Chuẩn kiến thức vật lý 11

ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 1. Sự nhiễm điện của các vật - Một vật có thể bị nhiễm điện do : cọ xát lên vật khác, tiếp xúc với một vật nhiễm điện khác, đưa lại gần một vật nhiễm điện khác. - Có thể dựa vào hiện tượng hút các vật nhẹ để kiểm tra xem vật có bị nhiễm điện hay không. 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. Tương tác điện - Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau. - Các điện tích khác dấu thì hút nhau. 1. Định luật Cu-lông Lực hút hay đẩy giữa hai điện 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. F = k ; k = 9.109 Nm2/C2. Đơn vị điện tích là culông (C). 2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi + Điện môi là môi trường cách điện. + Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi e lần so với khi đặt nó trong chân không. e gọi là hằng số điện môi của môi trường (e ³ 1). + Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi : F = k. + Hằng số điện môi đặc cho tính chất cách điện của chất cách điện. THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố a) Cấu tạo nguyên tử Gồm: hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh. + Hạt nhân gồm hạt nơtron không mang điện và hạt prôtôn mang điện dương. + Electron có điện tích là -1,6.10-19C và khối lượng là 9,1.10-31kg. Prôtôn có điện tích là +1,6.10-19C và khối lượng là 1,67.10-27kg. Khối lượng của nơtron xấp xĩ bằng khối lượng của prôtôn. + Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên bình thường thì nguyên tử trung hoà về điện. b) Điện tích nguyên tố Điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là điện tích nguyên tố. 2. Thuyết electron +Nguyên tử bị mất một số electron thì trở thành một ion dương. Nếu nguyên tử nhận thêm một số electron thì nó là ion âm. + Khối lượng electron rất nhỏ nên chúng có độ linh động rất cao. Do đó electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật bị nhiễm điện. + Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron; Vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron. 1. 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. Sự phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện chỉ là tương đối. 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc Nếu cho một vật tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó. 3. Sự nhiễm diện do hưởng ứng Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trung hoà về điện thì đầu M nhiễm điện âm còn đầu N nhiễm điện dương. Định luật bảo toàn điện tích - Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi. ĐIỆN TRƯỜNG - CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 1. Môi trường truyền tương tác điện Môi trường tuyền tương tác giữa các điện tích gọi là điện trường. 2. Điện trường 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. 1. Khái niệm cường dộ điện trường Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại điểm đó. 2. Định nghĩa Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực 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. = Đơn vị cường độ điện trường là N/C hoặc người ta thường dùng là V/m. 3. Véc tơ cường độ điện trường Véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm có : - Điểm đặt tại điểm ta xét. - Phương trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét. - Chiều hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm. - Độ lớn : E = k 4. Nguyên lí chồng chất điện trường a. Nguyên lí: SGK b. Biểu thức: - Các trường hợp đặc biệt. * * * * hợp với một góc 1. Hình ảnh các đường sức điện - Các hạt nhỏ cách điện đặt trong điện trường sẽ bị nhiễm điện và nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. 