Giáo án môn Vật lý 9 - Chương I: Điện học

Chương I. Điện học I/. Kiến thức cơ bản. Định luật Ôm cho đoạn mạch riêng lẽ. (1) Trong đó: + I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo bằng (A) + U là hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch đo bằng (V). + R là điện trở của đoạn mạch đo bằng (). 1k = 103 , 1M = 106 . Chí ý: Từ => (2) dùng để xác định R khi biết U và I Hoặc U = I. R (3) dùng để xác định U khi biết I và R. R1 R2 Rn I I1 I2 In U1 U2 Un U Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp. I = I1 = I2 = ..= In (4) U = U1 + U2 +.+ Un (5) R = R1 + R2 +.+ Rn (6) (7) Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song. I = I + I2 ++ In. (8) R1 R2 Rn U I I1 I2 In U = U1 = U2 = ..= Un (9) (10) (11) Chú ý: + Nếu đoạn mạch chỉ có hai điện trở thì: (10’) + Nếu đoạn mạch gồm n điện trở giống nhau mắc song song thì: (10’’) R1 R2 R3 I2 I3 I1 I1 C C A B I Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản. R1 nt (R2 //R3) I = I1 = I2 + I3 UAB = U1 + U2 = U1 + U3. R1 B R2 R3 I1 I2 I3 I (R1 nt R2) // R3 I = I1 + I3 = I2 + I3 U = U1 + U2 = U3 Điện trở của dây dẫn đồng chất chiều dài l, tiết diện S, điện trở suất (12) Chú ý: Dây dẫn thường có hình trụ, tiết diện là một hình tròn nên S tính bằng công thức: S = . Công suất điện. (14) Điện năng – Công của dòng điện. (15) Điện năng, công của dòng điện thường dùng đơn vị là Kw.h 1kw.h = 3 600 000 J = 1 số đếm của công tơ. Định luật Jun – Len xơ. Q = I2.R.t (J) = 0,24. I2. R.t (cal) (16) Một số công thức khác có liên quan: Công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 đến t2: Q = c. m . (t2 – t1) (17) Trong đó m là khối lượng của vật. c là nhiệt dung riêng của chất làm vật. Công thức tính hiệu suất: (18) Phương pháp chung để giải bài toán vận dụng định luật Ôm: Bước 1. Tìm hiểu và tóm tắt đề bài, vẽ sơ đồ mạch điện. Bước 2. Phân tích mạch điện, tìm các công thức có liên quan đến các đại lượng cần tìm. Bước 3. Vận dụng các công thức đã học để giải bài toán. Bước 4. Kiểm tra, biện luận kết quả. II/. Bài tập vận dụng. Bài 1. Ba đện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp với nhau vào hai đầu đoạn mạch có hiệu điện thế 44 V. Biết R1 = 2R2 = 3 R3=. Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là 4A. Tính giá trị các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở. R1 R2 R3 I I1 I2 I3 U1 U2 U3 Giải: Điện trở tương đương của đoạn mạch là: Mặt khác: U R = R1 + R2 + R3 = Suy ra: R2 = R1 / 2= 3 () R3 = R1 / 3 = 2() Hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là: U1 = I1. R1 =I. R1 = 4.6 = 24 (V) Hiệu điện thế hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2 . R2 = I . R2 = 4.3 = 12 (V). Hiệu điện thế hai đầu điện trở R3 là: U3 = I3.R3 = I.R3 = 4.2 = 8 (V) hoặc U3 = U – (U1 + U2) =44 – (24 + 12) = 8 (V) Bài 2. Từ hai loại điện trở R1 = 10 và R2 = 40 . Hãy chọn và mắc thành một đoạn mạch nối tiếp để điện trở tương đương của đoạn mạch là 90 . Giải: Gọi x và y là số điện trở 10 và 40 cần để mắc vào mạch điện ta có: 10 x + 40 y = 90 => x = 9 – 4y với x, y là số nguyên dương và x 9; y 2 nên ta có ba phương án để mắc các điện trở trên như sau: + y = 0 và x = 9 . (9 điện trở 10 mắc nối tiếp với nhau) + y = 1 và x = 5. (1 điện trở 40 với 5 điện trở 10 mắc nối tiếp) + y = 2 và x = 1. (2 điện trở 40 và 1 điện trở 10 mắc nối tiếp). Bài 3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi dây dẫn I và II như hình vẽ. Hãy cho biết thông tin nào dưới đây là đúng? là sai? Giải thích. (II) (I) I(A) U(V) Khi đặt vào hai đầu các dây dẫn một hiệu điện thế bằng nhau thì cường độ dòng điện qua dây dẫn (II) lớn hơn, Khi dòng điênh qua hai dây dẫn bằng nhau thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn (I) nhỏ hơn. Điện trở của hai vật dẫn này bằng nhau. Giải. Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi U1 = U2 thì I2 > I1 vậy (a) đúng Khi I1 = I2 thì U1 > U2 vậy (b) sai U(V) (II) (I) I(A) U1= U2 I2 I1 I1=I2 (II) (I) I(A) U1 U2 U(V) . Khi I1 = I2 thì U1 > U2 => R1>R2 vậy (c) sai. Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R2 = 2R1; vôn kế chỉ 12V; ampekế chỉ 0,8A. Tính R1, R2 và điện trở tương đương của đoạn mạch. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế khác có giá trị là 45V thì cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampekế là bao nhiêu? A V R1 R2 + U - I1 I2 I Giải: Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song. a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là: Ta có: R2 = 2R1 = 2.22,5 = 45() b. Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampekế là: R1 R2 + U - I1 I2 I I3 R3 I = I1 + I2 = 2 + 1 = 3 (A) Bài 5. Cho đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 15(), R2 = R3 =30() mắc song song với nhau. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. Biết cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 1A. Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R3 và cường độ dòng điện qua mạch chính. Hướng dẫn: a. b. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch là: U = U1 = I1 R1 =1.15 = 15 (V) Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2, R3 và cường độ dòng điện qua mạch chính là: r r r r r r r r r r r r Vì R3 = R2 nên I3 = I2 = 0,5 (A) I = I1 + I2 + I3 = 3(A) Bài 6. Cho mạch điện gồm 3 điện trở R1 = R2 = R3 = r = 36() Có mấy cách mắc ba điện trở này vào mạch? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch nói trên. Giải: Vì 3 điện trở giống nhau nên có 4 cách mắc khác nhau. Sơ đồ mắc như hình vẽ. Điện trở tương đương: Cách 1. RC1 = r + r +r = 3r = 108() Cách 2. RC2 = Cách 3. RC3 = Cách 4. RC4 = r + Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết r1= 5, R2 = 15 , R3 = 12 , Rx có thể thay đổi được. UAB= 48V. Khi Rx = 18. Xác định cường độ dòng điện chạy qua Rx và hiệu điện thế hai đầu điện trở R3. Xác định giá trị điện trở Rx để cho cường độ dòng điện chạy qua Rx nhỏ hơn hai lần cường độ dòng điện chạy qua R1. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính khi đó và điện trở tương đương của toàn mạch. I1 R1 I2 R2 I3 R3 Ix Rx I A B Giải. a. Cường độ dòng điện chạy qua Rx là: Ix = I3 = Hiệu điện thế hai đầu điện trở R3 là: U3 = I3 .R3 = 1,6. 