Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Vật lí lớp 11 THPT

PHẦN THỨ HAI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG MÔN VẬT LÍ LỚP 11 THPT MỘT SỐ ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG 1. Phần “Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng” của tài liệu này được trình bày theo từng lớp và theo các chương. Mỗi chương đều gồm hai phần là : a) Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình : Phần này nêu lại nguyên văn các chuẩn kiến thức, kĩ năng đã được quy định trong chương trình hiện hành tương ứng đối với mỗi chương. b) Hướng dẫn thực hiện : Phần này chi tiết hoá các chuẩn kiến thức, kĩ năng đã nêu ở phần trên dưới dạng một bảng gồm có 4 cột và được sắp xếp theo các chủ đề của môn học. Các cột của bảng này gồm : - Cột thứ nhất (STT) ghi thứ tự các đơn vị kiến thức, kĩ năng trong mỗi chủ đề. - Cột thứ hai (Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình) nêu lại các chuẩn kiến thức, kĩ năng tương ứng với mỗi chủ đề đã được quy định trong chương trình hiện hành. - Cột thứ ba (Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN) trình bày nội dung chi tiết tương ứng với các chuẩn kiến thức, kĩ năng nêu trong cột thứ hai. Đây là phần trọng tâm, trình bày những kiến thức, kĩ năng tối thiểu mà HS cần phải đạt được trong quá trình học tập. Các kiến thức, kĩ năng được trình bày trong cột này ở các cấp độ khác nhau, và được để trong dấu ngoặc vuông [ ]. Các chuẩn kiến thức, kĩ năng được chi tiết hóa trong cột này là những căn cứ cơ bản nhất để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh trong quá trình học tập cấp THPT. - Cột thứ tư (Ghi chú) trình bày những nội dung liên quan đến những chuẩn kiến thức, kĩ năng được nêu ở cột thứ ba. Đó là những kiến thức, kĩ năng cần tham khảo vì chúng được sử dụng trong SGK hiện hành khi tiếp cận những chuẩn kiến thức, kĩ năng quy định trong chương trình, hoặc đó là những ví dụ minh hoạ, những điểm cần chú ý khi thực hiện. 2. Đối với các vùng sâu, vùng xa và những vùng nông thôn còn có những khó khăn, GV cần bám sát vào chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình chuẩn, không yêu cầu HS biết những nội dung về chuẩn kiến thức, kĩ năng khác liên quan có trong các tài liệu tham khảo. Ngược lại, đối với các vùng phát triển như thị xã, thành phố, những vùng có điều kiện về kinh tế, văn hoá xã hội, GV cần linh hoạt đưa vào những kiến thức, kĩ năng liên quan để tạo điều kiện cho HS phát triển năng lực. Trong quá trình vận dụng, GV cần phân hoá trình độ HS để có những giải pháp tốt nhất trong việc tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS. Trên đây là những điểm cần lưu ý khi thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng. Sở Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo các trường THPT tổ chức cho tổ chuyên môn rà soát chương trình, khung phân phối chương trình của Bộ, xây dựng một khung giáo án chung cho tổ chuyên môn để từ đó các GV có cơ sở soạn bài và nâng cao chất lượng dạy học. A. ch­¬ng tr×nh chuÈn Ch­¬ng I. §iÖn tÝch. §iÖn tr­êng 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) §iÖn tÝch. §Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. Lùc t¸c dông gi÷a c¸c ®iÖn tÝch. ThuyÕt ªlectron. b) §iÖn tr­êng. C­êng ®é ®iÖn tr­êng. §­êng søc ®iÖn. c) §iÖn thÕ vµ hiÖu ®iÖn thÕ. d) Tô ®iÖn. e) N¨ng l­îng cña ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn. KiÕn thøc - Nªu ®­îc c¸c c¸ch làm nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - Nªu ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. - Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. NhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn. NhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng vµ nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. KÜ n¨ng - VËn dông ®­îc thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. - VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ kh¸i niÖm ®iÖn tr­êng ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®èi víi hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña mét ®iÖn tÝch däc theo ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. §IÖN TÝCH. §ÞNH LUËT CU-L¤NG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc c¸c c¸ch nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). [Th«ng hiÓu] Cã ba c¸ch làm nhiÔm ®iÖn cho vËt : NhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Cä x¸t hai vËt, kÕt qu¶ lµ hai vËt bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Cho mét vËt nhiÔm ®iÖn tiÕp xóc víi vËt dÉn kh¸c kh«ng nhiÔm ®iÖn, kÕt qu¶ lµ vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : §­a mét vËt nhiÔm ®iÖn l¹i gÇn nh­ng kh«ng ch¹m vµo vËt dÉn kh¸c trung hoµ vÒ ®iÖn. KÕt qu¶ lµ hai ®Çu cña vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. §Çu cña vËt dÉn ë gÇn vËt nhiÔm ®iÖn mang ®iÖn tÝch tr¸i dÊu víi vËt nhiÔm ®iÖn. ¤n tËp kiÕn thøc ë ch­¬ng tr×nh vËt lÝ cÊp THCS. Cä x¸t thuû tinh vµo lôa, kÕt qu¶ lµ thuû tinh vµ lôa bÞ nhiÔm ®iÖn. VËt dÉn A kh«ng nhiÔm ®iÖn. Khi cho A tiÕp xóc víi vËt nhiÔm ®iÖn B th× A nhiÔm ®iÖn cïng dÊu víi B. Cho ®Çu A cña thanh kim lo¹i AB l¹i gÇn vËt nhiÔm ®iÖn C, kÕt qu¶ ®Çu A tÝch ®iÖn tr¸i dÊu víi C vµ ®Çu B tÝch ®iÖn cïng dÊu víi C. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®èi víi hai ®iÖn tÝch ®iÓm. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt Cu-l«ng : Lùc hót hay lùc ®Èy gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®Æt trong ch©n kh«ng cã ph­¬ng trïng víi ®­êng th¼ng nèi hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®ã, cã ®é lín tØ lÖ thuËn víi tÝch ®é lín cña hai ®iÖn tÝch vµ tØ lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch gi÷a chóng : F = trong ®ã, F lµ lùc t¸c dông ®o b»ng ®¬n vÞ niut¬n (N), r lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn tÝch, ®o b»ng mÐt (m), q1, q2 lµ c¸c ®iÖn tÝch, ®o b»ng cul«ng (C), k lµ hÖ sè tØ lÖ, phô thuéc vµo hÖ ®¬n vÞ ®o. Trong hÖ SI, k = 9.109 . Hai ®iÖn tÝch cïng dÊu th× ®Èy nhau, hai ®iÖn tÝch tr¸i dÊu th× hót nhau. Khi hai ®iÖn tÝch ®­îc ®Æt trong ®iÖn m«i ®ång chÊt, chiÕm ®Çy kh«ng gian, cã h»ng sè ®iÖn m«i e, th× : F = H»ng sè ®iÖn m«i cña kh«ng khÝ gÇn b»ng h»ng sè ®iÖn m«i cña ch©n kh«ng (e = 1). [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®é lín cña lùc theo c«ng thøc ®Þnh luËt Cu-l«ng. · BiÕt c¸ch vÏ h×nh biÓu diÔn lùc t¸c dông lªn c¸c ®iÖn tÝch. §iÖn tÝch ®iÓm lµ mét vËt tÝch ®iÖn cã kÝch th­íc rÊt nhá so víi kho¶ng c¸ch tíi ®iÓm mµ ta xÐt. §iÖn m«i lµ m«i tr­êng c¸ch ®iÖn. Khi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm ®­îc ®Æt trong ®iÖn m«i ®ång tÝnh chiÕm ®Çy kh«ng gian xung quanh c¸c ®iÖn tÝch, th× lùc t­¬ng t¸c gi÷a chóng yÕu ®i e lÇn so víi khi ®Æt chóng trong ch©n kh«ng. e gäi lµ h»ng sè ®iÖn m«i cña m«i tr­êng (e ³ 1). Hai lùc t¸c dông vµo hai ®iÖn tÝch lµ hai lùc trùc ®èi: cïng ph­¬ng, ng­îc chiÒu, ®é lín b»ng nhau vµ ®Æt vµo hai ®iÖn tÝch. 2. THUYÕT £LECTRON. §ÞNH LUËT B¶O TOµN §IÖN TÝCH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. [Th«ng hiÓu] · ThuyÕt dùa trªn sù c­ tró vµ di chuyÓn cña c¸c ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng ®iÖn vµ c¸c tÝnh chÊt ®iÖn cña c¸c vËt gäi lµ thuyÕt ªlectron. · ThuyÕt ªlectron gåm c¸c néi dung chÝnh sau ®©y : - £lectron cã thÓ rêi khái nguyªn tö ®Ó di chuyÓn tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c. Nguyªn tö bÞ mÊt ªlectron sÏ trë thµnh mét h¹t mang ®iÖn d­¬ng gäi lµ ion d­¬ng. - Mét nguyªn tö ë tr¹ng th¸i trung hßa cã thÓ nhËn thªm ªlectron ®Ó trë thµnh mét h¹t mang ®iÖn ©m gäi lµ ion ©m. - Mét vËt nhiÔm ®iÖn ©m khi sè ªlectron mµ nã chøa lín h¬n sè ®iÖn tÝch nguyªn tè d­¬ng (pr«t«n). NÕu sè ªlectron Ýt h¬n sè pr«t«n th× vËt nhiÔm ®iÖn d­¬ng. ¤n tËp mét phÇn kiÕn thøc cña bµi trong ch­¬ng tr×nh VËt lÝ cÊp THCS vµ ë m«n Hãa häc. Theo thuyÕt ªlectron, vËt (hay chÊt) dÉn ®iÖn lµ vËt (hay chÊt) cã chøa ®iÖn tÝch tù do, lµ ®iÖn tÝch cã thÓ dÞch chuyÓn tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm kh¸c bªn trong vËt (hay chÊt) dÉn ®iÖn. Kim lo¹i, dung dÞch axit, baz¬, muèi... lµ c¸c chÊt dÉn ®iÖn. Cßn vËt (hay chÊt) c¸ch ®iÖn lµ vËt (hay chÊt) kh«ng chøa ®iÖn tÝch tù do, nh­ kh«ng khÝ kh«, thuû tinh, sø, cao su... 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. [Th«ng hiÓu] §Þnh luËt : Trong mét hÖ c« lËp vÒ ®iÖn, tæng ®¹i sè cña c¸c ®iÖn tÝch lµ kh«ng ®æi. HÖ c« lËp vÒ ®iÖn lµ hÖ vËt kh«ng cã trao ®æi ®iÖn tÝch víi c¸c vËt kh¸c ngoµi hÖ. 3 VËn dông ®­îc thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. [VËn dông] Gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn : Sù nhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Khi hai vËt cä x¸t, ªlectron dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c, dÉn tíi mét vËt thõa ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn ©m, cßn mét vËt thiÕu ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn d­¬ng. Sù nhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Khi vËt kh«ng mang ®iÖn tiÕp xóc víi vËt mang ®iÖn, th× ªlectron cã thÓ dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c lµm cho vËt kh«ng mang ®iÖn khi tr­íc còng bÞ nhiÔm ®iÖn theo. Sù nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : Khi mét vËt b»ng kim lo¹i ®­îc ®Æt gÇn mét vËt ®· nhiÔm ®iÖn, c¸c ®iÖn tÝch ë vËt nhiÔm ®iÖn sÏ hót hoÆc ®Èy ªlectron tù do trong vËt b»ng kim lo¹i lµm cho mét ®Çu vËt nµy thõa ªlectron, mét ®Çu thiÕu ªlectron. Do vËy, hai ®Çu cña vËt bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. 3. §IÖN TR¦êNG Vµ C¦êNG §é §IÖN TR¦êNG. §¦êNG SøC §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. [Th«ng hiÓu] §iÖn tr­êng lµ mét d¹ng vËt chÊt bao quanh ®iÖn tÝch vµ tån t¹i cïng víi ®iÖn tÝch (tr­êng hîp ®iÖn tr­êng tÜnh, g¾n víi ®iÖn tÝch ®øng yªn). TÝnh chÊt c¬ b¶n cña ®iÖn tr­êng lµ t¸c dông lùc ®iÖn lªn c¸c ®iÖn tÝch ®Æt trong nã. N¬i nµo cã ®iÖn tÝch th× ë xung quanh ®iÖn tÝch ®ã cã ®iÖn tr­êng. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. [Th«ng hiÓu] C­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mét ®iÓm lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho t¸c dông lùc cña ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ®ã. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña ®é lín lùc ®iÖn F t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch thö q (d­¬ng) ®Æt t¹i ®iÓm ®ã vµ ®é lín cña q. trong ®ã E lµ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ta xÐt. C­êng ®é ®iÖn tr­êng lµ mét ®¹i l­îng vect¬ : . Vect¬ cã ®iÓm ®Æt t¹i ®iÓm ®ang xÐt, cã ph­¬ng chiÒu trïng víi ph­¬ng chiÒu cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch thö q d­¬ng ®Æt t¹i ®iÓm ®ang xÐt vµ cã ®é dµi (m« ®un) biÓu diÔn ®é lín cña c­êng ®é ®iÖn tr­êng theo mét tØ xÝch nµo ®ã. Trong hÖ SI, ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng lµ v«n trªn mÐt (V/m). Mét vËt cã kÝch th­íc nhá, mang mét ®iÖn tÝch nhá, ®­îc dïng ®Ó ph¸t hiÖn lùc ®iÖn t¸c dông lªn nã gäi lµ ®iÖn tÝch thö. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng lÇn l­ît ®Æt c¸c ®iÖn tÝch thö q1, q2, ... kh¸c nhau t¹i mét ®iÓm th×: C­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mét ®iÓm M c¸ch ®iÖn tÝch ®iÓm Q mét kho¶ng r trong ch©n kh«ng ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Nguyªn lÝ chång chÊt ®iÖn tr­êng: Khi mét ®iÖn tÝch chÞu t¸c dông ®ång thêi cña ®iÖn tr­êng , th× nã chÞu t¸c dông cña ®iÖn tr­êng tæng hîp ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : Chó ý : Ng­êi ta cßn biÓu diÔn ®iÖn tr­êng b»ng nh÷ng ®­êng søc ®iÖn. §­êng søc ®iÖn lµ ®­êng ®­îc vÏ trong ®iÖn tr­êng sao cho tiÕp tuyÕn t¹i bÊt k× ®iÓm nµo trªn ®­êng còng trïng víi ph­¬ng cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ®ã và cã chiÒu thuËn theo chiÒu cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng. Mét ®iÖn tr­êng mµ vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mäi ®iÓm ®Òu nh­ nhau gäi lµ ®iÖn tr­êng ®Òu. §­êng søc cña nã lµ c¸c ®­êng th¼ng song song c¸ch ®Òu. 4. C¤NG CñA LùC §IÖN. HIÖU §IÖN THÕ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. [Th«ng hiÓu] - C«ng cña lùc ®iÖn tr­êng khi ®iÖn tÝch ®iÓm q di chuyÓn trong ®iÖn tr­êng ®Òu E tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N lµ AMN = qEd, kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng ®­êng ®i mµ chØ phô thuéc vµo vÞ trÝ ®iÓm ®Çu M vµ ®iÓm cuèi N cña ®­êng ®i, víi d lµ h×nh chiÕu cña qu·ng ®­êng ®i MN theo ph­¬ng vect¬ (ph­¬ng ®­êng søc). - C«ng cña lùc ®iÖn tr­êng trong mét tr­êng tÜnh ®iÖn bÊt k× kh«ng phô thuéc h×nh d¹ng ®­êng ®i, chØ phô thuéc vÞ trÝ ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®­êng ®i. §iÖn tr­êng tÜnh lµ mét tr­êng thÕ. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. [Th«ng hiÓu] · HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M, N trong ®iÖn tr­êng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng sinh c«ng cña ®iÖn tr­êng trong sù di chuyÓn cña mét ®iÖn tÝch tõ ®iÓm M ®Õn N. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña c«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch q trong sù dÞch chuyÓn tõ M ®Õn N vµ ®é lín cña q. · Trong hÖ SI, ®¬n vÞ hiÖu ®iÖn thÕ lµ v«n (V). NÕu UMN = 1V, q = 1C th× AMN = 1J. V«n lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M, N trong ®iÖn tr­êng mµ khi mét ®iÖn tÝch d­¬ng 1C di chuyÓn tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N th× lùc ®iÖn sÏ thùc hiÖn mét c«ng d­¬ng lµ 1J. §iÖn thÕ t¹i mét ®iÓm trong ®iÖn tr­êng lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho ®iÖn tr­êng vÒ mÆt n¨ng l­îng. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña c«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch d­¬ng q khi ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn tõ ®iÓm ®ã ra v« cùc vµ ®é lín cña ®iÖn tÝch q. §¬n vÞ cña ®iÖn thÕ lµ v«n (kÝ hiÖu lµ V). §iÖn thÕ lµ mét ®¹i l­îng v« h­íng. Ng­êi ta th­êng quy ­íc chän mèc tÝnh ®iÖn thÕ (®iÖn thÕ b»ng 0) lµ ®iÖn thÕ cña mÆt ®Êt hoÆc ®iÖn thÕ cña mét ®iÓm ë v« cùc. Ng­êi ta ®o hiÖu ®iÖn thÕ tÜnh ®iÖn b»ng tÜnh ®iÖn kÕ. Trong kÜ thuËt, hiÖu ®iÖn thÕ gäi lµ ®iÖn ¸p. 3 Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. NhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. [Th«ng hiÓu] · Mèi liªn hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu E vµ hiÖu ®iÖn thÕ U gi÷a hai ®iÓm M vµ N c¸ch nhau mét kho¶ng d däc theo ®­êng søc ®iÖn cña ®iÖn tr­êng ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: · Trong hÖ SI, hiÖu ®iÖn thÕ U tÝnh b»ng v«n (V), d tÝnh b»ng mÐt (m) nªn c­êng ®é ®iÖn tr­êng cã ®¬n vÞ lµ v«n trªn mÐt (V/m). 4 Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña mét ®iÖn tÝch däc theo ®­êng søc cña mét ®iÖn tr­êng ®Òu. [VËn dông] · BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh ®­îc lùc t¸c dông lªn ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng. · VËn dông ®­îc biÓu thøc ®Þnh luËt II Niu-t¬n cho ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng vµ c¸c c«ng thøc ®éng lùc häc cho ®iÖn tÝch. Lùc ®iÖn F t¸c dông lªn ®iÖn tÝch g©y ra cho ®iÖn tÝch gia tèc a, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc : (XÐt ®iÖn tr­êng ®Òu) 5. Tô §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn. NhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng. [Th«ng hiÓu] · Tô ®iÖn lµ mét hÖ hai vËt dÉn ®Æt gÇn nhau vµ ng¨n c¸ch nhau b»ng mét líp c¸ch ®iÖn. Hai vËt dÉn ®ã gäi lµ hai b¶n cña tô ®iÖn. Tô ®iÖn dïng phæ biÕn lµ tô ®iÖn ph¼ng, gåm hai b¶n cùc kim lo¹i ph¼ng ®Æt song song víi nhau vµ ng¨n c¸ch nhau b»ng chÊt ®iÖn m«i. Khi ta tÝch ®iÖn cho tô ®iÖn, do cã sù nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng, ®iÖn tÝch cña hai b¶n bao giê còng cã ®é lín b»ng nhau, nh­ng tr¸i dÊu. Ta gäi ®iÖn tÝch cña b¶n d­¬ng lµ ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn. · C¸c lo¹i tô ®iÖn th«ng dông lµ tô ®iÖn kh«ng khÝ, tô ®iÖn giÊy, tô ®iÖn mica, tô ®iÖn sø, tô ®iÖn gèm,... Tô ®iÖn xoay cã ®iÖn dung thay ®æi ®­îc. 2 Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nhËn biÕt ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. Nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. [Th«ng hiÓu] · §iÖn dung cña tô ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng tÝch ®iÖn cña tô ®iÖn ë mét hiÖu ®iÖn thÕ nhÊt ®Þnh. Nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng th­¬ng sè cña ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n cña tô ®iÖn : . Trong ®ã, C lµ ®iÖn dung cña tô ®iÖn, Q lµ ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn, U lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n tô ®iÖn. · §¬n vÞ cña ®iÖn dung lµ fara (F). NÕu Q = 1C, U = 1V th× C = 1F. Fara lµ ®iÖn dung cña mét tô ®iÖn mµ khi hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n lµ 1V th× ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn lµ 1C. Ta th­êng dïng c¸c ­íc sè cña fara : 1 mF = 1.10-6 F ; 1 nF = 1.10-9 F ; 1 pF = 1.10-12 F · Trªn vá mçi tô ®iÖn th­êng cã ghi cÆp sè liÖu, ch¼ng h¹n nh­ 10 mF - 250 V. Sè liÖu thø nhÊt cho biÕt gi¸ trÞ ®iÖn dung cña tô ®iÖn. Sè liÖu thø hai chØ gi¸ trÞ giíi h¹n cña hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai b¶n cùc cña tô ®iÖn ; v­ît qu¸ giíi h¹n ®ã tô ®iÖn cã thÓ bÞ háng. §èi víi mét tô ®iÖn ®· cho th× tØ sè = h»ng sè (víi hiÖu ®iÖn thÕ U kh¸c nhau). §iÖn dung cña tô ®iÖn chØ phô thuéc vµo ®Æc tÝnh cña tô ®iÖn mµ kh«ng phô thuéc vµo hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo tô ®iÖn. 3 Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. [Th«ng hiÓu] · Khi mét hiÖu ®iÖn thÕ U ®­îc ®Æt vµo hai b¶n cña tô ®iÖn, th× tô ®iÖn ®­îc tÝch ®iÖn, khi ®ã tô ®iÖn tÝch luü n¨ng l­îng d­íi d¹ng n¨ng l­îng ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn. · §iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng kh¸c ®Òu mang n¨ng l­îng. §¬n vÞ cña n¨ng l­îng ®· ®­îc häc tõ cÊp THCS. C«ng thøc tÝnh n¨ng l­îng ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn lµ : §¬n vÞ cña n¨ng l­îng lµ jun (J). Ch­¬ng II. DßNG §IÖN KH¤NG §æI 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) Dßng ®iÖn kh«ng ®æi. b) Nguån ®iÖn. SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn. Pin, acquy. c) C«ng suÊt cña nguån ®iÖn. d) §Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. e) GhÐp c¸c nguån ®iÖn thµnh bé. KiÕn thøc - Nªu ®­îc dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ g×. - Nªu ®­îc suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn lµ g×. - Nªu ®­îc cÊu t¹o chung cña c¸c nguån ®iÖn ho¸ häc (pin, acquy). - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn : Png = EI - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña bé nguån m¾c nèi tiÕp, m¾c song song. KÜ n¨ng - VËn dông ®­îc hÖ thøc hoÆc U = E – Ir ®Ó gi¶i c¸c bµi tËp ®èi víi toµn m¹ch, trong ®ã m¹ch ngoµi gåm nhiÒu nhÊt lµ ba ®iÖn trë. - VËn dông ®­îc c«ng thøc Ang = EIt và Png = EI. - TÝnh ®­îc hiÖu suÊt cña nguån ®iÖn. - NhËn biÕt ®­îc, trªn s¬ ®å vµ trong thùc tÕ, bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. - TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña c¸c lo¹i bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. - TiÕn hµnh ®­îc thÝ nghiÖm ®o suÊt ®iÖn ®éng vµ x¸c ®Þnh ®iÖn trë trong cña mét pin. ChØ xÐt ®Þnh luËt ¤m ®èi víi m¹ch ®iÖn kh«ng chøa m¸y thu ®iÖn. ChØ xÐt c¸c bé nguån m¾c song song gåm tèi ®a bèn nguån gièng nhau ®­îc m¾c thµnh c¸c d·y nh­ nhau. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. DßNG §IÖN KH¤NG §æI. NGUåN §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ g×. [Th«ng hiÓu] Dßng ®iÖn lµ dßng c¸c ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn cã h­íng. C­êng ®é dßng ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho t¸c dông m¹nh hay yÕu cña dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi lµ dßng ®iÖn cã chiÒu vµ c­êng ®é kh«ng ®æi theo thêi gian. C­êng ®é dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc : trong ®ã, q lµ ®iÖn l­îng chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña vËt dÉn trong kho¶ng thêi gian t. Trong hÖ SI, ®¬n vÞ cña c­êng ®é dßng ®iÖn lµ ampe (A) vµ ®­îc x¸c ®Þnh lµ : C¸c ­íc sè cña ampe lµ 1 mA = 1.10-3A, 1mA = 1.10-6 A. ¤n tËp kiÕn thøc vÒ dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®· häc ë ch­¬ng tr×nh vËt lÝ cÊp THCS. §¬n vÞ cña ®iÖn l­îng lµ cul«ng (C) ®­îc ®Þnh nghÜa theo ®¬n vÞ ampe: 1 C = 1 A s Cul«ng lµ ®iÖn l­îng dÞch chuyÓn qua tiÕt diÖn th¼ng cña d©y dÉn trong thêi gian 1 gi©y khi cã dßng ®iÖn kh«ng ®æi c­êng ®é 1 ampe ch¹y qua d©y dÉn nµy. 2 Nªu ®­îc suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn lµ g×. [Th«ng hiÓu] SuÊt ®iÖn ®éng E cña nguån ®iÖn lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng thùc hiÖn c«ng cña nguån ®iÖn, cã gi¸ trÞ b»ng th­¬ng sè gi÷a c«ng A cña c¸c lùc l¹ vµ ®é lín cña c¸c ®iÖn tÝch q dÞch chuyÓn trong nguån : E Trong hÖ SI, suÊt ®iÖn ®éng cã ®¬n vÞ lµ v«n (V). Nguån ®iÖn lµ thiÕt bÞ duy tr× hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai cùc cña nguån ®iÖn. Khi nguån ®iÖn ®­îc m¾c vµo m¹ch ®iÖn kÝn, th× trong m¹ch ®iÖn cã dßng ®iÖn. Bªn trong nguån ®iÖn cã c¸c lùc l¹ cã b¶n chÊt kh¸c víi lùc ®iÖn (lùc cña ®iÖn tr­êng tÜnh nh­ ®· nªu ë phÇn tr­íc). C¸c lùc l¹ thùc hiÖn c«ng ®Ó lµm dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch d­¬ng ng­îc chiÒu ®iÖn tr­êng hoÆc lµm c¸c ®iÖn tÝch ©m dÞch chuyÓn cïng chiÒu víi ®iÖn tr­êng. C«ng cña c¸c lùc l¹ thùc hiÖn lµm dÞch chuyÓn c¸c ®iÖn tÝch trong nguån ®iÖn ®­îc gäi lµ c«ng cña nguån ®iÖn. Sè v«n ghi trªn mçi nguån ®iÖn cho biÕt trÞ sè cña suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn ®ã. SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn cã gi¸ trÞ b»ng hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai cùc cña nã khi m¹ch ngoµi hë. Mçi nguån ®iÖn ®­îc ®Æc tr­ng bëi suÊt ®iÖn ®éng E vµ ®iÖn trë trong r cña nã. 3 Nªu ®­îc cÊu t¹o chung cña c¸c nguån ®iÖn ho¸ häc (pin, acquy). [Th«ng hiÓu] Pin ®iÖn hãa gåm hai cùc cã b¶n chÊt kh¸c nhau ®­îc ng©m trong chÊt ®iÖn ph©n (dung dÞch axit, baz¬, muèi…). Do t¸c dông ho¸ häc, c¸c cùc cña pin ®iÖn ho¸ ®­îc tÝch ®iÖn kh¸c nhau vµ gi÷a chóng cã mét hiÖu ®iÖn thÕ b»ng gi¸ trÞ suÊt ®iÖn ®éng cña pin. Khi ®ã n¨ng l­îng ho¸ häc chuyÓn thµnh ®iÖn n¨ng dù tr÷ trong nguån ®iÖn. Acquy lµ nguån ®iÖn ho¸ häc ho¹t ®éng dùa trªn ph¶n øng ho¸ häc thuËn nghÞch, nã tÝch tr÷ n¨ng l­îng lóc n¹p ®iÖn vµ gi¶i phãng n¨ng l­îng khi ph¸t ®iÖn. Nguån ®iÖn ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c trªn cßn gäi lµ nguån ®iÖn ho¸ häc hay pin ®iÖn ho¸ (pin vµ acquy). ë ®©y lùc ho¸ häc ®ãng vai trß lùc l¹. Pin vµ acquy ho¹t ®éng dùa trªn t¸c dông hãa häc cña c¸c dung dÞch ®iÖn ph©n lªn c¸c kim lo¹i. Thanh kim lo¹i ®­îc nhóng vµo dung dÞch ®iÖn ph©n, do t¸c dông ho¸ häc, trªn mÆt thanh kim lo¹i vµ ë dung dÞch ®iÖn ph©n xuÊt hiÖn hai lo¹i ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. Khi ®ã, gi÷a thanh kim lo¹i vµ dung dÞch ®iÖn ph©n cã mét hiÖu ®iÖn thÕ x¸c ®Þnh gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ ®iÖn ho¸. Pin V«n-ta lµ nguån ®iÖn ho¸ häc gåm mét cùc b»ng kÏm (Zn) vµ mét cùc b»ng ®ång (Cu) ®­îc ng©m trong dung dÞch axit sufuric (H2SO4) lo·ng. Acquy ch× gåm b¶n cùc d­¬ng lµ ch× ®i«xit (PbO2) vµ b¶n cùc ©m b»ng ch× (Pb), chÊt ®iÖn ph©n lµ dung dÞch axit sunfuric (H2SO4) lo·ng. 2. C«ng vµ C¤NG SUÊT §IÖN cña nguån ®iÖn Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt VËn dông ®­îc c«ng thøc Ang = EIt trong c¸c bµi tËp. [Th«ng hiÓu] Trong mét m¹ch ®iÖn kÝn, nguån ®iÖn thùc hiÖn c«ng, lµm di chuyÓn c¸c ®iÖn tÝch tù do cã trong m¹ch, t¹o thµnh dßng ®iÖn. §iÖn n¨ng tiªu thô trong toµn m¹ch b»ng c«ng cña c¸c lùc l¹ bªn trong nguån ®iÖn, tøc lµ b»ng c«ng cña nguån ®iÖn : Ang = Eq = EIt trong ®ã, E lµ suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn (V), q lµ ®iÖn l­îng chuyÓn qua nguån ®iÖn ®o b»ng cul«ng (C), I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua nguån ®iÖn ®o b»ng ampe (A) vµ t lµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua nguån ®iÖn ®o b»ng gi©y (s). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh c«ng cña nguån ®iÖn vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc. ¤n tËp kiÕn thøc ë ch­¬ng tr×nh VËt lÝ THCS. §iÖn n¨ng mµ mét ®o¹n m¹ch tiªu thô khi cã dßng ®iÖn kh«ng ®æi ch¹y qua ®Ó chuyÓn ho¸ thµnh c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c ®­îc ®o b»ng c«ng cña lùc ®iÖn thùc hiÖn khi dÞch chuyÓn cã h­íng c¸c ®iÖn tÝch : A = Uq = UIt trong ®ã, U lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch, I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua m¹ch vµ t lµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua. 2 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn : Png = EI VËn dông ®­îc c«ng thøc Png = EI trong c¸c bµi tËp. [Th«ng hiÓu] · C«ng suÊt cña nguån ®iÖn cã trÞ sè b»ng c«ng cña nguån ®iÖn thùc hiÖn trong mét ®¬n vÞ thêi gian: Png = EI C«ng suÊt cña nguån ®iÖn cã trÞ sè b»ng c«ng suÊt cña dßng ®iÖn ch¹y trong toµn m¹ch. §ã còng chÝnh lµ c«ng suÊt ®iÖn s¶n ra trong toµn m¹ch. · §¬n vÞ cña c«ng suÊt lµ o¸t (W). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh c«ng suÊt cña nguån ®iÖn vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc. C«ng suÊt ®iÖn cña mét ®o¹n m¹ch lµ c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn n¨ng cña ®o¹n m¹ch ®ã vµ cã trÞ sè b»ng ®iÖn n¨ng mµ ®o¹n m¹ch tiªu thô trong mét ®¬n vÞ thêi gian, ®­îc tÝnh b»ng tÝch cña hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch vµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua ®o¹n m¹ch ®ã : P = = UI 3. §ÞNH LUËT ¤M §èI VíI TOµN M¹CH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch. VËn dông ®­îc hÖ thøc hoÆc U = E – Ir ®Ó gi¶i c¸c bµi tËp ®èi víi toµn m¹ch, trong ®ã m¹ch ngoµi gåm nhiÒu nhÊt lµ ba ®iÖn trë. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch : C­êng ®é dßng ®iÖn I ch¹y trong m¹ch ®iÖn kÝn tØ lÖ thuËn víi suÊt ®iÖn ®éng E cña nguån ®iÖn vµ tØ lÖ nghÞch víi ®iÖn trë toµn phÇn cña m¹ch. trong ®ã, RN lµ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch ngoµi vµ r lµ ®iÖn trë trong cña nguån ®iÖn. · C­êng ®é dßng ®iÖn ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt khi ®iÖn trë m¹ch ngoµi kh«ng ®¸ng kÓ (RN » 0) vµ b»ng. Khi ®ã ta nãi r»ng nguån ®iÖn bÞ ®o¶n m¹ch. [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch ngoµi trong tr­êng hîp m¹ch ngoµi m¾c nhiÒu nhÊt ba ®iÖn trë nèi tiÕp, song song hoÆc hçn hîp. · BiÕt tÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn hoÆc hiÖu ®iÖn thÕ vµ c¸c ®¹i l­îng trong c¸c c«ng thøc. TÝch cña c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua mét vËt dÉn vµ ®iÖn trë cña vËt dÉn ®ã ®­îc gäi lµ ®é gi¶m ®iÖn thÕ. KÕt qu¶ c¸c thÝ nghiÖm cho thÊy, suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn cã gi¸ trÞ b»ng tæng c¸c ®é gi¶m ®iÖn thÕ ë m¹ch ngoµi vµ m¹ch trong : E = I(RN + r) = IRN + Ir §Þnh luËt ¤m ®èi víi toµn m¹ch hoµn toµn phï hîp víi ®Þnh luËt b¶o toµn vµ chuyÓn ho¸ n¨ng l­îng. 2 TÝnh ®­îc hiÖu suÊt cña nguån ®iÖn. [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh hiÖu suÊt cña nguån ®iÖn theo c«ng thøc : H = = trong ®ã, Acã Ých lµ c«ng cña dßng ®iÖn s¶n ra ë m¹ch ngoµi. · NÕu m¹ch ngoµi chØ cã ®iÖn trë RN th× c«ng thøc tÝnh hiÖu suÊt cña nguån ®iÖn lµ : H = HiÖu suÊt tÝnh ra phÇn tr¨m(%). 4. GHÐP C¸C NGUåN §IÖN THµNH Bé Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña bé nguån m¾c (ghÐp) nèi tiÕp, m¾c (ghÐp) song song. NhËn biÕt ®­îc trªn s¬ ®å vµ trong thùc tÕ, bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña c¸c lo¹i bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. [Th«ng hiÓu] · Bé nguån m¾c (ghÐp) nèi tiÕp gåm n nguån, trong ®ã theo thø tù liªn tiÕp, cùc d­¬ng cña nguån nµy nèi víi cùc ©m cña nguån kia. SuÊt ®iÖn ®éng cña bé nguån ®iÖn ghÐp nèi tiÕp b»ng tæng suÊt ®iÖn ®éng cña c¸c nguån cã trong bé : Eb = E1 + E2 + … + En §iÖn trë trong rb cña bé nguån m¾c nèi tiÕp b»ng tæng ®iÖn trë c¸c nguån cã trong bé : rb = r1 + r2 + … + rn NÕu cã n nguån ®iÖn gièng nhau cã suÊt ®iÖn ®éng E vµ ®iÖn trë trong r m¾c nèi tiÕp th× suÊt ®iÖn ®éng Eb vµ ®iÖn trë rb cña bé : Eb = nE vµ · Bé nguån m¾c (ghÐp) song song gåm n nguån, trong ®ã c¸c cùc cïng tªn cña c¸c nguån ®­îc nèi víi nhau. NÕu cã n nguån ®iÖn gièng nhau cã suÊt ®iÖn ®éng E vµ ®iÖn trë trong r m¾c song song th× suÊt ®iÖn ®éng Eb vµ ®iÖn trë rb cña bé : Eb = E vµ [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh suÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña c¸c lo¹i bé nguån m¾c nèi tiÕp hoÆc m¾c song song. ChØ xÐt c¸c bé nguån m¾c song song gåm bèn nguån gièng nhau ®­îc m¾c thµnh c¸c d·y nh­ nhau. 5. Thực hành: XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HÓA Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nhận biết được, trên sơ đồ và trong thực tế, bộ nguồn mắc nối tiếp hoặc mắc song song đơn giản. [Thông hiểu] Hiểu được cơ sở lí thuyết: Viết được biểu thức mối liên hệ giữa hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch với suất điện động nguồn của nguồn điện và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn. [Vận dụng] · Biết cách sử dụng các dụng cụ đo và bố trí được thí nghiệm: - Biết dùng đồng hồ đa năng hiện số với tính năng đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế một chiều. - Biết lắp ráp được mạch điện theo sơ đồ. - Đảm bảo được an toàn điện và an toàn cho các thiết bị đo. · Biết cách tiến hành thí nghiệm: Tiến hành đo các cặp giá trị (U, I) nhiều lần ứng với các giá trị R khác nhau. · Biết tính toán các số liệu thu được từ thí nghiệm để đưa ra kết quả: - Vẽ được đồ thị U(I) trên giấy hoặc nhập số liệu và vẽ trên máy tính với phần mềm Excel. - Tính được suất điện động E và và điện trở trong r của nguồn. - Nhận xét kết quả bài thực hành. Ch­¬ng III. DßNG §IÖN TRONG C¸C M¤I TR¦êNG 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) Dßng ®iÖn trong kim lo¹i. Sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµo nhiÖt ®é. HiÖn t­îng nhiÖt ®iÖn. HiÖn t­îng siªu dÉn. b) Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n. §Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ ®iÖn ph©n. c) Dßng ®iÖn trong chÊt khÝ. d) Dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng. e) Dßng ®iÖn trong chÊt b¸n dÉn. Líp chuyÓn tiÕp p - n. KiÕn thøc - Nªu ®­îc ®iÖn trë suÊt cña kim lo¹i t¨ng theo nhiÖt ®é. - Nªu ®­îc hiÖn t­îng nhiÖt ®iÖn lµ g×. - Nªu ®­îc hiÖn t­îng siªu dÉn lµ g×. - Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n. - M« t¶ ®­îc hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ ®iÖn ph©n vµ viÕt ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt nµy. - Nªu ®­îc mét sè øng dông cña hiÖn t­îng ®iÖn ph©n. - Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt khÝ. - Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn t¹o ra tia löa ®iÖn. - Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn t¹o ra hå quang ®iÖn vµ øng dông cña hå quang ®iÖn. - Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng vµ ®Æc ®iÓm vÒ chiÒu cña dßng ®iÖn nµy. - Nªu ®­îc dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng ®­îc øng dông trong c¸c èng phãng ®iÖn tö. - Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong b¸n dÉn lo¹i p vµ b¸n dÉn lo¹i n. - Nªu ®­îc cÊu t¹o cña líp chuyÓn tiÕp p – n vµ tÝnh chÊt chØnh l­u cña nã. - Nªu ®­îc cÊu t¹o, c«ng dông cña ®i«t b¸n dÉn vµ cña tranzito. KÜ n¨ng - VËn dông ®Þnh luËt Fa-ra-®©y ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®¬n gi¶n vÒ hiÖn t­îng ®iÖn ph©n. - TiÕn hµnh thÝ nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc tÝnh chÊt chØnh l­u cña ®i«t b¸n dÉn vµ ®Æc tÝnh khuÕch ®¹i cña tranzito. - Kh«ng yªu cÇu HS gi¶i thÝch b¶n chÊt cña suÊt ®iÖn ®éng nhiÖt ®iÖn. - Kh«ng yªu cÇu HS gi¶i thÝch c¸c d¹ng phãng ®iÖn trong chÊt khÝ. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. DßNG §IÖN TRONG KIM LO¹I Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®iÖn trë suÊt cña kim lo¹i t¨ng theo nhiÖt ®é. [Th«ng hiÓu] §iÖn trë suÊt cña kim lo¹i t¨ng theo nhiÖt ®é : r = r0[1 + a(t – t0)] trong ®ã, a lµ hÖ sè nhiÖt ®iÖn trë, cã ®¬n vÞ lµ K-1 (a > 0), r lµ ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é t (oC) , r0 lµ ®iÖn trë suÊt cña vËt liÖu t¹i nhiÖt ®é t0 (th­êng lÊy t0 = 20oC). Trong hÖ SI, ®iÖn trë suÊt cã ®¬n vÞ lµ «m mÐt (W.m). Dßng ®iÖn trong kim lo¹i lµ dßng chuyÓn dêi cã h­íng cña c¸c ªlectron tù do d­íi t¸c dông cña ®iÖn tr­êng. C¸c tÝnh chÊt ®iÖn cña kim lo¹i : - Kim lo¹i lµ chÊt dÉn ®iÖn rÊt tèt. - Dßng ®iÖn trong kim lo¹i tu©n theo ®Þnh luËt ¤m (nÕu nhiÖt ®é gi÷ kh«ng ®æi). - Dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn kim lo¹i g©y ra t¸c dông nhiÖt. 2 Nªu ®­îc hiÖn t­îng nhiÖt ®iÖn lµ g×. [Th«ng hiÓu] HiÖn t­îng nhiÖt ®iÖn lµ hiÖn t­îng xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng trong m¹ch cña mét cÆp nhiÖt ®iÖn khi hai mèi hµn ®­îc gi÷ ë hai nhiÖt ®é kh¸c nhau. SuÊt ®iÖn ®éng nµy gäi lµ suÊt nhiÖt ®iÖn ®éng. Hai ®o¹n d©y kim lo¹i cã b¶n chÊt kh¸c nhau ®uîc nèi kÝn víi nhau bëi hai mèi hµn ®­îc gäi lµ mét cÆp nhiÖt ®iÖn. BiÓu thøc tÝnh suÊt nhiÖt ®iÖn ®éng lµ : trong ®ã (T1 - T2) lµ hiÖu nhiÖt ®é gi÷a hai mèi hµn, aT lµ hÖ sè nhiÖt ®iÖn ®éng, phô thuéc b¶n chÊt hai lo¹i vËt liÖu dïng lµm cÆp nhiÖt ®iÖn, cã ®¬n vÞ ®o lµ V.K-1. CÆp nhiÖt ®iÖn ®­îc øng dông trong chÕ t¹o dông cô ®o nhiÖt ®é. 3 Nªu ®­îc hiÖn t­îng siªu dÉn lµ g×. [Th«ng hiÓu] HiÖn t­îng siªu dÉn lµ hiÖn t­îng ®iÖn trë suÊt cña mét sè vËt liÖu gi¶m ®ét ngét xuèng b»ng 0 khi nhiÖt ®é cña vËt liÖu gi¶m xuèng thÊp h¬n mét gi¸ trÞ Tc nhÊt ®Þnh, gäi lµ nhiÖt ®é tíi h¹n. Gi¸ trÞ nµy phô thuéc vµo b¶n th©n vËt liÖu. NhiÒu tÝnh chÊt kh¸c cña vËt dÉn nh­ tõ tÝnh, nhiÖt dung còng thay ®æi ®ét ngét ë nhiÖt ®é nµy. Ta nãi c¸c vËt liÖu Êy ®· chuyÓn sang tr¹ng th¸i siªu dÉn. C¸c vËt liÖu siªu dÉn cã nhiÒu øng dông trong thùc tÕ, ch¼ng h¹n ®Ó chÕ t¹o nam ch©m ®iÖn t¹o ra tõ tr­êng m¹nh mµ kh«ng hao phÝ n¨ng l­îng do to¶ nhiÖt, ... 2. DßNG §IÖN TRONG CHÊT §IÖN PH¢N Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n. [Th«ng hiÓu] · B¶n chÊt dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng ion d­¬ng vµ dßng ion ©m chuyÓn ®éng cã h­íng theo hai chiÒu ng­îc nhau. · Khi hai cùc cña b×nh ®iÖn ph©n ®­îc nèi víi nguån ®iÖn, trong chÊt ®iÖn ph©n cã ®iÖn tr­êng t¸c dông lùc ®iÖn lµm c¸c ion d­¬ng dÞch chuyÓn theo chiÒu ®iÖn tr­êng vÒ phÝa cat«t (®iÖn cùc ©m) vµ c¸c ion ©m dÞch chuyÓn theo chiÒu ng­îc l¹i vÒ phÝa an«t (®iÖn cùc d­¬ng). ThuyÕt ®iÖn li : Trong dung dÞch, c¸c hîp chÊt ho¸ häc nh­ axit, baz¬ vµ muèi bÞ ph©n li (mét phÇn hoÆc toµn bé) thµnh c¸c nguyªn tö (hoÆc nhãm nguyªn tö) tÝch ®iÖn, gäi lµ ion. C¸c ion cã thÓ chuyÓn ®éng tù do trong dung dÞch vµ trë thµnh h¹t t¶i ®iÖn. C¸c dung dÞch nµy vµ muèi, baz¬ nãng ch¶y gäi lµ chÊt ®iÖn ph©n. 2 M« t¶ ®­îc hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan. [Th«ng hiÓu] XÐt b×nh ®iÖn ph©n dung dÞch CuSO4 víi ®iÖn cùc b»ng ®ång. Khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua b×nh ®iÖn ph©n, ion Cu2+ ch¹y vÒ cat«t vµ nhËn ªlectron tõ nguån ®iÖn ®i tíi (Cu2+ + 2e- ® Cu), vµ ®ång ®­îc h×nh thµnh ë cat«t sÏ b¸m vµo cùc nµy. ë an«t, ªlectr«n bÞ kÐo vÒ cùc d­¬ng cña nguån ®iÖn, t¹o ®iÒu kiÖn h×nh thµnh ion Cu2+ trªn bÒ mÆt tiÕp xóc víi dung dÞch (Cu ® Cu2+ + 2e-). Khi ion ©m (SO4)2- ch¹y vÒ an«t, nã kÐo ion Cu2+ vµo dung dÞch. §ång ë an«t sÏ tan dÇn vµo dung dÞch, g©y ra hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan. Nh­ vËy, khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua b×nh ®iÖn ph©n, cùc d­¬ng b»ng ®ång bÞ hao dÇn ®i, cßn ë cùc ©m th× cã ®ång kim lo¹i b¸m vµo. HiÖn t­îng d­¬ng cùc tan x¶y ra khi ®iÖn ph©n mét dung dÞch muèi kim lo¹i vµ an«t lµm b»ng chÝnh kim lo¹i Êy. Khi cã hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan, dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n tu©n theo ®Þnh luËt ¤m, gièng nh­ ®o¹n m¹ch chØ cã ®iÖn trë thuÇn. 3 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ ®iÖn ph©n vµ viÕt ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt nµy. VËn dông ®Þnh luËt Fa-ra-®©y ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®¬n gi¶n vÒ hiÖn t­îng ®iÖn ph©n. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt Fa-ra-®©y thø nhÊt : Khèi l­îng vËt chÊt m ®­îc gi¶i phãng ë ®iÖn cùc cña b×nh ®iÖn ph©n tØ lÖ thuËn víi ®iÖn l­îng q ch¹y qua b×nh ®ã : m = kq trong ®ã k ®­îc gäi lµ ®­¬ng l­îng ®iÖn ho¸ cña chÊt ®­îc gi¶i phãng ë ®iÖn cùc. · §Þnh luËt Fa-ra-®©y thø hai : §­¬ng l­îng ®iÖn hãa k cña mét nguyªn tè tØ lÖ víi ®­¬ng l­îng ho¸ häc cña nguyªn tè ®ã. HÖ sè tØ lÖ lµ , trong ®ã F gäi lµ sè Fa-ra-®©y. víi F = 96500 C/mol · Tõ hai ®Þnh luËt Fa-ra-®©y, ta cã c«ng thøc Fa-ra-®©y : trong ®ã, I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn kh«ng ®æi ®i qua b×nh ®iÖn ph©n ®o b»ng ampe (A), t lµ thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua b×nh ®o b»ng gi©y (s) vµ m lµ khèi l­îng vËt chÊt gi¶i phãng ë ®iÖn cùc ®o b»ng gam (g). [VËn dông] BiÕt tÝnh c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc cña c¸c ®Þnh luËt Fa-ra-®©y. ChØ xÐt bµi to¸n trong ®ã x¶y ra hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan. 4 Nªu ®­îc mét sè øng dông cña hiÖn t­îng ®iÖn ph©n. [Th«ng hiÓu] Mét sè øng dông cña hiÖn t­îng ®iÖn ph©n : - §iÒu chÕ ho¸ chÊt : ®iÒu chÕ clo, hi®r« vµ xót trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt. - LuyÖn kim : ng­êi ta dùa vµo hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan ®Ó tinh chÕ kim lo¹i. C¸c kim lo¹i nh­ ®ång, nh«m, magiª vµ nhiÒu ho¸ chÊt ®­îc ®iÒu chÕ trùc tiÕp b»ng ph­¬ng ph¸p ®iÖn ph©n. - M¹ ®iÖn : ng­êi ta dïng ph­¬ng ph¸p ®iÖn ph©n ®Ó phñ mét líp kim lo¹i kh«ng gØ nh­ cr«m, niken, vµng, b¹c... lªn nh÷ng ®å vËt b»ng kim lo¹i kh¸c. 3. DßNG §IÖN TRONG CHÊT KHÝ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt khÝ. [Th«ng hiÓu] Dßng ®iÖn trong chÊt khÝ lµ dßng chuyÓn dêi cã h­íng cña c¸c ion d­¬ng theo chiÒu ®iÖn tr­êng, c¸c ion ©m, ªlectron tù do ng­îc chiÒu ®iÖn tr­êng. C¸c h¹t t¶i ®iÖn nµy do chÊt khÝ bÞ ion ho¸ sinh ra. ChÊt khÝ b×nh th­êng lµ m«i tr­êng c¸ch ®iÖn, trong chÊt khÝ kh«ng cã h¹t t¶i ®iÖn. Khi cã t¸c nh©n ion ho¸ (ngän löa, tia tö ngo¹i,...), mét sè c¸c ph©n tö khÝ trung hoµ bÞ ion hãa, t¸ch thµnh c¸c ion d­¬ng vµ ªlectron tù do. £lectron tù do l¹i cã thÓ kÕt hîp víi ph©n tö khÝ trung hßa thµnh ion ©m. C¸c h¹t ®iÖn tÝch nµy lµ h¹t t¶i ®iÖn trong chÊt khÝ. §©y lµ sù dÉn ®iÖn kh«ng tù lùc cña chÊt khÝ. Khi mÊt t¸c nh©n ion hãa, chÊt khÝ l¹i trë thµnh kh«ng dÉn ®iÖn. 2 Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn t¹o ra tia löa ®iÖn. [Th«ng hiÓu] Tia löa ®iÖn lµ qu¸ tr×nh phãng ®iÖn tù lùc trong chÊt khÝ gi÷a hai ®iÖn cùc khi ®iÖn tr­êng ®ñ m¹nh ®Ó biÕn ph©n tö khÝ trung hßa thµnh c¸c ion d­¬ng vµ c¸c ªlectron tù do. Tia löa ®iÖn cã thÓ x¶y ra trong kh«ng khÝ ë ®iÒu kiÖn th­êng, khi ®iÖn tr­êng ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ng­ìng vµo kho¶ng 3.106 V/m. Tia löa ®iÖn kh«ng cã d¹ng nhÊt ®Þnh, th­êng lµ mét chïm tia ngo»n ngoÌo, cã nhiÒu nh¸nh, kÌm theo tiÕng næ vµ sinh ra khÝ «z«n cã mïi khÐt. 3 Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn t¹o ra hå quang ®iÖn vµ øng dông cña hå quang ®iÖn. [Th«ng hiÓu] · §iÒu kiÖn t¹o ra hå quang ®iÖn : Nèi hai ®iÖn cùc b»ng than vµo nguån ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ 40 V ®Õn 50 V. Tho¹t ®Çu, hai ®iÖn cùc ®­îc lµm cho ch¹m vµo nhau, vµ ®­îc nung nãng bëi dßng ®iÖn, ®Ó ph¸t x¹ nhiÖt ªlectron. Sau ®ã, t¸ch hai ®Çu cña ®iÖn cùc ra mét kho¶ng ng¾n, ta thÊy ph¸t ra ¸nh s¸ng chãi nh­ mét ngän löa. · øng dông cña hå quang ®iÖn : - Trong hµn ®iÖn : mét cùc lµ tÊm kim lo¹i cÇn hµn, cùc kia lµ que hµn. Do nhiÖt ®é cao cña hå quang x¶y ra gi÷a que hµn vµ tÊm kim lo¹i, que hµn ch¶y ra lÊp ®Çy chç cÇn hµn. - Trong luyÖn kim : ng­êi ta dïng hå quang ®iÖn ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i, ®iÒu chÕ c¸c hîp kim. - Trong ho¸ häc : nhê nhiÖt ®é cao cña hå quang ®iÖn, ng­êi ta thùc hiÖn nhiÒu ph¶n øng ho¸ häc. - Trong ®êi sèng vµ kÜ thuËt : hå quang ®iÖn ®­îc dïng lµm nguån s¸ng m¹nh, nh­ ë ®Ìn biÓn. Hå quang ®iÖn trong h¬i natri, h¬i thuû ng©n...