2. Định nghĩa - Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véctơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó. 3. Hình dạng đường sức của một dố điện trường Xem các hình vẽ sgk. 4. Các đặc điểm của đường sức điện + 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 véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. + Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín. + Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đường sức điện tại điểm mà ta xét tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. 4. Điện trường đều - Điện trường đều là điện trường mà véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương chiều và độ lớn. - Đường sức điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN I. Công của lực điện 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều - Biểu thức: - Độ lớn: F=q.E - Phương, chiều của véc tơ . - Nhận xét: Lực là lực không đổi. 2. Công của lực điện trong điện trường đều AMN = qEd - Với d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện. Chiều đường sức điện là chiều dương. - Các trường hợp đặc biệt: + Nếu thì cos> 0, d >0 => A > 0 + Nếu thì cos A < 0 - Tổng quát: Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là AMN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi. 3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì - Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. - Lực tĩnh điện là lực thế, trường tĩnh điện là trường thế. II. Thế năng của một điện tích trong điện trường 1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường - Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó. 2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q - Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường : WM = AM¥ = qVM - Thế năng này tỉ lệ thuận với q. 3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường AMN = WM - WN - 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. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ I. Điện thế 1. Khái niệm điện thế - Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích. 2. Định nghĩa - 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 = - Đơn vị điện thế là vôn (V). 3. Đặc điểm của điện thế - Điện thế là đại lượng đại số. Thường chọn điện thế ở mặt đất hoặc một điểm ở vô cực làm mốc (bằng 0). - Với q > 0, nếu thì VM > 0; nếu thì VM < 0. II. Hiệu điện thế 1. Định nghĩa - 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 = - Đơn vị hiệu điện thế là V (Vôn). 2. Đo hiệu điện thế Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế. 3. Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường - Hiệu điện thế: - Cường độ điện trường: TỤ ĐIỆN 1. Tuï ñieän laø gì ? Tuï ñieän laø moät heä hai vaät daãn ñaët gaàn nhau vaø ngaên caùch nhau baèng moät lôùp caùch ñieän. Moãi vaät daãn ñoù goïi laø moät baûn cuûa tuï ñieän. Tuï ñieän duøng ñeå chöùa ñieän tích. Tuï ñieän phaüng goàm hai baûn kim loaïi phaüng ñaët song song vôùi nhau vaø ngaên caùch nhau baèng moät lôùp ñieän moâi. Kí hieäu tuï ñieän 2. Caùch tích ñieän cho tuï ñieän Noái hai baûn cuûa tuï ñieän vôùi hai cöïc cuûa nguoàn ñieän. Ñoä lôùn ñieän tích treân moãi baûn cuûa tuï ñieän khi ñaõ tích ñieän goïi laø ñieän tích cuûa tuï ñieän. II. Ñieän dung cuûa tuï ñieän 1. Ñònh nghóa Ñieän dung cuûa tuï ñieän laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho khaû naêng tích ñieän cuûa tuï ñieän ôû moät hieäu ñieän theá nhaát ñònh. Noù ñöôïc xaùc ñònh baèng thöông soá cuûa ñieän tích cuûa tuï ñieän vaø hieäu ñieän theá giöõa hai baûn cuûa noù. C = Ñôn vò ñieän dung laø fara (F). Ñieän dung cuûa tuï ñieän phaüng : C = 2. Caùc loaïi tuï ñieän Thöôøng laáy teân cuûa lôùp ñieän moâi ñeå ñaët teân cho tuï ñieän: tuï khoâng khí, tuï giaáy, tuï mi ca, tuï söù, tuï goám, … Treân voû tuï thöôøng ghi caëp soá lieäu laø ñieän dung vaø hieäu ñieän theá giôùi haïn cuûa tuï ñieän. Ngöôøi ta coøn cheá taïo tuï ñieän coù ñieän dung thay ñoåi ñöôïc goïi laø tuï xoay. 3. Naêng löôïng cuûa ñieän tröôøng trong tuï ñieän Naêng löôïng ñieän tröôøng cuûa tuï ñieän ñaõ ñöôïc tích ñieän W = QU = = CU2 DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN I. Doøng ñieän + Doøng ñieän laø doøng chuyeån ñoäng coù höôùng cuûa caùc ñieän tích. + Doøng ñieän trong kim loaïi laø doøng chuyeån ñoäng coù höôùng cuûa caùc electron töï do. + Qui öôùc chieàu doøng ñieän laø chieàu chuyeån ñoäng cuûa caùc dieän tích döông (ngöôïc vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa caùc ñieän tích aâm). + Caùc taùc duïng cuûa doøng ñieän : Taùc duïng töø, taùc duïng nhieät, taùc duïng hoaùc hoïc, taùc duïng cô hoïc, sinh lí, … + Cöôøng ñoä doøng ñieän cho bieát möùc ñoä maïnh yeáu cuûa doøng ñieän. Ño cöôøng ñoä doøng ñieän baèng ampe keá. Ñôn vò cöôøng ñoä doøng ñieän laø ampe (A). 1. Cöôøng ñoä doøng ñieän Cöôøng ñoä doøng ñieän laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho taùc duïng maïnh, yeáu cuûa doøng ñieän. Noù ñöôïc xaùc ñònh baèng thöông soá cuûa ñieän löôïng Dq dòch chuyeån qua tieát dieän thaúng cuûa vaät daãn trong khoaûng thôøi gian Dt vaø khoaûng thôøi gian ñoù. I = 2. Doøng ñieän khoâng ñoåi Doøng ñieän khoâng ñoåi laø doøng ñieän coù chieàu vaø cöôøng ñoä khoâng ñoåi theo thôøi gian. Cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa doøng ñieän khoâng ñoåi: I = . 3. Ñôn vò cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän vaø cuûa ñieän löôïng Ñôn vò cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän trong heä SI laø ampe (A). 1A = Ñôn vò cuûa ñieän löôïng laø culoâng (C). 1C = 1A.1s 1. Ñieàu kieän ñeå coù doøng ñieän Ñieàu kieän ñeå coù doøng ñieän laø phaûi coù moät hieäu ñieän theá ñaët vaøo hai ñaàu vaät daãn ñieän. 2. Nguoàn ñieän + Nguoàn ñieän duy trì hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa noù. + Löïc laï beân trong nguoàn ñieän: Laø nhöõng löïc maø baûn chaát khoâng phaûi laø löïc ñieän. Taùc duïng cuûa löïc laï laø taùch vaø chuyeån electron hoaëc ion döông ra khoûi moãi cöïc, taïo thaønh cöïc aâm (thöøa nhieàu electron) vaø cöïc döông (thieáu hoaëc thöøa ít electron) do ñoù duy trì ñöôïc hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa noù. 1. Coâng cuûa nguoàn ñieän Coâng cuûa caùc löïc laï thöïc hieän laøm dòch chuyeån caùc ñieän tích qua nguoàn ñöôïc goïi laø coâng cuûa nguoàn ñieän. 