Tài liệu Tóm tắt kiến thức cơ bản chương trình Vật lý 11

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP BÙI THÁI HỌC TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN Ngành đào tạo: Sư phạm Vật lý Trình độ đào tạo: Đại học CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 ĐỒNG THÁP, 2010 Mục lục Mục lục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chương 1. TĨNH ĐIỆN HỌC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Thuyết electron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.Định luật bảo toàn điện tích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.Định luật Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.1. Phát biểu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.2. Biểu thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Tương tác giữa nhiều điện tích điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5.Điện trường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5.1. Khái niệm: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5.2. Cường độ điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5.3. Đường sức điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5.4. Điện trường đều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6.Công của lực điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế. . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6.1. Công của lực điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6.2. Điện thế - Hiệu điện thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.7. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế (Điện trường đều) 9 1.8. Tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.8.1. Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.8.2. Tụ điện phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.8.3. Điện dung của tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.8.4. Điện dung của tụ điện phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.9.Ghép song song - Ghép nối tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.9.1. Ghép song song . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1 2 MỤC LỤC 1.9.2. Ghép nối tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.10.Năng lượng điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.10.1. Năng lượng của tụ tích điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.10.2. Mật độ năng lượng điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Chương 2. NHỮNG ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI . 12 2.1.Dòng điện không đổi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.1. Dòng điện - tác dụng của dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.2. Cường độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.3. Mật độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.Điện trở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.1. Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.2. Công thức tính điện trở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.3. Ghép các điện trở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.Điện trở phụ trong các dụng cụ đo điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.1. Mắc Shunt trong ampe kế. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.2. Điện trở phụ trong vôn kế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.4.Nguồn điện - Suất điện động của nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.1. Nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.2. Suất điện động của nguồn điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5.Công và công suất của dòng điện, định luật Joule - Lenz . . . . . . . . . . . . 15 2.5.1. Công của dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5.2. Công suất của dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5.3. Định luật Joule - Lenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.6.Công và công suất của nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.6.1. Công của nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.6.2. Công suất của nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.7.Công suất của máy thu điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.7.1. Công suất của máy thu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.7.2. Suất phản điện của máy thu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.8.Các định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8.1. Định luật Ohm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 MỤC LỤC 3 2.8.2. Định luật Ohm đối với toàn mạch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8.3. Định luật Ohm tổng quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9.Mắc nguồn điện thành bộ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9.1. Nhiều nguồn điện ghép nối tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9.2. Nhiều nguồn điện giống nhau (E, r) ghép song song . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9.3. Nhiều nguồn điện khác nhau ghép song song . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9.4. Nhiều nguồn mắc hỗn hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.10.Hiệu suất của nguồn điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Chương 3. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1.Dòng điện trong kim loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1.1. Các tính chất của kim loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1.2. Bản chất dòng điện trong kim loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.1.3. Nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2.Dòng nhiệt điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2.1. Dòng nhiệt điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2.2. Suất điện động nhiệt điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3.Dòng điện trong chất điện phân. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3.1. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3.2. Định luật Faraday . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.4.Dòng điện trong chất khí - Sự phóng điện trong khí nén . . . . . . . . . . . . 22 3.4.1. Bản chất dòng điện trong chất khí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiện điện thế . . . . . . . . . . . 22 3.4.3. Sự phóng điện trong khí nén . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.5.Các dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện bình thường . . . . . . 22 3.5.1. Tia lửa điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.5.2. Sét . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.5.3. Hồ quang điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.6.Dòng điện trong chân không . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.6.1. Bản chất dòng điện trong chân không . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.6.2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiện điện thế . . . . . . . . 23 3.6.3. Ứng dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4 MỤC LỤC 3.7.Dòng điện trong bán dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.7.1. Đặc tính dẫn điện của bán dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.7.2. Bản chất dòng điện trong bán dẫn tinh khiết. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.8.Dụng cụ bán dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.8.1. Dòng điện qua lớp tiếp xúc p và n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.8.2. Dụng cụ bán dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Chương 4. TỪ TRƯỜNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1. Từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.1. Khái niệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.2. Tính chất cơ bản của từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.3. Cảm ứng từ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1.4. Chiều của vectơ cảm ứng từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.1.5. Đường sức từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.1.6. Từ trường đều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2. Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2.1. Phương của lực từ tác dụng lên dùng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.2.2. Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.3. Từ trường của dòng điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3.1. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3.2. Từ trường của dòng điện trong khung dây tròn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3.3. Từ trường của dòng điện trong ống dây dài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.3.4. Sự chồng chất điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.4. Lực tương tác của từ trường lên dây dẫn có dòng điện . . . . . . . . . . . . . . 29 4.4.1. Định luật Ampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.4.2. Mômen từ tác dụng lên một khung dây phẳng có dòng điện đặt trong từ trường đều . . 29 4.5. Lực Lorentz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Chương 5. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1. Từ thông . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2.Hiện tượng cảm ứng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2.1. Dòng điện cảm ứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2.2. Suất điện động cảm ứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 MỤC LỤC 5 5.3.Định luật Len xơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.4.Định luật cảm ứng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.4.1. Phát biểu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.4.2. Biểu thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.5. Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động . . . . . . 32 5.5.1. Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.5.2. Quy tắc bàn tay phải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.6.Dòng điện Foucault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.Hiện tượng cảm ứng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.1. Hiện tượng cảm ứng điện từ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.2. Suất điện động cảm ứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.3. Độ tự cảm của ống dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.4. Năng lượng từ trường của ống dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.7.5. Năng lượng từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Chương 6. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.1.Khúc xạ ánh sáng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.1.1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.1.2. Định luật khúc xạ ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.1.3. Chiết suất của môi trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6.2. Phản xạ toàn phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6.2.1. Hiện tượng phản xạ toàn phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6.2.2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Chương 7. DỤNG CỤ QUANG HỌC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.1. Lăng kính. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.1.1. Cấu tạo lăng kính. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.1.2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7.1.3. Các công thức lăng kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 7.2. Thấu kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 7.2.1. Công thức thấu kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Chương 1 TĨNH ĐIỆN HỌC 1.1. Thuyết electron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Định luật bảo toàn điện tích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3. Định luật Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Tương tác giữa nhiều điện tích điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5. Điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.6. Công của lực điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.7. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế (Điện trường đều). 9 1.8. Tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.9. Ghép song song - Ghép nối tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.10.Năng lượng điện trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1. Thuyết electron • Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không, nguyên tử trung hòa về điện. • Khối lượng của electron rất nhỏ nên độ linh động của chúng rất lớn. 1.2. Định luật bảo toàn điện tích Trong hệ cô lập (hệ kín): Tổng đại số các điện tích luôn là một hằng số. 6 1.3 Định luật Coulomb 7 1.3. Định luật Coulomb 1.3.1. Phát biểu Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không tỉ lệ với tích độ lớn các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Lực tương tác có phương trùng với phương đường thẳng nối hai điện tích. 1.3.2. Biểu thức F = k |q1q2| εr2 (1.1) • q1, q2: là giá trị của hai điện tích điểm • r: khoảng cách giữa hai điện tích điểm • k = 9.109Nm2 c2 • ε: là hằng số điện môi 1.4. Tương tác giữa nhiều điện tích điểm Nếu điện tích điểm q cùng lúc tương tác với các điện tích điểm q1, q2,... thì tổng hợp tác dụng lên nó: ~F = ~F1 + ~F2 + ...+ ~Fn (1.2) 1.5. Điện trường 1.5.1. Khái niệm: Điện trường là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh các điện tích, thực hiện tương tác giữa các điện tích. Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó. 1.5.2. Cường độ điện trường 1. Định nghĩa: Vectơ điện trường ~E tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường tại một điểm 8 TĨNH ĐIỆN HỌC đang xét về phương diện tác dụng lực, có trị số bằng lực tác dụng lên một đơn vị diện tích dương đặt tại điểm đó, có hướng là hướng của lực này. Công thức: ~F = ~F q (1.3) • q: điện tích thử • [E]: vôn/mét (V/m) 2. Lực tác dụng: Lên điện tích q đặt trong điện trường. ~F = q ~E (1.4) F = |q|E (1.5) 3. Vectơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm: Q tại điểm cách nó một khoảng r. (hình vẽ) • Độ lớn: E = 9.109 |Q| εr2 (1.6) • Phương: đường thẳng nối Q với điểm mà ta đang xét • Điểm đặt: tại điểm đang xét • Chiều: hướng ra xa Q nếu Q > 0, hướng vào Q nếu Q < 0 4. Nguyên lý chồng chất điện trường: Các điện tích Q1, Q2,... gây nên tại M các điện trường E1, E2,... vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại M là: ~E = ~E1 + ~E2 + ...+ ~En (1.7) 1.5.3. Đường sức điện trường 1. Định nghĩa: Là những đường mà tiếp tuyến với nó mỗi điểm trùng với vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. 2. Tính chất của đường sức điện trường: • Tại mỗi điểm trong điện trường, có thể vẽ được một đường sức điện đi qua và chỉ một mà thôi. • Các đường sức điện là một đường cong không kín. Nó xuất phát từ điện tích dương và tận cùng ở điện tích âm. • Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau. • Nơi nào cường độ điện trường càng lớn thì các đường sức điện ở đó được vẽ dày hơn, nơi nào có cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện ở đó vẽ thưa hơn. 1.6 Công của lực điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế 9 1.5.4. Điện trường đều Một điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện trường đều. 1.6. Công của lực điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế 1.6.1. Công của lực điện trường Công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q từ điểm này đến điểm khác trong điện trường tỉ lệ với độ lớn q, không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối. Công thức: AAB = qEd (1.8) 1.6.2. Điện thế - Hiệu điện thế 1. Điện thế: gây bởi điện thế điểm Q tại điểm cách nó một khoảng r (gốc ở điện thế ở vô tận). V = 9.109 Q εr (1.9) 2. Hiệu điện thế: giữa hai điểm A và B trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường, về phương diện năng lượng có trị số bằng công của lực điện trường khi di chuyển một đơn vị diện tích dương từ A đến B. Công thức UAB = VA − VB = AAB q (1.10) 1.7. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế (Điện trường đều) E = U d (1.11) • d là khoảng cách giữa hai bản tụ 10 TĨNH ĐIỆN HỌC 1.8. Tụ điện 1.8.1. Định nghĩa Là một hệ thống gồm hai vật dẫn, cách điện với nhau, đặt gần nhau. Hai vật dẫn gọi là bản của