®­îc dïng lµm nguån chiÕu s¸ng c«ng céng. Hå quang ®iÖn lµ qu¸ tr×nh phãng ®iÖn tù lùc x¶y ra trong chÊt khÝ ë ¸p suÊt th­êng hoÆc ¸p suÊt thÊp ®Æt gi÷a hai ®iÖn cùc cã hiÖu ®iÖn thÕ kh«ng lín. Hå quang ®iÖn cã thÓ kÌm theo táa nhiÖt vµ táa s¸ng rÊt m¹nh. 4. DßNG §IÖN TRONG CH¢N KH¤NG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng vµ ®Æc ®iÓm vÒ chiÒu cña dßng ®iÖn nµy. [Th«ng hiÓu] · §Ó t¹o ra dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng, ng­êi ta ph¶i t¹o ra h¹t t¶i ®iÖn trong ch©n kh«ng. §i«t ch©n kh«ng lµ mét bãng thñy tinh ®· hót ch©n kh«ng, bªn trong cã cat«t lµ mét d©y vonfam ®­îc ®èt nãng vµ an«t lµ mét b¶n kim lo¹i. §Æt vµo hai cùc an«t vµ cat«t mét hiÖu ®iÖn thÕ d­¬ng, khi cat«t bÞ ®èt nãng th× ªlectron ®­îc ph¸t x¹ ra ë cat«t sÏ dÞch chuyÓn tõ cat«t vÒ an«t d­íi t¸c dông cña ®iÖn tr­êng. · §Æc ®iÓm cña dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng lµ chØ ch¹y theo mét chiÒu tõ an«t sang cat«t. NÕu m¾c an«t vµo cùc ©m cña nguån ®iÖn cßn cat«t vµo cùc d­¬ng, th× lùc ®iÖn tr­êng cã t¸c dông ®Èy ªlectron l¹i cat«t, do ®ã trong m¹ch kh«ng cã dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng lµ dßng chuyÓn dêi cã h­íng cña c¸c ªlectron ®­îc ®­a vµo kho¶ng ch©n kh«ng ®ã. Dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng kh«ng tu©n theo ®Þnh luËt ¤m. Ban ®Çu hiÖu ®iÖn thÕ U ®Æt vµo gi÷a hai cùc t¨ng th× c­êng ®é dßng ®iÖn I t¨ng. Khi U t¨ng ®Õn mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh nµo ®ã Ub th× c­êng ®é dßng ®iÖn I kh«ng t¨ng n÷a ®¹t gi¸ trÞ Ibh. TiÕp tôc t¨ng hiÖu ®iÖn thÕ (U Ub) th× I vÉn ®¹t gi¸ trÞ I = Ibh (c­êng ®é dßng ®iÖn ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt) vµ Ibh gäi lµ c­êng ®é dßng ®iÖn b·o hoµ. Do cã tÝnh dÉn ®iÖn chØ theo mét chiÒu tõ an«t ®Õn cat«t, nªn ®i«t ch©n kh«ng ®­îc dïng ®Ó chØnh l­u dßng ®iÖn xoay chiÒu. 2 Nªu ®­îc dßng ®iÖn trong ch©n kh«ng ®­îc øng dông trong c¸c èng phãng ®iÖn tö. [Th«ng hiÓu] · èng phãng ®iÖn tö lµ mét èng ch©n kh«ng mµ mÆt tr­íc cña nã lµ mµn huúnh quang, ph¸t ra ¸nh s¸ng khi bÞ ªlectron ®Ëp vµo. PhÝa ®u«i (cæ èng) cã nguån ph¸t ªlectron, gåm d©y ®èt, cat«t, c¸c b¶n cùc ®iÒu khiÓn h­íng bay cña ªlectron. · Khi gi÷a an«t vµ cat«t cã mét hiÖu ®iÖn thÕ ®ñ lín, chïm ªlectron ph¸t ra tõ d©y ®èt ®­îc t¨ng tèc vµ ®i qua c¸c cùc ®iÒu khiÓn, tíi ®Ëp vµo nh÷ng vÞ trÝ x¸c ®Þnh trªn mµn huúnh quang, t¹o c¸c ®iÓm s¸ng trªn mµn. èng phãng ®iÖn tö ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt ®Ìn h×nh TV, dao ®éng kÝ ®iÖn tö... 5. DßNG §IÖN TRONG CHÊT B¸N DÉN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc b¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong b¸n dÉn lo¹i p vµ b¸n dÉn lo¹i n. [Th«ng hiÓu] Dßng ®iÖn trong chÊt b¸n dÉn lµ dßng c¸c ªlectron dÉn chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu ®iÖn tr­êng vµ dßng c¸c lç trèng chuyÓn ®éng cïng chiÒu ®iÖn tr­êng. B¸n dÉn trong ®ã h¹t t¶i ®iÖn chñ yÕu lµ ªlectron dÉn gäi lµ b¸n dÉn lo¹i n. B¸n dÉn trong ®ã h¹t t¶i ®iÖn chñ yÕu lµ lç trèng gäi lµ b¸n dÉn lo¹i p. Ch¼ng h¹n, pha t¹p chÊt P, As … vµo trong silic, ta ®­îc b¸n dÉn lo¹i n ; cßn pha B, Al … vµo silic ta ®­îc b¸n dÉn lo¹i p. Trong b¸n dÉn tinh khiÕt, khi mét ªlectron bÞ bøt ra khái mèi liªn kÕt, nã trë nªn tù do vµ trë thµnh h¹t t¶i ®iÖn, gäi lµ ªlectron dÉn. Chç liªn kÕt ®øt sÏ thiÕu mét ªlectron nªn mang ®iÖn d­¬ng. Nã ®­îc xem lµ h¹t t¶i ®iÖn mang ®iÖn d­¬ng, vµ gäi lµ lç trèng. 2 Nªu ®­îc cÊu t¹o cña líp chuyÓn tiÕp p – n vµ tÝnh chÊt chØnh l­u cña nã. [Th«ng hiÓu] Líp chuyÓn tiÕp p - n lµ chç tiÕp xóc cña miÒn mang tÝnh dÉn p vµ miÒn mang tÝnh dÉn n ®­îc t¹o ra trªn mét tinh thÓ b¸n dÉn. Líp chuyÓn tiÕp p - n cã tÝnh chÊt chØnh l­u, nghÜa lµ chØ cho dßng ®iÖn ch¹y theo mét chiÒu tõ p sang n mµ kh«ng cho dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu ng­îc l¹i. 3 Nªu ®­îc cÊu t¹o, c«ng dông cña ®i«t b¸n dÉn vµ cña tranzito. [Th«ng hiÓu] §i«t b¸n dÉn thùc chÊt lµ mét líp chuyÓn tiÕp p - n. Khi mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®­îc ®Æt vµo ®i«t, th× ®i«t chØ cho dßng ®iÖn ch¹y theo mét chiÒu tõ p sang n, gäi lµ chiÒu thuËn. §i«t b¸n dÉn cã tÝnh chØnh l­u vµ ®­îc sö dông trong m¹ch chinh l­u dßng ®iÖn xoay chiÒu. Tranzito lµ mét dông cô b¸n dÉn trong ®ã cã hai líp chuyÓn tiÕp p - n, ®­îc t¹o thµnh tõ mét mÉu b¸n dÉn b»ng c¸ch khuÕch t¸n c¸c t¹p chÊt ®Ó t¹o thµnh ba cùc, theo thø tù p - n - p hoÆc n - p - n. Khu vùc ë gi÷a cã bÒ dµy rÊt nhá (vµi micr«mÐt) vµ cã mËt ®é h¹t t¶i ®iÖn thÊp. Tranzito cã t¸c dông khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn. Nã ®ãng vai trß quan träng trong c¸c m¹ch ®iÖn b¸n dÉn, ®Ó l¾p c¸c m¹ch khuÕch ®¹i vµ kho¸ ®iÖn tö. 6. Thực hành: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIÔT BÁN DẪN VÀ ĐẶC TÍNH KHUYẾCH ĐẠI CỦA TRANZITO Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Tiến hành thí nghiệm để xác định được tính chất chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito. [Thông hiểu] Hiểu được cơ sở lí thuyết: Hiểu được cấu tạo của điôt có lớp bán dẫn tiếp xúc n-p. Lớp tiếp xúc này có tính năng hầu như chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. [Vận dụng] · Biết cách sử dụng các dụng cụ và bố trí được thí nghiệm: - Biết sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số với tính năng đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế một chiều. - Biết sử dụng được biến thế. - Nhận biết được điôt bán dẫn và tranzito. - Mắc được mạch điện theo sơ đồ. · Biết cách tiến hành thí nghiệm: - Mắc điôt theo trường hợp phân cực thuận và phân cực ngược rồi đo các cặp số liệu (U, I) trong trường hợp khảo sát đặc tính chỉnh lưu. - Đo được IB, IC trong trường hợp khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito. · Biết tính toán các số liệu thu được từ thí nghiệm để đưa ra kết quả: - Vẽ được đường đặc trung vôn – ampe trong cả hai trường hợp khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt và đặc tính khuếch đại của tranzito. - Từ đồ thị nhận xét được vai trò của điôt và tranzito. Ch­¬ng IV. Tõ TR¦êNG 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh. Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) Tõ tr­êng. §­êng søc tõ. C¶m øng tõ b) Lùc tõ. Lùc Lo-ren-x¬ KiÕn thøc - Nªu ®­îc tõ tr­êng tån t¹i ë ®©u vµ cã tÝnh chÊt g×. - Nªu ®­îc c¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc tõ cña thanh nam ch©m th¼ng, cña nam ch©m ch÷ U, cña dßng ®iÖn th¼ng dµi, cña èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa vµ nªu ®­îc ph­¬ng, chiÒu cña c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm cña tõ tr­êng. Nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o c¶m øng tõ. - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng g©y bëi dßng ®iÖn th¼ng dµi v« h¹n vµ t¹i mét ®iÓm trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua. - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh lùc tõ t¸c dông lªn ®o¹n d©y dÉn cã dßng ®iÖn ch¹y qua ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu. - Nªu ®­îc lùc Lo-ren-x¬ lµ g× vµ viÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh lùc nµy. KÜ n¨ng - VÏ ®­îc c¸c ®­êng søc tõ biÓu diÔn tõ tr­êng cña thanh nam ch©m th¼ng, cña dßng ®iÖn th¼ng dµi, cña èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ cña tõ tr­êng ®Òu. - X¸c ®Þnh ®­îc ®é lín, ph­¬ng, chiÒu cña vect¬ c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng g©y bëi dßng ®iÖn th¼ng dµi vµ t¹i mét ®iÓm trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua. - X¸c ®Þnh ®­îc vect¬ lùc tõ t¸c dông lªn mét ®o¹n d©y dÉn th¼ng cã dßng ®iÖn ch¹y qua ®­îc ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu. - X¸c ®Þnh ®­îc c­êng ®é, ph­¬ng, chiÒu cña lùc Lo-ren-x¬ t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch q chuyÓn ®éng víi vËn tèc trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi c¸c ®­êng søc cña tõ tr­êng ®Òu. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. Tõ TR¦êNG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tõ tr­êng tån t¹i ë ®©u vµ cã tÝnh chÊt g×. [Th«ng hiÓu] · Tõ tr­êng lµ mét d¹ng vËt chÊt tån t¹i trong kh«ng gian cã c¸c ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng (xung quanh dßng ®iÖn hoÆc nam ch©m). Tõ tr­êng cã tÝnh chÊt lµ nã t¸c dông lùc tõ lªn mét dßng ®iÖn hay mét nam ch©m ®Æt trong ®ã. · Ng­êi ta quy ­íc: H­íng cña tõ tr­êng t¹i mét ®iÓm lµ h­íng Nam-B¾c cña kim nam ch©m nhá n»m c©n b»ng t¹i ®iÓm ®ã. T­¬ng t¸c gi÷a nam ch©m víi nam ch©m, gi÷a dßng ®iÖn víi nam ch©m vµ gi÷a dßng ®iÖn víi dßng ®iÖn ®Òu gäi lµ t­¬ng t¸c tõ. Lùc t­¬ng t¸c trong c¸c tr­êng hîp ®ã gäi lµ lùc tõ. Kim nam ch©m nhá, dïng ®Ó ph¸t hiÖn tõ tr­êng, gäi lµ nam ch©m thö. 2 Nªu ®­îc c¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc tõ cña thanh nam ch©m th¼ng, cña nam ch©m ch÷ U. [Th«ng hiÓu] · §Æc ®iÓm ®­êng søc tõ cña nam ch©m th¼ng : - Bªn ngoµi nam ch©m, ®­êng søc tõ lµ nh÷ng ®­êng cong, h×nh d¹ng ®èi xøng qua trôc cña thanh nam ch©m, cã chiÒu ®i ra tõ cùc B¾c vµ ®i vµo ë cùc Nam. - Cµng gÇn ®Çu thanh nam ch©m, ®­êng søc cµng mau h¬n (tõ tr­êng cµng m¹nh h¬n). · §Æc ®iÓm ®­êng søc tõ cña nam ch©m ch÷ U : - Bªn ngoµi nam ch©m, ®­êng søc tõ lµ nh÷ng ®­êng cong cã h×nh d¹ng ®èi xøng qua trôc cña thanh nam ch©m ch÷ U, cã chiÒu ®i ra tõ cùc B¾c vµ ®i vµo ë cùc Nam. - Cµng gÇn ®Çu thanh nam ch©m, ®­êng søc cµng mau h¬n (tõ tr­êng cµng m¹nh h¬n). - §­êng søc tõ cña tõ tr­êng trong kho¶ng gi÷a hai cùc cña nam ch©m h×nh ch÷ U lµ nh÷ng ®­êng th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau. Tõ tr­êng trong khu vùc ®ã lµ tõ tr­êng ®Òu. §­êng søc tõ lµ nh÷ng ®­êng vÏ trong kh«ng gian cã tõ tr­êng, sao cho tiÕp tuyÕn t¹i mçi ®iÓm trïng víi h­íng cña tõ tr­êng t¹i ®iÓm ®ã. ChiÒu cña ®­êng søc tõ t¹i mét ®iÓm lµ chiÒu cña tõ tr­êng t¹i ®iÓm ®ã. C¸c tÝnh chÊt cña ®­êng søc tõ : - T¹i mçi ®iÓm trong tõ tr­êng, cã thÓ vÏ ®­îc mét ®­êng søc tõ ®i qua vµ chØ mét mµ th«i. - C¸c ®­êng søc tõ lµ nh÷ng ®­êng cong kÝn. - N¬i nµo tõ tr­êng m¹nh h¬n th× c¸c ®­êng søc tõ ë ®ã vÏ mau h¬n (dµy h¬n), n¬i nµo tõ tr­êng yÕu th× c¸c ®­êng søc tõ ë ®ã vÏ th­a h¬n. H×nh ¶nh c¸c m¹t s¾t s¾p xÕp cã trËt tù trong tõ tr­êng cho ta tõ phæ. 3 VÏ ®­îc c¸c ®­êng søc tõ biÓu diÔn vµ nªu c¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn th¼ng dµi, cña èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ cña tõ tr­êng ®Òu. [Th«ng hiÓu] · Dßng ®iÖn th¼ng dµi : - C¸c ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn th¼ng lµ c¸c ®­êng trßn ®ång t©m n»m trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi dßng ®iÖn. T©m cña c¸c ®­êng søc tõ lµ giao ®iÓm cña mÆt ph¼ng ®ã vµ d©y dÉn. - ChiÒu cña c¸c ®­êng søc tõ ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c n¾m tay ph¶i : Gi¬ ngãn c¸i cña bµn tay ph¶i h­íng theo chiÒu dßng ®iÖn, khum bèn ngãn kia xung quanh d©y dÉn th× chiÒu tõ cæ tay ®Õn c¸c ngãn lµ chiÒu cña ®­êng søc