2. Suaát ñieän ñoäng cuûa nguoàn ñieän a) Ñònh nghóa Suaát ñieän ñoäng ξ cuûa nguoàn ñieän laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho khaû naêng thöïc hieän coâng cuûa nguoàn ñieän vaø ñöôïc ño baèng thöông soá giöõa coâng A cuûa löïc laï thöïc hieän khi dòch chuyeån moät ñieän tích döông q ngöôïc chieàu ñieän tröôøng vaø ñoä lôùn cuûa ñieän tích ñoù. b) Coâng thöùc c) Ñôn vò Ñôn vò cuûa suaát ñieän ñoäng trong heä SI laø voân (V). Soá voân ghi treân moãi nguoàn ñieän cho bieát trò soá cuûa suaát ñieän ñoäng cuûa nguoàn ñieän ñoù. Suaát ñieän ñoäng cuûa nguoàn ñieän coù giaù trò baèng hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa noù khi maïch ngoaøi hôû. Moãi nguoàn ñieän coù moät ñieän trôû goïi laø ñieän trôû trong cuûa nguoàn ñieän. 1. Pin ñieän hoaù Caáu taïo chung cuûa caùc pin ñieän hoaù laø goàm hai cöïc coù baûn chaát khaùc nhau ñöôïc ngaâm vaøo trong chaát ñieän phaân. a) Pin Voân-ta Pin Voân-ta laø nguoàn ñieän hoaù hoïc goàm moät cöïc baèng keûm (Zn) vaø moät cöïc baèng ñoàng (Cu) ñöôïc ngaâm trong dung dòch axit sunfuric (H2SO4) loaõng. Do taùc duïng hoaù hoïc thanh keõm thöøa electron neân tích ñieän aâm coøn thanh ñoàng thieáu electron neân tích ñieän döông. Suaát ñieän ñoäng khoaûng 1,1V. b) Pin Lôclaêngseâ + Cöïc döông : Laø moät thanh than bao boïc xung quanh baèng moät hoãn hôïp mangan ñioâxit MnO2 vaø graphit. + Cöïc aâm : Baèng keõm. + Dung dòch ñieän phaân : NH4Cl. + Suaát ñieän ñoäng : Khoaûng 1,5V. + Pin Lôclaêngseâ khoâ : Dung dòch NH4Cl ñöôïc troän trong moät thöù hoà ñaëc roài ñoùng trong moät voû pin baèng keõm, voû pin naøy laø cöïc aâm. 2. Acquy a) Acquy chì Baûn cöïc döông baèng chì ñioâxit (PbO2) cöïc aâm baèng chì (Pb). Chaát ñieän phaân laø dnng dòch axit sunfuric (H2SO4) loaõng. Suaát ñieän ñoäng khoaûng 2V. Acquy laø nguoàn ñieän coù theå naïp laïi ñeå söû duïng nhieàu laàn döïa treân phaûn öùng hoaù hoïc thuaän nghòch: noù tích tröû naêng löôïng döôùi daïng hoaù naêng khi naïp vaø giaûi phoùng naêng löôïng aáy döôùi daïng ñieän naêng khi phaùt ñieän. Khi suaát ñieän ñoäng cuûa acquy giaûm xuoáng tôùi 1,85V thì phaûi naïp ñieän laïi. b) Acquy kieàm Acquy cañimi-keàn, cöïc döông ñöôïc laøm baèng Ni(OH)2, coøn cöïc aâm laøm baèng Cd(OH)2 ; caùc cöïc ñoù döôïc nhuùng trong dung dòch kieàm KOH hoaëc NaOH. Suaát ñieän ñoäng khoaûng 1,25V. Acquy kieàm coù hieäu suaát nhoû hôn acquy axit nhöng laïi raát tieän lôïi vì nheï hôn vaø beàn hôn. ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN 1. Ñieän naêng tieâu thuï cuûa ñoaïn maïch A = Uq = UIt Ñieän naêng tieâu thuï cuûa moät ñoaïn maïch baèng tích cuûa hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu ñoaïn maïch vôùi cöôøng ñoä doøng ñieän vaø thôøi gian doøng ñieän chaïy qua ñoaïn maïch ñoù. 2. Coâng suaát ñieän Coâng suaát ñieän cuûa moät ñoaïn maïch baèng tích cuûa hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu ñoaïn maïch vaø cöôøng ñoä doøng ñieän chaïy qua ñoaïn maïch ñoù. P = = UI 1. Ñònh luaät Jun – Len-xô Nhieät löôïng toaû ra ôû moät vaät daãn tæ leä thuaän vôùi ñieän trôû cuûa vaät ñaõn, vôùi bình phöông cöôøng ñoä doøng ñieän vaø vôùi thôøi gian doøng ñieän chaïy qua vaät daãn ñoù Q = RI2t 2. Coâng suaát toaû nhieät cuûa vaät daãn khi coù doøng