Bài giảng vật lý 11 dành cho giáo viên

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Phần 1: ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC
Chương 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG
Bài 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG
I – Sự nhiễm điện của các vật, điện tích, tương tác điện
1. Sự nhiễm điện giữa các vật
- Ta có thể làm cho một vật bị nhiễm điện bằng cách cọ xát nó vào vật khác (VD: thủy tinh cọ
xát vào lụa).
- Khi nhiễm điện vật khả năng hút các vật nhẹ khác như mẩu giấy, bụi vải…
2. Điện tích. Điện tích điểm
- Vật đã bị nhiễm điện được gọi là vật mang điện hay điện tích. Đơn vị của điện tích là Culông (C).
- Điện tích điểm là vật bị nhiễm điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách mà ta đang
xét. Điện tích của điện tích điểm xem như tập trung tại tâm của điện tích.

3. Tương tác điện. Hai loại điện tích
- Hai điện tích đặt gần nhau có thể đẩy hoặc hút nhau. Sự đẩy hay hút đó gọi là tương tác
điện.
- Có hai loại điện tích là điện tích dương (+) và điện tích âm (-).
o Hai điện tích cùng loại thì đẩy nhau.
o Hai điện tích khác loại thì hút nhau.
- Lực tương tác giữa hai điện tích là hai lực trực đối (cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn
nhưng khác điểm đặt).
II – Định luật Cu-lông. Hằng số điện môi
1. Định luật Cu-lông
Nội dung: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai
điện tích, có độ lớn tỉ lệ thuận với hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa
hai điện tích đó.
Công thức: F  k

q1q2
r2

Trong đó:
o k = 9.109: hệ số tỉ lệ (hằng số Cu-lông) (Nm2/C2).
o q1, q2: độ lớn hai điện tích. (C).
o r: khoảng cách giữa hai điện tích.
2. Hằng số điện môi
a. Điện môi
Điện môi là môi trường cách điện.
b. Hằng số điện môi
Khi đặt hai điện tích trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi  lần so với trong
chân không.  gọi là hằng số điện môi.
- Hằng số điện môi của chân không là 1, của không khí xem như 1, của các điện môi khác
luôn lớn hơn 1.
qq
- Công thức của ĐL Cu-lông có thể viết lại là F  k 1 22 .
r
VD1: Hai điện tích điểm giống hệt nhau, đặt cách nhau đoạn 2cm trong không khí, đẩy nhau
một lực 10N.
a. Tính độ lớn mỗi điện tích.
b. Sau đó đặt hai điện tích trên vào trong rượu êtylic có hằng số điện môi 2,5 cũng với khoảng
cách như trên thì lực tĩnh điện là bao nhiêu ?
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

1


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
c. Vẫn giữ hai điện tích trong rượu êtylic như câu b) nhưng tăng khoảng cách giữa chúng lên 2
lần thì lực tương tác bây giờ là bao nhiêu ?
ĐS: 6,7.107 C

VD2: Hai quả cầu kim loại nhỏ, mang điện tích q1 và q2 đặt trong không khí, cách nhau một
đoạn 1m, đẩy nhau lực 1,8N. Điện tích tổng cộng (tổng đại số) của chúng là 3.10-5C.
a. Tính q1,q2.
b. Đặt hai điện tích trên vào trong môi trường có hằng số điện môi 2,5. Tính lại lực tương tác
giữa hai điện tích.
ĐS: 2.10-5C; 10-5C
VD3: Hai điện tích điểm q1=8.10-9C và q2=4.10-9C đặt cố định tại hai điểm A và B trong
chân không, cách nhau đoạn d=10cm. Đặt tại trung điểm của AB một điện tích q3=-10-9C.
a. Vẽ lực tương tác của q1 và q2 lên q3.
b. Tính độ lớn lực điện tác dụng lên q3.
ĐS: 1,6.10-5N
Bài 2: THUYẾT ÊLECTRON
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
I – Thuyết êlectron

1.
2.
-

Cấu tạo nguyên tử (SGK)
Điện tích của êlectron là qe=-1,6.10-19C.
Khối lượng êlectrôn là me=9,1.10-31kg.
Điện tích của prôton là qp=+1,6.10-19C.
Khối lượng êlectrôn là mp=1,67.10-27kg.
Thuyết êlectron
Êlectron có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Nguyên tử bị mất êlectron thì nhiễm điện âm, nguyên tử nhận thêm êlectron thì nhiễm điện
dương.
- Sự di chuyển và cư trú của êlectron đã tạo nên các hiện tượng điện.
II – Vận dụng

1. Chất cách điện và chất dẫn điện
- Chất dẫn điện là chất có chứa các điện tích tự do. Chất cách điện là chất không chứa các
điện tích tự do.
- Điện tích tự do là các điện tích di chuyển tự do bên trong thể tích của vật dẫn. Trong kim
loại, điện tích tự do là êlectron tự do.
2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Khi cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật đã nhiễm điện thì vật sẽ nhiễm điện cùng
dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng
- Khi đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần thanh MN chưa nhiễm điện thì đầu M gần quả
cầu sẽ nhiễm điện âm còn đầu N xa quả cầu nhiễm điện dương. Đó là sự nhiễm điện do
hưởng ứng.
- Khi đưa thanh MN ra xa thì MN trở lại trạng thái trung hòa về điện ban đầu.
III – Định luật bào toàn điện tích
Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.

q1  q2  q1  q2

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

2


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
VD1: Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50μC; quả
cầu B mang điện tích – 2,40μC. Đăt hai quả cầu cách nhau 1,56cm trong không khí.
a. Tính lực tương tác điện giữa hai quả cầu.
b. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa trở lại vị trí cũ. Tính lại lực tương tác.
ĐS: 40,8N.
VD2: Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 và q2 đặt trong chân không cách nhau một doạn

r=10cm, chúng đẩy nhau một lực F1=0,045N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ thì
chúng đẩy nhau một lực F2=0,081N. Tính điện tích q1 và q2 ban đầu.
ĐS: (5.10-7C; 10-7C) và (-5.10-7C; -10-7C)
Bài 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG
ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN
I – Điện trườg
1. Môi trường truyền tương tác điện
Hai điện tích không hề tiếp xúc nhau nhưng vẫn tương tác với nhau được. Phải có một môi
trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai điện tích. Môi trường đó gọi là điện trường.
2. Điện trường
Là dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng
lên điện tích khác đặt trong nó.
C1: Nhận biết điện trường bằng cách nào ?
II – Cường độ điện trường
1. Khái niệm cường độ điện trường
Ta thấy khi đặt điện tích thử q vào điện trường của điện tích Q thì lực điện tác dụng lên q
càng yếu khi q càng xa Q. Vì vậy cần xây dựng một khái niệm đặc trưng cho độ mạnh, yếu của điện
trường. Khái niệm đó gọi là cường độ điện trường.
2. Cường độ điện trường
Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho tác dụng của điện trường tại điểm đó. Nó
được xác định bởi thương số độ lớn của lực điện với độ lớn của điện tích đặt tại điểm đang xét.
F
E
q
Trong đó E là cường độ điện trường tại điểm đang xét.
3. Véctơ cường độ điện trường

E

F

q

Véctơ CĐĐT có:
- Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương
(Suy ra lực diện tác dụng lên điện tích âm sẽ ngược chiều với CĐĐT).
- Chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn của CĐĐT theo tỉ xích cho trước.
4. Đơn vị CĐĐT
Đơn vị CĐĐT là vôn trên mét (V/m).