tõ. · èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua : - Bªn trong èng d©y, c¸c ®­êng søc tõ song song víi trôc èng d©y vµ c¸ch ®Òu nhau. NÕu èng d©y ®ñ dµi (chiÒu dµi rÊt lín so víi ®­êng kÝnh cña èng) th× tõ tr­êng bªn trong èng d©y lµ tõ tr­êng ®Òu. Bªn ngoµi èng, ®­êng søc tõ cã d¹ng gièng ®­êng søc tõ cña nam ch©m th¼ng. - ChiÒu c¸c ®­êng søc tõ trong lßng èng d©y ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c n¾m tay ph¶i: Khum bµn tay ph¶i sao cho chiÒu tõ cæ tay ®Õn ngãn tay chØ chiÒu dßng ®iÖn ch¹y qua èng d©y, th× ngãn tay c¸i cho·i ra chØ chiÒu cña ®­êng søc tõ trong lßng èng d©y. Quy ­íc : Khi nh×n theo ph­¬ng trôc èng d©y, thÊy dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu kim ®ång hå, th× ®Çu èng d©y ®ã gäi lµ mÆt Nam cña èng d©y, cßn ®Çu kia gäi lµ mÆt B¾c cña èng d©y. Khi ®ã, ®­êng søc tõ trong lßng èng d©y ®i ra tõ mÆt B¾c vµ ®i vµo mÆt Nam. · Tõ tr­êng ®Òu: §­êng søc cña tõ tr­êng ®Òu lµ nh÷ng ®­êng th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau. ChiÒu cña ®­êng søc trïng víi h­íng Nam - B¾c cña kim nam ch©m thö ®Æt trong tõ tr­êng. [VËn dông] BiÕt c¸ch vÏ c¸c ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn th¼ng dµi, cña èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ cña tõ tr­êng ®Òu theo m« t¶ ë trªn. Tõ tr­êng cña dßng ®iÖn trßn : - C¸c ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn trßn ®Òu cã chiÒu ®i vµo mét mÆt vµ ®i ra mÆt kia cña dßng ®iÖn trßn Êy. §­êng søc tõ ë t©m dßng ®iÖn trßn lµ mét ®­êng th¼ng vu«ng gãc víi mÆt dßng ®iÖn trßn. Quy ­íc : MÆt Nam cña dßng ®iÖn trßn lµ mÆt khi nh×n vµo ta thÊy dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu kim ®ång hå, cßn mÆt B¾c th× ng­îc l¹i. - C¸c ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn trßn cã chiÒu ®i vµo mÆt Nam vµ ®i ra tõ mÆt B¾c cña dßng ®iÖn trßn Êy. Ta cã thÓ dïng quy t¾c n¾m tay ph¶i ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu cña ®­êng søc tõ t¹i t©m cña dßng ®iÖn trßn: Khum bµn tay ph¶i sao cho chiÒu tõ cæ tay ®Õn ngãn tay chØ chiÒu dßng ®iÖn trßn, th× ngãn tay c¸i cho·i ra chØ chiÒu cña ®­êng søc tõ ®i qua t©m cña dßng ®iÖn trßn. Ng­êi ta cã thÓ dïng quy t¾c c¸i ®inh èc hoÆc quy t¾c vÆn nót chai ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu ®­êng søc tõ cña tõ tr­êng cña mét sè dßng ®iÖn cã d¹ng ®¬n gi¶n. 2. LùC Tõ. C¶M øNG Tõ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa vµ nªu ®­îc ph­¬ng, chiÒu cña c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm cña tõ tr­êng. Nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o c¶m øng tõ. [Th«ng hiÓu] · §Æt mét ®o¹n d©y dÉn ®ñ ng¾n (cã chiÒu dµi l vµ c­êng ®é dßng ®iÖn I) vu«ng gãc víi ®­êng søc tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng th× lùc tõ t¸c dông lªn d©y cã ®é lín lµ F = BIl (B lµ hÖ sè tØ lÖ phô thuéc vµo vÞ trÝ ®Æt ®o¹n d©y). Thùc nghiÖm cho thÊy kh«ng ®æi, nªn th­¬ng sè nµy ®Æc tr­ng cho tõ tr­êng vµ gäi lµ c¶m øng tõ. Ta gäi vect¬ c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng ®Æc tr­ng cho tõ tr­êng vÒ ph­¬ng diÖn t¸c dông lùc, lµ mét vect¬ : - Cã h­íng trïng víi h­íng cña ®­êng søc tõ tr­êng t¹i ®iÓm ®ã ; - Cã ®é lín lµ , trong ®ã l lµ chiÒu dµi cña ®o¹n d©y dÉn ng¾n cã c­êng ®é dßng ®iÖn I, ®Æt t¹i ®iÓm x¸c ®Þnh trong tõ tr­êng vµ vu«ng gãc víi c¸c ®­êng søc tõ t¹i ®iÓm ®ã. · Trong hÖ SI, lùc tõ F ®o b»ng N, c­êng ®é dßng ®iÖn I ®o b»ng A, chiÒu dµi ®o¹n d©y ®iÖn l ®o b»ng m th× ®¬n vÞ cña c¶m øng tõ lµ tesla (T). Nguyªn lÝ chång chÊt tõ tr­êng : Gi¶ sö hÖ cã n nam ch©m (hay dßng ®iÖn). T¹i ®iÓm M, tõ tr­êng chØ cña nam ch©m thø nhÊt lµ , tõ tr­êng chØ cña nam ch©m thø hai lµ ,...tõ tr­êng chØ cña nam ch©m thø n lµ . Gäi lµ tõ tr­êng cña hÖ t¹i M th× : 2 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh lùc tõ t¸c dông lªn ®o¹n d©y dÉn cã dßng ®iÖn ch¹y qua ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu. X¸c ®Þnh ®­îc vect¬ lùc tõ t¸c dông lªn mét ®o¹n d©y dÉn th¼ng cã dßng ®iÖn ch¹y qua ®­îc ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu. [Th«ng hiÓu] · Mét ®o¹n d©y dÉn cã chiÒu dµi l vµ dßng ®iÖn I ch¹y qua, ®­îc ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu c¶m øng tõ lµ th× chÞu t¸c dông cña lùc tõ cã ®iÓm ®Æt t¹i trung ®iÓm ®o¹n d©y, cã ph­¬ng vu«ng gãc víi ®o¹n d©y vµ vect¬ , cã chiÒu tu©n theo quy t¾c bµn tay tr¸i, vµ cã ®é lín tÝnh b»ng c«ng thøc: F = BIlsina trong ®ã, a lµ gãc t¹o bëi ®o¹n d©y dÉn vµ vect¬ , I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y trong ®o¹n d©y. · Quy t¾c bµn tay tr¸i: §Ó bµn tay tr¸i sao cho vect¬ h­íng vµo lßng bµn tay, chiÒu tõ cæ tay ®Õn ngãn gi÷a lµ chiÒu cña dßng ®iÖn trong d©y dÉn, khi ®ã chiÒu ngãn c¸i cho·i ra chØ chiÒu cña lùc tõ . [VËn dông] BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh vect¬ lùc tõ t¸c dông lªn mét ®o¹n d©y dÉn th¼ng cã dßng ®iÖn ch¹y qua ®­îc ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu. Igäi lµ vect¬ phÇn tö dßng ®iÖn, cã ®é lín lµ Il, vµ cã h­íng cña dßng ®iÖn. 3. Tõ TR¦êNG CñA DßNG §IÖN ch¹y TRONG C¸C D¢Y DÉN Cã H×NH D¹NG §ÆC BIÖT Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng g©y bëi dßng ®iÖn th¼ng dµi v« h¹n. X¸c ®Þnh ®­îc ®é lín, ph­¬ng, chiÒu cña vect¬ c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong tõ tr­êng g©y bëi dßng ®iÖn th¼ng dµi. [Th«ng hiÓu] §é lín c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm c¸ch d©y dÉn th¼ng dµi mang dßng ®iÖn I mét kho¶ng r trong ch©n kh«ng ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc : trong ®ã, I ®o b»ng ampe (A), r ®o b»ng mÐt (m), B ®o b»ng tesla (T). [Th«ng hiÓu] · BiÕt dùa vµo ®Æc ®iÓm cña vect¬ c¶m øng tõ ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín, ph­¬ng, chiÒu cña vect¬ c¶m øng tõ : T¹i mét ®iÓm kh¶o s¸t c¸ch dßng ®iÖn th¼ng dµi mét kho¶ng r, vect¬ c¶m øng tõ cã ph­¬ng vu«ng gãc víi b¸n kÝnh nèi ®iÓm kh¶o s¸t víi t©m O (giao cña dßng ®iÖn víi mÆt ph¼ng chøa vu«ng gãc víi dßng ®iÖn chøa ®iÓm kh¶o s¸t), cã chiÒu tu©n theo quy t¾c n¾m tay ph¶i. Dßng ®iÖn th¼ng rÊt dµi vµ ®iÓm kh¶o s¸t ë xa ®Çu d©y (l>>r). 2 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua. X¸c ®Þnh ®­îc ®é lín, ph­¬ng, chiÒu cña vect¬ c¶m øng tõ t¹i mét ®iÓm trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua. [Th«ng hiÓu] §é lín c¶m øng tõ B trong lßng èng d©y dµi l, cã N vßng d©y vµ cã dßng ®iÖn I ch¹y qua, ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc : hay trong ®ã, I ®o b»ng ampe (A), l ®o b»ng mÐt (m), lµ sè vßng d©y trªn mét mÐt chiÒu dµi èng d©y. [VËn dông] BiÕt dùa vµo ®Æc ®iÓm cña vect¬ c¶m øng tõ ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín, ph­¬ng, chiÒu cña vect¬ c¶m øng tõ : T¹i mét ®iÓm trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn qua, vect¬ c¶m øng tõ cã ph­¬ng trïng víi trôc èng d©y, cã chiÒu tu©n theo quy t¾c n¾m tay ph¶i. Vect¬ c¶m øng tõ cã h­íng trïng víi h­íng cña ®­êng søc trong lßng èng d©y. 4. LùC LO-REN-X¥ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc lùc Lo-ren-x¬ lµ g× vµ viÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh lùc nµy. [Th«ng hiÓu] Lùc tõ t¸c dông lªn h¹t mang ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng trong tõ tr­êng gäi lµ lùc Lo-ren-x¬. Lùc Lo-ren-x¬ do tõ tr­êng cã c¶m øng tõ t¸c dông lªn mét h¹t cã ®iÖn tÝch q0 chuyÓn ®éng víi vËn tèc : - Cã ph­¬ng vu«ng gãc víi vµ ; - Cã chiÒu tu©n theo quy t¾c bµn tay tr¸i: §Ó bµn tay tr¸i më réng sao cho tõ tr­êng h­íng vµo lßng bµn tay, chiÒu tõ cæ tay ®Õn ngãn gi÷a lµ chiÒu cña khi q0 > 0 vµ ng­îc chiÒu khi q0 < 0, khi ®ã chiÒu cña lùc Lo-ren-x¬ lµ chiÒu ngãn c¸i cho·i ra; - Cã ®é lín : , trong ®ã a lµ gãc hîp bëi vµ 2 X¸c ®Þnh ®­îc c­êng ®é, ph­¬ng, chiÒu cña lùc Lo-ren-x¬ t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch q chuyÓn ®éng víi vËn tèc trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi c¸c ®­êng søc cña tõ tr­êng ®Òu. [Th«ng hiÓu] · Mét ®iÖn tÝch q chuyÓn ®éng trong mét tõ tr­êng ®Òu . Trong tr­êng hîp vËn tèc cña ®iÖn tÝch n»m trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi ®­êng søc cña tõ tr­êng ®Òu, vect¬ lùc Lo-ren-x¬ n»m trong mÆt ph¼ng vµ lu«n vu«ng gãc víi vËn tèc cña ®iÖn tÝch. §iÖn tÝch chuyÓn ®éng trßn ®Òu. Lùc Lo-ren-x¬ ®ãng vai trß lùc h­íng t©m, cã ®é lín lµ : trong ®ã R lµ b¸n kÝnh cña quü ®¹o trßn. · ChiÒu cña lùc Lo-ren-x¬ tu©n theo quy t¾c bµn tay tr¸i. Quü ®¹o cña mét h¹t tÝch ®iÖn q trong mét tõ tr­êng ®Òu, víi ®iÒu kiÖn vËn tèc ban ®Çu vu«ng gãc víi vect¬ c¶m øng tõ , lµ mét ®­êng trßn n»m trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi tõ tr­êng, cã b¸n kÝnh R lµ: trong ®ã, m lµ khèi l­îng cña ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng. Ch­¬ng V. C¶M øNG §IÖN Tõ 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. Tõ th«ng. SuÊt ®iÖn ®éng c¶m øng b) HiÖn t­îng tù c¶m. SuÊt ®iÖn ®éng tù c¶m. §é tù c¶m c) N¨ng l­îng tõ tr­êng trong èng d©y KiÕn thøc - M« t¶ ®­îc thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. - ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh tõ th«ng qua mét diÖn tÝch vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o tõ th«ng. Nªu ®­îc c¸c c¸ch lµm biÕn ®æi tõ th«ng. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ c¶m øng ®iÖn tõ, ®Þnh luËt Len-x¬ vÒ chiÒu dßng ®iÖn c¶m øng vµ viÕt ®­îc hÖ thøc : . - Nªu ®­îc dßng ®iÖn Fu-c« lµ g×. - Nªu ®­îc hiÖn t­îng tù c¶m lµ g×. - Nªu ®­îc ®é tù c¶m lµ g× vµ ®¬n vÞ ®o ®é tù c¶m. - Nªu ®­îc tõ tr­êng trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ mäi tõ tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. KÜ n¨ng - Lµm ®­îc thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. - TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong tr­êng hîp tõ th«ng qua mét m¹ch kÝn biÕn ®æi ®Òu theo thêi gian. - X¸c ®Þnh ®­îc chiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng theo ®Þnh luËt Len-x¬. - TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m trong èng d©y khi dßng ®iÖn ch¹y qua nã cã c­êng ®é biÕn ®æi ®Òu theo thêi gian. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. Tõ TH¤NG. C¶M øNG §IÖN Tõ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 ViÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh tõ th«ng qua mét diÖn tÝch vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o tõ th«ng. Nªu ®­îc c¸c c¸ch lµm biÕn ®æi tõ th«ng. [Th«ng hiÓu] · XÐt mét diÖn tÝch S n»m trong tõ tr­êng ®Òu. Gäi lµ vect¬ ph¸p tuyÕn cña mÆt S, lµ vect¬ vu«ng gãc víi diÖn tÝch mÆt S, cã ®é dµi b»ng ®¬n vÞ. Gäi a lµ gãc t¹o bëi vect¬ víi vect¬ c¶m øng tõ , th× ®¹i l­îng F = BScosa gäi lµ tõ th«ng qua diÖn tÝch S ®· cho. · Trong hÖ SI, B ®o b»ng tesla (T), S ®o b»ng mÐt vu«ng (m2), tõ th«ng ®o b»ng vªbe (Wb). 1 Wb = 1 T. 1 m2. · Cã ba c¸ch lµm biÕn ®æi tõ th«ng : - Thay ®æi ®é lín B cña c¶m øng tõ ; - Thay ®æi ®é lín cña diÖn tÝch S ; - Thay ®æi gi¸ trÞ cña gãc a (gãc hîp bëi vect¬ víi vect¬ c¶m øng tõ ). Tõ th«ng lµ mét ®¹i l­îng ®¹i sè, dÊu cña tõ th«ng phô thuéc vµo viÖc chän chiÒu cña. Th«ng th­êng chän sao cho a lµ gãc nhän, lóc ®ã F lµ mét ®¹i l­îng d­¬ng. 2 M« t¶ ®­îc thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. Lµm ®­îc thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. [Th«ng hiÓu] · ThÝ nghiÖm 1 : ThÝ nghiÖm gåm mét nam ch©m vµ mét èng d©y cã m¾c mét ®iÖn kÕ nh¹y ®Ó ph¸t hiÖn dßng ®iÖn trong èng d©y. Khi èng d©y vµ nam ch©m ®øng yªn th× trong èng d©y kh«ng cã dßng ®iÖn. Khi èng d©y vµ nam ch©m chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau th× trong thêi gian chuyÓn ®éng, trong èng d©y cã dßng ®iÖn. ThÝ nghiÖm cho biÕt tõ tr­êng kh«ng sinh ra dßng ®iÖn. Nh­ng khi sè ®­êng søc tõ qua èng d©y thay ®æi th× cã dßng ®iÖn qua èng d©y. · ThÝ nghiÖm 2 : ThÝ nghiÖm gåm m¹ch ®iÖn cã mét cuén d©y ®­îc lång trong vßng d©y cã kim ®iÖn kÕ. Khi ®ãng hoÆc ng¾t m¹ch ®iÖn hoÆc dÞch chuyÓn biÕn trë (dßng ®iÖn trong m¹ch thay ®æi) th× trong thêi gian dßng ®iÖn trong m¹ch thay ®æi, trong vßng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua, tøc lµ khi sè ®­êng søc tõ xuyªn qua èng d©y biÕn ®æi th× trong vßng d©y xuÊt hiÖn dßng ®iÖn. · C¸c thÝ nghiÖm trªn chøng tá : - Mçi khi tõ th«ng qua m¹ch kÝn biÕn thiªn th× trong m¹ch kÝn xuÊt hiÖn mét dßng ®iÖn gäi lµ dßng ®iÖn c¶m øng. HiÖn t­îng xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng trong m¹ch ®iÖn kÝn gäi lµ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ. - HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ chØ tån t¹i trong kho¶ng thêi gian tõ th«ng qua m¹ch biÕn thiªn. [VËn dông] BiÕt c¸ch tiÕn hµnh ®­îc c¸c thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ ë trªn. 3 X¸c ®Þnh ®­îc chiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng theo ®Þnh luËt Len-x¬. [Th«ng hiÓu] §Þnh luËt Len-x¬: Dßng ®iÖn c¶m øng xuÊt hiÖn trong m¹ch kÝn cã chiÒu sao cho tõ tr­êng do nã sinh ra cã t¸c dông chèng l¹i sù biÕn thiªn tõ th«ng ®· sinh ra nã. §Þnh luËt Len-x¬ cã thÓ diÔn ®¹t theo c¸ch sau: Khi tõ th«ng qua m¹ch ®iÖn kÝn biÕn thiªn do kÕt qu¶ cña mét chuyÓn ®éng nµo ®ã th× th× tõ tr­êng sinh ra bëi dßng ®iÖn c¶m øng cã t¸c dông chèng l¹i chuyÓn ®éng nãi trªn. 4 Nªu ®­îc dßng ®iÖn Fu-c« lµ g×. [Th«ng hiÓu] Dßng Fu-c« lµ dßng ®iÖn c¶m øng xuÊt hiÖn trong c¸c vËt dÉn (ch¼ng h¹n, mét khèi kim lo¹i) khi chóng chuyÓn ®éng trong mét tõ tr­êng hoÆc ®­îc ®Æt trong mét tõ tr­êng biÕn thiªn theo thêi gian. Dßng Fu-c« cã thÓ g©y ra t¸c dông cã h¹i (ch¼ng h¹n, lµm nãng m¸y biÕn ¸p) hoÆc cã lîi (ch¼ng h¹n, øng dông trong bé phËn phanh ®iÖn tõ cña mét sè « t«, hoÆc dïng ®Ó ®èt nãng kim lo¹i trong mét sè lß t«i kim lo¹i). 