ñieän chaïy qua Coâng suaát toaû nhieät ôû vaät daãn khi coù doøng ñieän chaïy qua ñöôïc xaùc ñònh baèng nhieät löôïng toaû ra ôû vaät daãn ñoù trong moät ñôn vò thôøi gian. P = = UI2 1. Coâng cuûa nguoàn ñieän Coâng cuûa nguoàn ñieän baèng ñieän naêng tieâu thuï trong toaøn maïch. Ang = qE = E Tt 2. Coâng suaát cuûa nguoàn ñieän Coâng suaát cuûa nguoàn ñieän baèng coâng suaát tieâu thuï ñieän naêng cuûa toaøn maïch. P ng = = E T ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH. 1, Ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch Suaát ñieän ñoäng coù giaù trò baèng toång caùc ñoä giaûm ñieän theá ôû maïch ngoaøi vaø maïch trong. Töø heä thöùc (9.3) suy ra : UN = IRN = E – It (9.4) vaø I = (9.5) Cöôøng ñoä doøng ñieän chaïy trong maïch ñieän kín tæ leä thuaän vôùi suaát ñieän ñoäng cuûa nguoàn ñieän vaø tæ leä nghòch vôùi ñieän trôû toaøn phaàn cuûa maïch ñoù. 1. Hieän töôïng ñoaûn maïch Cöôøng ñoä doøng ñieän trong maïch kín ñaït giaù trò lôùn nhaát khi RN = 0. Khi ñoù ta noùi raèng nguoàn ñieän bò ñoaûn maïch vaø I = (9.6) 2. Ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch vaø ñònh luaät baûo toaøn vaø chuyeån hoaù naêng löôïng Coâng cuûa nguoàn ñieän saûn ra trong thôøi gian t : A = E It (9.7) Nhieät löôïng toaû ra treân toaøn maïch : Q = (RN + r)I2t (9.8) Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng thì A = Q, do ñoù töø (9.7) vaø (9.8) ta suy ra I = Nhö vaäy ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch hoaøn toaøn phuø hôïp vôùi ñònh luaät baûo toaøn vaø chuyeån hoaù naêng löôïng. 3. Hieäu suaát nguoàn ñieän H = I. Ñoaïn maïch coù chöùa nguoàn ñieän Ñoaïn maïch coù chöùa nguoàn ñieän, doøng ñieän coù chieàu ñi tôùi cöïc aâm vaø ñi ra töø cöïc döông. UAB = E – I(r + R) 1. Boä nguoàn gheùp noái tieáp Eb = E1 + E2 + … + En Rb = r1 + r2 + … + rn Tröôøng hôïp rieâng, neáu coù n nguoàn coù suaát ñieän ñoäng e vaø ñieän trôû trong r gheùp noái tieáp thì : Eb = ne ; rb = nr 2. Boä nguoàn song song Neáu coù m nguoàn gioáng nhau moãi caùi coù suaát ñieän ñoäng e vaø ñieän trôû trong r gheùp song song thì : Eb = e ; rb = 3. Boä nguoàn hoãn hôïp ñoái xöùng Neáu coù m daõy, moãi daõy coù n nguoàn moãi nguoàn coù suaát ñieän ñoäng e, ñieän trôû trong r gheùp noái tieáp thì : Eb = ne ; rb = DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi Doøng ñieän trong kim loaïi laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc electron töï do döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng . II. Söï phuï thuoäc cuûa ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi theo nhieät ñoä Ñieän trôû suaát r cuûa kim loaïi taêng theo nhieät ñoä gaàn ñuùng theo haøm baäc nhaát : r = r0(1 + a(t - t0)) Heä soá nhieät ñieän trôû khoâng nhöõng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, maø vaøo caû ñoä saïch vaø cheá ñoä gia coâng cuûa vaät lieäu ñoù. III. Ñieän trôû cuûa kim loaïi ôû nhieät ñoä thaáp vaø hieän töôïng sieâu daãn Khi nhieät ñoä giaûm, ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi giaûm lieân tuïc. Ñeán gaàn 00K, ñieän trôû cuûa kim loaïi saïch ñeàu raát beù. Moät soá kim loaïi vaø hôïp kim, khi nhieät ñoä thaáp hôn moät nhieät ñoä tôùi haïn Tc thì ñieän trôû suaát ñoät ngoät giaûm xuoáng baèng 0. Ta noùi raèng caùc vaät lieäu aáy ñaõ chuyeån sang traïng