TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG ĐIỆN TÍCH I Có hai loại điện tích : điện tích dương, điện tích âm Các điện tích dấu đẩy nhau, điện tích khác dấu hút - Đơn vị điện tích culơng, kí hiệu C Điện tích electron điện tích âm, điện tích proton điện tích dương Độ lớn điện tích electron = độ lớn điện tích proton 1,6.10-19C Sự nhiễm điện loại nhiễm điện 1.1 Nhiễm điện cọ xát Ví dụ: Khi cọ xát lược vào vải len, sau đưa lược lại gần mảnh giấy vụn thủy tinh có khả hút mảnh giấy vụn 1.2 Nhiễm điện tiếp xúc Ví dụ: Cho kim loại khơng nhiễm điện chạm vào cầu nhiễm điện kim loại nhiễm điện dấu với điện tích cầu Đưa kim loại xa kim loại nhiễm điện Nhiễm điện hưởng ứng Ví dụ: Đưa kim loại khơng dẫn điện đến gần cầu nhiễm điện, hai đầu kim loại nhiễm điện Đầu kim loại gần cầu tích điện trái dấu với cầu ngược lại Khi đưa kim loại xa cầu kim loại lại trung hịa điện Định luật Cu – lơng Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Phương lực tương tác hai điện tích điểm đường thẳng nối hai điện tích điểm Hai điện tích dấu đẩy nhau, hai điện tích trái dấu hút Cơng thức tính độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm: 1.3 TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 F = k q1.q2 r2 r khoảng cách hai điện tích điểm k hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào k = 9.109 hệ đơn vị Trong hệ SI, Lực tương tác điện tích điểm điện mơi Điện mơi mơi trường cách điện F = k ε II - - III N m C2 q1.q2 ε r2 số điện mơi phụ thuộc vào tính chất điện mơi THUYẾT ELECTRON Bình thường tổng đại số tất điện tích ngun tử khơng, ngun tử trung hòa điện Nếu nguyên tử bị electron trở thành ion dương ngược lại Electron có độ linh động lớn Vì vậy, điều kiện electron bứt khỏi nguyên tử, di chuyển từ vật sang vật khác làm cho vật bị nhiễm điện Vật nhiễm điện âm vật thừa electron, vật nhiễm điện dương vật thiếu electron GIẢI THÍCH SỰ NHIỄM ĐIỆN Vật dẫn điện vật có nhiều hạt mang điện di chuyển khoảng khơng lớn nhiều lần kích thước phân tử vật Gọi điện tích tự Ví dụ: Kim loại có nhiều electron tự do, dd muối, axit, bazơ có nhiều ion tự Chúng chất dẫn điện TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 Những vật chứa điện tích tự điện mơi Ví dụ: thủy tinh, nước cất, khơng khí khơ,… Giải thích nhiễm điện 2.1 Nhiễm điện cọ xát Khi cọ xát lược vào vải len điện tích dương từ lược di chuyển qua vải len, làm cho lược nhiễm điện dương vải len ngược lại 2.2 Nhiễm điện tiếp xúc • Nếu cầu nhiễm điện âm ( tức thời electron) electron thừa di chuyển sang kim loại, làm kim loại nhiễm điện âm • Nếu cầu nhiễm điện dương ( thiếu electron) số electron tự kim loại di chuyển sang cầu, làm cho kim loại thiếu electron nên nhiễm điện dương 2.3 Nhiễm điện hưởng ứng Khi kim loại đưa lại gần cầu tích điện điện tích quả cầu hút điện tích trái dấu đẩy điện tích dấu kim loại nên đầu kim loại nhiễm điện trái dấu Định luật bảo tồn điện tích Ở hệ vật cô lập điện, nghĩa hệ không trao đổi điện tích với hệ khác, tổng đại số điện tích hệ số IV ĐIỆN TRƯỜNG Khái niệm, tính chất 1.1 Một điện tích tác dụng lực điện lên điện tích khác gần Ta nói, xung quanh điện tích có điện trường 1.2 Tính chất điện trường tác dụng lực điện lên điện tích đặt Cường độ điện trường Thương số u r F q đặc trưng cho điện trường điểm xét mặt tác dụng lực gọi cường độ điện trường kí hiệu u r E TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 u r u F r E= q u r u r F = qE Ta suy ra: Từ cơng thức ta thấy q < ( vơn/mét) u r u r F ↑↓ E u r E ngược lại Chú ý: Xác định vectơ cường độ điện trường vectơ có: • Điểm đặt (gốc) điểm xét • Phương đường thẳng nối từ điện tích điểm đến điểm xét • Chiều : u r E Điện trường u hướng xa điện tích Q > r Điện trường E hướng lại gần điện tích Q < Q điện tích gây điện trường Đường sức điện Đường sức điện đường vẽ điện trường cho tiếp tuyến điểm đường trùng với phương vectơ cường độ điện trường điểm • Tính chất Tại điểm điện trường, ta vẽ đường sức điện qua điểm Các đường sức điện đường