Tổng hợp Vật lý 11 – Giáo viên Nguyễn Thanh Tùng

ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 1/ - Điện tích: Định luật bảo toàn điện tích: Ở 1 hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số. Định luật Coulomb: Biếu thức: k=9.109 N.m2/C2: hsố tỉ lệ phụ thuộc vào hệ đvị đo. r (m): khoảng cách giữa 2 đt q1, q2 F (N): lực tương tác giữa 2 đt q1, q2 Khi 2 điện tích đặt trong điện môi đồng chất có hằng số đmôi là e thì: F=k Trong chân không, không khí có e ≈ 1. 2/ - Điện trường: Điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì? Điện trường là 1 dạng vật chất bao quanh điện tích và tồn tại cùng với điện tích. Tính chất cơ bản của điện trường: là nó t/d lực điện lên điện tích đặt trong nó. Định nghĩa cường độ điện trường: Công thức: => Véc tơ CĐĐT hướng vào q0. Điện trường của một điện tích điểm: trong điện môi Điện trường đều: một điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện trường đều. (Trong lòng NC chữ U, giữa 2 bản tụ điện, giữa 2 bản KL phẳng tích điện trái dấu). * TỔNG HỢP F HOẶC E: => Suy ra các TH đặc biệt .. ( Lực F cũng tương tự) 3/ - Công của điện trường: Công của điện trường: Công của lực điện t/d lên 1 điện tích không phụ thuộc và dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Được xác định bằng c/thức: d: K/cách 2 điểm theo phương đường sức (m). Ta nói điện trường tĩnh là 1 trường thế (d/chuyển 1 vòng khép kín thì A=0). Định nghĩa hiệu điện thế: Công thức: UMN=VM – VN= VM, VN: đthế tại M, N (V) VM - VN =UMN: hdt giữa M, N (V) q (C): đtích di chuyển AMN (J): công của đtrường Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: Giữa 2 điểm M, N cách nhau 1 khoảng d dọc theo đường sức điện của điện trường: E= (với d: là hình chiếu độ dời xuống trục Ox cùng chiều với E _ đơn vị (m)) 4/ - Tụ điện: 4.1 Điện dung của tụ điện: Điện dung của tụ điện phẳng: Trong hệ SI, đơn vị điện dung là fara. Kí hiệu: F 4.2. Điện trường trong tụ điện: Khi có 1 hiệu điện thế U đặt vào 2 bản của tụ điện, thì tụ điện được tích điện và tích lũy năng lượng đtrường trong tụ điện. Điện trường trong tụ điện và mọi đtrường khác đều mang năng lượng. 4.3. CT tính năng lượng của tụ điện: 4.4. Ghép tụ: a. Ghép song song: b. Ghép nối tiếp: Hiệu điện thế: Điện tích: Điện dung của bộ tụ: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 1/ - Dòng điện – Nguồn điện: Công thức: I= q: điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn(C) t: thời gian đtích dịch chuyển (s) I: cđdđ qua mạch(A) Suất điện động của nguồn điện: Công thức: E = E (V): sđđ của nguồn điện A (J): công của lực lạ q (C): đtích dịch chuyển 2/ - Công & công suất điện: Công của nguồn điện: Ang=qE =EIt E (V): sđđ của nguồn I (A): cđdđ chạy qua nguồn t (s): thời gian dđ chạy qua nguồn điện q (C): điện lượng chuyển qua nguồn điện Công suất nguồn điện: Công suất của dòng điện: Công của dòng điện qua 1 đoạn mạch:(Điện năng tiêu thụ) A=Uq=UIt A (J): công của dđ q (C): điện lượng chuyển qua đoạn mạch I (A): cđdđ chạy qua đoạn mạch t (s): t/g dđ chạy qua đoạn mạch Công suất đoạn mạch: P= =UI P (W): công suất của dđ U (V): hđt của dđ Hiệu suất của