Đang tải... (xem toàn văn)
Khi cho một thanh kim loại tiếp xúc với một chất điện phân (dung dịch muối, axit, bazơ), thì do tác dụng hóa học, trên mặt thanh kim loại và ở dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện[r]
(1)Trường THPT Nguyễn Đáng Lớp 11
Họ Tên:
HỆ THỐNG KIẾN THỨC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO Chương 2
DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI
I/ Dịng điện khơng đổi Nguồn điện
1 Dòng điện Các tác dụng dòng điện
+ Dịng điện dịng điện tích dịch chuyển có hướng
+ Tác dụng đặc trưng dịng điện tác dụng từ Ngồi cịn có tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, …
2 Cường độ dịng điện Định luật ơm
a) Định nghĩa: Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu dòng điện,
được xác định thương số điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật
dẫn khoảng thời gian t khoảng thời gian I q
t
+ Dịng điện có chiều cường độ không thay đổi theo thời gian gọi dịng điện khơng
đổi Với dịng điện khơng đổi I q
t
+ Trong hệ SI, đơn vị cường độ dịng điện ampe, kí hiệu A
+ Các ước ampe: miliampe (mA) = 10 A3
; micrôampe (μA) = 10 A6
b) Định luật Ôm 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
Hay ta viết U V A VBIR Với I cường
độ dòng điện chạy từ đầu A đến đầu B đoạn mạch Tích IR gọi độ giảm điện điện trở R Đơn vị điện trở ôm (Ω)
c) Đặc tuyến vôn - ampe:
+ Đường biểu diễn phụ thuộc I vào U gọi đường đặc trưng vôn - ampe hay đặc tuyến vôn - ampe
+ Đối với dây dẫn kim loại, nhiệt độ định, đặc tuyến vôn - ampe đoạn thẳng 3 Nguồn điện
+ Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện thế, nhằm trì dịng điện mạch
a) Mỗi nguồn điện có hai cực: cực dương (+) cực âm ( ), hai cực có hiệu
điện Để tạo điện cực, bên nguồn điện cần phải có lực mà chất lực tĩnh điện, người ta gọi lực lạ
b) Khi nối hai cực nguồn điện vật dẫn, tạo thành mạch kín, mạch có dịng điện
4 Suất điện động nguồn điện
Suất điện động E nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả thực hiện
công nguồn điện đo thương số công A lực lạ thực làm dịch chuyển điện tích dương q bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương độ lớn
của điện tích q = A
q
E Đơn vị suất điện động vơn, kí hiệu V
+ Ngồi suất điện động E, nguồn điện cịn có điện trở gọi điện trở nguồn điện.
II/ Pin acquy
1 Hiệu điện điện hóa
(2)Khi cho kim loại tiếp xúc với chất điện phân (dung dịch muối, axit, bazơ), tác dụng hóa học, mặt kim loại dung dịch điện phân xuất hai loại điện tích trái dấu Khi đó, kim loại dung dịch điện phân có hiệu điện xác định, gọi hiệu điện điện hóa
2 Pin Vơn-ta
+ Pin Vơn-ta nguồn điện hóa học chế tạo (1795)
+ Pin Vôn-ta gồm cực kẽm (Zn) cực đồng (Cu) nhúng dung
dịch axit sunfuric (H SO2 4) loãng Suất điện động pin khoảng 1,1 V
3 Acquy
a) Acquy đơn giản acquy chì, gọi acquy axit, gồm cực dương chì điơxit (
PbO ) cực âm chì (Pb) Cả hai nhúng dung dịch axit sunfuric (
2
H SO ) lỗng Suất điện động acquy chì khoảng V
b) Acquy nguồn điện nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa phản ứng hóa học thuận nghịch: dự trữ lượng dạng hóa (lúc nạp điện), để giải phóng lượng dạng điện (lúc phát điện)
c) Suất điện động acquy chì thường có giá trị ổn định khoảng V Khi suất điện động giảm xuống đến 1,85 V phải nạp điện lại cho acquy
+ Mỗi acquy có dung lượng xác định Dung lượng acquy điện lượng lớn mà acquy cung cấp phát điện Dung lượng acquy đo ampe.giờ (A.h) Ah = 600 C
d) Ngồi acquy chì cịn có acquy kiềm, có hiệu suất nhỏ acquy axit tiện lợi nhẹ bền
III/ Điện công suất điện Định luật Jun - Len-xơ 1 Công cơng suất dịng điện chạy qua đoạn mạch
a) 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 dòng điện chạy qua đoạn mạch A qU UIt
+ Cơng dịng điện chạy qua đoạn mạch điện mà đoạn mạch tiệu thụ
b) 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
t
P
+ Cơng suất dịng điện chạy qua đoạn mạch công suất điện tiêu thụ đoạn mạch Đơn vị cơng suất ốt (W)