cong khơng kín Nó xuất phát từ điện tích dương tận điện tích âm (hoặc vơ cưc) Nơi cường độ điện trường lớn đường sức điện vẽ mau (dày hơn) ngược lại Điện trường TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 u r E Là điện trường có đường sức song song cách nhau, độ lớn điểm Ví dụ: Điện trường bên kim loại phẳng song song gần mang điện tích trái dấu Điện phổ Là tập hợp đường sức điện Nếu điểm chịu nhiều điện trường nhiều điện tích gây điện trường tổng hợp tính theo qui tắc: u ur ur r u u E = E1 + E2 + V CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG HIỆU ĐIỆN THẾ Cơng lực điện trường Điện tích q điện trường chịu tác dụng lực điện trường: u r u r F = q.E Khi điện tích q dịch chuyển từ M đến N điện trường thực công u r E AMN = q.E.M ' N ' N' M' q(C) : đại số, điện tích dịch chuyển E (v/m) : cường độ điện trường M’N’: độ dài đại số hình chiếu lên đường sức điện Công lực điện tác dụng lên điện tích khơng phụ thuộc dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu điểm cuối đường điện trường Do lực điện gọi lực Hiệu điện TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 Do lực điện lực nên ta xem hiệu điện tích q điện trường tỉ lệ với điện tích a, nghĩa có biểu diễn AMN sau: AMN = q(VM – VN) Trong (VM – VN) gọi hiệu điện hai điểm MN kí hiệu UMN (vơn) AMN = q.U MN AMN = q.E.MN Mà E.MN = U MN ⇒E= U MN d Suy U = E.d VI TỤ ĐIỆN Tụ điện Là hệ vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện gọi điện mơi Mỗi vật dẫn gọi tụ điện Tích điện cho tụ điện: Nối hai tụ điện với hai cực nguồn điện, hai tụ điện tích điện tích độ lớn trái dấu Nếu vật dẫn phẳng gần gọi tụ điện phẳng Điện dung tụ điện TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 Q U Thương số đặc trưng cho khả tích điện tụ điện gọi điện dung tụ điện, kí hiệu C C= Q U Q = CU Suy : Đơn vị Q = 1C, U = 1V C = 1F Fara điện dung tụ điện hiệu điện hai 1V điện tích tụ điện C • Cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng: C= ε S 9.109.4π d Trong S phần đối diện hai d khoảng cách hai bản, ε số điện môi Suy : muốn tăng diện dung C tụ điện ta thay đổi có yếu tố: ε E= U d Tăng S, tăng , giảm d Nhưng ta biết nên giảm d E tăng, E đạt đến giá trị 3.10 V/m vật chất chuyển sang trạng thái thứ tư (phasma) tức khơng khí dẫn điện Khi ta nói tụ điện bị đánh thủng Vì tụ điện có hiệu điện giới hạn a) Ghép tụ điện Ghép song song Unhánh = Unhánh = Ub TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 b) Q1 + Q2 +… = Qb Cnhánh + Cnhánh 2+… = Cb Ghép nối tiếp U nhánh = U nhánh + Unhánh +… Q1 = Q2 = … = Qb 1 = + + Cb C1 C2 VII NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG Khái niệm Tụ điện sau nạp điện có điện tích Q, bên tụ điện có điện trường E sinh cơng, ta nói tụ điện có lượng điện trường Wđiện trường = ½.QU Mà Q = CU Wdientruong Q2 = 2C Suy Wđiện trường =1/2.CU2 Mật độ lượng điện trường w= W V C= w= ε S 9.109.4π d ε S E d 8.π k d s.d Suy ⇒ ε E w= ( J / m3 ) 9.10 8π Vậy : CU w= S d mà U=E.d TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 ( cơng thức tính mật độ lượng điện trường) CHƯƠNG II: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI I.Dịng điện khơng đổi Dịng điện dịng điện tích dịch chuyển có hướng Qui ước: dịng điện ngược chiều chuyển động electron Tác dụng đặc trưng dòng điện tác dụng từ Dịng điện khơng đổi dịng điện khơng đổi chiều cịn gọi điện chiều 1.Cường độ dòng điện Định nghĩa Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu dòng điện, xác định thương số điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian ∆t khoảng thời gian đó: I= I= q t ∆q ∆t Nếu dịng điện khơng đổi ta có Trong đó: q : điện lượng qua tiết diện dây dẫn (C) t (s) : thời gian có dòng điện chạy qua I (ampe – A) : cường độ dịng điện TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 * Định luật Ohm đoạn mạch chứa điện trở R Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện U đặt vào hai đầu đoạn mạch tỉ lệ nghịch với điện trở R: I= U R Trong : I : cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch (A) U: hiệu điện đặt vào hai đầu đoạn mạch (V) R: điện trở (Ω) R = ρ l s Chú ý Điện trở dây dẫn cịn tính cơng thức sau: Với ρ (Ω.m) : điện trở suất l : chiều dài dây dẫn (m) S: tiết diện dây dẫn tính m2 Nguồn điện Nguồn điện thiết bị để tạo trì hiệu điện thế, nhằm trì dịng điện mạch Suất điện động Đặc trưng cho khả thực công nguồn điện suất điện động nguồn điện (E ) E= A q TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 Suất điện động E nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện đo thương số công A lực lạ thực àm dịch chuyển tích dương q bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương độ lớn điện tích q Suất diện động E có đơn vị vơn (V) II.Định luật Ohm tồn mạch Mạch điện kín đơn giản gồm nguồn điện điện trở R, điện trở tương đương mạch bao gồm vật dẫn nối liền với nguồn điện Định luật Ohm tồn mạch Suất điện động nguồn điện có giá trị tổng độ giảm điện mạch ngồi mạch • Cơng nguồn Anguồn= E I t • Cơng nguồn để cung cấp cho mạch Q1 = R.I2t tỏa nhiệt nguồn Q2 = r.I2.t A = Q + Q2 ⇒ E = I(R+r) R+r I= E Với R điện trở mạch ngoài, r điện trở nguồn (Ω) Nhận xét: UAB = IR (hiệu điện mạch ngoài) III.Định luật Ohm loại đoạn mạch Đoạn mạch có điện trở UAB = IR > Vì VA – VB > UBA = -IR 2.Đoạn mạch có nguồn ( máy phát) : dịng điện cực dương TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 UAB = E - Ir (A +, B -) 3.Đoạn mạch có máy thu : dịng điện vào cực dương UIt = E’ It + r’.I2t U = E - rI r’ = rp = điện trở máy thu 4.Định luật Ohm tổng quát cho toàn đoạn mạch Gồm : điện trở, máy phát,máy thu cho đoạn mạch A: điểm B: điểm đến Cách viết định luật Ohm tổng quát I= ♦ Viết tuso mauso Tử số = Uđi,đến + E (nếu dòng điện cực dương) – E (nếu dòng điện cực âm) ♦♦ ♦♦♦ I= U NM + ε r Mẫu số = tổng điện trở ngồi, điện trở Ví dụ TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 I= U AB − ε r IV Công công suất điện Công dịng điện điện Cơng dịng điện chạy qua đoạn mạch công lực điện làm di chuyển điện tích tự đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện thời gian dịng điện chạy qua đoạn mạch A = qU = UIt (J) P= Cơng suất dịng điện Cơng suất dịng điện chạy qua đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch A = UI (W ) t Định luật Jun- Lenxơ (đoạn mạch có điện trở R) Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật, với bình phương cường độ dòng điện với thời gian dòng điện chạy qua A= Q = R.I2.t Công công suất điện nguồn A = E.q = E I.t TÓM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 Cơng suất nguồn P=E I= A t Công công suất dụng cụ tiêu thụ (máy thu) A = A’ + Q’ UIt = E’ I + r.I2.t U = E’ + Ir E’ = A’/q (suất phản điện) P= A = I ε '+ r '.I t Suất phản điện máy thu điện xác định điện mà dụng cụ chuyển hóa dạng lượng khác, khơng phải nhiệt, có đơn vị điện tích dương chuyển qua máy Cơng suất máy thu *Khóa K + Rk = + K mở => bỏ khóa K + K đóng => đầu khóa K hiệu điện thế, đoạn mạch không điện trở => khơng có dịng điện qua đoạn song song k đóng đoạn bị nối tắt (đoản mạch) *Ampe kế + RA = + Như K đóng : hai đầu hiệu điện thế, khơng có dịng điện chạy qua đoạn song song ampe kế *Vơn kế TĨM TẮT LÍ THUYẾT VẬT LÍ 11 + Rv=0 + Khóa k mở => khơng có dịng điện chạy qua vơn kế  ... ? ?i? ??n g? ?i ? ?i? ??n m? ?i M? ?i vật dẫn g? ?i tụ ? ?i? ??n Tích ? ?i? ??n cho tụ ? ?i? ??n: N? ?i hai tụ ? ?i? ??n v? ?i hai cực nguồn ? ?i? ??n, hai tụ ? ?i? ??n tích ? ?i? ??n tích độ lớn tr? ?i dấu Nếu vật dẫn phẳng gần g? ?i tụ ? ?i? ??n phẳng ? ?i? ??n... nhiễm ? ?i? ??n dương vật thiếu electron GI? ?I THÍCH SỰ NHIỄM ? ?I? ??N Vật dẫn ? ?i? ??n vật có nhiều hạt mang ? ?i? ??n di chuyển khoảng khơng lớn nhiều lần kích thước phân tử vật G? ?i ? ?i? ??n tích tự Ví dụ: Kim lo? ?i. .. cho kim lo? ?i thiếu electron nên nhiễm ? ?i? ??n dương 2.3 Nhiễm ? ?i? ??n hưởng ứng Khi kim lo? ?i đưa l? ?i gần cầu tích ? ?i? ??n ? ?i? ??n tích quả cầu hút ? ?i? ??n tích tr? ?i dấu đẩy ? ?i? ??n tích dấu kim lo? ?i nên đầu kim