5. CĐĐT gây ra bởi một điện tích điểm
CĐĐT gây ra bởi một điện tích điểm Q tại điểm M có:
- Phương trùng với đường nối Q và M.
- Chiều hướng ra xa Q nếu Q>0, hướng về Q nếu Q<0.
-

Độ lớn: E 

Q
F
k 2 .
q
r

o Q: trí số điện tích (C).
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

3


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

o r: khoàng cách từ Q đến M (m).
6. Nguyên lí chồng chất điện trường
Nếu tại một điểm trong không gian có điện trường của hai điện tích chồng chất lên đó thì
CĐĐT tổng hợp được xác định bởi E  E1  E2 .
Về mặt độ lớn thì E  E12  E22  2 E1E2 cos  Với α là góc hợp bởi E1 và E2 .
VD1: Một điện tích +2.10-8C đặt trong không khí.
a. Hãy tính cường độ điện trường tại điểm M cách điện tích 5cm.
b. Đưa điện tích vào môi trường có hằng số điện môi 2,5. Hãy tính cường độ điện trường tại N
cách điện tích 2,5cm
ĐS: 72000V/m; 115200V/m
VD2: Hai điện tích điểm có độ lớn q1=0,2nC và q2=-0,8nC đặt cách nhau một đoạn
AB=6cm trong chân không.
a. Tính độ lớn cường độ điện trường do mỗi điện tích tạo ra tại điểm M tại trung điểm của AB.
b. Vẽ véctơ và tính độ lớn cường độ điện trường tổng hợp tại M.
ĐS: 2000V/m; 8000V/m; 10000V/m
VD3: Hai điện tích điểm q1=5.10-8C và q2=-5.10-8C đặt cố định tại hai đỉnh A và C của tam
giác vuông ABC (vuông tại B) trong chân không. Biết AB=6cm và BC=8cm.
a. Vẽ và tính độ lớn cường độ điện trường tại B.
b. Cũng với điều kiện như trên nhưng đặt hai điện tích vào trong môi trường có hằng số điện
môi là 2 thì độ lớn cường độ điện trường tại B bây giờ là bao nhiêu ?
ĐS: 143418V/m; 71709V/m
III – Đường sức điện
1. Định nghĩa
Là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véctơ CĐĐT tại điểm đó. Nói cách khác,
đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó.

2. Các đặc điểm của đường sức điện
- Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi.
- Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm
đó.

- Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích
dương và kết thúc ở điện tích âm.
- Quy ước: Ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện sẽ mau (gần nhau), còn ở
chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện sẽ thưa.

3. Điện trường đều
Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trưởng tại mọi điểm đều có cùng
phương, chiều và độ lớn và đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.
Bài 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

4


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

I – Công của lực điện
a. Xét điện tích q dương dịch chuyển đoạn trên đoạn MN trong điện trường đều như hình vẽ.
- Khi q dịch chuyển từ M đến N, MN làm với đường sức điện một góc α và MN = s.
- Ta có công thức tính công của lực điện là AMN  Fs  Fs cos  .
-

Trong đó: F  qE và d  M N   s cos  .

-

Suy ra: AMN  qEd

o α: là góc hợp bởi lực F và độ dời s .

o d: là độ dài hình chiếu của độ dời s lên đường sức, có giá trị đại số.
- Biện luận:
o Nếu α < 900 thì d > 0 suy ra AMN > 0.
o Nếu α > 900 thì d < 0 suy ra AMN < 0.
o Nếu α = 900 thì d = 0 suy ra AMN = 0.
- Kết quả trên cũng phù hợp với điện tích q âm.
b. Khi điện tích q dịch chuyển trên đoạn đường MBN ta cũng chứng minh được AMN  qEd
với d  M N  .
Kết luận: Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc
vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Lực điện được gọi là lực thế.
VD1: Một điện tích q=0,5µC dịch chuyển từ điểm M đến N cách nhau 4,5cm trong điện
trường đều E=2500V/m (như hình vẽ). Hãy tính công của lực điện để dịch chuyển q

a. từ M đến N.
b. từ N đến M.
ĐS: 3,9.10-5N; -3,9.10-5N
VD2: Một điện tích q=10-8C dịch chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC
cạnh a=20cm đặt trong điện trường đều có cường độ E=300V/m có đường sức song song với cạnh
BC và hướng từ B đến C. Tính công của lực điện trong qua trình dịch chuyển qua mỗi cạnh của tam
giác.
ĐS: AAB=ACA=-3.10-7J; ABC=6.10-7J
II – Thế năng của điện tích trong điện trường
1. Khái niệm về thế năng của điện tích trong điện trường
Thế năng của điện tích q đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện khi đặt q tại điểm
đang xét trong điện trường. Được xác định bằng công của lực điện khi dịch chuyển q về bản âm.
WM  AM  qEd M với dM là khoàng cách từ M đến bản âm.
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

5

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Trong điện trường bất kỳ thì ta lấy mốc thế năng ờ vô cùng (là nơi là điện trường bằng 0 và
lực điện hết tác dụng) WM  AM  .
2. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện trường
Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến N thì công của lực điện bằng độ giảm thế năng
của điện tích q trong điện trường.
AMN  WM  WN
VD3: (*) Một êlectron được thả không vận tốc ban đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều
giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000V/m.
Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Cho biết qe=-1,6.10-19C và me=9,1.10-31kg.
a. Tính động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương.
b. Tính vận tốc của electron khi nó đập vào bản dương.
Gợi ý: Áp dụng định lí biến thiên động năng để tính.
ĐS: 1,6.10-18J; gần bằng 1,9.106 m/s
Bài 5: ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆNTHẾ
I – Điện thế
1. Khái niệm điện thế
Trong công thức thế năng WM  qEd M thì tích số Ed M có giá trị không phụ thuộc vào q mà
chỉ phụ thuộc vào CĐĐT tại M. Ta viết lại WM  qVM .
VM gọi là hằng số tỉ lệ, ta còn gọi nó là điện thế tại M.
VM 

WM
q

2. Định nghĩa điện thế
Điện thế tại M là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt tạo ra thế năng của điện tích q.
Được xác định bằng thương số của công của lực điện khi dịch chuyển điện tích q từ M về mốc thế
năng và trị số của q.

