He thong kien thuc chuong 2 Vat ly 11 Nang cao

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Trường THPT Nguyễn Đáng</b>
<b>Lớp 11</b>

<b>Họ và Tên:</b>

<b>HỆ THỐNG KIẾN THỨC</b>

<b>VẬT LÝ 11 NÂNG CAO</b>

<b>Chương 2</b>

<b>DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI</b>


<b>I/. Dịng điện khơng đổi. Nguồn điện</b>

<b>1. Dịng điện. Các tác dụng của dòng điện</b>

+ Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.

+ Tác dụng đặc trưng của dịng điện là tác dụng từ. Ngồi ra cịn có tác dụng nhiệt, tác
dụng hóa học, …

<b>2. Cường độ dịng điện. Định luật ơm</b>

<b>a) Định nghĩa: Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện,</b>

được xác định bằng thương số giữa điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật

dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó. I q

t






+ Dịng điện có chiều và cường độ khơng thay đổi theo thời gian gọi là dịng điện khơng

đổi. Với dịng điện khơng đổi thì I q

t


+ Trong hệ SI, đơn vị cường độ dòng điện là ampe, kí hiệu là A.

+ Các ước của ampe: 1 miliampe (mA) = _{10 A}3

; 1 micrôampe (μA) = _{10 A}6

.

<b>b) Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R: Cường độ dòng điện chạy qua</b>
đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và

tỉ lệ nghịch với điện trở R. I U

R

 Hay ta có thể viết U V A VBIR Với I là cường

độ dòng điện chạy từ đầu A đến đầu B của đoạn mạch. Tích IR được gọi là độ giảm điện
thế trên điện trở R. Đơn vị của điện trở là ôm (Ω).

c) Đặc tuyến vôn - ampe:

+ Đường biểu diễn sự phụ thuộc I vào U gọi là đường đặc trưng vôn - ampe hay đặc tuyến
vôn - ampe.

+ Đối với dây dẫn kim loại, ở nhiệt độ nhất định, đặc tuyến vôn - ampe là một đoạn thẳng.
<b>3. Nguồn điện</b>

+ Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dịng điện trong mạch.

a) Mỗi nguồn điện đều có hai cực: cực dương (+) và cực âm ( _{), giữa hai cực có một hiệu}

điện thế. Để tạo ra các điện cực, bên trong nguồn điện cần phải có những lực mà bản chất
khơng phải là lực tĩnh điện, người ta gọi đó là lực lạ.

b) Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín, thì trong mạch có
dịng điện.

<b>4. Suất điện động của nguồn điện</b>

Suất điện động <i>E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện</i>

công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch
chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn

của điện tích q đó. = A

q

<i>E</i> Đơn vị của suất điện động là vơn, kí hiệu V.

+ Ngồi suất điện động <i>E, nguồn điện cịn có điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện.</i>

<b>II/. Pin và acquy</b>

<b>1. Hiệu điện thế điện hóa</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

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 tích trái dấu nhau. Khi đó, giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân có một
hiệu điện thế xác định, gọi là hiệu điện thế điện hóa.

<b>2. Pin Vơn-ta</b>

+ Pin Vơn-ta là nguồn điện hóa học được chế tạo đầu tiên (1795).

+ Pin Vôn-ta gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung

dịch axit sunfuric (H SO2 4) loãng. Suất điện động của pin khoảng 1,1 V.

<b>3. Acquy</b>

a) Acquy đơn giản là acquy chì, còn gọi là acquy axit, gồm bản cực dương bằng chì điơxit (
2

PbO ) và bản cực âm bằng chì (Pb). Cả hai bản được nhúng trong dung dịch axit sunfuric (

2 4

H SO ) loãng. Suất điện động của acquy chì khoảng 2 V.

b) Acquy là một nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hóa học
thuận nghịch: nó dự trữ năng lượng dưới dạng hóa năng (lúc nạp điện), để rồi giải phóng
năng lượng ấy dưới dạng điện năng (lúc phát điện).

c) Suất điện động của acquy chì thường có giá trị ổn định khoảng 2 V. Khi suất điện động
giảm xuống đến 1,85 V thì phải nạp điện lại cho acquy.

