Đề cương ôn tập môn Vật lí Lớp 9 - Chủ đề: Điện học & Điện từ học - Hoàng Tiến Việt

Nội dung tài liệu: Đề cương ôn tập môn Vật lí Lớp 9 - Chủ đề: Điện học & Điện từ học - Hoàng Tiến Việt

1. HƯỚNG DẪN TỰ HỌC MÔN VẬT LÝ 9 PhÇn I : §iÖn Häc 1. Sù phô thuéc cña c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn vµo hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai ®Çu d©y. - C­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai ®Çu d©y dÉn. U I 1 1 U2 I2 - §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña c­êng ®é dßng ®iÖn vµo hiÖu ®iÖn thÕ cã d¹ng lµ mét ®­êng th¼ng ®i qua gèc to¹ ®é. 2. §Þnh luËt «m: C­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn tØ lệ thuËn víi hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai ®Çu d©y, tØ lÖ nghÞch víi ®iÖn trë cña d©y U U I U = I.R, R = R I U U Cũng có thể viết I AB RAB Rtd 3. §Þnh luËt «m ®èi víi c¸c lo¹i ®o¹n m¹ch. R1 nèi tiÕp R2 R1 song song R2 R1 A B A B R1 R2 R2 I = I1 = I2 (1) Mở rộng I=I1=I2= =In I = I1 + I2 (5) MR: I=I1+I2+ +In U = U1 + U2 (2) U=U1+U2+ +Un U = U1 = U2 (6)U=U1=U2= =Un 1 1 1 R1R2 Rtđ = R1 + R2 (3) Rtđ=R1+R2+ +Rn Rtđ = Rtd R1 R2 R1 R2 (7) 1 1 1 1 ... Rtd R1 R2 Rn U R I R 1 1 (4) 1 2 (8) U2 R2 I2 R1 U1 U2 U1 U2 U U U Từ công thức (4) = U1 = .R1 ; U2 = .R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 I1 I2 I1 I2 I I I Từ công thức (8) I1 = .R 2; I2 = .R1 R2 R1 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 • Đoạn mạch hỗn hợp R A 2 B I1 = I2 + I3 R1 R2.R3 R3 R tđ = R1 + R23 với R23 = R2 R3 U2 = U3 = U23 = I1. R23 hoặc U2 = U3 = U23 = UAB – U1 4. Sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo chiÒu dµi, tiÕt diÖn vµ vËt liÖu lµm d©y dÉn. a) §iÖn trë cña c¸c d©y dÉn cã cïng tiÕt diÖn vµ ®­îc lµm tõ cïng mét lo¹i vËt liÖu th× tØ lÖ thuËn víi chiÒu dµi cña d©y. GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 1
2. 1, 2 Với 1, 2 là chiều dài của các dây dẫn có điện trở R1 và R2 tương ứng Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây nên dây dẫn càng dài thì điện trở càng lớn. Mà điện trở tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện. Nên I nhỏ (đèn sáng yếu) b) §iÖn trë cña c¸c d©y dÉn cã cïng chiÒu dµi vµ ®­îc lµm tõ cïng mét lo¹i vËt liÖu th× tØ lÖ nghÞch víi tiÕt diÖn cña d©y R1 S2 Với S1,S2 là tiết diện của các dây dẫn có điện trở R1 và R2 tương ứng R2 S1 Vì điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây nên dây dẫn có tiết diện càng lớn thì điện trở càng nhỏ. Mà điện trở tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện. Nên I lớn (đèn sáng bình thường) R1S1 R2.S2 Hai d©y dÉn cïng vËt liÖu th× cïng ®iÖn trë suÊt nªn: hay R1S1l2 = R2S2l1 l1 l2 - §iÖn trë cña d©y dÉn phô thuéc vµo vËt liÖu lµm d©y dÉn: Các dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng được làm từ các vật liệu khác nhau nên điện trở khác nhau. Ví dụ: dây làm bằng đồng và dây làm bằng nhôm thì điện trở sẽ khác nhau. - ý nghÜa cña ®iÖn trë suÊt: §iÖn trë suÊt cña mét vËt liÖu