thaùi sieâu daãn. Caùc cuoän daây sieâu daãn ñöôïc duøng ñeå taïo ra caùc töø tröôøng raát maïnh. IV. Hieän töôïng nhieät ñieän Neáu laáy hai daây kim loaïi khaùc nhau vaø haøn hai ñaàu vôùi nhau, moät moái haøn giöõ ôû nhieät ñoä cao, moät moái haøn giöõ ôû nhieät ñoä thaáp, thì hieäu ñieän theá giöõa ñaàu noùng vaø ñaàu laïnh cuûa töøng daây khoâng gioáng nhau, trong maïch coù moät suaát ñieän ñoäng E. E goïi laø suaát ñieän ñoäng nhieät ñieän, vaø boä hai daây daãn haøn hai ñaàu vaøo nhau goïi laø caëp nhieät ñieän. Suaát ñieän ñoäng nhieät ñieän : E = aT(T1 – T2) Caëp nhieät ñieän ñöôïc duøng phoå bieán ñeå ño nhieät ñoä. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN II. Baûn chaát doøng ñieän trong chaát ñieän phaân Doøng ñieän trong chaát ñieän phaân laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc ion trong ñieän tröôøng. Chaát ñieän phaân khoâng daãn ñieän toát baèng kim loaïi. Doøng ñieän trong chaát ñieän phaân khoâng chæ taûi ñieän löôïng maø coøn taûi caû vaät chaát ñi theo. Tôùi ñieän cöïc chæ coù caùc electron coù theå ñi tieáp, coøn löôïng vaät chaát ñoïng laïi ôû ñieän cöïc, gaây ra hieän töôïng ñieän phaân. Caùc hieän töôïng dieãn ra ôû ñieän cöïc. Hieän töôïng döông cöïc tan Caùc ion chuyeån ñoäng veà caùc ñieän cöïc coù theå taùc duïng vôùi chaát laøm ñieän cöïc hoaëc vôùi dung moâi taïo neân caùc phaûn öùng hoaù hoïc goïi laø phaûn öùng phuï trong hieän töôïng ñieän phaân. Hieän töôïng döông cöïc tan xaûy ra khi caùc anion ñi tôùi anoât keùo caùc ion kim loaïi cuûa dieän cöïc vaøo trong dung dòch. Caùc ñònh luaät Fa-ra-ñaây * Ñònh luaät Fa-ra-ñaây thöù nhaát Khoái löôïng vaät chaát ñöôïc giaûi phoùng ôû ñieän cöïc cuûa bình ñieän phaân tæ leä thuaän vôùi ñieän löôïng chaïy qua bình ñoù. M = kq k goïi laø ñöông löôïng hoaù hoïc cuûa chaát ñöôïc giaûi phoùng ôû ñieän cöïc. * Ñònh luaät Fa-ra-ñaây thöù hai Ñöông löôïng ñieän hoaù k cuûa moät nguyeân toá tæ leä vôùi ñöông löôïng gam cuûa nguyeân toá ñoù. Heä soá tæ leä , trong ñoù F goïi laø soá Fa-ra-ñaây. k = Thöôøng laáy F = 96500 C/mol. * Keát hôïp hai ñònh luaät Fa-ra-ñaây, ta ñöôïc coâng thöùc Fa-ra-ñaây : m = It m laø chaát ñöôïc giaûi phoùng ôû ñieän cöïc, tính baèng gam. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ Baûn chaát doøng ñieän trong chaát khí Doøng ñieän trong chaát khí laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc ion döông theo chieàu ñieän tröôøng vaø caùc ion aâm ngöôïc chieàu ñieän tröôøng. . Quaù trình daãn ñieän khoâng töï löïc cuûa chaát khí Quaù trình daãn ñieän cuûa chaát khí nhôø coù taùc nhaân ion hoaù goïi laø quaù trình daãn ñieän khoâng töï löïc. Noù chæ toàn taïi khi ta taïo ra haït taûi ñieän trong khoái khí giöõa hai baûn cöïc vaø bieán maát khi ta ngöøng vieäc taïo ra haït taûi ñieän. Quaù trình daãn dieän khoâng töï löïc khoâng tuaân theo ñònh luaät OÂm. Hieän töôïng nhaân soá haït taûi ñieän trong chaát khí trong quaù trình daãn ñieän khoâng töï löïc Khi duøng nguoàn ñieän aùp lôùn ñeå taïo ra söï phoùng dieän trong chaát khí, ta thaáy coù hieän töôïng nhaân soá haït taûi ñieän. Hieän töôïng taêng maät ñoä haït taûi ñieän trong chaát khí do doøng ñieän chaïy qua gaây ra goïi laø hieän töôïng nhaân soá haït taûi ñieän. Quaù trình daãn ñieän töï löïc trong chaát khí vaø ñieàu kieän