Đề cương ôn tập học kì II Vật lý 11

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG Bài 19. TỪ TRƯỜNG Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Nam châm + Loại vật liệu có thể hút được sắt vụn gọi là nam châm. + Mỗi nam châm có hai cực: bắc và nam. + Các cực cùng tên của nam châm đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau. Lực tương tác giữa các nam châm gọi là lực từ và các nam châm có từ tính. II. Từ tính của dây dẫn có dòng điện Giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện có sự tương tác từ. Dòng điện và nam châm có từ tính. III. Từ trường 1. Định nghĩa Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó. 2. Hướng của từ trường Từ trường định hướng cho cho các nam châm nhỏ. Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. IV. Đường sức từ 1. Định nghĩa Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. Qui ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó. 2. Các ví dụ về đường sức từ + Dòng điện thẳng rất dài - Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện. - Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ. + Dòng điện tròn - Qui ước: Mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại. - Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy. 3. Các tính chất của đường sức từ + Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức. + Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. + Chiều của đường sức từ tuân theo những qui tắc xác định. + Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa ở chổ có từ trường yếu. V. Từ trường Trái Đất Trái Đất có từ trường. Từ trường Trái Đất đã định hướng cho các kim nam châm của la bàn. Bài 20. LỰC TỪ. CẢM ỨNG TỪ Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Lực từ 1. Từ trường đều Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. 2. Lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều có phương vuông góc với các đường sức từ và vuông góc với đoạn dây dẫn, có độ lớn phụ thuộc vào từ trường và cường độ dòng điện chay qua dây dẫn. II. Cảm ứng từ 1. Cảm ứng từ Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó. B = 2. Đơn vị cảm ứng từ Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). 1T = 3. Véc tơ cảm ứng từ Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm: + Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. + Có độ lớn là: B = 4. Biểu thức tổng quát của lực từ Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là : + Có điểm đặt tại trung điểm của l; + Có phương vuông góc với và ; + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái; + Có độ lớn F = IlBsina Bài 21. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài + Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dây dẫn. + Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải. + Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r: B = 2.10-7. II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn + Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu còn các đường khác là những đường cong có chiều di vào mặt Nam và đi ra mặt Bác của dòng điện tròn đó. + Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây: B = 2p.10-7 III. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ + Trong ống dây các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau. + Cảm ứng từ trong lòng ống dây: B = 4p.10-7mI = 4p.10-7nmI IV. Từ trường của nhiều dòng điện Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy Bài 22 LỰC LO-REN-XƠ Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Lực Lo-ren-xơ 1. Định nghĩa lực Lo-ren-xơ Mọi hạt mang điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ. 2. Xác định lực Lo-ren-xơ Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc : + Có phương vuông góc với và ; + Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của khi q0 > 0 và ngược chiều khi q0 < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra; + Có độ lớn: f = |q0|vBsin II. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều 1. Chú ý quan trọng Khi hạt điện tích q0 khối lượng m bay vào trong từ trường với vận tốc mà chỉ chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ thì luôn luôn vuông góc với nên không sinh công, động năng của hạt được bảo toàn nghĩa là độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều. 2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường. Trong mặt phẳng đó lực Lo-ren-xơ luôn vuông góc với vận tốc , nghĩa là đóng vai trò lực hướng tâm: f = = |q0|vB Kết luận: Quỹ đạo của một hát điện tích trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kín R = CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 23 TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... I. Từ thông 1. Định nghĩa Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều: F = BScosa Với a là góc giữa pháp tuyến và . 2. Đơn vị từ thông Trong hệ SI đơn vị từ thông là vêbe (Wb). 1Wb = 1T.1m2. II. Hiện tượng cảm ứng điện từ 1. Thí nghiệm a) Thí nghiệm 1 Cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện. b) Thí nghiệm 2 Cho nam châm dịch chuyển ra xa mạch kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện ngược chiều với thí nghiệm 1. c) Thí nghiệm 3 Giữ cho nam châm đứng yên và dịch chuyển mạch kín (C) ta cũng thu được kết quả tương tự. d) Thí nghiệm 4 Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện. Khi thay đổi cường độ dòng điện trong nam châm điện thì trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện. 2. Kết luận a) Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đạc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc a thay đổi thì từ thông F biến thiên. b) Kết quả của thí nghiệm chứng tỏ rằng: + Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. + Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. III. Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín. Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên. IV. Dòng điện Fu-cô 1. Thí nghiệm 1 Một bánh xe kim loại có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay bình thường. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại. 2. Thí nghiệm 2 Một khối kim loại hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây một đầu cố dịnh; trước khi đưa khối vào trong nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng. Nếu chưa có dòng điện vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó. Nếu có dòng điện đi vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại. 3. Giải thích Ở các thí nghiệm trên, khi bánh xe và khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng cuất hiện dòng điện cảm ứng – những dòng điện Fu-cô. Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dơi, vì vậy khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúng, những lực ấy gọi là lực hãm điện từ. 4. Tính chất và công dụng của dòng Fu-cô + Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ôtô hạng nặng. + Dòng điện Fu-cô gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Len-xơ trong khối kim loại đặt trong từ trường biến thiên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại. + Trong nhiều trường hợp dòng điện Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại. + Dòng Fu-cô cũng được ứng dụng trong một số lò tôi kim loại. Bài 24. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín 1. Định nghĩa Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. 2. Định luật Fa-ra-đây Suất điện động cảm ứng: eC = - Nếu chỉ xét về độ lớn của eC thì: |eC| = || Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ Sự xuất hiện dấu (-) trong biểu thức của eC là phù hợp với định luật Len-xơ. Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín. Nếu F tăng thì eC < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược chiều với chiều của mạch. Nếu F giảm thì eC > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) cùng chiều với chiều của mạch. III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng. Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng. Bài 25. TỰ CẢM Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Từ thông riêng qua một mạch kín Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua: F = Li Độ tự cảm của một ống dây: L = 4p.10-7.m..S Đơn vị của độ tự cảm là henri (H) 1H = II. Hiện tượng tự cảm 1. Định nghĩa Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm a) Ví dụ 1 Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ. Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ. b) Ví dụ 2 Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt. Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đén sáng bừng lên trước khi tắt. III. Suất điện động tự cảm 1. Suất điện động tự cảm Suất điện động cảm ứng trong mạch xuát hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm. Biểu thức suất điện động tự cảm: etc = - L Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm W = Li2. IV. Ứng dụng Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp. PHẦN II. QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Sự khúc xạ ánh sáng 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng + Tia khúc xạ nằm trong mặt phẵng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. + Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi: = hằng số II. Chiết suất của môi trường 1. Chiết suất tỉ đối Tỉ số không đổi trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới): = n21 + Nếu n21 > 1 thì r < I : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. + Nếu n21 I : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1. 2. Chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21 = . Liên hệ giữa chiết suất và vận tốc truyền của ánh sáng trong các môi trường: = ; n = . Công thức của định luật khúc xạ có thể viết dưới dạng đối xứng: n1sini = n2sinr. III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng Anh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = Bài 27. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Ghi chú Nội dung bài học .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn 1. Thí nghiệm Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ i nhỏ r > i Rất sáng Rất mờ i = igh r » 900 Rất mờ Rất sáng i > igh Không còn Rất sáng 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần + Vì n1 > n2 => r > i. + Khi i tăng thì r cũng tăng (r > i). Khi r đạt giá trị cực đại 900 thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. + Ta có: sinigh = . + Với i > igh thì không tìm thấy r, nghĩa là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần. II. Hiện tượng phản xạ toàn phần 1. Định nghĩa Phản xạ toàn phần là hiện