hay mét chÊt cã trÞ sè b»ng ®iÖn trë cña mét d©y dÉn h×nh trô ®­îc lµm b»ng vËt liÖu ®ã cã chiÒu dµi 1m vµ tiÕt diÖn 1m2. . C«ng thøc tÝnh ®iÖn trë : R S Trong ®ã: R là ®iÖn trë cña d©y( );  là chiÒu dµi cña d©y(m); là ®iÖn trë suÊt(.m ); S là tiÕt diÖn d©y dÉn(m2) . Từ công thức: R R. S = .l S R.S R.S .l l = ; = ; S = l R . .l R.S R. r 2 Nếu bài toán cho bán kính của dây ta có thể làm gộp R = ; l = = S r 2 .l 4 .l R.S R. d 2 Nếu bài toán cho bán kính của dây ta có thể làm gộp R = ; l = = d 2 d 2 4 4 d 2 Với S = .r2 = ( với r là bán kính tiết diện, d là đường kính tiết diện) 4 S S Bán kính tiết diện: Từ công thức S = r 2 r2 = r =  Nếu biết R,l ta tính theo công thức r = . .R d 2 4S 4S Đường kính tiết diện: từ công thức S = 4S = d2 d2 = d = 4 4 . Nếu biết R,l ta tính theo công thức d = .R m - L­u ý: Khối lượng riêng D = ; Thể tích dây V =  .S Với diện m là khối V lượng (kg), V là thể tích (m3) GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 2
3. Khối lượng dây m = V.D   Số vòng dây N = 2 r d Chiều dài dây có thể tính theo công thức  = 2 .r.N = .d.N 1m2 = 106 mm2 1 mm2 = 10-6 m2 1 m = 103 mm 1 mm = 10-3 m Ví dụ : 2 mm2 = 2.10-6 m2; 0,5 mm2 = 0,5. 10-6 m2 3 mm = 3. 10-3 m; 40 mm = 40. 10-3 m U 2 P P U 2 5. C«ng suÊt ®iÖn P U.I I 2 R I = ; R = ; R = R U I 2 P Ý nghÜa sè v«n, sè o¸t ghi trªn mçi dông cô ®iÖn cho biÕt hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc vµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña dông cô ®ã 2 PDM U DM Ví dụ: §Ìn ghi ( 6V – 3 W) => U§M = 6V; P§M = 3W; =>I§M = =0,5A; R§ = = 12 U DM PDM  6. §iÖn n¨ng – C«ng cña dßng ®iÖn - §iÖn n¨ng lµ n¨ng l­îng cña dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn mang n¨ng l­îng v× nã cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c«ng còng nh­ lµm thay ®æi nhiÖt n¨ng cña c¸c vËt kh¸c. - C«ng cña dßng ®iÖn s¶n ra trong mét ®o¹n m¹ch b»ng sè ®o l­îng ®iÖn n¨ng mµ ®o¹n m¹ch ®ã tiªu thô ®Ó chuyÓn ho¸ thµnh c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c. - C«ng thøc tÝnh C«ng cña dßng ®iÖn( hay ®iÖn n¨ng tiªu thô) A = P.t = U.I.t Trong ®ã: U ®o b»ng v«n(V) I ®o b»ng ampe(A) t ®o b»ng gi©y(s) P ®o b»ng o¸t(W) th× c«ng A cña dßng ®iÖn ®o b»ng Jun(J) 1(J) = 1 (W) . 1(s) = 1(V).1(A).1(s) Ngoµi ra c«ng cña dßng ®iÖn cßn ®­îc ®o b»ng ®¬n vÞ kiloãat giê(kW.h) 1(kW.h) = 1(kW).1(h) = 1000(W). 3600(s) = 3600000(J) = 3,6.106(J) - §o ®iÖn n¨ng sö dông( c«ng cña dßng ®iÖn) b»ng c«ng t¬ ®iÖn - Mçi sè ®Õm cña c«ng t¬ ®iÖn cho biÕt l­îng ®iÖn n¨ng ®· ®­îc sö dông lµ 1(kW.h) Chú ý: muốn tính số tiền điện phải trả là T = A. giá tiền của 1 kw.h 7. §Þnh luËt Jun – Len x¬ - ” NhiÖt l­îng to¶ ra ë d©y dÉn khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua tØ lÖ thuËn víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ®iÖn víi ®iÖn trë cña d©y vµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua” - HÖ thøc: Q = I.2R.t Trong ®ã: I ®o b»ng ampe (A) R ®o b»ng «m( ) t là thời gian ®o b»ng gi©y (s), th× nhiÖt l­îng Q ®o b»ng Jun (J) 1J = 0,24 cal Nếu tính theo đơn vị Calo thì Q =0,24 I2Rt Q HiÖu suÊt: H ci .100% Qtp 2 Q Q 2 2 U tp tp U Qci = m.c.(t2 – t1); Qtp = Qtỏa = I. R.t = P.t = U.I.t = t t = R P U.I Qtp .R GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 3