ñeå taïo ra quaù trình daãn ñieän töï löïc Quaù trình phoùng ñieän töï löïc trong chaát khí laø quaù trình phoùng ñieän vaãn tieáp tuïc giöõ ñöôïc khi khoâng coøn taùc nhaân ion hoaù taùc ñoäng töø beân ngoaøi. Coù boán caùch chính ñeå doøng ñieän coù theå taïo ra haït taûi ñieän môùi trong chaát khí: 1. Doøng ñieän qua chaát khí laøm nhieät ñoä khí taêng raát cao, khieán phaân töû khí bò ion hoaù. 2. Ñieän tröôøng trong chaát khí raát lôùn, khieán phaân töû khí bò ion hoaù ngay khi nhieät ñoä thaáp. 3. Catoât bò doøng ñieän nung noùng ñoû, laøm cho noù coù khaû naêng phaùt ra electron. Hieän töôïng naøy goïi laø hieän töôïng phaùt xaï nhieät electron. 4. Catoât khoâng noùng ñoû nhöng bò caùc ion döông coù naêng löôïng lôùn ñaäp vaøo laøm baät electron khoûi catoât trôû thaønh haït taûi ñieän. Tia löõa ñieän vaø ñieàu kieän taïo ra tia löõa ñieän Tia löõa ñieän laø quaù trình phoùng ñieän töï löïc trong chaát khí ñaët giöõa hai ñieän cöïc khi ñieän tröôøng ñuû maïnh ñeå bieán phaân töû khí trung hoaø thaønh ion döông vaø electron töï do. . Hoà quang ñieän vaø ñieàu kieän taïo ra hoà quang ñieän Hoà quang ñieän laø quaù trình phoùng ñieän töï löïc xaûy ra trong chaát khí ôû aùp suaát thöôøng hoaëc aùp suaát thaáp ñaët giöõa hai ñieän cöïc coù hieäu ñieän theá khoâng lôùn. Hoà quang ñieän coù theå keøn theo toaû nhieän vaø toaû saùng raát maïnh. 2. Ñieàu kieän taïo ra hoà quang ñieän Doøng ñieän qua chaát khí giöõ ñöôïc nhieät ñoä cao cuûa catoât ñeå catoât phaùt ñöôïc electron baèng hieän töôïng phaùt xaï nhieät electron. 3. ÖÙng duïng Hoà quang dieän coù nhieàu öùng duïng nhö haøn ñieän, laøm ñeøn chieáu saùng, ñun chaûy vaät lieäu, … DÒNG ĐIÊN TRONG CHÂN KHÔNG 1. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong chaân khoâng + Chaân khoâng laø moâi tröôøng ñaõ ñöôïc laáy ñi caùc phaân töû khí. Noù khoâng chöùa caùc haït taûi ñieän neân khoâng daãn ñieän. + Ñeå chaân khoâng daãn ñieän ta phaûi ñöa caùc electron vaøo trong ñoù. + Doøng ñieän trong chaân khoâng laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc electron ñöôïc ñöa vaøo trong khoaûng chaân khoâng ñoù. II. Tia catoât 1. Thí nghieäm + Khi aùp suaát trong oáng baèng aùp suaát khí quyeån ta khoâng thaáy quaù trình phoùng ñieän + Khi aùp suaát trong oáng ñaõ ñuû nhoû, trong oáng coù quaù trình phoùng ñieän töï löïc, trong oáng coù coät saùng anoât vaø khoaûng toái catoât. + Khi aùp suaát trong oáng haï xuoáng coøn khoaûng 10-3mmHg, khoaûng toái catoât chieám toaøn boä oáng. Quaù trình phoùng ñieän vaãn duy trì vaø ôû phía ñoái dieän vôùi catoât, thaønh oáng thuûy tinh phaùt aùnh saùng maøu vaøng luïc. Ta goïi tia phaùt ra töø catoât laøm huyønh quang thuûy tinh laø tia catoât. + Tieáp tuïc huùt khí ñeå ñaït chaân khoâng toát hôn nöõa thì quaù trình phoùng ñieän bieán maát. 2. Tính chaát cuûa tia catoât + Tia catoât phaùt ra töø catoât theo phöông vuoâng goùc vôùi beà maët catoât. Gaëp moät vaät caûn, noù bò chaën laïi laøm vaät ñoù tích ñieän aâm. + Tia catoât nmang naêng löôïng: noù coù theå laøm ñen phim aûnh, laøm huyønh quang moät soá tinh theå, laøm kim loaïi phaùt ra tia X, laøm noùng caùc vaät maø noù roïi vaøo vaø taùc duïng löïc leân caùc vaät ñoù + Tia catoât bò leäch trong ñieän töôøng vaø töø tröôøng. 3. Baûn chaát cuûa tia catoât Tia catoât