lớn: F = E nếu q <0; nếu q > 0 và ngược chiều với ⃗ |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 .  - Biểu diễn  ⃗ E1 E2 E3 , , - Vẽ vecto hợp lực ⃗ E … ⃗ En bằng các vecto. 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 đặc biệt: ⃗ ⃗ E1   E2  E E1  E2 . ⃗ ⃗ E1   E2  E  E1  E2 . ⃗ ⃗ E1  E2  E  E12  E22 ⃗ ⃗ (E1 , E2 )   E  E12  E22  2 E1 E2cos Dạng 4 : XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MÀ TẠI ĐÓ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO 2 ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA  E TRIỆT TIÊU NHAU ( 0 ) Phương pháp : Hai điện tích q1 và q2 đặt tại hai điểm A,B cách nhau một khoảng r trong không khí , xác định vị trí điểm M để tại đó  EM 0 nên  E AM  EBM (1)    E AM   EBM (2) GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 7 / 43 VẬT LÍ 11 Đặt CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG AM r1; BM r2 ;AB r Trường hợp 1: q1, q2 cùng dấu   r  r2 r  AB 1 Từ (2)  Điểm M nằm giữa A, B q1 q2   q2 r1  q1 r2 0 2 2 r r 2 Từ (1)  1 r1  r2 r  AB   q r  q r  0 2 1 1 2  Ta có hệ phương trình   Trường hợp 2 :q1, q2 trái dấu Từ (2)  Điểm M nằm ngoài A, B + Nếu q1  q2  r1  r2  r1  r2 r  r1  r2 r    q r  q r  0 1 2  2 1 + Nếu r1  r2  r1   r2 q2  q1  r2  r1  r2  r1 r  r2  r1 r r2      q1 r2  q2 r1 0 r1 Dạng 5 : XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MÀ TẠI ĐÓ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO 2 ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA  BẰNG NHAU (  E1 E2 ) Phương pháp : Biện luận tương tự như dạng 4 Hai điện tích q1 , q2  q1 , q2 đặt tại A,B trong không khí, xác định vị trí của điểm M mà tại đó vectơ cường độ điện trường do gây ra bằng nhau     E AM EBM (1)  E1 E2  E AM EBM    E AM   EBM (2) Đặt AM r1; BM r2 ;AB r  Trường hợp 1 :q1, q2 cùng dấu Từ (2)  Điểm M nằm ngoài A, B q  q  r  r  r1  r2 r 2 1 2 + Nếu 1  r1  r2 r     q2 r1  q1 r2 0 r1  r2 q  q  r  r  r  r r 1 2 1 2 1 + Nếu 2  r2  r1 r r2      q1 r2  q2 r1 0 r1  Trường hợp 2 : q1, q2 trái dấu GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 8 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG  r  r2 r  AB 1 Từ (2)  Điểm M nằm giữa A, B q1 q  22  q2 r1  q1 r2 0 2 r2 Từ (1)  r1 r1  r2 r  AB r  1  q r  q1 r2 0  r2 Ta có hệ phương trình  2 1 Dạng 6 : ĐIỆN TÍCH CÂN BẰNG TRONG ĐIỆN TRƯỜNG Điện cân bằng trong điện trường khi tổng hợp tất cả các lực tác dụng lên điện tích bằng 0   tích nằm  F1  F2  ...  F3 0 Các bài toán thường gặp  Bài toán 1 : Quả cuu mang điện, được treo bằng sợi dây mảnh trong điện trường đều, khi cân bằng dây treo  hợp với phương   thẳng đứng góc Ta có P  T  F 0 Suy ra T F P.tan   q .E m.g.tan  q .E P m.g F    cos  cos  sin  sin   Bài toán 2 : Treo hai quả cuu bằng hai sợi dây mảnh, khi cân bằng hai dây treo hợp với nhau góc 2 Fdien P.tan  m.g.tan   Bài toán 3 : Điện tích lơ lửng trong điện trường  Điện trường đặt trong không khí P F  m.g  q .E   Điện   trường đặt trong chất lỏng P  F  FA 0 Ta có : F D.g .V Với FA là lực đẩy Acsimet : A Trong đó D: Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3) g: gia tốc trọng trường (m/s2) V: thể tích của chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3) F  P thì F FA  P  q .E FA  P TH1 : Nếu A F  P thì F P  FA  q .E P  FA TH2 : Nếu A Dạng 7 : ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG TRONG ĐIỆN TRƯỜNG Khi điện   tích chỉ chịu tác dụng của lực điện và chuyển động trong điện trường thì F ma  q .E m.a Bài toán thuận : Áp dụng các công thức động học ta tìm được a, rồi thay vào phương trình trên ta tính được F,q,E. Bài toán ngược: Dựa vào công thức trên ta tính được a, rồi sử dụng các công thức động học để tính các đại lượng động học  Các công thức động học v v0  a.t Vận tốc : 1 s v0 .t  a.t 2 2 Quãng đường : 2 2 Hệ thức liên hệ : v  v0 2a.s CHỦ ĐỀ 3: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 9 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 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 đuu 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 - Điện thế tại một điểm M trong điện trường là địa lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q AM ∞ Công thức: VM = 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. A MN UMN = VM – VN = 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. - Nếu một điện tích dương ban đuu đứng yên, chỉ chịu tác dụng của lực điện thì nó sẽ có xu hướng di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng chiều điện trường). Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tích âm di chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường). - Trong điện trường, vector 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 U E= d B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: TÍNH CÔNG CỦA CÁC LỰC KHI ĐIỆN TÍCH DI CHUYỂN GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 10 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 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 Điện thế do điện tích điểm q gây ra tại điểm M cách nó một khoảng r VM  kq r Nếu tại M có điện thế của nhiều điện tích q1, q2, …, qn gây ra thì VM V1M  V2 M  ...  VnM Chú ý : Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng ( bằng 0 ) 2. Công thức tính hiệu điện thế: U MN = A MN q = VM – VN 3. Công thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện U E= d Chú ý: Trong điện trường, vector 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 A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Tụ điện -Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gun 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. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 11 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG -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 Q C U (Đơn vị là F, mF….) - Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng: C  .S 9.10 9.4 .d . 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. 3. Ghép tụ điện GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục 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 1 1 1 1    ...  C B C1 C 2 Cn CB = C 1 + C 2 + … + C n Ghi chú CB < C1, C2 … Cn CB > C1, C2,…,Cn Cách mắc: 4. Năng lượng của tụ điện - Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện. - Công thức: Q.U C.U 2 Q 2 W   2 2 2C B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN Dạng 1: TÍNH ĐIỆN DUNG, ĐIỆN TÍCH, HIỆU ĐIỆN THẾ VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA TỤ DIỆN Phương pháp: sử dụng các công thức sau Q U - Công thức định nghĩa : C(F) = - Điện dung của tụ điện phẳng : C = => Q = CU εS 4 kπd GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 12 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 2 W - Công thức: 2 Q.U C.U Q   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 Ghép song song Điện tích Q = Q1= Q2=…= Qn Q = Q1 + Q2+….+Qn Hiệu điện thế U = U1 + U2 +…+ Un U = U1 = U2 =…= Un Điện dung 1 1 1 1 = + +.. .+ Cb C1 C2 Cn Cb = C1 + C2 + …+ Cn Các trường hợp đặc biệt: a. Ghép nối tiếp: Cb < C i C U + Nếu C1 = C2= …= Cn = C=> Cb = n ; U1 = U2 = .. = Un = n => U = nUi + C1ntC2 => Cb = C 1 C2 C 1 +C 2 C1 C 2 C3 + C1ntC2ntC3 => Cb = C 1 C 2 +C 2 C 3 + C1 C 3 b. Ghép song song: Cb > Ci. + Nếu C1 = C2= …= Cn = C=> Cb = nC ; Q1 = Q2 = ….= Qn => Qb = nQi. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 13 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI CHƯƠNG 2: 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: Δq a. Định nghĩa: I = Δt , cường độ dòng điện I có đơn vị là ampère (A) Trong đó : q là điện lượng, t là thời gian. + nếu Δ t là hữu hạn, thì I là cường độ dòng điện trung bình; + nếu Δ t là vô cùng bé, thì i là cường độ dòng điện tức thời. c. Dòng điện không đổi: cuûa doøng ñieän khoâng ñoåi {chieàu cöôøng ñoä doøng ñieän khoâng ñoåi q => I = t , n Chú ý : số electron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn : I .t . e 2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở U a. Định luật Ôm : I = R b. Điện trở của vật dẫn: R = ρ ℓ 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. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 14 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG c.Ghép điện trở Đại lượng Đoạn mạch nối tiếp Đoạn mạch song song Hiệu điện thế U = U1 + U2 + …+ Un U = U1 = U2 = ….= Un Cường độ dòng điện I = I1 = I2= …= In I = I1 + I2 +….+ In Điện trở tương đương Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn` 1 1 1 1 = + + .. ..+ R tñ R1 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. + 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: A E= 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 Δq q - Cường độ dòng điện: I = Δt hay I = t n - Số elcetron : 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. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 15 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = n.Ri 1 1 1 1 = + + .. ..+ R tñ R1 R 2 Rn . Nếu các điện trở mắc song song:  RI Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = 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 1. Định luật Ôm đối với toàn mạch a. Toàn mạch: là mạch điện kín có sơ đồ như sau: trong đó: nguồn có E và điện trở trong r, RN là điện I b. Định luật Ôm đối với toàn mạch I + E,r RN trở tương đương của mạch ngoài. E, r E RN  r - Độ giảm thế trên đoạn mạch: UN = I.RN = E - I.r - Suất điện động của nguồn: E = I.