A
A
VM  M  M 
q
q
3. Đơn vị của điện thế
Đơn vị của điện thế là vôn (V).
4. Đặc điểm của điện thế
- Điện thế là đại lượng đại số (có thể dương, âm hoặc bằng 0).
- Điện thế ở bản âm (điện trường đều) và ở vô cùng (điện trường bất kỳ) bằng 0.
II – Hiệu điện thế
1. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường: U MN  VM  VN .
2. Định nghĩa

U MN  VM  VN
U MN 

AM  AN  AMN  AN   AN 


q
q
q

U MN 

AMN
q

Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của
điện trường trong sự di chuyển của một điện tích q từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số
của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

6


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
VD1: Tính công mà lực điện tác dụng lên một êlectron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm
M đến điểm N. Biết hiệu điện thế UMN = 50V.
ĐS: -8.10-18J
3. Liên hệ giữa hiệu điện thế và CĐĐT
A
qEd
U MN  MN 
q
q
U  dE
Hay
U
E
d
Công thức trên cho ta thấy đơn vị của E là V/m.
4. Đo hiệu điện thế trong điện trường
Ta đo hiệu điện thế bằng tĩnh điện kế.
VD2: Ba điểm A, B, C tạo thành ba đỉnh của một tam giác vuông tại B. Biết AB=6cm và
BC=8cm, Điện trường đều E=1500V/m có đường sức song song với cạnh AB và hướng từ A đến B.
a. Tính hiệu điện thế UAB, UBC và UCA và UAC.

b. Tính công của lực điện khi một điện tích q=2,510-10C dịch chuyển từ B đến C và từ C đến
A.
ĐS: UAB=90V, UBC=0; UCA=-90V; UAC=90; 0J; -2,25.10-8J
Bài 6: TỤ ĐIỆN
I – Tụ điện
1. Tụ điện là gì ?
Tụ điện là hai vật dẫn ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện (điện môi). Tụ điện dùng để
tích điện tích.

Ký hiệu:
2. Cách tích điện cho tụ điện
Muốn tích điện cho tụ điện ta nối hai bản tụ với hai cực của một nguồn điện một chiều. hai
bản tụ tích điện cùng độ lớn nhưng trái dấu, bản nối với cực dương sẽ nhiễm điện âm và ngược lại.
Điện tích của tụ điện được quy ước là điện tích của bản dương của tụ.
II – Điện dung của tụ điện
1. Điện dung của tụ
Mội tụ điện có khả năng tích điện khác nhau. Đại lượng đặc trưng cho khả năng đó gọi là
điện dung của tụ điện. Điện dung được xác định bằng thương số giữa điện tích mà tụ tích được với
hiệu điện thế đặt vào hai bản tụ.
Q
C
U
2. Đơn vị của điện dung
Đơn vị của điện dung là Fara (F).
1Fara là rất lớn nên ta thường gặp:
1µF = 10-6F
1nF = 10-9F
1pF = 10-12F
3. Các loại tụ điện
Người ta thường lấy tên đện môi làm tên tụ điện (tụ giấy, tụ không khí, tụ mica…).

Người ta còn tạo ra tụ điện có thể thay đổi điện dung được gọi là tụ xoay.
III – Năng lượng điện trường của tụ điện
Tụ tích điện tích nghĩa là cũng tích năng lượng điện trường.
1
W  CU 2
2
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

7


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

IV – Một số ứng dụng của tụ điện
- Mạch chọn sóng, dò đài.
- Mạch đèn bảng hiệu chớp tắt.
- Mạch lọc nhiễu sóng.
- Mạch khởi động trong các loại máy điện vv…
VD: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20F–200V. Nối hai bản của tụ điện với một hiệu điện thế
120V.
a. Tính điện tích của tụ điện.
b. Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích được.
c. Tính năng lượng tối đa mà tụ tích được.
ĐS: 24.10 – 4C; 4.10 – 3C; 0,4J
_______________________________________________

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

8

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Chương 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
Bài 7: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN
I – Dòng điện
Những kiến thức đã biết:
- Dòng điện là dòng các hạt mang điện (điện tích) dịch chuyển có hướng.
- Dòng điện trong kim loại là dòng các êlectron tự do dịch chuyển có hướng.
- Chiều dòng điện trong được quy ước là chiều ngược chiều dịch chuyển của hạt mang điện
âm.
- Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn là phải đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện
thế.
- Dòng điện có tác dụng nhiệt, hóa học, quang, sinh lý, từ.
II – Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi
1. Cường độ dòng điện
Nếu có một điện lượng q chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian t
thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là I.
q
I
t
2. Dòng điện không đổi
Dòng điện không đổi là đòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.
q
I
t
3. Đơn vị của CĐDĐ
Đơn vị của CĐDĐ là Ampe (A).
Từ biểu thức trên cho thấy 1C = 1A.s
VD1: Cho biết trong vòng 3 giây có 1,5.1018 hạt electron chạy qua tiết diện thẳng của dây
dẫn.

a. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.
b. Tính số electron chạy qua tiết diện thẳng của dây trên trong 2 phút.
c. Tính thời gian cần thiết để điện tích chạy qua tiết diện thẳng của dây là 2C.
ĐS: 0,08A, 6.1019 hạt, 25s
III – Nguồn điện
Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.
- Một nguồn điện có hai cực cực dương và cực âm.
- Bên trong nguồn điện có lực lạ tách các electron ta khỏi nguyên tử rồi chuyển các electron
hoặc ion dương về các cực tạo ra cực âm và cực dương.
- Dòng điện bên trong nguồn từ âm sang dương do tác dụng của lực lạ.
- Dòng điện bên ngoài nguồn từ dương sang âm do tác dụng của lực điện trường.
IV – Suất điện động của nguồn điện
1. Công của nguồn điện
Công của lực lạ để làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn điện gọi là công của nguồn. Ký
hiệu: Ang.
2. Suất điện động của nguồn
Định nghĩa: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện
công của nguồn, được xác định bằng thương số giữa công của nguồn và điện lượng dịch chuyển qua
nguồn.
Ang
Công thức: E 
(Ang là công của lực lạ, q là điện lượng dịch chuyển qua nguồn)
q
Đơn vị: Từ công thức trên ta thấy suất điện động cùng đơn vị với hiệu điện thế là vôn (V).
VD2: Suất điện động của một cục pin là 1,5V.
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