2. SUÊT §IÖN §éNG C¶M øNG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ c¶m øng ®iÖn tõ. TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng trong tr­êng hîp tõ th«ng qua mét m¹ch biÕn ®æi ®Òu theo thêi gian trong c¸c bµi to¸n. [Th«ng hiÓu] §Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ c¶m øng ®iÖn tõ: §é lín suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng xuÊt hiÖn trong m¹ch kÝn tØ lÖ víi tèc ®é biÕn thiªn tõ th«ng qua m¹ch kÝn ®ã. NÕu ®Ó ý ®Õn chiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng theo ®Þnh luËt Len-x¬, th× ta cã hÖ thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng: [VËn dông] BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh tõ th«ng vµ tÝnh suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng theo c«ng thøc. NÕu tõ th«ng qua mét m¹ch ®iÖn kÝn biÕn thiªn theo thêi gian th× trong m¹ch ®iÖn xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng. SuÊt ®iÖn ®éng c¶m øng lµ suÊt ®iÖn ®éng sinh ra dßng ®iÖn c¶m øng trong m¹ch kÝn. NÕu m¹ch ®iÖn lµ khung d©y cã N vßng th×: 3. Tù C¶M Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®é tù c¶m lµ g× vµ ®¬n vÞ ®o ®é tù c¶m. [Th«ng hiÓu] · Dßng ®iÖn ch¹y qua mét m¹ch ®iÖn kÝn g©y ra tõ tr­êng. Tõ tr­êng nµy g©y ra tõ th«ng F qua m¹ch ®ã. Tõ th«ng F tØ lÖ víi c­êng ®é i : F = Li HÖ sè tØ lÖ L gäi lµ ®é tù c¶m, chØ phô thuéc vµo cÊu t¹o vµ kÝch th­íc cña m¹ch. · Trong hÖ SI, c­êng ®é dßng ®iÖn i ®o b»ng A, tõ th«ng F ®o b»ng Wb, ®é tù c¶m ®o b»ng henri (H). 2 Nªu ®­îc hiÖn t­îng tù c¶m lµ g×. TÝnh ®­îc suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m trong èng d©y khi dßng ®iÖn ch¹y qua nã cã c­êng ®é biÕn ®æi ®Òu theo thêi gian. [Th«ng hiÓu] · HiÖn t­îng tù c¶m lµ hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ trong mét m¹ch ®iÖn do chÝnh sù biÕn ®æi cña c­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch ®ã g©y ra. · C«ng thøc tÝnh suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m: ChØ xÐt tr­êng hîp c­êng ®é dßng ®iÖn biÕn ®æi ®Òu, tøc lµ kh«ng thay ®æi theo thêi gian (hay b»ng h»ng sè). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m theo c«ng thøc. Khi cã hiÖn t­îng tù c¶m, trong m¹ch xuÊt hiÖn suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng cã ®é lín tØ lÖ víi tèc ®é biÕn thiªn c­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch. 3 Nªu ®­îc tõ tr­êng trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ mäi tõ tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. [Th«ng hiÓu] · N¨ng l­îng ®­îc tÝch luü trong èng d©y tù c¶m khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua chÝnh lµ n¨ng l­îng cña tõ tr­êng tån t¹i trong èng d©y. · Ng­êi ta ®· chøng minh ®­îc r»ng tõ tr­êng trong lßng èng d©y cã dßng ®iÖn ch¹y qua vµ mäi tõ tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. èng d©y cã ®é tù c¶m L gäi lµ èng d©y tù c¶m hay cuén c¶m. N¨ng l­îng tõ tr­êng W trong lßng èng d©y cã hÖ sè tù c¶m L vµ c­êng ®é dßng ®iÖn i ch¹y qua lµ: Ch­¬ng VI. KHóC X¹ ¸NH S¸NG 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) §Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng. ChiÕt suÊt. TÝnh chÊt thuËn nghÞch cña sù truyÒn ¸nh s¸ng b) HiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn. C¸p quang KiÕn thøc - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng vµ viÕt ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt nµy. - Nªu ®­îc chiÕt suÊt tuyÖt ®èi, chiÕt suÊt tØ ®èi lµ g×. - Nªu ®­îc tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña sù truyÒn ¸nh s¸ng vµ chØ ra sù thÓ hiÖn tÝnh chÊt nµy ë ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng. - M« t¶ ®­îc hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn vµ nªu ®­îc ®iÒu kiÖn x¶y ra hiÖn t­îng nµy. - M« t¶ ®­îc sù truyÒn ¸nh s¸ng trong c¸p quang vµ nªu ®­îc vÝ dô vÒ øng dông cña c¸p quang. KÜ n¨ng - VËn dông ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng. - VËn dông ®­îc c«ng thøc tÝnh gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn. ChÊp nhËn hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn x¶y ra khi i ³ igh. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. KHóC X¹ ¸NH S¸NG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng vµ viÕt ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt nµy. VËn dông ®­îc hÖ thøc cña ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng : - Tia khóc x¹ n»m trong mÆt ph¼ng tíi (t¹o bëi tia tíi vµ ph¸p tuyÕn cña mÆt ph©n c¸ch t¹i ®iÓm tíi) vµ ë phÝa bªn kia ph¸p tuyÕn so víi tia tíi. - Víi hai m«i tr­êng trong suèt nhÊt ®Þnh, tØ sè gi÷a sin gãc tíi (sin i) vµ sin gãc khóc x¹ (sin r) lu«n kh«ng ®æi : = h»ng sè [VËn dông] BiÕt tÝnh chiÕt suÊt, gãc tíi, gãc khóc x¹ trong c¸c hÖ thøc cña ®Þnh luËt khóc x¹. Khóc x¹ ¸nh s¸ng lµ hiÖn t­îng lÖch ph­¬ng (g·y) cña c¸c tia s¸ng khi truyÒn xiªn gãc qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai m«i tr­êng trong suèt kh¸c nhau. ChØ xÐt bµi to¸n cã tèi ®a hai lÇn khóc x¹ cña tia s¸ng trªn mét ®­êng truyÒn. 2 Nªu ®­îc chiÕt suÊt tuyÖt ®èi, chiÕt suÊt tØ ®èi lµ g×. [Th«ng hiÓu] · TØ sè gäi lµ chiÕt suÊt tØ ®èi n21 cña m«i tr­êng 2 (chøa tia khóc x¹) ®èi víi m«i tr­êng 1 (chøa tia tíi) : = n21. - NÕu n21 > 1 th× r < i : Tia khóc x¹ bÞ lÖch l¹i gÇn ph¸p tuyÕn h¬n. Ta nãi, m«i tr­êng 2 chiÕt quang h¬n m«i tr­êng 1. - NÕu n21 i : Tia khóc x¹ bÞ lÖch xa ph¸p tuyÕn h¬n. Ta nãi, m«i tr­êng 2 chiÕt quang kÐm m«i tr­êng 1. · ChiÕt suÊt tuyÖt ®èi (th­êng gäi t¾t lµ chiÕt suÊt) cña mét m«i tr­êng lµ chiÕt suÊt tØ ®èi cña m«i tr­êng ®ã ®èi víi ch©n kh«ng. ChiÕt suÊt cña kh«ng khÝ ®­îc tÝnh gÇn ®óng b»ng 1, cßn mäi m«i tr­êng trong suèt kh¸c ®Òu cã chiÕt suÊt lín h¬n 1. HÖ thøc gi÷a chiÕt suÊt tØ ®èi vµ chiÕt suÊt tuyÖt ®èi : . D¹ng ®èi xøng cña ®Þnh luËt khóc x¹ lµ n1sin i = n2sin r. 3 Nªu ®­îc tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña sù truyÒn ¸nh s¸ng vµ chØ ra sù thÓ hiÖn tÝnh chÊt nµy ë ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng. [Th«ng hiÓu] · TÝnh thuËn nghÞch cña sù truyÒn ¸nh s¸ng : ¸nh s¸ng truyÒn ®i theo ®­êng nµo th× còng truyÒn ng­îc l¹i ®­îc theo ®­êng ®ã. · Theo ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng, nÕu ¸nh s¸ng truyÒn tõ m«i tr­êng 1 sang m«i tr­êng 2 víi gãc tíi i vµ gãc khóc x¹ lµ r th× khi ¸nh s¸ng truyÒn tõ m«i tr­êng 2 sang m«i tr­êng 1 víi gãc tíi r th× gãc khóc x¹ sÏ b»ng i. 2. PH¶N X¹ TOµN PHÇN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 M« t¶ ®­îc hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn vµ nªu ®­îc ®iÒu kiÖn x¶y ra hiÖn t­îng nµy. VËn dông ®­îc c«ng thøc tÝnh gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn trong bµi to¸n. [Th«ng hiÓu] · M« t¶ thÝ nghiÖm vÒ hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn : - Cho mét chïm s¸ng hÑp truyÒn tõ khèi nhùa trong suèt h×nh trô vµo kh«ng khÝ. ¸p dông ®Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng suy ra r > i. Chïm tia khóc x¹ lÖch xa ph¸p tuyÕn h¬n so víi chïm tia tíi. Khi i t¨ng th× r còng t¨ng. NÕu r ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i 900 th× c­êng ®é tia khóc x¹ b»ng kh«ng, khi ®ã i ®¹t gi¸ trÞ igh gäi lµ gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn, cßn gäi lµ gãc tíi h¹n, cã - Khi i > igh, kh«ng cã tia khóc x¹, toµn bé ¸nh s¸ng bÞ ph¶n x¹ ë mÆt ph©n c¸ch. §ã lµ hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn. Ph¶n x¹ toµn phÇn lµ hiÖn t­îng ph¶n x¹ cña toµn bé ¸nh s¸ng tíi, x¶y ra ë mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai m«i tr­êng trong suèt. · §iÒu kiÖn x¶y ra hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn : - ¸nh s¸ng truyÒn tõ mét m«i tr­êng tíi mÆt ph©n c¸ch víi m«i tr­êng kÐm chiÕt quang h¬n (n2 < n1). - Gãc tíi lín h¬n hoÆc b»ng gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn (i ³ igh). [VËn dông] · BiÕt nhËn d¹ng c¸c tr­êng hîp x¶y ra hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn cña tia s¸ng khi qua mÆt ph©n c¸ch. · BiÕt c¸ch tÝnh gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc tÝnh gãc giíi h¹n. 2 M« t¶ ®­îc sù truyÒn ¸nh s¸ng trong c¸p quang vµ nªu ®­îc vÝ dô vÒ øng dông cña c¸p quang. [Th«ng hiÓu] · Sîi quang cã lâi lµm b»ng thuû tinh hoÆc chÊt dÎo trong suèt cã chiÕt suÊt n1, ®­îc bao quanh b»ng mét líp vá cã chiÕt suÊt n2 nhá h¬n n1. Mét tia s¸ng truyÒn vµo tõ mét ®Çu cña sîi quang. Trong sîi quang, tia s¸ng bÞ ph¶n x¹ toµn phÇn nhiÒu lÇn t¹i mÆt tiÕp xóc gi÷a lâi vµ vá, vµ lã ra ®Çu kia. Sau nhiÒu lÇn ph¶n x¹ nh­ vËy, tia s¸ng ®­îc dÉn qua sîi quang mµ c­êng ®é s¸ng bÞ gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ. NhiÒu sîi quang ghÐp víi nhau thµnh bã, c¸c bã ®­îc ghÐp vµ hµn nèi víi nhau t¹o thµnh c¸p quang. · øng dông cña c¸p quang : Trong c«ng nghÖ th«ng tin, c¸p quang ®­îc dïng ®Ó truyÒn th«ng tin, d÷ liÖu d­íi d¹ng tÝn hiÖu ¸nh s¸ng. C¸p quang cã ­u ®iÓm h¬n so víi c¸p kim lo¹i lµ truyÒn ®­îc l­îng d÷ liÖu rÊt lín, kh«ng bÞ nhiÔu bëi tr­êng ®iÖn tõ bªn ngoµi. Ch­¬ng VII. M¾T. C¸C DôNG Cô QUANG 1. ChuÈn kiÕn thøc, kÜ n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) L¨ng kÝnh b) ThÊu kÝnh máng c) M¾t. C¸c tËt cña m¾t. HiÖn t­îng l­u ¶nh trªn mµng l­íi d) KÝnh lóp. KÝnh hiÓn vi. KÝnh thiªn v¨n KiÕn thøc - Nªu ®­îc tÝnh chÊt cña l¨ng kÝnh lµm lÖch tia s¸ng truyÒn qua nã. - Nªu ®­îc tiªu ®iÓm chÝnh, tiªu ®iÓm phô, tiªu diÖn, tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ g×. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa ®é tô cña thÊu kÝnh vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o ®é tô. - Nªu ®­îc sè phãng ®¹i cña ¶nh t¹o bëi thÊu kÝnh lµ g×. - Nªu ®­îc sù ®iÒu tiÕt cña m¾t khi nh×n vËt ë ®iÓm cùc cËn vµ ë ®iÓm cùc viÔn. - Nªu ®­îc gãc tr«ng vµ n¨ng suÊt ph©n li lµ g×. - Tr×nh bµy c¸c ®Æc ®iÓm cña m¾t cËn, m¾t viÔn, m¾t l·o vÒ mÆt quang häc vµ nªu t¸c dông cña kÝnh cÇn ®eo ®Ó kh¾c phôc c¸c tËt nµy. - Nªu ®­îc sù l­u ¶nh trªn mµng l­íi lµ g× vµ nªu ®­îc vÝ dô thùc tÕ øng dông hiÖn t­îng nµy. - Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o vµ c«ng dông cña kÝnh lóp, kÝnh hiÓn vi vµ kÝnh thiªn v¨n. - Tr×nh bµy ®­îc sè béi gi¸c cña ¶nh t¹o bëi kÝnh lóp, kÝnh hiÓn vi, kÝnh thiªn v¨n lµ g×. KÜ n¨ng - VÏ ®­îc tia lã khái thÊu kÝnh héi tô, ph©n k× vµ hÖ hai thÊu kÝnh ®ång trôc. - Dùng ®­îc ¶nh cña mét vËt thËt t¹o bëi thÊu kÝnh. - VËn dông c¸c c«ng thøc vÒ thÊu kÝnh ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®¬n gi¶n. - VÏ ®­îc ¶nh cña vËt thËt t¹o bëi kÝnh lóp, kÝnh hiÓn vi, kÝnh thiªn v¨n vµ gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña mçi lo¹i kÝnh. - X¸c ®Þnh ®­îc tiªu cù cña thÊu kÝnh ph©n k× b»ng thÝ nghiÖm. Kh«ng yªu cÇu häc sinh sö dông c¸c c«ng thøc l¨ng kÝnh ®Ó tÝnh to¸n. Kh«ng yªu cÇu häc sinh tÝnh to¸n víi c«ng thøc: D = (n - 1) ChØ ®Ò cËp tíi kÝnh thiªn v¨n khóc x¹. Kh«ng yªu cÇu häc sinh gi¶i bµi tËp vÒ vËt ¶o. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. L¡NG KÝNH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tÝnh chÊt cña l¨ng kÝnh lµm lÖch tia s¸ng truyÒn qua nã. [Th«ng hiÓu] · §­êng truyÒn cña tia s¸ng qua l¨ng kÝnh : ChiÕu chïm tia s¸ng hÑp ®¬n s¾c tíi mÆt bªn cña l¨ng kÝnh, tia khóc x¹ lã ra qua mÆt bªn kia (gäi lµ tia lã). Khi cã tia lã ra khái l¨ng kÝnh, th× tia lã bao giê còng lÖch vÒ phÝa ®¸y l¨ng kÝnh so víi tia tíi. · Gãc t¹o bëi tia lã ra khái l¨ng kÝnh vµ tia tíi ®i vµo l¨ng kÝnh, gäi lµ gãc lÖch D cña tia s¸ng khi truyÒn qua l¨ng kÝnh. L¨ng kÝnh lµ mét khèi chÊt trong suèt, ®ång chÊt (thuû tinh, nhùa,...), th­êng cã d¹ng l¨ng trô tam gi¸c. 2. THÊU KÝNH MáNG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tiªu ®iÓm chÝnh, tiªu ®iÓm phô, tiªu diÖn, tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ g×. [Th«ng hiÓu] · ThÊu kÝnh lµ mét khèi chÊt trong suèt (thuû tinh, nhùa...) giíi h¹n bëi hai mÆt cong hoÆc bëi mét mÆt cong vµ mét mÆt ph¼ng. · Mäi tia tíi qua quang t©m cña thÊu kÝnh ®Òu truyÒn th¼ng. · Ngoµi trôc chÝnh, mäi ®­êng th¼ng kh¸c ®i qua quang t©m cña thÊu kÝnh ®­îc gäi lµ trôc phô. · Chïm s¸ng song song víi trôc chÝnh qua thÊu kÝnh c¾t nhau t¹i mét ®iÓm hoÆc cã ®­êng kÐo dµi ®i qua mét ®iÓm trªn trôc chÝnh. §iÓm ®ã gäi lµ tiªu ®iÓm ¶nh chÝnh F’ cña thÊu kÝnh. · Trªn trôc chÝnh cña thÊu kÝnh héi tô cã mét ®iÓm mµ tia s¸ng tíi thÊu kÝnh ®i qua ®iÓm ®ã hoÆc cã ph­¬ng kÐo dµi ®i qua ®iÓm ®ã, cho tia s¸ng lã ra song song víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh. §iÓm ®ã lµ tiªu ®iÓm vËt chÝnh F. Tiªu ®iÓm vËt vµ tiªu ®iÓm ¶nh ®èi xøng nhau qua quang t©m. · C¸c chïm s¸ng song song kh¸c, kh«ng song song víi trôc chÝnh th× héi tô t¹i mét ®iÓm hoÆc cã ®­êng kÐo dµi ®i qua mét ®iÓm n»m trªn trôc phô song song víi tia tíi, gäi lµ tiªu ®iÓm phô. · TËp hîp c¸c tiªu ®iÓm t¹o thµnh tiªu diÖn. Tiªu diÖn vu«ng gãc víi trôc chÝnh. Mçi thÊu kÝnh cã hai tiªu diÖn : tiªu diÖn vËt vµ tiªu diÖn ¶nh. · Tiªu cù lµ ®é dµi ®¹i sè, kÝ hiÖu lµ f, cã trÞ sè tuyÖt ®èi b»ng kho¶ng c¸ch tõ tiªu ®iÓm chÝnh tíi quang t©m thÊu kÝnh. = OF = OF’ Ta quy ­íc, f > 0 víi thÊu kÝnh héi tô, f < 0 víi thÊu kÝnh ph©n k×. ¤n tËp nh÷ng kiÕn thøc, kÜ n¨ng vÒ thÊu kÝnh ë ch­¬ng tr×nh VËt lÝ cÊp THCS. ChØ xÐt víi thÊu kÝnh máng ®Æt trong kh«ng khÝ. ThÊu kÝnh låi (r×a máng) lµ thÊu kÝnh héi tô (®Æt trong kh«ng khÝ) vµ thÊu kÝnh lâm (r×a dµy) lµ thÊu kÝnh ph©n k× (®Æt trong kh«ng khÝ). 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa ®é tô cña thÊu kÝnh vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o ®é tô. [NhËn biÕt] · §é tô cña thÊu kÝnh lµ ®¹i l­îng ®­îc ®o b»ng nghÞch ®¶o cña tiªu cù : · NÕu f ®o b»ng mÐt (m) th× ®é tô ®o b»ng ®i«p (dp). 3 Nªu ®­îc sè phãng ®¹i cña ¶nh t¹o bëi thÊu kÝnh lµ g×. VËn dông c¸c c«ng thøc vÒ thÊu kÝnh ®Ó gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®¬n gi¶n. [Th«ng hiÓu] · C«ng thøc liªn hÖ gi÷a c¸c vÞ trÝ cña ¶nh, vËt vµ tiªu cù (c«ng thøc thÊu kÝnh) lµ : Ta quy ­íc : d > 0 víi vËt thËt, d’ > 0 víi ¶nh thËt, d’ 0 víi thÊu kÝnh héi tô, f < 0 víi thÊu kÝnh ph©n k×. · Sè phãng ®¹i ¶nh k cho biÕt ¶nh lín h¬n vËt bao nhiÒu lÇn vµ cïng chiÒu hay ng­îc chiÒu víi vËt. trong ®ã, , t­¬ng øng lµ ®é dµi ®¹i sè cña vËt vµ ¶nh. NÕu ¶nh vµ vËt cïng chiÒu, k > 0. NÕu ¶nh vµ vËt ng­îc chiÒu k < 0. · Cã thÓ tÝnh ®­îc sè phãng ®¹i ¶nh k theo c¸c kho¶ng c¸ch tõ quang t©m tíi ¶nh vµ tíi vËt : [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh sè phãng ®¹i cña ¶nh vµ c¸c ®¹i l­îng trong c¸c c«ng thøc thÊu kÝnh. Kh«ng xÐt vËt ¶o (d < 0). · Sè phãng ®¹i ¶nh cho biÕt ¶nh lín h¬n vËt bao nhiÒu lÇn vµ cïng chiÒu hay ng­îc chiÒu víi vËt. 4 VÏ ®­îc tia lã khái thÊu kÝnh héi tô, ph©n k× vµ hÖ hai thÊu kÝnh ®ång trôc. [Th«ng hiÓu] · §Æc ®iÓm cña c¸c tia s¸ng truyÒn qua thÊu kÝnh: - Tia tíi song song víi trôc chÝnh cho tia lã ®i qua tiªu ®iÓm ¶nh thÊu kÝnh héi tô, hoÆc cho tia lã kÐo dµi qua tiªu ®iÓm ¶nh thÊu kÝnh ph©n k×. - Tia tíi qua quang t©m cho tia lã truyÒn th¼ng. - Tia tíi qua tiªu ®iÓm vËt cña thÊu kÝnh héi tô hoÆc cã ®­êng kÐo dµi qua tiªu ®iÓm vËt cña thÊu kÝnh ph©n k×, cho tia lã song song víi trôc chÝnh. - Tia s¸ng bÊt k× cho tia lã ®i qua tiªu ®iÓm phô n»m trªn trôc phô song song víi tia tíi ®èi víi thÊu kÝnh héi tô hoÆc cho tia lã cã ®­êng kÐo dµi ®i qua tiªu ®iÓm phô n»m trªn trôc phô song song víi tia tíi ®èi víi thÊu kÝnh ph©n k×. [VËn dông] Dùa vµo ®Æc ®iÓm c¸c tia s¸ng truyÒn qua thÊu kÝnh ®Ó vÏ h×nh. §Ó ®­êng truyÒn cña tia s¸ng qua hÖ hai thÊu kÝnh ®ång trôc ta coi tia lã qua thÊu kÝnh thø nhÊt lµ tia tíi qua thÊu kÝnh thø hai. 5 Dùng ®­îc ¶nh cña mét vËt thËt t¹o bëi thÊu kÝnh. [VËn dông] · BiÕt c¸ch vÏ ¶nh cña mét ®iÓm s¸ng qua thÊu kÝnh : - Dùng hai tia tíi xuÊt ph¸t tõ ®iÓm s¸ng (nªn chän hai tia s¸ng ®Æc biÖt). - Dùng hai tia lã t­¬ng øng víi hai tia tíi. - X¸c ®Þnh vÞ trÝ giao ®iÓm cña hai tia lã hoÆc giao ®iÓm cña ®­êng kÐo dµi cña hai tia lã. §ã lµ vÞ trÝ ¶nh cña ®iÓm s¸ng. · BiÕt c¸ch vÏ ¶nh cña mét vËt ph¼ng nhá vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh : - Dùng ¶nh cña ®iÓm ®Çu mót cña vËt n»m ngoµi trôc chÝnh. - Tõ ¶nh cña ®iÓm ®Çu mót, h¹ ®­êng vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh. Ch©n cña ®­êng vu«ng gãc nµy lµ ¶nh cña ®iÓm cña vËt thuéc trôc chÝnh. ¶nh ®iÓm lµ ®iÓm ®ång quy cña chïm tia lã hoÆc lµ ®iÓm ®ång quy cña ®­êng kÐo dµi cña chïm tia lã. Mét ®iÓm lµ ¶nh thËt nÕu chïm tia lã lµ chïm héi tô, lµ ¶nh ¶o nÕu chïm tia lã lµ chïm ph©n k×. 3. M¾T Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc sù ®iÒu tiÕt cña m¾t khi nh×n vËt ë ®iÓm cùc cËn vµ ë ®iÓm cùc viÔn. [Th«ng hiÓu] · §iÒu tiÕt lµ ho¹t ®éng cña m¾t lµm thay ®æi tiªu cù cña m¾t ®Ó cho ¶nh cña c¸c vËt ë c¸ch m¾t nh÷ng kho¶ng kh¸c nhau vÉn hiÖn râ ë t¹i mµng l­íi. Khi m¾t ë tr¹ng th¸i kh«ng ®iÒu tiÕt, c¸c c¬ m¾t duçi ra tèi ®a, tiªu cù cña m¾t lín nhÊt fmax. Cßn khi c¸c c¬ m¾t bãp tèi ®a, m¾t ë tr¹ng th¸i ®iÒu tiÕt tèi ®a vµ tiªu cù cña m¾t nhá nhÊt fmin. Khi m¾t kh«ng ®iÒu tiÕt, ®iÓm cùc viÔn CV cña m¾t lµ ®iÓm trªn trôc cña m¾t mµ ¶nh cña nã ®­îc t¹o ra ë ngay t¹i mµng l­íi. §ã lµ ®iÓm xa nhÊt m¾t cã thÓ nh×n râ. §èi víi m¾t kh«ng cã tËt, ®iÓm cùc viÔn ë xa v« cïng (v« cùc). Khi m¾t ®iÒu tiÕt tèi ®a, ®iÓm cùc cËn CC cña m¾t lµ ®iÓm trªn trôc cña m¾t mµ ¶nh cña nã cßn ®­îc t¹o ra ngay t¹i mµng l­íi. §ã lµ ®iÓm gÇn nhÊt mµ m¾t cßn nh×n râ. Cµng lín tuæi ®iÓm cùc cËn cµng lïi xa m¾t. · Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm cùc viÔn vµ ®iÓm cùc cËn gäi lµ kho¶ng nh×n râ cña m¾t. · Kho¶ng c¸ch tõ m¾t (®iÓm O) ®Õn ®iÓm Cv gäi lµ kho¶ng cùc viÔn (OCv). Kho¶ng c¸ch tõ m¾t ®Õn Cc gäi lµ kho¶ng cùc cËn (§ = OCc), hay cßn gäi lµ kho¶ng nh×n râ ng¾n nhÊt. ¤n tËp c¸c kiÕn thøc vµ kÜ n¨ng vÒ m¾t ®· ®­îc häc VËt lÝ THCS. HÖ quang häc phøc t¹p cña m¾t t­¬ng ®­¬ng víi mét thÊu kÝnh héi tô, gäi lµ thÊu kÝnh m¾t. Quang t©m cña thÊu kÝnh m¾t ®­îc gäi lµ quang t©m (O) cña m¾t. Tiªu cù cña thÊu kÝnh m¾t gäi lµ tiªu cù cña m¾t. M¾t ho¹t ®éng nh­ mét m¸y ¶nh trong ®ã thÊu kÝnh m¾t cã vai trß nh­ vËt kÝnh, mµng l­íi cã vai trß nh­ phim. 2 Nªu ®­îc gãc tr«ng vµ n¨ng suÊt ph©n li lµ g×. [Th«ng hiÓu] · Gãc tr«ng mét vËt lµ gãc cã ®Ønh ë quang t©m O cña m¾t vµ hai c¹nh ®i qua hai mÐp cña vËt. · Gãc tr«ng nhá nhÊt amin gi÷a hai ®iÓm A vµ B mµ m¾t cßn cã thÓ ph©n biÖt ®­îc hai ®iÓm gäi lµ n¨ng suÊt ph©n li cña m¾t. e = amin » 1' 3 Tr×nh bµy c¸c ®Æc ®iÓm cña m¾t cËn, m¾t viÔn, m¾t l·o vÒ mÆt quang häc vµ nªu t¸c dông cña kÝnh cÇn ®eo ®Ó kh¾c phôc c¸c tËt nµy. [Th«ng hiÓu] · M¾t cËn - M¾t cËn khi kh«ng ®iÒu tiÕt cã ®é tô lín h¬n ®é tô cña m¾t b×nh th­êng, cã tiªu ®iÓm n»m tr­íc mµng l­íi ( fmax < OV). - §iÓm cùc cËn CV gÇn m¾t h¬n so víi m¾t b×nh th­êng. - M¾t nh×n xa kh«ng râ ( OCv h÷u h¹n). - C¸ch söa : §eo kÝnh ph©n k× cã tiªu cù phï hîp ®Ó cã thÓ nh×n râ vËt ë v« cùc mµ m¾t kh«ng ®iÒu tiÕt. Th«ng th­êng kÝnh cã tiªu cù f = - OCV (kÝnh ®eo s¸t m¾t). · M¾t viÔn M¾t viÔn thÞ khi kh«ng ®iÒu tiÕt cã ®é tô nhá h¬n ®é tô cña m¾t b×nh th­êng, cã tiªu ®iÓm n»m sau vâng m¹c (fmax > OV). - Khi nh×n vËt ë xa v« cïng m¾t ph¶i ®iÒu tiÕt. - §iÓm cùc cËn ë xa h¬n so víi m¾t b×nh th­êng. - C¸ch söa : ®eo kÝnh héi tô cã tiªu cù phï hîp ®Ó cã thÓ nh×n râ c¸c vËt ë gÇn m¾t nh­ m¾t b×nh th­êng. · M¾t l·o - M¾t l·o cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt gi¶m do c¬ m¾t yÕu vµ thÓ thuû tinh trë nªn cøng, do ®ã ®iÓm cùc cËn dÞch ra xa m¾t. - C¸ch söa : ®eo kÝnh héi tô cã tiªu cù phï hîp ®Ó cã thÓ nh×n râ c¸c vËt ë gÇn m¾t nh­ m¾t b×nh th­êng. 4 Nªu ®­îc sù l­u ¶nh trªn mµng l­íi lµ g× vµ nªu ®­îc vÝ dô thùc tÕ øng dông hiÖn t­îng nµy. [Th«ng hiÓu] HiÖn t­îng m¾t vÉn cßn c¶m gi¸c “thÊy” vËt sau khi ¸nh s¸ng ®Õn m¾t ®· t¾t mét kho¶ng thêi gian (cì 1/10 s) gäi lµ hiÖn t­îng l­u ¶nh. HiÖn t­îng nµy ®­îc øng dông trong ®iÖn ¶nh. Khi chiÕu phim, cø sau 0,033 s hay 0,04 s ng­êi ta l¹i chiÕu mét c¶nh. Do hiÖn t­îng l­u ¶nh trªn mµng l­íi, nªn ng­êi xem cã c¶m gi¸c qu¸ tr×nh diÔn ra lµ liªn tôc. 4. KÝNH LóP Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o vµ c«ng dông cña kÝnh lóp. [Th«ng hiÓu] · KÝnh lóp lµ mét thÊu kÝnh héi tô (hay mét hÖ kÝnh cã ®é tô t­¬ng ®­¬ng víi mét thÊu kÝnh héi tô) cã tiªu cù nhá (vµi xen-ti-mÐt). §ã lµ mét dông cô quang bæ trî cho m¾t ®Ó quan s¸t c¸c vËt nhá. · VËt cÇn quan s¸t ph¶i ®­îc ®Æt c¸ch thÊu kÝnh mét kho¶ng nhá h¬n hoÆc b»ng tiªu cù. ¤n tËp l¹i kiÕn thøc kÜ n¨ng vÒ kÝnh lóp trong ch­¬ng tr×nh VËt lÝ THCS. 2 Tr×nh bµy ®­îc sè béi gi¸c cña ¶nh t¹o bëi kÝnh lóp. [Th«ng hiÓu] · Sè béi gi¸c G cña kÝnh lóp lµ : trong ®ã a lµ gãc tr«ng ¶nh qua kÝnh, a0 lµ gãc tr«ng vËt lín nhÊt øng víi vËt ®Æt t¹i ®iÓm cùc cËn. · §èi víi kÝnh lóp, khi ng¾m chõng ë v« cùc (¥), ta cã sè béi gi¸c lµ, víi § = OCc lµ kho¶ng nh×n râ ng¾n nhÊt, f lµ tiªu cù cña kÝnh. ChØ xÐt kÝnh lóp cã cÊu t¹o tõ mét thÊu kÝnh héi tô. 3 VÏ ®­îc ¶nh cña vËt thËt t¹o bëi kÝnh lóp vµ gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh. [VËn dông] · BiÕt c¸ch vÏ ¶nh cña mét vËt t¹o bëi kÝnh lóp, gièng nh­ vÏ ¶nh cña mét vËt qua thÊu kÝnh héi tô. · BiÕt c¸ch gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh lóp nhê vµo c«ng thøc tÝnh sè béi gi¸c cña kÝnh lóp. ChØ xÐt kÝnh lóp gåm mét thÊu kÝnh héi tô. 5. KÝNH HIÓN VI Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o vµ c«ng dông cña kÝnh hiÓn vi. [Th«ng hiÓu] · KÝnh hiÓn vi lµ dông cô quang bæ trî cho m¾t ®Ó quan s¸t c¸c vËt rÊt nhá. Nã cã sè béi gi¸c lín h¬n nhiÒu lÇn sè béi gi¸c cña kÝnh lóp. · KÝnh hiÓn vi gåm : - VËt kÝnh lµ mét thÊu kÝnh héi tô hoÆc hÖ thÊu kÝnh cã ®é tô d­¬ng cã tiªu cù rÊt ng¾n (cì mm) cã t¸c dông t¹o thµnh mét ¶nh thËt lín h¬n vËt. - ThÞ kÝnh lµ mét thÊu kÝnh héi tô hay hÖ thÊu kÝnh héi tô cã t¸c dông nh­ mét kÝnh lóp dïng ®Ó quan s¸t ¶nh thËt t¹o bëi vËt kÝnh. HÖ thÊu kÝnh ®­îc l¾p ®ång trôc sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c kÝnh kh«ng ®æi (O1O2 = l). Kho¶ng c¸ch gi÷a hai tiªu ®iÓm F’1F2 = d gäi lµ ®é dµi quang häc cña kÝnh hiÓn vi. Ngoµi ra cßn cã bé phËn chiÕu s¸ng cho vËt cÇn quan s¸t (th«ng th­êng lµ mét g­¬ng cÇu lâm). 2 Tr×nh bµy ®­îc sè béi gi¸c cña ¶nh t¹o bëi kÝnh hiÓn vi. [Th«ng hiÓu] Sè béi gi¸c cña kÝnh hiÓn vi (khi ng¾m chõng ë v« cùc) tÝnh ®­îc b»ng c«ng thøc : trong ®ã, k1 lµ sè phãng ®¹i ¶nh cña vËt kÝnh ; G2 lµ sè béi gi¸c cña thÞ kÝnh khi ng¾m chõng ë v« cùc, d lµ ®é dµi quang häc cña kÝnh hiÓn vi, § lµ kho¶ng nh×n râ ng¾n nhÊt, f1, f2 lµ tiªu cù cña vËt kÝnh vµ thÞ kÝnh. 3 VÏ ®­îc ¶nh cña vËt thËt t¹o bëi kÝnh hiÓn vi vµ gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh. [VËn dông] · BiÕt c¸ch vÏ ¶nh cña mét vËt t¹o bëi kÝnh hiÓn vi, gièng nh­ vÏ ¶nh cña mét vËt qua hÖ hai thÊu kÝnh héi tô ®ång trôc. · BiÕt c¸ch gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh hiÓn vi nhê vµo c«ng thøc tÝnh sè béi gi¸c cña kÝnh hiÓn vi. ChØ xÐt kÝnh hiÓn vi gåm hai thÊu kÝnh héi tô. 6. KÝNH THI£N V¡N Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o vµ c«ng dông cña kÝnh thiªn v¨n. [Th«ng hiÓu] · KÝnh thiªn v¨n lµ dông cô quang bæ trî cho m¾t, cã t¸c dông t¹o ¶nh cã gãc tr«ng lín ®èi víi nh÷ng vËt ë rÊt xa (c¸c thiªn thÓ). §ã lµ mét dông cô quang dïng ®Ó quan s¸t c¸c thiªn thÓ ë rÊt xa. · KÝnh thiªn v¨n gåm cã hai bé phËn chÝnh : - VËt kÝnh lµ mét thÊu kÝnh héi tô cã tiªu cù dµi. Nã cã t¸c dông t¹o ra ¶nh thËt cña vËt t¹i tiªu diÖn cña vËt kÝnh. - ThÞ kÝnh, cã t¸c dông quan s¸t ¶nh t¹o bëi vËt kÝnh víi vai trß nh­ mét kÝnh lóp. Kho¶ng c¸ch gi÷a thÞ kÝnh vµ vËt kÝnh cã thÓ thay ®æi ®­îc. ChØ xÐt kÝnh thiªn v¨n khóc x¹. 2 Tr×nh bµy ®­îc sè béi gi¸c cña ¶nh t¹o bëi kÝnh thiªn v¨n lµ g×. [Th«ng hiÓu] Sè béi gi¸c cña kÝnh thiªn v¨n (khi ng¾m chõng ë v« cùc) lµ tØ sè gãc tr«ng vËt qua kÝnh a vµ gãc tr«ng vËt trùc tiÕp a0 khi vËt ë vÞ trÝ cña nã (v« cùc) vµ tÝnh ®­îc b»ng c«ng thøc : trong ®ã, f1, f2 lµ tiªu cù cña vËt kÝnh vµ thÞ kÝnh. Trong tr­êng hîp nµy, sè béi gi¸c kh«ng phô thuéc vµo vÞ trÝ ®Æt m¾t sau thÞ kÝnh. 3 VÏ ®­îc ¶nh cña vËt thËt t¹o bëi kÝnh thiªn v¨n vµ gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh. [VËn dông] · BiÕt c¸ch vÏ ¶nh cña mét vËt t¹o bëi kÝnh thiªn v¨n, gièng nh­ vÏ ¶nh cña mét vËt qua hÖ hai thÊu kÝnh héi tô ®ång trôc. · BiÕt c¸ch gi¶i thÝch t¸c dông t¨ng gãc tr«ng ¶nh cña kÝnh thiªn v¨n nhê vµo c«ng thøc tÝnh sè béi gi¸c cña kÝnh thiªn v¨n. ChØ xÐt kÝnh thiªn v¨n gåm hai thÊu kÝnh héi tô. 7. Thực hành: XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Xác định được tiêu cự của thấu kính phân kì bằng thí nghiệm. [Thông hiểu] Hiểu được cơ sở lí thuyết: - Viết được công thức tính vị trí ảnh tạo bởi thấu kính. - Lập được mối quan hệ giữa vị trí ảnh và tiêu cự của thấu kính qua hệ gồm thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. [Vận dụng] · Biết cách sử dụng các dụng cụ và bố trí được thí nghiệm: - Nhận biết được thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, vật, màn chắn. - Lắp ráp được thí nghiệm thực hành. - Sử dụng an toàn