+ Mỗi acquy có một dung lượng xác định. Dung lượng của acquy là điện lượng lớn nhất
mà acquy có thể cung cấp được khi nó phát điện. Dung lượng của acquy được đo bằng
ampe.giờ (A.h). 1 Ah = 3 600 C.

d) Ngồi acquy chì cịn có acquy kiềm, có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng rất tiện lợi
vì nhẹ và bền hơn.

<b>III/. Điện năng và cơng suất điện. Định luật Jun - Len-xơ</b>
<b>1. Công và công suất của dịng điện chạy qua một đoạn mạch</b>

a) Cơng của dịng điện chạy qua một đoạn mạch là cơng của lực điện làm di chuyển các
điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với

cường độ dòng điện và thời gian dịng điện chạy qua đoạn mạch đó. A qU UIt 

+ Cơng của dịng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là điện năng mà đoạn mạch đó tiệu
thụ.

b) Cơng suất của dịng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai

đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A UI

t

 

<i>P</i>

+ Cơng suất của dịng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất điện tiêu thụ của
đoạn mạch đó. Đơn vị của cơng suất là oát (W).

<b>c) Định luật Jun - Len-xơ</b>

Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương

cường độ dịng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật. _{Q RI t}2



+ Công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dịng điện chạy qua: Q RI2

t

 

<i>P</i>

<b>2. Công và công suất của nguồn điện</b>

a) Công của nguồn điện: A q <i>E E</i> It

+ Công của nguồn điện cũng là cơng của dịng điện chạy trong tồn mạch. Đó cũng là điện
năng sản ra trong tồn mạch.

b) Công suất của nguồn điện: A I

t

 

<i>P</i> <i>E</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

+ Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt:

2

2 U

A UIt RI t t

R

  

+ Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt:

2
2

A U

UI RI

t R

   

<i>P</i>

b) Suất phản điện của máy thu điện

Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển
hóa thành dạng năng lượng khác, khơng phải là nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương

chuyển qua máy. p

A
=

q


<i>E</i> . Suất phản điện có đơn vị là vơn (V).

+ Trong trường hợp máy thu điện là nguồn điện đang được nạp điện, thì suất phản điện có
trị số bằng suất điện động của nguồn lúc phát điện; dòng điện nạp đi vào cực dương của
máy thu.

c) Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện

+ Điện năng tiêu thụ của máy thu điện: A A Q<i>E</i>pIt r I t UIt p 2 

Với U là hiệu điện thế đặt vào máy thu; rplà điện trở của máy thu; Q’ là nhiệt lượng

tỏa ra ở máy thu (năng lượng hao phí). Từ cơng thức trên ta được: U<i>E</i>pr Ip

+ Công suất của máy thu điện: 2

p p

A

I r I
t

  

<i>P</i> <i>E</i> trong đó <i>P</i> <i>E</i>pI là cơng suất có ích.

d) Hiệu suất của máy thu:

2

p UI r Ip rp

A

H 1 I

A U UI U



 

 <i>P</i> <i>E</i>   

<i>P</i>

e) Chú ý

+ Trên các dụng cụ tiêu thụ điện, người ta thường ghi hai chỉ số: công suất điện <i>P</i>đ (công

suất định mức) của dụng cụ và hiệu điện thế Uđ(hiệu điện thế định mức) cần phải đặt vào

dụng cụ để nó hoạt động bình thường.

+ Cường độ dịng điện định mức của dụng cụ tiêu thụ điện: đ đ

đ
I

U

<i>P</i>

+ Điện trở của dụng cụ tỏa nhiệt (đèn điện dây tóc,…):

2
đ
đ

U
R 

<i>P</i>

<b>4. Đo cơng suất điện và điện năng tiêu thụ</b>

+ Để xác định công suất điện tiêu thụ ở đoạn mạch, người ta dùng ampe kế để đo cường độ

dịng điện I và dùng vơn kế để đo hiệu điện thế U. Từ đó tính cơng suất <i>P</i> UI. Trong kĩ

thuật dụng cụ đo công suất gọi là oát kế.

+ Để đo điện năng tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện năng hay công tơ điện. Điện năng

tiêu thụ thường được tính ra kilơốt giờ (kW.h). 1 kW.h = 3 600 000 J = 3,6.₁₀6_J.