9

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
a. Tính công của lực điện khi dịch chuyển điện tích 2C từ cực âm đến cực dương của nguồn.
b. Mắc cục pin trên vào hai cực của một bóng đèn có điện trở 1Ω. Bỏ qua điện trở của pin. Hãy
tính số electron chạy qua tiết diện dây tóc bóng đèn trong 1 phút.
ĐS: 3J, 5,6.1020 hạt electron
V – Pin và acqui (đọc thêm)
Bài 8: ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN
I – Điện năng tiêu thụ và công suất điện
1. Công của dòng điện
Điện năng là năng lượng của dòng điện. Được tính bằng công của lực điện làm dịch chuyển có
hướng các điện tích trong mạch điện.
A  qU  UIt
Trong đó:
o A: công của lực điện (cũng là công của dòng điện) (J)
o q: điện tích dịch chuyển qua mạch (C)
o U: hiệu điện thế ở hai đầu mạch (V)
o t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
Công của dòng điện được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của công tơ là 1kWh=3,6.106J.
2. Công suất điện
Là đại lượng cho biết khả năng tiêu thụ điện năng của mạch. Được tính trị số điện năng mà
đoạn mạch tiêu thụ trên một đơn vị thời gian.
A
P   UI
t
Trong đó:
o P: công suất điện (W)
o A: điện năng tiêu thụ (công của dòng điện) (J)
o t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
VD1: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1,5A chạy qua
dây dẫn trong 30 phút, biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 12V. ĐS: 32400J

II – Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
1. Định luật Jun-Lenxơ
Nội dung: Nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ với điện trở, với bình
phương cường độ dòng điện và thời gian dóng điện chạy qua vật dẫn đó.
Q  I 2 Rt

Trong đó:
o Q: nhiệt lượng tỏa ra (J)
o I: cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn (A)
o R: điện trở vật dẫn (Ω)
o t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
2. Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn
Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn cho ta biết khả năng tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện
chạy qua. Được tính bằng trị số nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
Q
Pnh   RI 2 Pnh: công suất tỏa nhiệt (J)
t
U2
R
VD2: Dòng điện 2A chạy qua dây tóc bóng đèn có điện trở 90Ω trong vóng 6 giờ.
a. Tính công suất tiêu thụ điện của bóng đèn.
b. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong thơi gian trên.
c. Biết 1kWh điện giá 1500 đồng. Tính tiền điện phải trả.

Ta có thể tính công suất tỏa nhiệt bằng công thức: Pnh  RI 2 

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

10

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
ĐS: 180W; 1,08kWh; 1620 đồng
III – Công và công suất của nguồn điện
1. Công của nguồn điện
Là công của lực lạ làm dịch chuyển điện tích qua nguồn.
Ang  qE  EIt
Trong đó:
o Ang: công của nguồn (J)
o q: điện tích dịch chuyển qua nguồn (C)
o E: suất điện động của nguồn (V)
o I: CĐDĐ chạy qua nguồn (A)
o t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
2. Công suất nguồn điện
Công suất của nguồn điện cho ta biết khả năng thực hiện công của nguồn. Được tính bằng trị
số công của nguồn trong một đơn vị thời gian. Đây cũng là công suất tiêu thụ điện của toàn mạch.
A
Png  ng  EI Png: công suất của nguồn (W)
t
VD3: Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để
thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ 0,8A.
a. Tính công suất của nguồn điện khi đó.
b. Tính công của nguồn điện này sản ra trong thời gian 15 phút.
ĐS: 8640J; 9,6W
Bài 9: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
I – Định luật Ôm đối với toàn mạch

1. Toàn mạch là gì ?
Toàn mạch là bao gồm mạch trong (nguồn điện) và mạch ngoài.
2. Độ giảm thế

Tích của cường độ dòng điện và điện trở (IR) gọi là độ giảm thế.
3. Phát biểu
a. Phát biểu 1
Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm thế mạch ngoài và mạch
trong.
E  IRN  Ir
Trong đó:
o E: suất điện động của nguồn (V)
o IRN: độ giảm thế mạch ngoài (V)
o Ir: độ giảm thế mạch trong (V)
b. Phát biểu 2
Cường độ dòng điện qua mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ
nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
E
I
RN  r
Với RN + r gọi là điện trở toàn phần của mạch điện.
II – Nhận xét

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

11


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

1. Hiện tượng đoản mạch
Nguồn điện bị đoản mạch khi nối hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ
(RN  0).
E

I
r
Chú ý: Do dòng điện qua nguồn có cường độ lớn nên đoản mạch có thể làm hỏng nguồn
điện.
2. Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Ang  EIt  ( RN  r ) I 2t  A  Q

Ta có:
Như vậy, định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và
chuyển hóa năng lượng.
3. Hiệu suất của nguồn điện
Hiệu suất cho phép ta đánh giá khả năng chuyển hóa năng lượng điện thành năng lượng có ích
của thiết bị điện.
A
U
RN
P
H  i 100%  N 100% 
100%  N 100%
Atp
E
RN  r
Png
VD1: Mắc một điện trở 14 vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là 1 thì
hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V.
a. Tính điện trở toàn phần của mạch.
b. Tính cường độ điện chạy trong mạch.
c. Tính suất điện động của nguồn điện.
d. Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó.

e. Tính hiệu suất của mạch điện.
ĐS: 15Ω; 0,6A; 9V; 5,04W; 5,4W; 93,3%
VD2: Cho mạch điện như hình. Cho E=12V; r=0,1 ; đèn Đ (4V-8W); R2=1 ; R2=4;

R3=4,4.
a. Hãy tính và kết luận đèn Đ sáng bình thường hay không.
b. Tính hiệu điện thế UAC và UCB
ĐS: sáng mờ; UAC=1V ; UCB=10,8V
Bài 10: GHÉP NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ
I - Ghép các nguồn điện thành bộ
1. Bộ nguồn nối tiếp
Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện (E1, r1), (E 2, r2),... , (E n, rn) được ghép nối
tiếp với nhau như hình vẽ. Như vậy, đầu A là cực dương và đầu B là cực âm của bộ nguồn.
E  E1  E2  ..  En
- Suất điện động của bộ nguồn: b
r  r  r  ...  rn
- Điện trở trong rb của bộ nguồn: b 1 2

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

12


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Trong trường hợp riêng, nếu n nguồn điện giống nhau (cùng suất điện động E và điện trở
E  nE
trong r) được ghép nối tiếp thì bộ nguồn này có suất điện động và điện trở trong là b
và
rb  nr
.

2. Bộ nguồn song song
Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau (E , r) được ghép song song
với nhau như hình vẽ. Đầu A là cực dương và đầu B là cực âm của bộ nguồn.
E E
- Suất điện động của bộ nguồn: b
r
rb 
n
- Điện trở trong r của bộ nguồn:
b

II - Phương pháp bài toán về toàn mạch
VD: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn gồm 8 acqui, mỗi cái có suất điện
động e=2V, điện trở trong r=0,4 mắc thành 2 nhánh, mỗi nhánh có 4 acqui mắc nối tiếp; đèn Đ

loại 6V-6W; R1=0,2; R2=6; R3=4; R4=4. Tính:
a. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
b. Điện trở mạch ngoài và điện trở toàn phần.
c. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính.
d. Số electron dịch chuyển qua điện trở R1 trong 10 giây.
e. Công suất của bộ nguồn và của mạch ngoài.
f. Tính hiệu suất của mạch điện.
g. Nhiệt lượng tỏa ra trên R4 trong 1 phút.
ĐS: 8V; 0,8Ω; 7,2Ω; 1A; 3,75.1020 hạt; 8W; 7,2W; 90%; 240J
_______________________________________________