12 = 19,2(V). Muốn cường độ dòng điện chạy qua điện trở Rx nhỏ hơn hai lần cường độ dòng điện chạy qua R1 thì R3 + Rx = 2(R1 + R2) => Rx = 2(R1 + R2) – R3 = 28() Cường độ dòng điện chaỵ qua điện trở R1 là: Cường độ dòng điện chaỵ qua điện trở Rx là: Cường độ dòng điện chaỵ qua mạch chính là: I = I1 +Ix = 2,4 + 1,2 = 3,6 (A) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: RAB= Bài 8. Cho hai bóng đèn loại (24V – 0,8A) và (24V – 1,2A) Các kí hiệu trên cho biết điều gì? Mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 48V. Tính cường độ dòng điện chạy qua hai đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi đèn. Để hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào và sử dụng hiệu điện thế là bao nhiêu? Giải. Con số 24V cho biết hiệu điện thế định mức của bóng đèn. Khi sử dụng nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn lớn hơn 24V thì đèn có thể bị cháy, nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn nhỏ hơn 24V thì đèn sáng yếu hơống với khi nó sáng bình thường. Con số 0,8A và 1,2A cho biết giá trị cường độ dòng điện định mức của bóng đèn. Khi sử dụng bóng đèn đúng giá trị hiệu điện thế định mức thì cường độ dòng điện chạy qua đèn đúng bằng giá trị cường độ dòng điện định mức. Điện trở của mỗi bóng đèn tính từ công thức: Khi mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = 30 + 20 = 50(). Cường độ dòng điện qua mỗi đèn: I = I1 = I2 = Ta thấy I1 > Idm1 nên bóng đèn 1 sáng quá mức bình thường nên có thể bị cháy. I2 R2 D R3 I4 R4 I R1 I1 A C B I2 < Idm2 nên bóng đèn 2 sáng yếu hơn so với bình thường. Bài 9. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = 15(), R2 = 3(), R3 = 7(), R4 = 10(), UAB = 35V Tính điện trở tương đương của toàn mạch. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở. Tính các hiệu điện thế UAC và UAD. Giải: R23 = R2 + R3 = 10() RAB = R1 + R234 = 15 + 5 = 20() Cường độ dòng điện qua các điện trở: I1 = I = UAC = I1 R1 = 1,75.15 = 26,25(V) UCB = UAB – UAC = 35 – 26,25 = 8,75(V) I2 = I3 = I1 – I4 = 1,75 – 0,875 = 0,875(A) UAC= I1 R1 = 1,75.15 = 26,25(V) UAD = UAC + UCD = UAC + I2R2 = 26,25 + 0,875.3 = 28,875(V) Bài 10. A M N B Trên hình vẽ là một đoạn dây dẫn đồng chất tiết diện đều, hai điểm M và N chia dây dẫn thành ba đoạn theo tỷ lệ sau: AM = Đặt vào hai dầu dây dẫn một hiệu điện thế UAB = 45V. Tính hiệu điện thế UMN. So sánh hiệu điện thế UAN và UMB. Giải: Gọi điện trở của các đoạn AB, MN, AN, MB lần lượt là RAB, RMN, RAN, RMB. Ta có thể coi dây dẫn AB gồm các điện trở RAM, RMN, RNB mắc nối tiếp với nhau. Vì đoạn mạch mắc nối tiếp thì hiệu điện thế tỷ lệ với điện trở mà điện trở lại tỷ lệ thuận với chiều dài nên hiệu điện thế sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài. Ta có: MN =AB - (AM +NB) = AB – Tương tự ta có: Tỷ số: Bài 11. C + - M N Rđ Cho mạch điện như hình vẽ. MN là biến trở con chạy C. Lúc đầu đẩy con chạy C về sát N để biến trở có điện trở lớn nhất. Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì độ sáng bóng đèn thay đổi thế nào? Bóng đèn ghi (12V – 6W). Điện trở toàn phần của biến trở là R = 52() và con chạy C nằm chính giữa MN. Hiệu điện thế do nguồn cung cấp là 25V. Bóng đèn sáng bình thường không? Tại sao? Giải: Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì điện trở của biến trở giảm làm cho điện trở tương đương của toàn mạch giảm (R = Rđ = Rb). Kết quả là cường độ dòng điện qua đèn tăng dần (I = U / R), đèn sáng dần lên. Đèn sáng bình thường khi Uđ = Uđm hoặc Iđ = Iđm. Vì C nằm chính giữa MN nên phần điện trở của biến trở có dòng điện chạy qua là Rb = R / 2 = 52 / 2 = 26(). Điện trở của bóng đèn tính từ công thức: Điện trở toàn mạch là: R = Rb + Rđ = 26 + 24 = 50() Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là: Iđ = I = Cường độ dòng điện định mức của bóng đèn là: Vì cường độ dòng điện chạy qua đèn đúng bằng cường độ dòng điện định mức nên bóng đèn sáng bình thường. Cách khác: Ib = I = U / R = 0,5(A) Ub = Ib. Rb = 0,5 . 25 = 13(V). Uđ = U – Ub = 25 – 13 = 12(V) = Uđm vậy đèn sáng bình thường. Bài 12. Cho mạch điện như hình vẽ. Bóng đèn ghi (9V – 4,5W) được mắc nối tiếp với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu? Bỏ qua điện trở dây nối. U C A B M N Rđ Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 20() thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu % tổng số vòng dây của biến trở. Giải: a. Cường độ dòng điện định mức của bóng đèn là: Để đén sáng bình thường thì Iđ = Iđm = 0,5A Vì Rb nối tiếp với Rđ nên Ib = Iđ = Iđm = 0,5A Khi đèn sáng bình thường thì Ub = U – Uđ = U – Uđm = 12 – 9 = 3(V) Điện trở của biến trở khi bóng đèn sáng bình thường là: Rb = Ub / Ib = 3 / 0,5 = 6() Cách khác: Để đén sáng bình thường thìI = Iđ = Lúc đó điện trở toàn mạch là: R = U / I =UAB / Iđm = 12 / 0,5 = 24() Mà R = Rb + Rđ => Rb + Rđ = 24 => Rb = 24 – Rđ = 24 – 18 = 6() b. Vì R tỷ lệ thuận với l mà l tỷ lệ với số vòng dây nên R tỷ lê với số vòng dây có dòng điện chạy qua. 20() chiếm 100% số vòng dây của biến trở 6() chiếm số % vòng dây biến trở là x. Ta có: x = . Bài 13. Hai bóng đèn ghi (12V – 8W) và (12V – 6W). Cần mắc hai bóng này với một biến trở vào hiệu điện thế U = 18V để hai bóng đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở biến trở khi đó. C Rb I R1 R2 U Biến trở được quấn bằng hợp kim nikelin có điện trở suất là 0,4. 10-6m, tiết diện tròn chiều dài 8m. Tính đường kính d của tiết diện dây dẫn này. Biết rằng hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu biến trở là 48V và khi đó cường độ dòng điện qua biến trở là 2,4A. Giải: Vì hiệu điện thế định mức của hai đèn đều là 12V lớn hơn U / 2 = 9V Nên phải mắc hai bóng song song và nối tiếp với biến trở R (hình vẽ) Để các đèn sáng bình thường thì Uđ1 = Uđ2 = Uđm = 12V Cường độ dòng điện chạy qua mỗi bóng đèn là: I1 = Iđm1 = I1 = Iđm2 = Cường độ dòng điện qua biến trở: Ib = I1 + I2 = 2/3 +1/2 = 7/6 (A) Hiệu điện thế hai đầu biến trở: Ub = U – Uđ1= 18 – 12 = 6(V) Điện trở của biến trở: . Điện trở lớn nhất của biến trở là: R = U / I = 48 / 24 = 20() Từ công thức : Vì dây dẫn có tiết diện hình tròn nên: S = . Bài 14. Hai bóng đèn ghi (9V – 13,5W) và (6V – 12W). Cần mắc hai bóng đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U = 15V để hai dèn sáng bình thường. Đ2 I1 Đ1 Ib Rb I2 Vẽ sơ đồ và nói rõ cách mắc nói trên. Tính điện trở của biến trở khi đó. Giải: Nhận xét: Ta thấy U = U1 + U2 . Mặt khác cường độ dòng điện định mức qua hai đèn không giống nhau: Iđm1 = Pđm1 / Uđm1 = 13,5 / 9 = 1,5(A); Iđm2 = Pđm2 /Uđm2 = 12 / 6 = 2(A). Ta thấy Iđm2 > Iđm1 Vậy để hai bóng sáng bình thường phải mắc như hình vẽ trong đó (Rb // Đ1) nt Đ2 UR = UĐ1 = 9V Cường độ dòng điện chạy qua biến trở: Ib = I2 – I1 = Iđm2 – Iđm1 = 0,5(A). Điện trở của biến trở khi đó: Rb =Ub / Ib = 9 / 0,5 = 18(). Bài 15. Trên hai bóng đèn ghi (110V – 60W) và (110V – 75W) Biết rằng dây tóc hai bóng đèn này làm bằng vônfram và có tiết dịên bằng nhau. Hỏi dây tóc của bóng đèn nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần? Có thể mắc hai bóng đèn này nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao? Giải: Từ công thức . Ta có: . Với Uđm1 = Uđm2 ta có: . Vì hai dây dẫn cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu thì điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài dây dẫn, do đó l1 = 1,25 l2. Điện trở mỗi bóng là: Khi mắc hai bóng đèn trên nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 220V thì diện trở tương đương của đoạn mạch là: R = R1+ R2 = 363() Cường độ dòng điện chạy qua các bóng đèn là I1 = I2 = I = U / R = 220 / 363 = 0,61(A) Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi bóng khi đó là: U1 = I. R1 = 0,61 . 201,67 = 123(V) U2 = I. R2 = 0,61 . 161,33 = 97(V). Nhận xét: U1 = 123V > 110V nên Đ1 sáng quá mức bình thường. U2 = 97V < 110V nên Đ2 sáng yếu hơn so với bình thường. Như vậy không mắc hai bóng này nối tiếpvào hiệu điện thế 220V vì mắc như vậy thì Đ1 bị cháy. Bài 16. Một động cơ làm việc ở hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua động cơ là 4,5A, Tính công của dòng điện sinh ra trong 3h. Hiệu suất của động cơ là 80%. Tính công mà động cơ thực hiện được trong thời gian trên. Giải: Công mà dòng điện sinh ra trong 3h là: A = U . I . t = 220. 4,5. 3. 3600 = 10692000(J). b. Công mà động cơ thực hiện được là công có ích. Công mà dòng điện sinh ra là công toàn phần. Ta có: . Bài 17. Một ấm điện ghi (220V – 1000W) được sử dụng ở hiệu điện thế 220V để đun sôi 1,8lít nước từ nhiệt độ 200C. Hiệu suất của ấm là 84%. Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K. Tính nhiệt lượng mà bếp điện toả ra khi đó và thời gian đun sôi lượng nước trên. Tính tiền điện phải trả khi sử dụng ấm điện trên trong 1 tháng (30 ngày). Biết mỗi ngày đun 2 ấm và giá 1kwh là 700 đồng. Hướng dẫn: Khối lượng 2lít nước là m = 2kg Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước là: Q1 = m.c(t2 – t1) = 1,8.1200(100 – 20) = 604800(J) Nhiệt lượng Q mà bếp điện toả ra là nhiệt lượng toàn phần, nhiệt lượng Q1 cần để đun sôi nước là nhiệt lượng có ích. Ta có: Thời gian để đun sôi nước tính từ công thức: út. Thời gian sử dụng ấm để đun nước trong 1 tháng là: t1 = 30 . 2. t = 30. 2 .12 = 720 phút = 12h Công mà dòng điện sinh ra ở ấm điện trong 1 tháng là: A = P . t1 = 1.12 = 12(kw.h) Tiền điện phải trả khi dùng ấm điện trong một tháng là: T = 700. 12 = 8400 (đồng) Bài 18. Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 100() và cường độ dòng điện chạy qua bếp là 2,7A. Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1phút. Dùng bếp điện trên để đun sôi 2l nước ở nhiệt độ ban đầu là 220C thì thời gian đun là 24 phút. Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích. Tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K Giải: Nhiệt lượng mà bếp toả ra trong 1 phút = 60s là: Q = I2Rt = 2,72.100.60=43740(J) b. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước (tức 2kg nước) là: Qi = m.c(t2 – t1) = 2. 4200(100 – 22) = 655200(J) Nhiệt lượng toàn phần do dòng điện chạy qua bếp toả ra trong thời gian 24 phút là: Q = I2Rt = 2,72.4200.24.60 = 1049760(J) Hiệu suất của bếp là: Chương III. Quang học I./. Kiến thức cơ bản. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. - Hiện btượng khi ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách giữa hai môi trường. - Sự thay đổi góc khúc xạ theo góc tới: + Khi ánh sáng truyền từ môi trường không khí sang các môi trường rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại. + Khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm). Khi góc tới bằng 00 thì góc khúc xạ cũng bằng 00, tia sáng đi thẳng không bị gãy khúc. Thấu kính hội tụ. Đặc điểm: Phần rìa mỏng hơn phần giữa. Chùm tia sáng song song tới thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm. ảnh ảo của thấu kính hội tụ lớn hơn vật và xa thấu kính hơn vật Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt. F' • O • F Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F/. Tia tới qua quang tâm O cho tia ló tiếp tục đi thẳng không bị đổi hướng. Tia tới đi qua tiêu điểm F cho tia ló song song với trục chính. Tia tới bất kỳ cho tia lú đi qua tiờu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới. Đặc điểm ảnh của vật: d bằng vô cùng cho ảnh hiện lên ở tiêu điểm F/. d > 2f: ảnh thật, ngược chiều, bé hơn vật. d = 2f: ảnh thật, ngược chiều, bằng vật (d/ = d). 2f > d > f: ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật. d = f: ảnh ở vô cùng (d/ bằng vô cùng) d < f: ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn và xa thấu kính hơn vật. Cách dựng ảnh. Dựng ảnh một điểm sáng S: + Từ S dựng hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính. + Nếu hai tia ló cắt nhau thực sự tại S/ thì S/ là ảnh thật của S. + Nếu hai tia ló không cắt nhau thực sự mà kéo dài mới gặp nhau tại S/ thì S/ là ảnh ảo của S. Chú ý: Đừơng kéo dài và ảnh ảo phải vẽ nét đứt Dựng ảnh của một vật sáng AB hình mũi tên, AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính: Ta chỉ cần dựng ảnh B/ của B bằng cách sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B/ hạ vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại A/ thì A/ là ảnh của A và A/B/ là ảnh của AB qua thấu kính. Chú ý: Nếu B/ là ảnh ảo thì A/B/ cũng là ảnh, vẽ nét đứt. Thấu kính phân kì. Đặc điểm cảu thấu kính phân kì: Phần rìa dày hơn phần giữa. Chùm tia tới song song cho chùm tia ló phân kì có đường kéo dài đi qua tiêu điểm. ảnh ảo của thấu kính phân kì nhỏ hơn vật và gần thấu kính hơn vật. Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì: • F O • F/ Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F/. Tia tới đi qua quang tâm O cho tia ló di thẳng, không bị đổi hướng. Tia tới hướng tới tiêu điểm F cho tia ló song song với trục chính. Tia tới bất kỳ, cho tia lú cú đường kộo dài đi qua tiờu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới. Đặc điểm ảnh. Vật ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì đều cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. Cách dựng ảnh. - Dựng ảnh một điểm sáng S: + Từ S dựng hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính. + Hai tia ló không cắt nhau thực sự mà kéo dài mới gặp nhau tại S/ nên S/ là ảnh ảo của S. Chú ý: Đừơng kéo dài phải vẽ nét đứt - Dựng ảnh của một vật sáng AB hình mũi tên, AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính: Ta chỉ cần dựng ảnh B/ của B bằng cách sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B/ hạ vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại A/ thì A/ là ảnh của A và A/B/ là ảnh của AB qua thấu kính. - Chú ý: A/B/ là ảnh ảo nên phải vẽ nét đứt. 4. Máy ảnh. - Cấu tạo: Vật kính (TKHT) – buồng tối – Phim. - Đặc điểm ảnh của một vật trên phim: ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật. (Giống ảnh của TKHT với d > 2f). - Chú ý: Với máy ảnh thì khi chụp ảnh, ảnh phải hiện rõ trên phim nên một số trường hợp khi không cần xác định tiêu cự của vật kính thì vẽ ảnh chỉ cần sử dụng một tia sáng đặc biệt qua quang tâm O. Vì d >> f nên không cần vẽ đúng tỷ lệ) 5. Mắt – Mắt cận và mắt lão. a. Cấu tạo: Thể thuỷ tinh – màng lưới (võng mạc). Thể thuỷ tinh là một TKHT làm bằng chất trong suốt, mềm, có thể phồng lên hay xẹp xuống khi cơ vòng đỡ bóp lại hay giản ra làm cho tiêu cự của nó thay đổi. Màng lưới ở đáy mắt. Để nhìn rõ vật thí ảnh của vật phải hiện rõ trên màng lưới. b. Sự điều tiết. Khoảng cách từ vật đến mắt thay đổi nhưng ảnh phải luôn hiện rõ trên màng lưới nên cơ vòng đỡ phải co giãn để almf thay đổi tiêu cự của mắt. Đó là sự điều tiết. c. Điểm cực cân, điểm cực viễn, khoảng nhìn rõ của mắt. - Điểm cực viễn CV: Điểm xa nhất mà mắt nhìn rõ không cần điều tiết. - Điểm cực cận CC: Điểm gần nhất mà mắt phải điều tiết tối đa nhưng còn nhìn rõ. - Khoảng nhìn rõ của mắt. Mắt nhìn rõ trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn: CCCV d. Mắt cận: - Đặc điểm: Nhìn thấy rõ vật ở gần mà không nhìn thấy rõ vật ở xa. - Cách khắc phục: Đeo thấu kính phân kì để nhìn rõ vật ở xa. Kính cận thích hợp có tiêu điểm trùng với điểm cực viễn (F/ trùng CV). e. Mắt lão: - Đặc điểm: nhìn rõ vật ở xa mà không nhìn rõ vật ở gần. - Cách khắc phục: Đeo thấu kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần như người bình thường. 6. Kính lúp. - Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ. - Một kính lúp có một độ bội giác G : với f đo bằng cm. - Cách quan sát: Đặt vật trong khoảng OF sao cho thu được ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật, mắt ta nhìn thấy ảnh ảo đó. 7. ánh sáng trắng và ánh sáng màu. - Nguồn phát ra ánh sáng trắng: Mặt trời, bóng đèn dây tóc - Nguồn phát ra ánh sáng màu: Đén LED, bút lade - Ta có thể tạo ra ánh sáng màu bằng tấm lọc màu: ánh sáng trắng qua tấm lọc màu nào thì cho ta ánh sáng cùng màu tấm lọc. 8. Sự phân tích ánh sáng trắng. - Phân tích ánh sáng trắng bằng lăng kính: Cho một chùm ánh sáng trắng tới lăng kính, sau khi qua lăng kính sẽ bị phân tích thành nhiều chùm sáng