nguồn: H== 1 - I Nhiệt lượng tỏa ra: (J) 4/ - Định luật Ohm: 4.1. Biểu thức: E (V): sđđ của nguồn điện I (A): cđdđ qua mạch R (W): Đtrở mạch ngoài r (W): Đtrở trong 4.2. Định luật Ohm cho đoạn mạch có chứa nguồn điện: r, E Viết biểu thức U: Đi từ A à B: Gặp cực dương của nguồn thì +và ngược lại. Cùng chiều I thì +I và ngược lại. I R (Lưu ý: Cách này còn đúng đối với đoạn mạch chỉ có R) Giả sử thì 5/ Ghép nguồn thành bộ: Mắc nối tiếp: ξ1, r1 ξ2, r2 ξn, rn rb=r1 + r2 + + rn . Nếu ; r1=r2==rn=r ; rb=n.r. Mắc xung đối . Mắc song song: Nếu r1=r2==rn=r . Mắc hỗn hợp đối xứng. (m: số nguồn/nhánh; n: số nhánh) * Lưu ý: Thiết bị điện (Bóng đèn): Có chỉ số định mức (V - ..W) tức (Uđm – Pđm ) thì: Thiết bị hoạt động bình thường thì: U =Uđm ; I=Iđm DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 1/ - Dòng điện trong kim loại: Điện trở suất của KL tăng theo nhiệt độ: ρ=ρ0[1 + α(t – t0)]. => Do a (K-1):Hệ số nhiệt điện trở ρ0 (W.m): điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0 oC. ρ (W.m): điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ toC 2/ - Dòng điện trong chất điện phân: Định luật I Fa-ra-đây: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m=kq k gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. Định luật II Fa-ra-đây: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó. k= Thường lấy F=96500 C/mol khi m đo=gam. Công thức Fa-ra-đây: m là chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam. A: ngtử khối n: hóa trị của chất đó I: cđdđ qua bình điện phân t: thời gian dđ chạy qua bình điện phân TÖØ TRÖÔØNG I. TÖØ TRÖÔØNG Ñònh luaät Am-pe: Löïc töø taùc duïng leân ñoaïn doøng ñieän cöôøng ñoä I, coù chieàu daøi l hôïp vôùi töø tröôøng ñeàu moät goùc F=BIl sin B: Ñoä lôùn cuûa caûm öùng töø(T) II. NGUYEÂN LYÙ CHOÀNG CHAÁT TÖØ TRÖÔØNG Giaû söû ta coù heä n nam chaâm( hay doøng ñieän ). Taïi ñieåm M, Töø tröôøng chæ cuûa nam chaâm thöù nhaát laø , chæ cuûa nam chaâm thöù hai laø , , chæ cuûa nam chaâm thöù n laø . Goïi laø töø tröôøng cuûa heä taïi M thì: III. TÖØ TRÖÔØNG CUÛA DOØNG ÑIEÄN CHAÏY TRONG DAÂY DAÃN COÙ HIØNH DAÏNG ÑAËC BIEÄT 1. Töø tröôøng cuûa doøng ñieän chaïy trong daây daãn thaúng daøi Vectô caûm öùng töø taïi moät ñieåm ñöôïc xaùc ñònh: - Ñieåm ñaët taïi ñieåm ñang xeùt. - Phöông tieáp tuyeán vôùi ñöôøng söùc töø taïi ñieåm ñang xeùt - Chieàu ñöôïc xaùc ñònh theo quy taéc naém tay phaûi - Ñoä lôùn B=2.10-7 2. Töø tröôøng cuûa doøng ñieän chaïy trong daây daãn uoán thaønh voøng troøn Vectô caûm öùng töø taïi taâm voøng daây ñöôïc xaùc ñònh: - Phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng voøng daây - Chieàu laø chieàu cuûa ñöôøng söùc töø: Khum baøn tay phaûi theo voøng day cuûa khung daây sao cho chieàu töø coå tay ñeán caùc ngoùn tay truøng vôùi chieàu cuûa doøng ñieän trong khung , ngoùn tay caùi choaûy ra chæ chieàu ñöông söùc töø xuyeân qua maët phaúng doøng ñieän - Ñoä lôùn R: Baùn kính cuûa khung daây daãn I: Cöôøng ñoä doøng ñieän N: Soá voøng daây 3. Töø tröôøng cuûa doøng ñieän chaïy trong oáng daây daãn Töø tröôøng trong oáng daây laø töø tröôøng ñeàu. Vectô caûm öùng töø ñöôïc xaùc ñònh: - Phöông song song vôùi truïc oáng daây - Chieàu laø chieàu cuûa ñöôøng söùc töø - Ñoä lôùn ( n=N/l=Số vòng/chiều dài ống dây: Soá voøng daây treân 1m) N Q P M I1 I2 F C D IV. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA HAI DOØNG ÑIEÄN THAÚNG SONG SONG. LÖÏC LORENXÔ 1. Löïc töông taùc giöõa hai daây daãn song song mang doøng ñieän coù: - Ñieåm ñaët taïi trung ñieåm cuûa ñoaïn daây ñang xeùt - Phöông naèm trong maët phaúng hình veõ vaø vuoâng goùc vôùi daây daãn - Chieàu höôùng vaøo nhau neáu 2 doøng ñieän cuøng chieàu, höôùng ra xa nhau neáu hai doøng ñieän ngöôïc chieàu. - Ñoä lôùn F=.l {l: Chieàu daøi ñoaïn daây daãn, r: Khoaûng caùch giöõa hai daây daãn(m)} 2. Löïc Lorenxô coù: - Chieàu tuaân theo quy taéc baøn tay traùi: Ñaët baøn tay traùi duoãi thaúng ñeå caùc ñöôøng caûm öùng töø xuyeân vaøo loøng baøn tay vaø chieàu töø coå tay ñeán ngoùn tay truøng vôùi chieàu doøng ñieän. Khi ñoù ngoùn tay caùi choaõi ra 90o seõ chæ chieàu cuûa löïc Lo-ren-xô neáu haït mang ñieän döông vaø neáu haït mang ñieän aâm thì chieàu ngöôïc laïi - Ñoä lôùn cuûa löïc Lorenxô : Goùc taïo bôûi 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 hạt 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 kính: R= CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1. Tõ th«ng qua diÖn tÝch S: Φ=BS.cosα (Wb) (Với a là góc giữa pháp tuyến và ) 2. SuÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong m¹ch ®iÖn kÝn: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. - §é lín suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong mét ®o¹n d©y chuyÓn ®éng: ec=Bvlsinθ - Từ thông riêng của mạch kín có dòng điện: F=Li - Độ tự cảm: L=4p.10-7.m..S (H: Henry) - Hiện tượng tự cảm: 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. - SuÊt ®iÖn ®éng tù c¶m: 3. N¨ng l­îng tõ tr­êng trong èng d©y: 4. MËt ®é n¨ng l­îng tõ tr­êng: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng i r N N/ I S K (Hình V) (1) (2) Hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng laø hieän töôïng khi aùnh saùng truyeàn qua maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng trong suoát, tia saùng bò beû gaõy khuùc (ñoåi höôùng ñoät ngoät) ôû maët phaân caùch. 2. Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng + Tia khuùc xaï naèm trong maët phaúng tôùi vaø ôû beân kia phaùp tuyeán so vôùi tia tôùi. (Hình V) Bieåu thöùc: = n21=n2 /n1 + Neáu n21 > 1 thì goùc khuùc xaï nhoû hôn goùc tôùi. Ta noùi moâi tröôøng (2) chieát quang keùm moâi tröôøng (1). + Neáu n21 < 1 thì goùc khuùc xaï lôùn hôn goùc tôùi. Ta noùi moâi tröôøng (2) chieát quang hôn moâi tröôøng (1). + Neáu i=0 thì r=0: tia saùng chieáu vuoâng goùc vôùi maët phaân caùch seõ truyeàn thaúng. + Neáu chieáu tia tôùi theo höôùng KI thì tia khuùc xaï seõ ñi theo höôùng IS (theo nguyeân lí veà tính thuaän nghòch cuûa chieàu truyeàn aùnh saùng). Do ñoù, ta coù . – Chieát suaát tæ ñoái n21 cuûa moâi tröôøng 2 ñoái vôùi moâi tröôøng 1: n1sini=n2sinr => ĐL khúc xạ ánh sáng: – Ngoaøi ra, ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc raèng: Chieát suaát