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

13

Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Chương 6: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Bài 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I – Bản chất của dòng điện trong kim loại
Trong kim loại:
1. Các nguyên tử liên kết với nhau một cách trật tự tạo thành mạng tinh thể. Chuyển động nhiệt
của mạng tinh thể càng mạnh thì mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
2. Các êlectrong hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành êlectron tự do với mật độ không đổi
(n=hs), chúng choán hết toàn bộ thể tích của KL nhưng không tạo ra dòng điện.
3. Khi điện trường của nguồn điện sinh ra đẩy các êlectron tự do dịch chuyển theo một hướng
nhất định ta có dòng điện. Do mật độ êlectron tự do trong KL rất cao nên KL dẫn điện rất
tốt.
4. Sự mất trật tự của mạng tinh thể (do nhiều nguyên nhân) gây ra điện trở của KL.
Vậy: Dòng điện trong KL là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng
của điện trường.
II – Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ của KL
1. Điện trở suất
Điện trở suất của một KL là điện trở của một đoạn KL hình trụ và làm bằng chất đó có tiết
diện 1m2, có chiều dài 1m. Điện trở suất cho ta biết độ dẫn điện của từng loại KL.
2. Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ
Thí nghiệm đã chứng tỏ điện trở suất của KL tăng theo nhiệt độ với hàm bậc nhất.
  0 (1   (t  t0 ))
Trong đó:
o  : điện trở suất ờ nhiệt độ t (Ωm)
o  0 : điện trở suất ở nhiệt độ t0 (Ωm)
o α: hệ số nhiệt điện trở (K-1)
o thường lấy t0=200C
Từ đó cho phép cho ta suy ra điện trở của vật dẫn: R  R0 (1   (t  t0 ))

3. Hiện tượng siêu dẫn
- Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục.
- Một số kim loại, hợp kim và gốm oxit kim loại khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới
hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Ta nói rằng các vật liệu ấy đã
chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
- Dòng điện chạy trong vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn thì không tỏa nhiệt.
VD1: Dây kim loại bằng đồng có điện trở suất ở 200C là 1,7.10-7m, dây dẫn dài 200m,
đường kính tiết diện là 2mm , cho hệ số nhiệt điện trở là 0,004K-1
a. Tính điện trở của dây kim loại ở 200C.
b. Khi nhiệt độ tăng lên thêm 2200C thì điện trở của dây kim loại là bao nhiêu ?
ĐS: 10,8; 20,3
III – Hiện tượng nhiệt điện
1. Cặp nhiệt điện
- Cặp nhiệt điện là dụng cụ gồm hai dây dẫn khác bản chất và hai đầu được ghép chặt với
nhau.
- Khi nhiệt độ của hai mối ghép khác nhau trong mạch có một suất điện động E gọi là suất
nhiệt điện động.
2. Suất nhiệt điện động
Suất nhiệt điện động trong cặp nhiệt điện phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ của hai mối ghép và bản
chất của hai vật dẫn.

ET  T 1   T1  T2  
Trong đó:
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

14


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
o αT: hệ số nhiệt điện động (V.K-1)

o T1-T2: hiệu số nhiệt độ giữa hai mối ghép
Ứng dụng: Pin nhiệt điện, nhiệt kế nhiệt điện tử.
VD2: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T=65V/K được đặt trong
không khí ở 200C, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 3200C. Tính suất điện động nhiệt
điện của cặp nhiệt điện đó.
ĐS: 0,0195V
Bài 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

I – Bản chất của dòng điện trong chất điện phân
- Chất điện phân: Các dung dịch axít, muối, bazơ gọi là dung dịch điện li (chất điện phân).
- Hạt tải điện trong chất điện phân là ion dương và ion âm, số cặp ion phụ thuộc vào nhiệt độ
và nồng độ của dung dịch.
- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
- Dòng điện trong chất điện phân tải cả vật chất đi theo. Khi đến điện cực chỉ có êlectron là đi
tiếp còn lượng chất đọng lại ở điện cực gây ra hiện tượng điện phân.
Vậy: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và ion âm
theo hai chiều ngược nhau trong điện trường.
II – Hiện tượng dương cực tan
1. Bình điện phân
- Bình điện phân có hai điện cực: Cực nối với cực dương của nguồn điện gọi là anôt và cực
nối với cực âm gọi là catốt.
- Ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation. Ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion.
- Tại anôt iôn âm nhường electron
trung hoà điện.
- Tại catôt iôn dương nhận electron
trung hoà điện.
2. Hiện tượng dương cực tan
Hiện tượng dương cực tan là hiện tượng cực dương (anôt) bị tan dần trong quá trình điện
phân khi điện phân một dung dịch muối của Kl mà cực dương làm bằng chính kim loại của muối
ấy. Khi có dòng điện:

- Kim loại bám vào catôt.
- Chất sinh ra ở anôt tác dụng với kim loại làm anôt và kim loại tan vào trong dung dịch.
- Khi có hiện tượng dương cực tan dòng điện tải kim loại từ anôt chạy sang bám vào catôt.
- Khi có hiện tượng dương cực tan năng lượng của dòng điện chỉ chuyển hóa thành nhiệt nên
bình điện phân xem như một điện trở thuần Rb nên I=U/R.
III – Các định luật Faraday
1. Định luật I: Khối lượng m của chất được giải phóng ở các điện cực của bình điện phân tỉ lệ
với điện lượng q chạy qua bình.
m  kq
Trong đó:
o m: khối lượng chất tan (kg)
o q: điện lượng chạy qua bình điện phân (C)
o k: đương lượng điện hóa

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

15


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
2. Định luật II: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là

k

A
của
n

1

, trong đó F gọi là số Fa-ra-đây.
F

A
với hằng số Faraday F = 96500 C/mol
Fn

Trong đó:
o A: khối lượng nguyên tử của chất tan
o n: số hóa trị của chất tan
o F = 96500 C/mol
3. Công thức tính khối lượng chất tan
1 A
m
It
F n
Trong đó:
o I: CĐDĐ chạy qua bình điện phân (A)
o t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
VD: Cho mạch điện như hình. Bộ nguồn có suất điện động E=15V và điện trở trong r=1Ω.
Điện trở R=5Ω. Bình điện phân có dương cực làm bằng đồng, dung dịch điện phân là CuSO4 và có
điện trở Rp=5Ω. Dây dẫn có điện trở không đáng kể. (Đề thi HKI, Ngôi Sao 2013)

a. Khi K hở. Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện.
b. Khi K đóng. Tính lượng đồng bám vào cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ.
Cho biết khối lượng mol của đồng là A=64 và số hóa trị của đồng là n=2.
ĐS: 32,25W; 37,5W; 2,55g
IV - Ứng dụng của hiện tượng điện phân
- Luyện nhôm.
- Mạ điện.