(RN + r). IEp,rp R 2. Trường hợp có máy thu điện (ăcquy nạp điện) I E -Ep R  r  rp Chú ý: + Nguồn điện nếu dòng điện đi ra từ cực dương. + Máy thu điện nếu dòng điện đi vào cực dương. 3. Định luật Ôm tổng quát đối với mạch kín I E - E R r r p p B. DẠNG BÀI TẬP Bài toán: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG MẠCH ĐIỆN KÍN. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 16 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Phương pháp: - Dựa vào chiều dòng điện đề cho (hay chọn) để phân biệt nguồn điện và máy thu điện. - Tính điện trở tương đương của mạch ngoài bằng các phương pháp đã biết. I - Áp dụng định luật Ôm của mạch kín: E -Ep R  r  rp Chú ý: + Nếu tìm được I > 0 thì đó là chiều thực của dòng điện trong mạch. + Nếu I < 0 chì chiều dòng điện trong mạch là chiều ngược lại. + Nếu mạch có tụ điện thì không có dòng điện chạy qua tụ điện. CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT A E,r R Ep,r R B 1. Định luật Ohm chứa nguồn UAB = -E + I. (R +r) . Đối với nguồn điện, dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dương. 2. Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện A B UAB = E + I. (R +r) . Đối với máy thu, dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm. 3. Công thức định luật Ôm tổng quát cho đoạn mạch chứa nguồn và mày thu. E  UAB =   I.(RAB+r). Trong đó: + Lấy (+ I) khi dòng điện đi từ A đến B. + Lấy (- I) khi dòng điện đi từ B đến A. + Lấy (+  E ) khi A nối với cực dương. + Lấy (-  E ) khi A nối với cực âm. E1,r1 E2,r2 E3,r3 En,rn Eb,rb 4. Ghép nguồn điện thành bộ a. Mắc nối tiếp: - Suất điện động bộ nguồn: Eb = E1 + E2 + E3 +…. + En GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 17 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG - Điện trở trong bộ nguồn: rb = r1 + r2 + r3 +…. + rn chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau. E1,r1 rb = n.r E2,r2 Eb = nE E1,r1 E2,r2 b. Mắc xung đối: Eb =|E 1−E 2| r b =r 1 +r 2 E,r E,r E,r - Nếu E1 > E2 thì E1 là nguồn phát và ngược lại. c. Mắc song song ( các nguồn giống nhau). - Suất điện động bộ nguồn: Eb = E. n r - Điện trở trong bộ nguồn: rb = n . d. Mắc hỗn hợp đối xứng (các nguồn giống nhau). Gọi: m là số nguồn trong một dãy. n là số dãy. E,r E,r m.r - Điện trở trong bộ nguồn : rb = n . E,r E,r * Tổng số nguồn trong bộ nguồn: E,r E,r - Suất điện động bộ nguồn : Eb =m.E. N = n.m. n m * Cường độ dòng điện trong mạch sẽ là: NE I = m.r  nR B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP 1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH - Xác định chiều dòng điện trong đoạn mạch (hay chọn chiều ). - Xác định điện trở tương đương của đoạn mạch RAB. - Vận dụng định luật Ôm tổng quát đối với đoạn mạch: GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 18 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG E  UAB =   I.(RAB+r). Trong đó: + Lấy (+ I) khi dòng điện đi từ A đến B. + Lấy (- I) khi dòng điện đi từ B đến A. + Lấy (+  E ) khi A nối với cực dương. + Lấy (-  E ) khi A nối với cực âm. - Tìm các đại lượng theo yêu cuu bài toán. 2. 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 Eb, rb theo các phương pháp đã biết. - Xác định mạch ngoài gồm các điện trở được mắc nối tiếp hay song song để tìm Rtđ 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 cuu 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 đuu đoạn mạch I (A) cường độ dòng điện qua mạch t (s) thời gian dòng điện chạy qua mạch Chú ý: 1 KWh = 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. A P = t = U.I (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 GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 19 / 43 VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 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. A Png = t = E.I 3. Công và công suất của các dụng cụ chỉ tỏa nhiệt U2 .t A = U.I.t = RI2.t = R a. Công: U2 b. Công suất : P = U.I = R.I2 = R . 4. Hiệu suất nguồn điện Acoùích H= U R  N N A E RN  r B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1 : XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ ĐỂ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ MẠCH NGOÀI ĐẠT GIÁ TRỊ LỚN NHẤT. 2  E  E2     RN  r    RN  r  RN  - Công suất mạch ngoài : P = RN.I2 = RN.     2  r   RN    RN  Để P = PMax thì  nhỏ nhất.    RN  r   RN   2.r Theo BĐT Cô-si thì :  RN  Dấu “=” xảy ra khi Khi đó: P = PMax r RN  RN r E2 = 4.r Dạng 2: BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ BÓNG ĐÈN. GV: TRẦN THỊ THU NGUYỆT Trang 20 / 43