<b>IV/. Định luật Ơm đối với tồn mạch</b>

<b>1. Định luật Ơm đối với tồn mạch: Xét mạch điện kín (Hình 13.1 Sgk)</b>

Cường độ dịng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện
và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch. I

R r




<i>E</i>

+ Gọi U = IR là hiệu điện thế mạch ngoài (cũng là hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm

của nguồn) thì U<i>E</i>  Ir Nếu r 0 , hoặc nếu mạch hở (I = 0) thì U <i>E</i> .

<b>2. Hiện tượng đoản mạch</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

+ Nếu điện trở mạch ngoài nhỏ khơng đáng kể R 0 , thì I
r

<i>E</i> . Ta nói rằng nguồn điện

bị đoản mạch. Khi pin bị đoản mạch thì pin sẽ mau hết điện. Khi acquy bị đoản mạch sẽ
làm hỏng acquy. Trong mạng điện gia đình, để tránh hiện tượng đoản mạch, người ta dùng
cầu chì hoặc atơmat. Đoản mạch cịn gọi là chập mạch hay ngắn mạch.

<b>3. Trường hợp mạch ngồi có máy thu điện: (Hình 13.2 Sgk) </b> p

p
I

R r r



 

<i>E E</i>

<b>4. Hiệu suất của nguồn điện: </b> Acó ích U Ir r

H 1 I

A



  <i>E</i>  

<i>E</i> <i>E</i> <i>E</i>

+ Nếu mạch ngồi chỉ có điện trở R thì H U IR R

I(R r) R r

  

 

<i>E</i> .

<b>V/. Định luật Ôm đối với các loại mạch điện. Mắc các nguồn điện thành bộ</b>
<b>1. Định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện</b>

AB
U
I
R r





<i>E</i> _Hay:

AB

U <i>E</i>  (R r)I
<b>2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu điện</b>

AB p
p
U
I
R r



<i>E</i>

Hay: UAB <i>E</i>p(R r )I p

<b>3. Công thức tổng quát của định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch</b>
AB
AB
U
I
R r



<i>+E</i> _Hay:

AB

U (R r)I  <i>E</i>

Với IABlà cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AB theo chiều từ A đến B.

+ <i>E nhận giá trị dương nếu là nguồn điện và E nhận giá trị âm nếu là máy thu.</i>

+ Nếu ta chưa biết chiều dịng điện thì giả thiết dịng điện chạy theo một chiều nào đó. Nếu
kết quả I > 0 thì chiều dịng điện đã giả thiết là đúng; nếu I < 0 thì dịng điện chạy qua
đoạn mạch ngược với chiều đã giả thiết.

<b>4. Mắc các nguồn điện thành bộ</b>
<b>a) Mắc nối tiếp</b>

+ Suất điện động của bộ nguồn: <i>E E E</i>b  1 2...<i>E</i>n

+ Điện trở trong của bộ nguồn: rb  r1 r2... r n

+ Nếu các nguồn giống nhau có cùng suất điện động <i>E và điện trở trong r thì</i>

b n

<i>E</i> <i>E</i> và rb n r

<b>b) Mắc xung đối</b>

+ Nếu <i>E E</i>1 2 thì nguồn <i>E</i>1 là nguồn phát, còn nguồn <i>E</i>2 là máy thu và ngược lại.

+ Suất điện động của bộ nguồn: <i>E = E E</i>b 1 2 nếu <i>E E</i>1> 2 và ngược lại.

+ Điện trở trong của bộ nguồn: rb  r1 r2

<b>c) Mắc song song </b> <b>d) Mắc hỗn hợp đối xứng </b>

+ <i>E E</i>b = + <i>E</i>b = m<i>E</i>

R

A B

<i>E, r</i>

I

R

A p p B

, r

<i>E</i>

I

1

, r

1

<i>E</i>

<i>E</i>

2

, r

2

A

<i>E</i>

n

, r

n B

A 2 2 B

, r

<i>E</i>

1

, r

1

<i>E</i>

<i>E</i>

1

, r

1

<i>E</i>

2

, r

2

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

+ b
r
r

n

 + r_b m r

n


</div>

<!--links-->