- Điều chế hóa chất.
Bài 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
I – Chất khí là điện môi
Trong điều kiện thường chất khí không dẫn điện.
II – Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
Khi bị đốt nóng hay bị chiếu bức xạ tử ngoại thì chất khí trở nên dẫn điện.
III – Bản chất của dòng điện trong chất khí
1. Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa
Nguồn nhiệt (đèn cồn, gas, đèn thủy ngân, đèn hơi natri…), tia tử ngoại gọi là những tác
nhân ion hóa chất khí.
Khi bị inon hóa, phân tử khí bị tách thành ion dương và êlectron tự do. Electron tự do lại kết
hợp với các phân tử khí trung hòa khác tạo thành ion âm. Ion dương, ion âm và êlectron tự do là
những hạt tải điện trong chất khí.
Vậy: Dòng điện trong chất khí là dòng các ion dương theo chiều điện trường, ion âm và
êlectron tự do ngươc chiều điện trường.

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

16


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
Quá trình dẫn điện phải nhờ đến tác nhân ion hóa như trên gọi là quá trình dẫn điện không
tự lực của chất khí.
Nhìn vào đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của CĐDĐ vào HĐT thấy có 3 đoạn rõ rệt:
- Đoạn Oa: I tăng theo U.
- Đoạn ab: U tăng nhưng I đạt giá trị bảo hòa. Chứng tỏ hạt tải điện không sinh ra thêm.
- Đoạn bc: I tăng theo U rất nhanh. Chứng tỏ do U quá lớn làm đẩy mạnh quá trình ion hóa

sinh ra thêm hạt tải điện, điện trở chất khí giảm.
IV – Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí. Điều kiện xảy ra dẫn điện tự lực
Quá trình dẫn điện không phải nhờ đến tác nhân ion hóa mà có thể tự duy trì gọi là quá trình
dẫn điện tự lực của chất khí.
Có 4 cách để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực:
1. Dòng điện trong chất khí làm cho nhiệt độ tăng cao khiến các phân tử khí ion hóa liên tục.
2. Điện trường rất lớn (3.106V/m trở lên) làm chất khí bị ion hóa ngay ở nhiệt độ thấp.
3. Catốt bị nung nóng đỏ có khả năng bức ra các êlectron làm hạt tải điện. Hiện tượng này gọi
là phát xạ nhiệt điện tử hay phóng hồ quang.
4. Catốt không bị nung nóng nhưng nhờ các ion dương năng lương cao đập vào làm bật ra các
êlectron làm hạt tải điện.
Sự phóng điện tự lực còn gọi là phóng điện. Tùy cơ chế mà ta có kiểu phóng điện khác
nhau.
V – Tia lửa điện. Điều kiện tạo ra tia lửa điện
Tia lửa điện là một quá trình dẫn điện tự lực của chất khí khi ta đặt giửa hai cực (Anốt và
Catốt) một điện trường đủ mạnh để làm cho các phân tử khí bị ion hóa.
Điều kiện có tia lửa điện: Điện trường giữa hai cực rất lớn (3.106V/m trở lên).
Ứng dụng: Bugi máy nổ.
VI – Hồ quang điện. Điều kiện tạo ra hồ quang điện
Hồ quang điện là một quá trình dẫn điện tự lực của chất khi điện trường không lớn và hai
điện cực (Anốt và Catốt) bị nung đỏ làm bức ra các êlectron tự do.
Điều kiện có hồ quang điện: phải làm cho hai điện cực bị nung đỏ.
Ứng dụng: Hồ quang điện kèm theo sự phát nhiệt rất mạnh, có thể lên tới 35000C. Ứng dụng
để hàn điện, đèn chiếu sáng, nung chảy và cắt vật liệu…
Bài 16: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I – Chất bán dẫn và tính chất
Có những vật liệu có điện trở suất nằm ở trung gian giữa điện môi và kim loại. Những chất
đó gọi là chất bán dẫn.
Ví dụ: Si, Ge, Se ... một số oxit kim loại...
Chất bán dẫn có các tính chất sau:

1. Điện trở suất nằm ở trung gian giữa điện môi và KL.
2. Điện trở suất của chất bán dẫn có thể được thay đổi bởi tạp chất.
3. Điện trở suất của chất bán dẫn cũng có thể thay đổi khi ta chiếu sáng hoặc tác dụng bằng các
tác nhân ion hóa khác.
II – Hạt tải điện trong chất bán dẫn
a. Êlectron và lỗ trống
Xét mạng tinh thể silic, mỗi nguyên tử silic có bốn êlectron hóa trị nên vừa đủ để tạo ra bốn
liên kết với bốn nguyên tử lân cận. Khi một êlectron bị rứt khỏi mối liên kết, nó trở nên tự do gọi là

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

17


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
êlectron dẫn và chỗ liên kết đứt sẽ thiếu 1êlectron nên mang điện dương được xem là hạt tải điện và
gọi là lỗ trống.
b. Bản chất dòng điện trong bán dẫn
Hạt tải điện trong bán dẫn là êlectron dẫn và lỗ trống.
Dòng điện trong bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và
dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.
c. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
a. Bán dẫn loại n: Khi pha tạp P, As,... là những nguyên tố có năm êlectron hóa trị vào trong
tinh thể silic, mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một êlectron dẫn. Ta gọi P, As,... là
tạp chất cho hay đôno. Trong bán dẫn bây giờ có hạt tải điện chủ yếu là êlectron và số lượng
nhỏ lỗ trống do chuyển động nhiệt tạo ra. Ta gọi là bán dẫn loại n.
b. Bán dẫn loại p: Khi pha tạp B, Al,... là những nguyên tố có ba êlectron hóa trị vào trong
tinh thể silic, mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một lỗ trống. Ta gọi B, Al,... là tạp
chất nhận hay axepto. Trong bán dẫn bây giờ có hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống và số lượng
nhỏ êlectron do chuyển động nhiệt tạo ra. Ta gọi là bán dẫn loại p

III - Lớp Chuyển Tiểp p–n
Lớp chuyển tiếp p–n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được
tạo ra trên một tinh thể bán dẫn.
1. Lớp nghèo
Ở lớp chuyển tiếp p–n, sẽ hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo. Điện trở
của lớp nghèo rất lớn.
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo
Lớp nghèo cho dòng điện đi qua theo một chiều từ p sang n, ta gọi là chiều thuận và chiều từ
n sang p dòng điện truyền rất kém gọi là chiều ngược.
IV - Điôt bán dẫn
- Điôt bán dẫn là linh kiện bán dẫn có một lớp chuyển tiếp p–n
- Điôt bán dẫn chỉ cho dòng điện chủ yếu chỉ chạy theo chiều từ p đến n.
- Điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu. Nó được dùng để chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành một
chiều.
V - Tranzito
- Tranzito là linh kiện bán dẫn có ba cực, trong đó có hai lớp chuyển tiếp p-n.
- Ứng dụng phổ biến nhất của tranzito là lắp mạch khuếch đại và khóa điện tử.
_______________________________________________

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

18


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Chương 4: TỪ TRƯỜNG
Bài 19: TỪ TRƯỜNG
I – Nam châm
- Nam châm là các vật có khả năng hút được sắt. Vật liệu dùng để làm nam châm thường là
sắt, niken, côban, mangan….

- Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai cực được gọi là cực Nam (S) và cực Bắc (N).
- Hai cực của hai nam châm đặt gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng tên và hút nhau khi
chúng khác tên.
- Lực tương tác của hai nam châm với nhau gọi là lực từ, các nam châm được gọi là vật có từ
tính.
II – Từ tính của dây dẫn có dòng điện
- Thực nghiêm cho thấy dây dẫn có dòng điện cũng có từ tính như nam châm.
o Hai dây dẫn có dòng điện cùng chiều thì hút nhau.
o Hai dây dẫn có dòng điện ngược chiều thì hút nhau.
o Nam châm và dây dẫn có dòng điện cũng hút nhau.
- Kết luận: Lực từ là lực tương tác giữa nam châm với nam châm, dòng điện với dòng điện
và nam châm và dòng điện. Dòng điện và nam châm đều có từ tính.
III – Từ trường
1. Đặt vấn đề: Dây dẫn có dòng điện và nam châm có thể tương tác với nhau mà không cân
tiếp xúc trực tiếp. Vậy phải có một môi trường truyền tương tác. Đó chính là từ trường.
2. Định nghĩa: Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh nam châm và dòng điện. Biểu
hiện của từ trường là tác dụng lực từ lên NC hoặc dòng điện khác đặt trong nó.
3. Để phát hiện từ trường ta có thể dùng cách nào ?
Để phát hiện sự tồn tại của từ trường tại một điểm, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt
tại điểm đó. Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nằm cân
bằng tại đó.
IV – Đướng sức từ
Để biểu diễn về mặt hình học của từ trường trong không gian người ta đưa ra khái niệm
đường sức từ.
1. Định nghĩa
Đường sức từ là những đường vẽ lên trong không gian xung quanh vật có từ tính mà tiếp
tuyến tại mỗi điểm có hường trùng với ĐST tại điểm đó.
Hình dạng của đường sức từ được quan sát bằng phương pháp từ phổ.
2. Các ví dụ về đường sức từ

a. Đặc điểm ĐST của nam châm thẳng
- Bên ngoài thanh NC các ĐST là những đường cong đi ra từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam
của NC.
- Ờ xa NC thì ĐST thưa, càng gần thì ĐST càng dày (hình vẽ).

b. Đặc điểm ĐST của nam châm hình chữ U

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

19


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Bên ngoài thanh NC các ĐST là những đường cong đi ra từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam
của NC.
- Ờ xa NC thì ĐST thưa, càng gần thì ĐST càng dày (hình vẽ).
- Ở khoảng giữa của hai cực của NC ĐST là những đường thẳng, song song và cách đều nhau.
c. Đặc
điểm
ĐST
dây
dẫn
thẳng
dài
có
dòng
điện
-

ĐST là những đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn và có tâm nằm trên

dây.
- Chiều ĐST được xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Đặt bàn tay sao cho ngón cái dọc
theo dây dẫn và chỉ theo dòng điện, khi đó các ngón kia nắm lại chỉ chiều của ĐST.
d. Đặc điểm ĐST của dây dẫn tròn có dòng điện
- ĐST là những đường tròn có chiều đi vào một mặt và đi ra mặt kia của dòng điện tròn ấy.
- ĐST ở tâm dòng điện là đường thẳng vuông góc với mặt phẳng dòng điện tròn ấy.
Quy ước: mặt ĐST đi ra là mặt Bắc còn mặt ĐST đi vào là mặt Nam. Mặt Nam là mặt là
khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ còn mặt Nam là mặt ngược lại.
3. Tính chất của ĐST
- Các ĐST không cắt nhau.
- Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
- Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc
vào Nam ra Bắc).
- Những chổ từ trường mạnh thì ĐST dày, chỗ từ trườn yếu thì ĐST thưa.
Bài 20: CẢM ỨNG TỪ. LỰC TỪ
I – Cảm ứng từ
1. Cảm ứng từ
Xét một đoạn dây dẫn có chiều dài l đặt vuông góc với đường sức từ, dòng điện qua dây dẫn
là I, lực từ tác dụng lên dây dẫn là F. Tiến hành thí nghiệm khi cho I và l thay đổi thì ta thấy thương
F
số
không thay đổi.
Il
Vậy thương số trên đặc trưng cho tác dụng lực của từ trường lên dây dẫn có dòng điện, gọi
là cảm ứng từ B.
F
B
Il
Trong đó:
o F: độ lớn lực từ (N)

o I: CĐDĐ (A)
o L: chiều dài dây dẫn (m)
Đơn vị của cảm ứng từ B là Tesla (T).
2. Véctơ cảm ứng từ
F
Vì lực từ là đại lượng véctơ nên cảm ứng từ cũng là đại lượng véctơ. Véctơ B  có:
Il
- Điểm đặt tại vị trí đang xét.
- Phương trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
F
- Độ lớn B 
(T)
Il
II – Lực từ
-

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

20


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

1. Từ trường đều
Là từ trường mà các đướng sức là những đường thẳng song song và cách đều nhau.
Từ trường giữa hai nhanh của nam châm hình chữ U là từ trường đều.

2. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện
Trong một từ trường đều có cảm ứng từ B , ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = ℓ hợp với đuờng
sức từ một góc  cho dòng điện có cường độ I chạy qua thì xuất hiện lực từ F tác dụng lên đọan

dây có:
- Điểm đặt tại trung điểm của đọan dây.
- Phương vuông góc mặt phẳng chứa B và ℓ.
- Chiều theo qui tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào
lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón tay cái choãi
ra 90o chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.
- Độ lớn được xác định bởi công thức:

F  BIl sin 
Trong đó:
o
o
o
o
o

F: lực từ (N)
B: Cảm ứng từ (T)
I: CĐDĐ (A)
l: chiều dài dây dẫn (m)
  ( B; l )

Chú ý:
o α = 900 thì Fmax= BIℓ
o α = 00 hay α = 1800 thì Fmin= 0. Vậy, khi đoạn dây dẫn đặt song song với đường cảm
ứng từ thì không có lực từ tác dụng lên nó.
VD1: Cho một số ví dụ về vẽ lực từ, áp dụng quy tắc bàn tay trái.
VD2: Một dây dẫn hình tam giác vuông KMN đặt trong một từ trường đều cùng hướng từ K
đến N như hình vẽ. Cho B=0,1T, KN=12cm, KM=16cm. Dòng điện qua dây có chiều như hình và

I=5A.
a. Vẽ các lực từ tác dụng lên trung điểm các cạnh của tam giác.
b. Tính độ lớn các lực tác dụng lên các cạnh của tam giác.
ĐS: FMN=0,08N, FNK=0N; FKM=0,08N
Bài 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN
CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
I – Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