c) Định luật Jun - Len-xơ
Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật, với bình phương
cường độ dịng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật Q RI t2
+ Công suất tỏa nhiệt vật dẫn có dịng điện chạy qua: Q RI2
t
P
2 Công công suất nguồn điện
a) Công nguồn điện: A q E E It
+ Công nguồn điện cơng dịng điện chạy tồn mạch Đó điện sản tồn mạch
b) Công suất nguồn điện: A I
t
P E
(3)+ Điện tiêu thụ dụng cụ tỏa nhiệt:
2
2 U
A UIt RI t t
R
+ Công suất dụng cụ tỏa nhiệt:
2
A U
UI RI
t R
P
b) Suất phản điện máy thu điện
Suất phản điện máy thu điện xác định điện mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng lượng khác, khơng phải nhiệt, có đơn vị điện tích dương
chuyển qua máy p
A =
q
E Suất phản điện có đơn vị vôn (V)
+ Trong trường hợp máy thu điện nguồn điện nạp điện, suất phản điện có trị số suất điện động nguồn lúc phát điện; dòng điện nạp vào cực dương máy thu
c) Điện công suất điện tiêu thụ máy thu điện
+ Điện tiêu thụ máy thu điện: A A QEpIt r I t UIt p
Với U hiệu điện đặt vào máy thu; rplà điện trở máy thu; Q’ nhiệt lượng
tỏa máy thu (năng lượng hao phí) Từ cơng thức ta được: UEpr Ip
+ Công suất máy thu điện:
p p
A
I r I t
P E P EpI cơng suất có ích
d) Hiệu suất máy thu:
2
p UI r Ip rp
A
H I
A U UI U
P E
P
e) Chú ý
+ Trên dụng cụ tiêu thụ điện, người ta thường ghi hai số: công suất điện Pđ (công
suất định mức) dụng cụ hiệu điện Uđ(hiệu điện định mức) cần phải đặt vào
dụng cụ để hoạt động bình thường
+ Cường độ dòng điện định mức dụng cụ tiêu thụ điện: đ đ
đ I
U
P
+ Điện trở dụng cụ tỏa nhiệt (đèn điện dây tóc,…):
2 đ đ U R
P
4 Đo công suất điện điện tiêu thụ
+ Để xác định công suất điện tiêu thụ đoạn mạch, người ta dùng ampe kế để đo cường độ
dòng điện I dùng vôn kế để đo hiệu điện U Từ tính cơng suất P UI Trong kĩ
thuật dụng cụ đo cơng suất gọi ốt kế
+ Để đo điện tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện hay công tơ điện Điện
tiêu thụ thường tính kilơốt (kW.h) kW.h = 600 000 J = 3,6.106J.
IV/ Định luật Ơm tồn mạch
1 Định luật Ơm tồn mạch: Xét mạch điện kín (Hình 13.1 Sgk)
Cường độ dịng điện mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch I
R r
E
+ Gọi U = IR hiệu điện mạch (cũng hiệu điện cực dương cực âm
của nguồn) UE Ir Nếu r 0 , mạch hở (I = 0) U E
2 Hiện tượng đoản mạch
(4)+ Nếu điện trở mạch ngồi nhỏ khơng đáng kể R 0 , I r
E Ta nói nguồn điện
bị đoản mạch Khi pin bị đoản mạch pin mau hết điện Khi acquy bị đoản mạch làm hỏng acquy Trong mạng điện gia đình, để tránh tượng đoản mạch, người ta dùng cầu chì atơmat Đoản mạch cịn gọi chập mạch hay ngắn mạch
3 Trường hợp mạch ngồi có máy thu điện: (Hình 13.2 Sgk) p
p I
R r r
E E
4 Hiệu suất nguồn điện: Acó ích U Ir r
H I
A
E
E E E
+ Nếu mạch ngồi có điện trở R H U IR R
I(R r) R r
E
V/ Định luật Ôm loại mạch điện Mắc nguồn điện thành bộ 1 Định luật Ôm đoạn mạch có chứa nguồn điện
AB U I R r
E Hay:
AB
U E (R r)I 2 Định luật Ôm đoạn mạch chứa máy thu điện
AB p p U I R r E
Hay: UAB Ep(R r )I p
3 Cơng thức tổng qt định luật Ơm loại đoạn mạch AB AB U I R r
+E Hay:
AB
U (R r)I E
Với IABlà cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AB theo chiều từ A đến B
+ E nhận giá trị dương nguồn điện E nhận giá trị âm máy thu.
+ Nếu ta chưa biết chiều dịng điện giả thiết dịng điện chạy theo chiều Nếu kết I > chiều dịng điện giả thiết đúng; I < dịng điện chạy qua đoạn mạch ngược với chiều giả thiết
4 Mắc nguồn điện thành bộ a) Mắc nối tiếp
+ Suất điện động nguồn: E E Eb 1 2 En
+ Điện trở nguồn: rb r1 r2 r n
+ Nếu nguồn giống có suất điện động E điện trở r thì
b n
E E rb n r
b) Mắc xung đối
+ Nếu E E1 nguồn E1 nguồn phát, cịn nguồn E2 máy thu ngược lại
+ Suất điện động nguồn: E = E Eb 1 E E1> ngược lại
+ Điện trở nguồn: rb r1 r2
c) Mắc song song d) Mắc hỗn hợp đối xứng
+ E Eb = + Eb = mE
R
A B
E, r
I
R
A p p B
, r E
I
1, r1
E E2, r2
A En, rn B
A 2 B
, r
E
1, r1
E E1, r1E2, r2
(5)+ b r r
n
+ rb m r
n