Đề cương ôn tập Môn vật lý khối 11

Đề cương ôn tập Môn vật lý khối 11 Chương I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG 1) Điện tích. Định luật bảo toàn điện tích. Lực tác dụng giữa các điện tích. Thuyết êlectron. 2) Điện trường. Cường độ điện trường. Đường sức điện. 3) Điện thế và hiệu điện thế. 4) Tụ điện. 5) Năng lượng của điện trường trong tụ điện. Nội dung cần nắm Lý thuyết - Nêu được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng). - Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích. - Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm. - Nêu được các nội dung chính của thuyết êlectron. - Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì. - Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường. - Nêu được trường tĩnh điện là trường thế. - Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường và nêu được đơn vị đo hiệu điện thế. - Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó. Nhận biết được đơn vị đo cường độ điện trường. - Nêu được nguyên tắc cấu tạo của tụ điện. Nhận dạng được các tụ điện thường dùng và nêu được ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện. - Phát biểu được định nghĩa điện dung của tụ điện và nhận biết được đơn vị đo điện dung. - Nêu được điện trường trong tụ điện và mọi điện trường đều mang năng lượng. Bài tập - Vận dụng được thuyết êlectron để giải thích các hiện tượng nhiễm điện. - Vận dụng được định luật Cu-lông và khái niệm điện trường để giải được các bài tập đối với hai điện tích điểm. - Giải được bài tập về chuyển động của một điện tích dọc theo đường sức của một điện trường đều. Ch­¬ng II. DßNG §IÖN KH¤NG §æI 1) Dòng điện không đổi. 2) Nguồn điện. Suất điện động của nguồn điện. Pin, acquy. 3) Công suất của nguồn điện. 4) Định luật Ôm đối với toàn mạch. 5) Ghép các nguồn điện thành bộ. Lý thuyết - Nêu được dòng điện không đổi là gì. - Nêu được suất điện động của nguồn điện là gì. - Nêu được cấu tạo chung của các nguồn điện hoá học (pin, acquy). - Viết được công thức tính công của nguồn điện : Ang = Eq = EIt - Viết được công thức tính công suất của nguồn điện : Png = EI - Phát biểu được định luật Ôm đối với toàn mạch. - Viết được công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc nối tiếp, mắc song song. Bài tập - Vận dụng được hệ thức hoặc U = E – Ir để giải các bài tập đối với toàn mạch, trong đó mạch ngoài gồm nhiều nhất là ba điện trở. - Vận dụng được công thức Ang = EIt và Png = EI. - Tính được hiệu suất của nguồn điện. - Nhận biết được, trên sơ đồ và trong thực tế, bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song. - Tính được suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song. Chương III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 1) Dòng điện trong kim loại. Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn. 2) Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây về điện phân. 3) Dòng điện trong chất khí. d) Dòng điện trong chân không. 4) Dòng điện trong chất bán dẫn. Lớp chuyển tiếp p - n. Lý thuyết - Nêu được điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ. - Nêu được hiện tượng nhiệt điện là gì. - Nêu được hiện tượng siêu dẫn là gì. - Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân. - Mô tả được hiện tượng dương cực tan. - Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về điện phân và viết được hệ thức của định luật này. - Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng điện phân. - Nêu được bản chất của dòng điện trong chất khí. - Nêu được điều kiện tạo ra tia lửa điện. - Nêu được điều kiện tạo ra hồ quang điện và ứng dụng của hồ quang điện. - Nêu được điều kiện để có dòng điện trong chân không và đặc điểm về chiều của dòng điện này. - Nêu được dòng điện trong chân không được ứng dụng trong các ống phóng điện tử. - Nêu được bản chất của dòng điện trong bán dẫn loại p và bán dẫn loại n. - Nêu được cấu tạo của lớp chuyển tiếp p – n và tính chất chỉnh lưu của nó. - Nêu được cấu tạo, công dụng của điôt bán dẫn và của tranzito. Bài tập - Vận dụng định luật Fa-ra-đây để giải được các bài tập đơn giản về hiện tượng điện phân. Hướng dẫn ôn tập học kỳ I I. ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 1. Nêu được các cách nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc và hưởng ứng). Có ba cách làm nhiễm điện cho vật : Nhiễm điện do cọ xát: Cọ xát hai vật, kết quả là hai vật bị nhiễm điện. Nhiễm điện do tiếp xúc: Cho một vật nhiễm điện tiếp xúc với vật dẫn khác không nhiễm điện, kết quả là vật dẫn bị nhiễm điện. Nhiễm điện do hưởng ứng : Đưa một vật nhiễm điện lại gần nhưng không chạm vào vật dẫn khác trung hoà về điện. Kết quả là hai đầu của vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu. Đầu của vật dẫn ở gần vật nhiễm điện mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện. 2. Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm.Vận dụng được định luật Cu-lông giải được các bài tập đối với hai điện tích điểm. Nội dung cần nắm: · Định luật Cu-lông : Lực hút hay lực 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 = trong đó, F là lực tác dụng đo bằng đơn vị niutơn (N), r là khoảng cách giữa hai điện tích, đo bằng mét (m), q1, q2 là các điện tích, đo bằng culông (C), k là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào hệ đơn vị đo. Trong hệ SI k = 9.109. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau. Khi hai điện tích được đặt trong điện môi đồng chất, chiếm đầy không gian, có hằng số điện môi e, thì : F = Hằng số điện môi của không khí gần bằng hằng số điện môi của chân không (e = 1). - Vận dụng · Biết cách tính độ lớn của lực theo công thức định luật Cu-lông. · Biết cách vẽ hình biểu diễn lực tác dụng lên các điện tích. II. THUYẾT ÊLECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1. Nêu được các nội dung chính của thuyết êlectron. Thuyết dựa trên sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết êlectron. · Thuyết êlectron gồm các nội dung chính sau đây : - Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. - Một nguyên tử ở trạng thái trung hòa có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm. - Một vật nhiễm điện âm khi số êlectron mà nó chứa lớn hơn số điện tích nguyên tố dương (prôtôn). Nếu số êlectron ít hơn số prôtôn thì vật nhiễm điện dương. 2. Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích. Định luật : Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi. 3. Vận dụng được thuyết êlectron để giải thích các hiện tượng nhiễm điện. - Giải thích các hiện tượng nhiễm điện : + Sự nhiễm điện do cọ xát: Khi hai vật cọ xát, êlectron dịch chuyển từ vật này sang vật khác, dẫn tới một vật thừa êlectron và nhiễm điện âm, còn một vật thiếu êlectron và nhiễm điện dương. +Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Khi vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện, thì êlectron có thể dịch chuyển từ vật này sang vật khác làm cho vật không mang điện khi trước cũng bị nhiễm điện theo. +Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Khi một vật bằng kim loại được đặt gần một vật đã nhiễm điện, các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút hoặc đẩy êlectron tự do trong vật bằng kim loại làm cho một đầu vật này thừa êlectron, một đầu thiếu êlectron. Do vậy, hai đầu của vật bị nhiễm điện trái dấu. III. ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 1 Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì. - Điện trường là một dạng vật chất bao quanh điện tích và tồn tại cùng với điện tích (trường hợp điện trường tĩnh, gắn với điện tích đứng yên). - Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên các điện tích đặt trong nó. 2. Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường. 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 một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. trong đó E là cường độ điện trường tại điểm ta xét. Cường độ điện trường là một đại lượng vectơ : . Vectơ có điểm đặt tại điểm đang xét, có phương chiều trùng với phương chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương đặt tại điểm đang xét và có độ dài (mô đun) biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó. Trong hệ SI, đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét (V/m). - Một số lưu ý : Một vật có kích thước nhỏ, mang một điện tích nhỏ, được dùng để phát hiện lực điện tác dụng lên nó gọi là điện tích thử. Thực nghiệm chứng tỏ rằng lần lượt đặt các điện tích thử q1, q2, ... khác nhau tại một điểm thì: Cường độ điện trường tại một điểm M cách điện tích điểm Q một khoảng r trong chân không được tính bằng công thức: Nguyên lí chồng chất điện trường: Khi một điện tích chịu tác dụng đồng thời của điện trường , thì nó chịu tác dụng của điện trường tổng hợp được xác định như sau : Chú ý : Người ta còn biểu diễn điện trường bằng những đường sức điện. Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó và có chiều thuận theo chiều của vectơ cường độ điện trường. Một điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều như nhau gọi là điện trường đều. Đường sức của nó là các đường thẳng song song cách đều. IV. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Nêu được trường tĩnh điện là trường thế. - Công của lực điện trường khi điện tích điểm q di chuyển trong điện trường đều E từ điểm M đến điểm N là AMN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi, với d là hình chiếu của quãng đường đi MN theo phương vectơ (phương đường sức). - Công của lực điện trường trong một trường tĩnh điện bất kì không phụ thuộc hình dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. Điện trường tĩnh là một trường thế. 2. Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường và nêu được đơn vị đo hiệu điện thế. · Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ điểm M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự dịch chuyển từ M đến N và độ lớn của q. · Trong hệ SI, đơn vị hiệu điện thế là vôn (V). Nếu UMN = 1V, q = 1C thì AMN = 1J. Vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường mà khi một điện tích dương 1C di chuyển từ điểm M đến điểm N thì lực điện sẽ thực hiện một công dương là 1J. 3. Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường đó. Nhận biết được đơn vị đo cường độ điện trường. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường đều E và hiệu điện thế U giữa hai điểm M và N cách nhau một khoảng d dọc theo đường sức điện của điện trường được xác định bởi công thức: · Trong hệ SI, hiệu điện thế U tính bằng vôn (V), d tính bằng mét (m) nên cường độ điện trường có đơn vị là vôn trên mét (V/m). 4. Giải được bài tập về chuyển động của một điện tích dọc theo đường sức của một điện trường đều. · Biết cách xác định được lực tác dụng lên điện tích chuyển động. V. TỤ ĐIỆN 1. Nêu được nguyên tắc cấu tạo của tụ điện. Nhận dạng được các tụ điện thường dùng. -Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Hai vật dẫn đó gọi là hai bản của tụ điện. -Tụ điện dùng phổ biến là tụ điện phẳng, gồm hai bản cực kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng chất điện môi. Khi ta tích điện cho tụ điện, do có sự nhiễm điện do hưởng ứng, điện tích của hai bản bao giờ cũng có độ lớn bằng nhau, nhưng trái dấu. Ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện. -Các loại tụ điện thông dụng là tụ điện không khí, tụ điện giấy, tụ điện mica, tụ điện sứ, tụ điện gốm,... Tụ điện xoay có điện dung thay đổi được. 2. Phát biểu định nghĩa điện dung của tụ điện và nhận biết được đơn vị đo điện dung. Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện : . Trong đó, C là điện dung của tụ điện, Q là điện tích của tụ điện, U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện. · Đơn vị của điện dung là fara (F). Nếu Q = 1C, U = 1V thì C = 1F. Fara là điện dung của một tụ điện mà khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1V thì điện tích của tụ điện là 1C. Ta thường dùng các ước số của fara : 1 mF = 1.10-6 F ; 1 nF = 1.10-9 F ; 1 pF = 1.10-12 F · Trên vỏ mỗi tụ điện thường có ghi cặp số liệu, chẳng hạn như 10 mF - 250 V. Số liệu thứ nhất cho biết giá trị điện dung của tụ điện. Số liệu thứ hai chỉ giá trị giới hạn của hiệu điện thế đặt vào hai bản cực của tụ điện; vượt quá giới hạn đó tụ điện có thể bị hỏng. 3. Nêu được điện trường trong tụ điện và mọi điện trường đều mang năng lượng. · Khi một hiệu điện thế U được đặt vào hai bản của tụ điện, thì tụ điện được tích điện, khi đó tụ điện tích luỹ năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường trong tụ điện. · Điện trường trong tụ điện và mọi điện trường khác đều mang năng lượng. Ch­¬ng II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN I. DßNG §IÖN KH¤NG §æI 1. Nêu được dòng điện không đổi là gì. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian. Cường độ dòng điện không đổi được tính bằng công thức : trong đó, q là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t. Trong hệ SI, đơn vị của cường độ dòng điện là ampe (A) và được xác định là : Các ước số của ampe là 1 mA = 1.10-3A, 1mA = 1.10-6 A. 2. Nêu được suất điện động của nguồn điện là gì. Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, có giá trị bằng thương số giữa công A của các lực lạ và độ lớn của các điện tích q dịch chuyển trong nguồn : E Trong hệ SI, suất điện động có đơn vị là vôn (V). Lưu ý : - Nguồn điện là thiết bị duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. - Khi nguồn điện được mắc vào mạch điện kín, thì trong mạch điện có dòng điện. Bên trong nguồn điện có các lực lạ có bản chất khác với lực điện (lực của điện trường tĩnh như đã nêu ở phần trước). Các lực lạ thực hiện công để làm dịch chuyển điện tích dương ngược chiều điện trường hoặc làm các điện tích âm dịch chuyển cùng chiều với điện trường. Công của các lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích trong nguồn điện được gọi là công của nguồn điện. - Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. - Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở. Mỗi nguồn điện được đặc trưng bởi suất điện động E và điện trở trong r của nó. II. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN CỦA NGUỒN ĐIỆN 1. Viết được công thức tính công của nguồn điện : Ang = Eq = EIt -Trong một mạch điện kín, nguồn điện thực hiện công, làm di chuyển các điện tích tự do có trong mạch, tạo thành dòng điện. Điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của các lực lạ bên trong nguồn điện, tức là bằng công của nguồn điện : Ang = Eq = EIt trong đó, E là suất điện động của nguồn điện (V), q là điện lượng chuyển qua nguồn điện đo bằng culông (C), I là cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện đo bằng ampe (A) và t là thời gian dòng điện chạy qua nguồn điện đo bằng giây (s). - Lưu ý: Ở THCS ta đã biết điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện không đổi chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích : A = Uq = UIt trong đó, U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, I là cường độ dòng điện chạy qua mạch và t là thời gian dòng điện chạy qua. - bài tập: Biết cách tính công của nguồn điện và các đại lượng trong công thức. 2. Viết được công thức tính công suất của nguồn điện : Png = EI Vận dụng được công thức:Png = EI trong các bài tập. - Công suất của nguồn điện có trị số bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian: Png = EI Công suất của nguồn điện có trị số bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch. Đó cũng chính là công suất điện sản ra trong toàn mạch. - Đơn vị của công suất là oát (W). - Lưu ý: Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, được tính bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó : P = = UI - Vận dụng Biết cách tính công suất của nguồn điện và các đại lượng trong công thức. III. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 1. Phát biểu được định luật Ôm đối với toàn mạch. - Suất điện động động E của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toà n phần của mạch. Định luật Ôm đối với toàn mạch : Cường độ dòng điện I chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện trong đó, RN là điện trở tương đương của mạch ngoài và r là điện trở trong của nguồn điện. - Cường độ dòng điện đạt giá trị lớn nhất khi điện trở mạch ngoài không đáng kể (RN » 0) và bằng. Khi đó ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch. -Chú ý: nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch Tích của cường độ dòng điện chạy qua một vật dẫn và điện trở của vật dẫn đó được gọi là độ giảm điện thế. Kết quả các thí nghiệm cho thấy, suất điện động của ngoài và mạch trong : E = I(RN + r) = IRN + Ir Định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng. * Vận dụng được hệ thức: hoặc U = E – Ir để giải các bài tập đối với toàn mạch, trong đó mạch ngoài gồm nhiều nhất là ba điện trở. - Biết cách tính điện trở tương đương của mạch ngoài trong trường hợp mạch ngoài mắc nhiều nhất ba điện trở nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp. - Biết tính cường độ dòng điện hoặc hiệu điện thế và các đại lượng trong các công thức. *Tính được hiệu suất của nguồn điện: -Biết cách tính hiệu suất của nguồn điện theo công thức : H = = trong đó, Acó ích là công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài. - Nếu mạch ngoài chỉ có điện trở RN thì công thức tính hiệu suất của nguồn điện là : H = Hiệu suất tính ra phần trăm(%). 4.Ghép các nguồn điện thành bộ: * Viết được công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc (ghép) nối tiếp, mắc (ghép) song song. *Tính được suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song. *Nhận biết được trên sơ đồ và trong thực tế, bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song. -Bộ nguồn mắc (ghép) nối tiếp gồm n nguồn, trong đó theo thứ tự liên tiếp, cực dương của nguồn này nối với cực âm của nguồn kia. -Suất điện động của bộ nguồn điện ghép nối tiếp bằng tổng suất điện động của các nguồn có trong bộ : Eb = E1 + E2 + .. + En -Điện trở trong rb của bộ nguồn mắc nối tiếp bằng tổng điện trở các nguồn có trong bộ : rb = r1 + r2 + + rn -Nếu có n nguồn điện giống nhau có suất điện động E và điện trở trong r mắc nối tiếp thì suất điện động Eb và điện trở rb của bộ : Eb = nE và - Bộ nguồn mắc (ghép) song song gồm n nguồn, trong đó các cực cùng tên của các nguồn được nối với nhau. Nếu có n nguồn điện giống nhau có suất điện động E và điện trở trong r mắc song song thì suất điện động Eb và điện trở rb của bộ : Eb = E và Vận dụng - Biết cách tính suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song. Chương III. Dòng điện trong các môi trường I. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 1. Nêu được điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ. -Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ : r = r0[1 + a(t – t0)] trong đó, a là hệ số nhiệt điện trở, có đơn vị là K-1 (a > 0), r là điện trở suất của vật liệu ở nhiệt độ t (oC) , r0 là điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0 (thường lấy t0 = 20oC). Trong hệ SI, điện trở suất có đơn vị là ôm mét (W.m). * Lưu ý: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường. Các tính chất điện của kim loại : - Kim loại là chất dẫn điện rất tốt. - Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ giữ không đổi). - Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt. 2. Nêu được hiện tượng nhiệt điện là gì. - Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện một suất điện động trong mạch của một cặp nhiệt điện khi hai mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. -Suất điện động này gọi là suất nhiệt điện động. -Lưu ý: Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau đuợc nối kín với nhau bởi hai mối hàn được gọi là một cặp nhiệt điện. Biểu thức tính suất nhiệt điện động là : trong đó (T1 - T2) là hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn, aT là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc bản chất hai loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện, có đơn vị đo là V.K-1. Cặp nhiệt điện được ứng dụng trong chế tạo dụng cụ đo nhiệt độ. 3.Nêu được hiện tượng siêu dẫn là gì. - Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở suất của một số vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định, gọi là nhiệt độ tới hạn. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu. - Nhiều tính chất khác của vật dẫn như từ tính, nhiệt dung cũng thay đổi đột ngột ở nhiệt độ này. Ta nói các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn. Các vật liệu siêu dẫn có nhiều ứng dụng trong thực tế, chẳng hạn để chế tạo nam châm điện tạo ra từ trường mạnh mà không hao phí năng lượng do toả nhiệt, ... II. Dòng điện trong chất điện phân. Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân. - Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và dòng ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. - Khi hai cực của bình điện phân được nối với nguồn điện, trong chất điện phân có điện trường tác dụng lực điện làm các ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường về phía catôt (điện cực âm) và các ion âm dịch chuyển theo chiều ngược lại về phía anôt (điện cực dương). 2. Mô tả được hiện tượng dương cực tan. Xét bình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng đồng. Khi có dòng điện chạy qua bình điện phân, ion Cu2+ chạy về catôt và nhận êlectron từ nguồn điện đi tới (Cu2+ + 2e- ® Cu), và đồng được hình thành ở catôt sẽ bám vào cực này. Ở anôt, êlectrôn bị kéo về cực dương của nguồn điện, tạo điều kiện hình thành ion Cu2+ trên bề mặt tiếp xúc với dung dịch (Cu ® Cu2+ + 2e-). Khi ion âm (SO4)2- chạy về anôt, nó kéo ion Cu2+ vào dung dịch. Đồng ở anôt sẽ tan dần vào dung dịch, gây ra hiện tượng dương cực tan. Như vậy, khi có dòng điện chạy qua bình điện phân, cực dương bằng đồng bị hao dần đi, còn ở cực âm thì có đồng kim loại bám vào. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại và anôt làm bằng chính kim loại ấy. Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm, giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. 3, Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về điện phân và viết được hệ thức của định luật này. - Vận dụng định luật Fa-ra-đây để giải được các bài tập đơn giản về hiện tượng điện phân. +Định luật Fa-ra-đây thứ nhất : Khối lượng vật chất m được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng q chạy qua bình đó : m = kq trong đó k được gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. + Định luật Fa-ra-đây thứ hai : Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng hoá học của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. với F = 96500 C/mol +Từ hai định luật Fa-ra-đây, ta có công thức Fa-ra-đây : trong đó, I là cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân đo bằng ampe (A), t là thời gian dòng điện chạy qua bình đo bằng giây (s) và m là khối lượng vật chất giải phóng ở điện cực đo bằng gam (g). Vận dụng Biết tính các đại lượng trong công thức của các định luật Fa-ra-đây. 4. Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng điện phân. Một số ứng dụng của hiện tượng điện phân : - Điều chế hoá chất : điều chế clo, hiđrô và xút trong công nghiệp hoá chất. - Luyện kim : người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Các kim loại như đồng, nhôm, magiê và nhiều hoá chất được điều chế trực tiếp bằng phương pháp điện phân. - Mạ điện : người ta dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại không gỉ như crôm, niken, vàng, bạc... lên những đồ vật bằng kim loại khác. III. Dòng điện trong chất khí 1. Nêu được bản chất của dòng điện trong chất khí. - Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường, các ion âm, êlectron tự do ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hoá sinh ra. - lưu ý: Chất khí bình thường là môi trường cách điện, trong chất khí không có hạt tải điện. Khi có tác nhân ion hoá (ngọn l