màu khác nhau. - Phân tích ánh sáng trắng bằng sự phản xạ trên mặt ghi của đĩa CD: Khi cho một chùm ánh sáng trắng phản xạ trên mặt ghi của đĩa CD, chùm ánh sáng phản xạ cũng bị phân tích thành nhiều chùm sáng màu khác nhau. 9. Sự trộn các ánh sáng màu. - Hai cách trộn ánh sáng màu: + Chiếu đồng thời các chùm ánh sáng màu lên cùng một chỗ trên màn ảnh trắng thì chỗ gặp nhau của các ánh sáng màu là ánh sáng có màu được trộn. + Chiếu đồng thời các ánh sáng màu trực tiếp vào mắt (cường độ yếu và không phải tia lade). Trộn hai ánh sáng màu vơí nhau ta được một ánh sáng có màu khác hẳn. Trộn ba ánh sáng màu một cách thích hợp ta có thể được ánh sáng màu trắng. Màu sắc các vật. - Ta nhìn thấy vật màu nào khi có ánh sáng màu đó từ vật truyền tới mắt (trừ vật màu đen). - Khả năng tán xạ ánh sáng màu của các vật: + Vật màu trắng tán xạ tốt (hấp thụ kém) tất cả các ánh sáng màu. + Vật màu nào thì tán tạ tốt (hấp thụ kém) ánh sáng màu đó và tán xạ kém (hấp thụ mạnh) ánh sáng khác màu. + Vật màu đen không có khả năng tán xạ ánh sáng màu (hấp thụ mạnh tất cả các ánh sáng màu). Các tác dụng của ánh sáng: Tác dụng nhiệt: ánh sáng chiếu vào các vật làm cho các vật nóng lên. Tác dụng sinh học: ánh sáng có thể gây ra một số biến đổi nhất định trong cơ thể sinh vật. Tác dụng quang điện: Tác dụng của ánh sáng lên pin quang điện gọi là tác dụng quang điện. Phương pháp chung để giải bài tập về quang hình học. Bước 1. Đọc kĩ đề, vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật qua thấu kính bằng cách sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt. Chú ý: Vẽ đúng tỷ lệ nếu bài toán không cho không cần vẽ đúng tỷ lệ, ảnh ảo và đường kéo dài của tia ló phải vẽ nét đứt. - Nên kí hiệu thống nhất với mọi bài toán đó là các điểm: A, B, A/, B/, O, F, F/, I. Với TKHT, F/ nằm khác phía tia tới so với TK. TKPK, F/ nắm cùng phía với tia tới so với TK. Bước 2. Xét các cặp tam giác đồng dạng có liên quan đến các đại lượng: d, d/, f, h, h/. Từ đó viết các hệ thức liên quan đến ẩn số của bài toán. ta có ... hay ta có ... mà OI = AB .... hay (2) Bước 3. Giải hệ phương trình hoặc phương trình để tìm ra ẩn số của bài toán. Bước 4. Đối chiếu kết quả tìm được với sơ đồ tạo ảnh để tìm hiểu độ chính xác của sơ đồ tạo ảnh hoặc kết quả bài toán. P I A Q M II/. Bài tập vận dụng. Đề bài. Bài 1. Trên hình vẽ: M là vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh của viên sỏi trong nước. A là vị trí thực của viên sỏi, PQ là mặt nước. Đường truyền của viên sỏi tới mắt là AIM. Hãy cho biết mắt nhìn thâý ảnh của viên sỏi tại vị trí nào? Trả lời bằng phép vẽ ảnh. Bài 2. Đặt vật AB hình mũi tên vuông góc với trục chính của một TKHT sao cho A nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng d = 30cm, tiêu cự của thấu kính là f = 20cm, độ cao của vật là h, độ cao của ảnh là h/, khoảng cách của ảnh tới thấu kính là d/. a. cm: và b. Xác định vị trí và chiều cao của ảnh. Biết AB = 4cm. Bài 3. Đặt vật AB hình mũi tên vuông góc với trục chính của một TKHT sao cho A nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng d = 12cm, tiêu cự của thấu kính là f = 24cm. Xác định vị trí và nêu tính chất của