4. * Nếu biết hiệu suất H, Qci ta có thể làm gộp để tính thời gian t Qci Từ công thức H .100% H. Qtp = Qci. 100% H.P.t = m.c(t2 – t1). 100% Qtp m.c.(t t ).100% t = 2 1 H.P Phần 2: Điện từ học I. Lý thuyết: Câu 1: Dòng điện xoay chiều là gì?Cách tạo ra dòng điện xoay chiều? Tác dụng của dòng điện xoay chiều? *Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều luân phiên thay đổi * Cách tạo ra dòng điện xoay chiều: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của NC hay cho NC quay trước cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều Câu 2: Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều?So sánh chổ giống và khác nhau về cấu tạo của Đinamô xe đạp và và máy phát điện xoay chiều? *Cấu tạo: Một máy phát điện AC có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là Stato, bộ phận còn lại quay gọi là Roto. * Hoạt động: Khi NC hoặc cuộn dây quay thì số ĐST xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm Tạo ra được dòng điện xoay chiều (AC) trong cuộn dây. * So Sánh giữa máy phát điện xoay chiều và đinamô: + Giống nhau: Đều có NC và cuộn dây dẫn, khi một trong hai bộ phận quay thì xuất hiện dòng điện xoay chiều + Khác nhau: Điamo có kích thước nhỏ hơn, công suất phát điện nhỏ hơn, U và I đầu ra nhỏ hơn. Ở Điamo thì roto là NC vĩnh cửu, còn ở MPĐ Roto là NC điện. Câu 3: Công thức tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện?Dựa vào công thức nêu các cách làm giảm hao phí? Trong các cách trên cách nào có lợi nhất tại sao ? *Công thức: C«ng suÊt hao phÝ trªn ®­êng d©y do to¶ nhiÖt P2 R PHP = Trong ®ã: PHP : c«ng suÊt hao phÝ(W) U 2 P : C«ng suÊt cÇn truyÒn ®i tõ nguån(W) U : HiÖu ®iÖn thÕ ®Æt ë hai ®Çu d©y t¶i(V) R : ®iÖn trë cña d©y t¶i( ) => C«ng suÊt hao phÝ do to¶ nhiÖt trªn ®­êng d©y t¶i tØ lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai ®Çu ®­êng d©y t¶i. *Các cách làm giảm hao phí: - Giảm điện trở trên đường dây truyền tải - Tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu * Cách làm giảm hao phí có lợi nhất: Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng HĐT đặt vào hai đầu dây dẫn. Câu 4: Nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và tác dụng của máy biến thế. Giải thích tại sao máy biến thế không sử dụng được cho dòng điện một chiều (Dòng điện có chiều không đổi) mà sử dụng nguồn điện AC *Cấu tạo: Cấu tạo gồm hai cuộn dây: cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng n 1,n2 khác nhau đặt cách điện với nhau. - Một lõi sắt pha Silic chung cho cả hai cuộn dây. GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 4