21


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

1. Đường sức từ
Từ trường do dđiện thẳng gây ra với đường sức từ có:
- Hình dạng là những đường tròn đồng tâm, nằm trong mặt phẳng () vuông góc với dây dẫn,
có tâm O là giao điểm của dây dẫn và mặt phẳng () .
- Chiều được xác định bởi quy tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc
theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các
đường sức từ.
2. Công thức
Độ lớn của cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra tại một điểm M
cách dây dẫn là r:
I
B  2.107
r
Trong đó:
o BM: cảm ứng từ tại M (T)

o I: CĐDĐ chạy trong dây dẫn (A)
o r: khoảng cách từ M đến dây dẫn (m)

II – Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn tròn N vòng
1. Đường sức từ
Từ trường do dòng điện trong dây dẫn tròn gây ra với đường sức từ có :
- Hình dạng là những đường cong, càng gần tâm O độ cong càng giảm, tại tâm O đường sức
là đường thẳng trùng với trục của vòng tròn.
- Chiều của đường sức từ đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn (hoặc xác định

theo quy tắc nắm bàn tay phải).
o Mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim
đồng hồ.
o Mặt Bắc của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim
đồng hồ.
2. Công thức
Độ lớn của cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn tròn gây ra tại tâm O:
I
B  2 .107 N
R
Trong đó:
o Với R là bán kính đường tròn (m)
o N: số vòng của dây dẫn tròn.
III – Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây N vòng
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

22


Bài giảng chi tiết Vật lí 11

1. Đường sức từ
Từ trường do dòng điện trong ống dây dẫn hình trụ gây ra với đường sức từ có:
- Hình dạng như hình vẽ, bên trong ống dây đường sức là
những đường thẳng song song với trục của ống dây và cách
đều nhau (từ trường đều). Bên ngoài ống dây, giống đường
sức từ bên ngoài của một nam châm thẳng.
- Chiều của đường sức từ được xác định bởi quy tắc nắm bàn
tay phải.
- Phát biểu qui tắc: “Đặt nắm bàn tay phải dọc theo trục vuông góc với mặt phẳng khung dây,
chiều 4 ngón nắm lại theo chiều dòng điện trong khung, khi đó chiều ngón tay cái là chiều
của các đường sức từ.”
2. Công thức
Độ lớn của cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn tròn gây ra tại một điểm bên
trong ống dây:
I
B  4 .107 N
l
Trong đó:
o l: chiều dài ống dây (m)
o N: số vòng quấn của ống dây.
N
Chú ý: Gọi n  là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài (mật độ quấn) của ống dây thì
l

B  4 .107 nI .
IV - Từ trường của nhiều dòng điện
Khi có hai từ trường chồng chất lên một điểm thì cảm ứng từ tổng hợp tại đó tính bởi:
B  B12  B12  2B1B2 cos 
Với   ( B1; B2 )
VD1: Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song và vuông góc với mặt giấy có dòng điện

I1=I2=5A có chiều như hình vẽ. Vẽ và tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do dòng điện I1 và I2 gây ra
tại điểm M. Cho AB=BM=10cm.
ĐS : 5.10-6T
VD2: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai
dòng điện ngược chiều, có cường độ I1=6A; I2=12A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai
dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 5cm và cách dây dẫn mang dòng I2
15cm.
ĐS: 8.10-6T
Bài 22: LỰC LO-REN-XƠ
I - Lực Lo-ren-xơ
1. Định nghĩa lực Lo-ren-xơ
Lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong một từ trường theo
phương cắt các đường cảm ứng từ.

2. Xác định lực Lo-ren-xơ
- Điểm đặt: Tại điện tích điểm.
- Phương: vuông góc với v và B
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

23


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
-

-

Chiều tuân theo qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên
vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều v , thì ngón tay cái choãi ra
900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên hạt mang điện dương và ngược lại khi hạt mang điện

âm.
Độ lớn: f  q vB sin 
Trong đó:
o
o
o
o
o

f: lực Lo-ren-xơ (N)
q: độ lớn điện tích (C)
v: tốc độ bay của điện tích (m/s)
B: cảm ứng từ (T)
  ( B; v )

Chú ý:
o Khi B  v :   900  f max  q vB
o Khi B  v :   0;1800  f min  0
II - Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều (đọc thêm)
VD: Một electron bay vào trong từ trường đều có B=1,2.10-3T. Khi vào từ trường, vận tốc


của electron là v=106m/s và vectơ v hợp với vectơ B một góc 900.
a. Vẽ lực Lorentz tác dụng vào điện tích (vẽ trong không gian).
b. Tính độ lớn lực Lorentz.
ĐS: F1=1,92 .10-16N
_______________________________________________

GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

24


Bài giảng chi tiết Vật lí 11
Chương 5: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Bài 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

I – Từ thông
1. Định nghĩa
Xét một mặt tròn (C) có diện tích S đặt trong từ trường đều. Véctơ cảm ứng từ B hợp với
véctơ pháp tuyến n một góc α. Từ thông  xuyên qua tiết diện S được tính bởi:
  BS cos 
Trong đó:
o  : từ thông.
o B: cảm ứng từ (T)
o   ( B; n )
2. Đơn vị từ thông
Từ thông có đơn vị là Vêbe (Wb).
Từ thông nói chung có giá trị đại số, dấu của từ thông phụ thuộc vào việc chọn chiều của n .
Thông thường ta sẽ chọn n sao cho α nhọn để  dương.
VD1: Khung dây đồng ABCD hình chữ nhật có kích thước 5cm x 10cm đặt vào từ trường
đều, có B=0,2T. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung 60o. Tính từ thông qua khung dây.
ĐS: 8,66.10-4 Wb

II – Hiện tượng cảm ứng điện từ
1. Thí nghiệm
Một mạch kín (C) hai đầu nối vào điện kế G đặt (C) vào trong từ trường của một nam châm
SN. Ta thấy kim điện kế cho biết có dòng điện chạy trong (C) khi:
- Cho nam châm hay khung dây dịch chuyển tịnh tiến lại gần hoặc xa nhau.
- Cho khung dây hoặc nam châm quay một góc .

- Thay đổi diện tích của khung dây.
Nhận xét: Dòng điện trong (C) tắt khi dừng các thay đổi trên, dòng điện trong (C) đổi chiều
khi các thay đổi trên đổi chiều.
2. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Hiện tượng làm xuất hiện dòng điện trong cuộn dây dẫn kín khi từ thông xuyên qua mạch
biến thiên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xuất hiện đó gọi là dòng điện cảm ứng ic.
III – Định luật Len-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng
Len-xơ đã tìm ra quy luật về chiều của dòng điện cảm ứng và khái quát thành định luật.
1. Định luật
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường của dòng điện cảm
ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
2. Áp dụng
GV: Mai Quang Hưởng (0962519223)

25