tuyeät ñoái cuûa caùc moâi tröôøng trong suoát tæ leä nghòch vôùi vaän toác truyeàn aùnh saùng trong caùc moâi tröôøng ñoù: Neáu moâi tröôøng 1 laø chaân khoâng thì ta coù: n1 =1 vaø v1 = c =3.108 m/s Keát quaû laø: = hay v2=. HIEÄN TÖÔÏNG PHAÛN XAÏ TOAØN PHAÀN 1. Hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn G S R K I J i i/ r H Phaûn xaï toaøn phaàn laø hieän töôïng phaûn xaï toaøn boä aùnh saùng tôùi, xaûy ra ôû maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng trong suoát. *Goùc giôùi haïn phaûn xaï toaøn phaàn: sinigh=. 2. Ñieàu kieän ñeå coù hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn – Tia saùng truyeàn theo chieàu töø moâi tröôøng coù chieát suaát lôùn sang moâi tröôøng coù chieát suaát nhoû hôn. n2 < n1 – Goùc tôùi lôùn hôn hoaëc baèng goùc giôùi haïn phaûn xaï toaøn phaàn: i ≥ i gh MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG I. LĂNG KÍNH 1. Ñònh nghóa Laêng kính laø moät khoái chaát trong suoát hình laêng truï ñöùng, coù tieát dieän thaúng laø moät hình tam giaùc. Một lăng kính được đặc trưng bởi: + Góc chiết quang A; + Chiết suất n. Ñöôøng ñi cuûa tia saùng ñôn saéc qua laêng kính – Ta chæ khaûo saùt ñöôøng ñi cuûa tia saùng trong tieát dieän thaúng ABC cuûa laêng kính. – Noùi chung, caùc tia saùng khi qua laêng kính bò khuùc xạ, tia loù luoân bò leäch veà phía ñaùy nhieàu hôn so vôùi tia tôùi. Goùc leäch cuûa tia saùng ñôn saéc khi ñi qua laêng kính Goùc leäch D giöõa tia loù vaø tia tôùi laø goùc hôïp bôûi phöông cuûa tia tôùi vaø tia loù, (xaùc ñònh theo goùc nhoû giöõa hai ñöôøng thaúng). S R I J i1 i2 r1 r2 A B C D 2. C¸c c«ng thøc cña l¨ng kÝnh: Chuù yù: Khi goùc i1 vaø A < 10o thì: i1=nr1 ; i2=nr2 ; A= r1+ r2 ; D=(n-1)A Điều kiện để có tia ló Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu: r1=r2=; i1=i2= ; Dmin= 2i - A Khi goùc leäch ñaït cöïc tieåu: Tia loù vaø tia tôùi ñoái xöùng nhau qua maët phaúng phaân giaùc cuûa goùc chieát quang A . Khi goùc leäch ñaït cöïc tieåu Dmin: THAÁU KÍNH MOÛNG 1. Tieâu cöï Khoaûng caùch f töø quang taâm ñeán caùc tieâu ñieåm chính goïi laø tieâu cöï cuûa thaáu kính: f = OF = OF/ . 2. Truïc phuï, caùc tieâu ñieåm phuï vaø tieâu dieän – Moïi ñöôøng thaúng ñi qua quang taâm O nhöng khoâng truøng vôùi truïc chính ñeàu goïi laø truïc phuï. – Giao ñieåm cuûa moät truïc phuï vôùi tieâu dieän goïi laø tieâu ñieåm phuï öùng vôùi truïc phuï ñoù. – Coù voâ soá caùc tieâu ñieåm phuï, chuùng ñeàu naèm treân moät maët phaúng vuoâng goùc vôùi truïc chính, taïi tieâu ñieåm chính. Maët phaúng ñoù goïi laø tieâu dieän cuûa thaáu kính. Moãi thaáu kính coù hai tieâu dieän naèm hai beân quang taâm. 3. Ñöôøng ñi cuûa caùc tia saùng qua thaáu kính hoäi tuï Caùc tia saùng khi qua thaáu kính hoäi tuï seõ bò khuùc xaï vaø loù ra khoûi thaáu kính. Coù 3 tia saùng thöôøng gaëp (Hình O F F/ (Hình D) (a) (b) (c) D): – Tia tôùi (a) song song vôùi truïc chính, cho tia loù ñi qua tieâu ñieåm aûnh. – Tia tôùi (b) ñi qua tieâu ñieåm vaät, cho tia loù song song vôùi truïc chính. – Tia tôùi (c) ñi qua quang taâm cho tia loù truyeàn thaúng. 