5. - Dây và lõi đều bọc cách điện. *Nguyên tắc hoạt động: Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của MBT một HĐT AC thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một HĐT AC *Tác dụng của máy biến thế: Làm biến đổi hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây của cuộn thứ cấp. HĐT ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn dây U1/U2 = n1/n2. + Nếu n1>n2 (hoặc U1 >U2): Máy hạ thế. + Nếu n1,<n2 (hoặc U1 < U2): Máy tăng thế Câu 5 : M¸y biÕn thÕ : M¸y biÕn thÕ chØ ho¹t ®éng víi dßng ®iÖn xoay chiÒu U1 n1 Trong đó: n1,n2 lần lượt là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp U2 n2 U1, U2 lần lượt là hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp Phần 3: Bài tập 1. Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ. R2 Cho biÕt: UAB = 70V; R1 =15  ; R2 = 30 ; R3 = 60  A R1 C B a) TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña toµn m¹ch R3 ®iÖn ? b) TÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn ? R1 R2 2. Cã ba ®iÖn trë R1 = 4 ; R2 = 8 ; R3 = A 24  ®­îc m¾c vµo hai ®iÓm A, B cã hiÖu B ®iÖn thÕ 12V. a, TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña ®o¹n m¹ch? b, TÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn qua mçi R3 ®iÖn trë ? c, TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®iÖn trë R1 vµ R2? 3. Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ. BiÕt R1 =12 , R2 = 18 , R3 = 20 , Rx cã thÓ thay ®æi ®­îc. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai R1 R2 ®Çu ®o¹n m¹ch UAB = 45V. a) Cho Rx = 25. TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng A R B cña m¹ch vµ c­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh. R3 x b) §Þnh gi¸ trÞ Rx ®Ó cho c­êng ®é dßng ®iÖn qua Rx nhá h¬n hai lÇn c­êng ®é dßng ®iÖn qua ®iÖn trë R1. ( 18; 2.5A; 40 ) 4. §Æt vµo hai ®Çu mét cuén d©y dÉn lµm b»ng ®ång mét hiÖu ®iÖn thÕ U = 17V th× c­êng ®é dßng ®iÖn qua d©y dÉn lµ I = 5A. BiÕt tiÕt diÖn cña d©y dÉn lµ 1.5 mm, ®iÖn trë suÊt lµ 1.7.1- 8 m . TÝnh chiÒu dµi cña d©y dÉn. 5. Mét Êm ®iÖn cã ghi 220V - 600W ®­îc sö dông víi hiÖu ®iÖn thÕ ®óng 220V ®Ó ®un s«i 2,2lÝt n­íc Tõ nhiÖt ®é ban ®Çu lµ 27oC. Bá qua nhiÖt l­îng lµm nãng vá Êm vµ nhiÖt l­îng to¶ vµo m«i tr­êng. TÝnh thêi gian ®un s«i n­íc. 6. Cuén s¬ cÊp cña mét m¸y biÕn thÕ cã 4000 vßng, cuén thø cÊp cã 250 vßng. a) M¸y biÕn thÕ nµy cã t¸c dông t¨ng thÕ hay h¹ thÕ ? GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 5
6. b) Khi ®Æt vµo hai ®Çu cuén s¬ cÊp mét hiÖu ®iÖn thÕ xoay chiÒu 220 V th× ë hai ®Çu cuén thø cÊp cã hiÖu ®iÖn thÕ lµ bao nhiªu ? ( 13.75V) 7. Ng­êi ta muèn t¶i mét c«ng suÊt ®iÖn 4500W tõ nhµ m¸y thuû ®iÖn ®Õn mét khu d©n c­ c¸ch nhµ M¸y 65km. BiÕt cø 1km d©y dÉn cã ®iÖn trë 0,8 . a) HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu d©y t¶i ®iÖnlµ 25 000V. TÝnh c«ng suÊt hao phÝ v× to¶ nhiÖt trªn ®­êng d©y. b) NÕu cø ®Ó hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n d©y t¶i ®iÖn lµ 220V mµ truyÒn ®i th× c«ng suÊt to¶ nhiÖt trªn ®­êng d©y lµ bao nhiªu ? ( 336.96 W ; 4349306W) GV soạn: Hoàng Tiến Việt – Hệ thống công thức và kiến thức cơ bản và bài tập Vật lý 9 6