4. Ñöôøng ñi cuûa caùc tia saùng qua thaáu kính phaân kì Caùc tia saùng khi qua thaáu kính phaân kì seõ bò khuùc xaï vaø loù ra khoûi thaáu kính. Coù 3 tia saùng thöôøng gaëp O F/ F (a) (b) (c) – Tia tôùi (a) song song vôùi truïc chính, cho tia loù coù ñöôøng keùo daøi ñi qua tieâu ñieåm aûnh. – Tia tôùi (b) höôùng tôùi tieâu ñieåm vaät, cho tia loù song song vôùi truïc chính. – Tia tôùi (c) ñi qua quang taâm cho tia loù truyeàn thaúng. * Löu yù: Caùc tia a, b, c coù theå AD cho truïc phuï (ñthaúng qua O baát kì) 5. Quaù trình taïo aûnh qua thaáu kính hoäi tuï Vaät thaät hoaëc aûo thöôøng cho aûnh thaät, chæ coù tröôøng hôïp vaät thaät naèm trong khoaûng töø O ñeán F môùi cho aûnh aûo. 6. Quaù trình taïo aûnh qua thaáu kính phaân kì Vaät thaät hoaëc aûo thöôøng cho aûnh aûo, chæ coù tröôøng hôïp vaät aûo naèm trong khoaûng töø O ñeán F môùi cho aûnh thaät. 7. Coâng thöùc thaáu kính => vaø vaø Coâng thöùc naøy duøng ñöôïc caû cho thaáu kính hoäi tuï vaø thaáu kính phaân kì. 8. Ñoä phoùng ñaïi cuûa aûnh Ñoä phoùng ñaïi cuûa aûnh laø tæ soá chieàu cao cuûa aûnh vaø chieàu cao cuûa vaät: = – * k > 0: AÛnh cuøng chieàu vôùi vaät, traùi tính chaát (thaät – aûo). * k < 0: AÛnh ngöôïc chieàu vôùi vaät, cuøng tính chaát( cuøng thaät hoaëc cuøng aûo). Giaù trò tuyeät ñoái cuûa k cho bieát ñoä lôùn tæ ñoái cuûa aûnh so vôùi vaät. Tính khoaûng caùch d vaø d’ theo k vaø f: d=f(1 - ) ; d’=f(1 – k) – Coâng thöùc tính ñoä tuï cuûa thaáu kính theo baùn kính cong cuûa caùc maët vaø chieát suaát cuûa thaáu kính: D==(n –1). Trong ñoù, n laø chieát suaát tæ ñoái cuûa chaát laøm thaáu kính ñoái vôùi moâi tröôøng ñaët thaáu kính. R1 vaø R2 laø baùn kính hai maët cuûa thaáu kính vôùi qui öôùc: Maët loõm: R > 0 ; Maët loài: R < 0 ; Maët phaúng: R= III. MẮT Ñieåm cöïc vieãn Cv: Ñieåm xa nhaát treân truïc chính cuûa maét maø ñaët vaät taïi ñoù maét coù theå thaáy roõ ñöôïc maø khoâng caàn ñieàu tieát ( f=fmax) Ñieåm cöïc caän Cc: Ñieåm gaàn nhaát treân truïc chính cuûa maét maø ñaët vaät taïi ñoù maét coù theå thaáy roõ ñöôïc khi ñaõ ñieàu tieát toái ña ( f=fmin) Khoaûng caùch töø ñieåm cöïc caän Cc ñeán cöïc vieãn Cv: Goïi giôùi haïn thaáy roõ cuûa maét - Maét thöôøng: fmax=OV, OCc=Ñ=25 cm; OCv= 3. Caùc taät cuûa maét – Caùch söûa a. Caän thò laø maét khi khoâng ñieàu tieát coù tieâu ñieåm naèm tröôùc voõng maïc . fmax Dcaän > Dthöôøng Söûa taät: nhìn xa ñöôïc nhö maét thöôøng: phaûi ñeo moät thaáu kính phaân kyø sao cho aûnh vaät ôû qua kính hieän leân ôû ñieåm cöïc vieãn cuûa maét. AB d1 d1’ d2 d2’ d1=; d1’=- ( OCv – l)=fk ; d1’+ d2=OO’; d2’= OV. l=OO’= khoûang caùch kính maét, neáu ñeo saùt maét l =0 thì fk=-OVv b. Vieãn thò Laø maét khi khoâng ñieuà tieát coù tieâu ñieåm naèm sau voõng maïc . Fmax >OV; OCc > Ñ ; OCv: aûo ôû sau maét . => Dvieãn < Dthöôøng Söûa taät: 2 caùch: + Ñeo moät thaáu kính hoäi tuï ñeå nhìn xa voâ cöïc nhö maét thöông maø khoâng caàn ñieàu tieát(khoù thöïc hieän). + Ñeo moät thaáu kính hoäi tuï ñeå nhìn gaàn nhö maét thöôøng . (ñaây laø caùch thöông duøng ) AB d1 d1’ d2 d2’ d1=Ñ ; d1’=- (OCc - l); d1’ – d2=OO’ ; d2’=OV ---------------HẾT---------------