đối với nguồn điện. - Biết cách đo khoảng cách giữa các thấu kính và khoảng cách d, d’ trên giá. · Biết cách tiến hành thí nghiệm: - Biết điều chỉnh khoảng cách vật, thấu kính, màn chắn phù hợp để thu được ảnh thật rõ nét trên màn chắn. - Đo được các khoảng cách d, d’. - Ghi chép các số liệu. · Biết tính toán các số liệu thu được từ thí nghiệm để đưa ra kết quả: - Tính được tiêu cự của thấu kính trong mỗi lần đo. - Tính được giá trị trung bình của tiêu cự. - Tính được sai số của phép đo. - Trình bày được kết quả và nhận xét được nguyên nhân gây ra sai số. B. ch­¬ng tr×nh n©ng cao Ch­¬ng I. §IÖN TÝCH. §IÖN TR¦êNG 1. ChuÈn kiÕn thøc, kü n¨ng cña ch­¬ng tr×nh Chñ ®Ò Møc ®é cÇn ®¹t Ghi chó a) §iÖn tÝch. §Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. Lùc t¸c dông gi÷a c¸c ®iÖn tÝch. ThuyÕt ªlectron. b) §iÖn tr­êng. C­êng ®é ®iÖn tr­êng. §­êng søc ®iÖn. c) §iÖn thÕ vµ hiÖu ®iÖn thÕ. d) Tô ®iÖn. e) N¨ng l­îng ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn. KiÕn thøc - Nªu ®­îc c¸c c¸ch lµm nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu -l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - Tr×nh bµy ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. - Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc c¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc ®iÖn. - Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. - Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. - Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. Nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. - Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn vµ nhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng. - Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. Nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. - Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng trong tô ®iÖn vµ mäi ®iÖn tr­êng ®Òu mang n¨ng l­îng. ViÕt ®­îc c«ng thøc W = CU2. - Nªu ®­îc c¸ch m¾c c¸c tô ®iÖn thµnh bé vµ viÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t­¬ng ®­¬ng cña mçi bé tô ®iÖn. KÜ n¨ng - VËn dông thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch ®­îc c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. - VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu - l«ng ®Ó x¸c ®Þnh lùc ®iÖn t¸c dông gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. - X¸c ®Þnh ®­îc c­êng ®é ®iÖn tr­êng (ph­¬ng, chiÒu vµ ®é lín) t¹i mét ®iÓm cña ®iÖn tr­êng g©y bëi mét, hai hoÆc ba ®iÖn tÝch ®iÓm. - TÝnh ®­îc c«ng cña lùc ®iÖn khi di chuyÓn mét ®iÖn tÝch gi÷a hai ®iÓm trong ®iÖn tr­êng ®Òu. - Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña ®iÖn tÝch trong ®iÖn tr­êng ®Òu. - VËn dông ®­îc c«ng thøc C = vµ W = CU2. - VËn dông ®­îc c¸c c«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t­¬ng ®­¬ng cña bé tô ®iÖn. 2. H­íng dÉn thùc hiÖn 1. §IÖN TÝCH . §ÞNH LUËT CU-L¤NG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc c¸c c¸ch lµm nhiÔm ®iÖn mét vËt (cä x¸t, tiÕp xóc vµ h­ëng øng). [Th«ng hiÓu] Cã ba c¸ch làm nhiÔm ®iÖn cho vËt : NhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Cä x¸t hai vËt, kÕt qu¶ lµ hai vËt bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Cho mét vËt nhiÔm ®iÖn tiÕp xóc víi vËt dÉn kh¸c kh«ng nhiÔm ®iÖn, kÕt qu¶ lµ vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn. NhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : §­a mét vËt nhiÔm ®iÖn l¹i gÇn nh­ng kh«ng ch¹m vµo mét vËt dÉn kh¸c trung hoµ vÒ ®iÖn. KÕt qu¶ lµ hai ®Çu cña vËt dÉn bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. §Çu cña vËt dÉn ë gÇn vËt nhiÔm ®iÖn mang ®iÖn tÝch tr¸i dÊu víi vËt nhiÔm ®iÖn. ¤n tËp kiÕn thøc ë ch­¬ng tr×nh vËt lÝ cÊp THCS VÝ dô : Cä x¸t thuû tinh vµo lôa, kÕt qu¶ lµ thuû tinh vµ lôa bÞ nhiÔm ®iÖn. VËt dÉn A kh«ng nhiÔm ®iÖn. Khi cho A tiÕp xóc víi vËt nhiÔm ®iÖn B th× A nhiÔm ®iÖn cïng dÊu víi B. Cho ®Çu A cña thanh kim lo¹i AB l¹i gÇn vËt nhiÔm ®iÖn C, kÕt qu¶ ®Çu A tÝch ®iÖn tr¸i dÊu víi C vµ ®Çu B tÝch ®iÖn cïng dÊu víi C. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng vµ chØ ra ®Æc ®iÓm cña lùc ®iÖn gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm. VËn dông ®­îc ®Þnh luËt Cu-l«ng gi¶i ®­îc c¸c bµi tËp ®èi víi hai ®iÖn tÝch ®iÓm. [Th«ng hiÓu] · §Þnh luËt Cu-l«ng : §é lín cña lùc t­¬ng t¸c gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®Æt trong ch©n kh«ng tØ lÖ thuËn víi tÝch ®é lín cña hai ®iÖn tÝch ®ã vµ tØ lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng kho¶ng c¸ch gi÷a chóng. Ph­¬ng cña lùc t­¬ng t¸c gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm lµ ®­êng th¼ng nèi hai ®iÖn tÝch ®iÓm ®ã. Hai ®iÖn tÝch cïng dÊu th× ®Èy nhau, hai ®iÖn tÝch tr¸i dÊu th× hót nhau. C«ng thøc tÝnh ®é lín cña lùc t­¬ng t¸c gi÷a hai ®iÖn tÝch ®iÓm: F = trong ®ã, F lµ lùc t¸c dông ®o b»ng ®¬n vÞ niut¬n (N), r lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn tÝch, ®¬n vÞ lµ mÐt (m), q1, q2 lµ c¸c ®iÖn tÝch, ®¬n vÞ ®o lµ cul«ng (C), k lµ hÖ sè tØ lÖ, phô thuéc vµo hÖ ®¬n vÞ ®o. Trong hÖ SI, k = 9.109 . · Khi hai ®iÖn tÝch ®­îc ®Æt trong ®iÖn m«i ®ång chÊt, chiÕm ®Çy kh«ng gian, cã h»ng sè ®iÖn m«i e th× . H»ng sè ®iÖn m«i cña kh«ng khÝ gÇn b»ng h»ng sè ®iÖn m«i cña ch©n kh«ng (e = 1). [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®é lín cña lùc vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc ®Þnh luËt Cu-l«ng. · BiÕt c¸ch vÏ h×nh biÓu diÔn lùc t¸c dông lªn c¸c ®iÖn tÝch. §iÖn tÝch ®iÓm lµ mét vËt tÝch ®iÖn cã kÝch th­íc rÊt nhá so víi kho¶ng c¸ch tíi ®iÓm mµ ta xÐt. §iÖn m«i lµ m«i tr­êng c¸ch ®iÖn. Khi ®Æt ®iÖn tÝch ®iÓm trong ®iÖn m«i ®ång tÝnh chiÕm ®Çy kh«ng gian xung quanh ®iÖn tÝch th× lùc t­¬ng t¸c gi÷a chóng yÕu ®i e lÇn so víi khi ®Æt chóng trong ch©n kh«ng. e gäi lµ h»ng sè ®iÖn m«i cña m«i tr­êng (e ³ 1). H»ng sè ®iÖn m«i lµ mét ®Æc tr­ng quan träng cho tÝnh chÊt ®iÖn cña mét chÊt c¸ch ®iÖn. Nã cho biÕt, khi ®Æt c¸c ®iÖn tÝch trong ®ã th× lùc t¸c dông gi÷a chóng sÏ nhá ®i bao nhiªu lÇn so víi khi ®Æt chóng trong ch©n kh«ng. Hai lùc t¸c dông vµo hai ®iÖn tÝch lµ hai lùc trùc ®èi: cïng ph­¬ng, ng­îc chiÒu, ®é lín b»ng nhau vµ ®Æt vµo hai ®iÖn tÝch. 2. THUYÕT £LECTRON. §ÞNH LUËT B¶O TOµN §IÖN TÝCH Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Tr×nh bµy ®­îc c¸c néi dung chÝnh cña thuyÕt ªlectron. [Th«ng hiÓu] · ThuyÕt dùa trªn sù cã mÆt vµ dÞch chuyÓn cña ªlectron ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng ®iÖn vµ tÝnh chÊt ®iÖn cña c¸c vËt gäi lµ thuyÕt ªlectron. · ThuyÕt ªlectron gåm c¸c néi dung chÝnh sau ®©y : - B×nh th­êng, tæng ®¹i sè c¸c ®iÖn tÝch trong nguyªn tö b»ng kh«ng, nguyªn tö trung hßa vÒ ®iÖn. - NÕu nguyªn tö bÞ mÊt ®i mét sè ªlectron th× tæng ®¹i sè c¸c ®iÖn tÝch trong nguyªn tö lµ mét sè d­¬ng, nã lµ mét ion d­¬ng. Ng­îc l¹i, nÕu nguyªn tö nhËn thªm mét sè ªlectron, nã lµ mét ion ©m. - Khèi l­îng cña ªlectron rÊt nhá nªn ®é linh ®éng cña ªlectron rÊt lín. V× vËy, do mét sè ®iÒu kiÖn nµo ®ã (cä x¸t, tiÕp xóc, nung nãng), mét sè ªlectron cã thÓ bøt ra khái nguyªn tö, di chuyÓn trong vËt hay di chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c. £lectron di chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c lµm cho c¸c vËt nhiÔm ®iÖn. VËt nhiÔm ®iÖn ©m lµ vËt thõa ªlectron, vËt nhiÔm ®iÖn d­¬ng lµ vËt thiÕu ªlectron. ¤n tËp mét phÇn kiÕn thøc cña bµi trong ch­¬ng tr×nh VËt lÝ cÊp THCS vµ ë m«n Hãa häc. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh luËt b¶o toµn ®iÖn tÝch. [Th«ng hiÓu] §Þnh luËt : ë mét hÖ vËt c« lËp vÒ ®iÖn, nghÜa lµ hÖ kh«ng trao ®æi ®iÖn tÝch víi c¸c hÖ kh¸c, th× tæng ®¹i sè c¸c ®iÖn tÝch trong hÖ lµ mét h»ng sè. 3 VËn dông thuyÕt ªlectron ®Ó gi¶i thÝch ®­îc c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn. [VËn dông] Gi¶i thÝch ®­îc c¸c hiÖn t­îng nhiÔm ®iÖn: Sù nhiÔm ®iÖn do cä x¸t : Khi hai vËt cä x¸t, ªlectron dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c, dÉn tíi mét vËt thõa ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn ©m, cßn mét vËt thiÕu ªlectron vµ nhiÔm ®iÖn d­¬ng. Sù nhiÔm ®iÖn do tiÕp xóc : Khi vËt kh«ng mang ®iÖn tiÕp xóc víi vËt mang ®iÖn th× ªlectron cã thÓ dÞch chuyÓn tõ vËt nµy sang vËt kia lµm cho vËt kh«ng mang ®iÖn khi tr­íc còng bÞ nhiÔm ®iÖn theo. Sù nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng : Khi mét vËt b»ng kim lo¹i ®­îc ®Æt gÇn mét vËt ®· nhiÔm ®iÖn, c¸c ®iÖn tÝch ë vËt nhiÔm ®iÖn sÏ hót hoÆc ®Èy ªlectron tù do trong vËt b»ng kim lo¹i lµm cho mét ®Çu vËt nµy thõa ªlectron, mét ®Çu thiÕu ªlectron. Do vËy, hai ®Çu cña vËt bÞ nhiÔm ®iÖn tr¸i dÊu. 3. §IÖN TR¦êNG Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc ®iÖn tr­êng tån t¹i ë ®©u, cã tÝnh chÊt g×. [Th«ng hiÓu] Mét ®iÖn tÝch t¸c dông lùc ®iÖn lªn c¸c ®iÖn tÝch kh¸c ë gÇn nã, ta nãi xung quanh ®iÖn tÝch cã ®iÖn tr­êng. §iÖn tr­êng bao quanh ®iÖn tÝch vµ tån t¹i cïng víi ®iÖn tÝch (Tr­êng hîp ®iÖn tr­êng tÜnh, g¾n víi ®iÖn tÝch ®øng yªn). TÝnh chÊt c¬ b¶n cña ®iÖn tr­êng lµ t¸c dông lùc ®iÖn lªn ®iÖn tÝch ®Æt trong nã. 2 Ph¸t biÓu ®­îc ®Þnh nghÜa c­êng ®é ®iÖn tr­êng. X¸c ®Þnh ®­îc c­êng ®é ®iÖn tr­êng (ph­¬ng, chiÒu vµ ®é lín) t¹i mét ®iÓm cña ®iÖn tr­êng g©y bëi mét, hai hoÆc ba ®iÖn tÝch ®iÓm. [Th«ng hiÓu] · Mét ®iÖn tÝch thö d­¬ng q ®Æt t¹i mét ®iÓm x¸c ®Þnh trong ®iÖn tr­êng th× cã lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch q. Th­¬ng sè t¹i mét ®iÓm lµ mét vect¬ kh«ng ®æi kh«ng phô thuéc vµo q nªn ®­îc dïng ®Ó ®Æc tr­ng cho ®iÖn tr­êng ë ®iÓm ®ang xÐt vÒ mÆt t¸c dông lùc gäi lµ c­êng ®é ®iÖn tr­êng, kÝ hiÖu lµ : nÕu q > 0 th× cïng chiÒu víi ; nÕu q < 0 th× ng­îc chiÒu víi Trong tr­êng hîp ®· biÕt c­êng ®é ®iÖn tr­êng , th× lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch q ®Æt trong ®iÖn tr­êng lµ . Trong hÖ SI, ®¬n vÞ c­êng ®é ®iÖn tr­êng lµ v«n trªn mÐt (V/m). · C­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mét ®iÓm M c¸ch ®iÖn ®iÓm Q mét kho¶ng r trong ch©n kh«ng ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc: [VËn dông] · BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh ®­îc ph­¬ng, chiÒu cña tõng vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng g©y bëi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm ®· cho t¹i ®iÓm xÐt. · BiÕt tÝnh ®é lín tõng vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng g©y bëi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm ®· cho t¹i ®iÓm xÐt. · BiÕt c¸ch biÓu diÔn vµ tæng hîp vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng g©y bëi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm ®· cho t¹i ®iÓm xÐt. Mét vËt cã kÝch th­íc nhá, mang mét ®iÖn tÝch nhá, ®­îc dïng ®Ó ph¸t hiÖn lùc ®iÖn t¸c dông lªn nã gäi lµ ®iÖn tÝch thö. Nguyªn lÝ chång chÊt ®iÖn tr­êng. Khi mét ®iÖn tÝch chÞu t¸c dông ®ång thêi cña ®iÖn tr­êng , th× nã chÞu t¸c dông cña ®iÖn tr­êng tæng hîp ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: 3 Nªu ®­îc c¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc ®iÖn. [Th«ng hiÓu] · §­êng søc ®iÖn lµ ®­êng ®­îc vÏ trong ®iÖn tr­êng sao cho tiÕp tuyÕn t¹i bÊt k× ®iÓm nµo trªn ®­êng còng trïng víi ph­¬ng cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm ®ã và cã chiÒu thuËn theo chiÒu cña vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng. · C¸c ®Æc ®iÓm cña ®­êng søc ®iÖn : - T¹i mçi ®iÓm trong ®iÖn tr­êng, ta cã thÓ vÏ ®­îc mét ®­êng søc ®iÖn ®i qua vµ chØ mét mµ th«i. - C¸c ®­êng søc ®iÖn lµ c¸c ®­êng cong kh«ng kÝn. Nã xuÊt ph¸t tõ c¸c ®iÖn tÝch d­¬ng hoÆc ë v« cùc vµ kÕt thóc ë c¸c ®iÖn tÝch ©m hoÆc ë v« cùc. - N¬i nµo c­êng ®é ®iÖn tr­êng lín h¬n th× c¸c ®­êng søc ®iÖn ë ®ã ®­îc vÏ mau h¬n (dµy h¬n). N¬i nµo c­êng ®é ®iÖn tr­êng nhá h¬n th× c¸c ®­êng søc ®iÖn ë ®ã ®­îc vÏ th­a h¬n. Mét ®iÖn tr­êng mµ vect¬ c­êng ®é ®iÖn tr­êng t¹i mäi ®iÓm ®Òu nh­ nhau gäi lµ ®iÖn tr­êng ®Òu. §­êng søc cña nã lµ c¸c ®­êng th¼ng song song c¸ch ®Òu. 4. C¤NG CñA LùC §IÖN. HIÖU §IÖN THÕ Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc tr­êng tÜnh ®iÖn lµ tr­êng thÕ. TÝnh ®­îc c«ng cña lùc ®iÖn khi di chuyÓn mét ®iÖn tÝch gi÷a hai ®iÓm trong ®iÖn tr­êng ®Òu. [Th«ng hiÓu] · C«ng cña lùc ®iÖn t¸c dông lªn mét ®iÖn tÝch kh«ng phô thuéc d¹ng ®­êng ®i cña ®iÖn tÝch mµ chØ phô thuéc vµo vÞ trÝ ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®­êng ®i trong ®iÖn tr­êng. Ng­êi ta nãi, ®iÖn tr­êng tÜnh lµ mét tr­êng thÕ. · C«ng AMN cña lùc ®iÖn khi ®iÖn tÝch q dÞch chuyÓn tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N trong ®iÖn tr­êng ®Òu theo mét ®­êng bÊt k× tÝnh theo c«ng thøc: AMN = qEd trong ®ã, d lµ ®é dµi h×nh chiÕu cña ®o¹n MN lªn ph­¬ng vect¬ (ph­¬ng ®­êng søc). [VËn dông] BiÕt c¸ch tÝnh c«ng cña lùc ®iÖn tr­êng trong ®iÖn tr­êng ®Òu theo c«ng thøc. C«ng AMN kh«ng phô thuéc d¹ng cña ®­êng MN. Ng­êi ta còng chøng minh ®­îc ®iÒu ®ã cho ®iÖn tr­êng bÊt k×. 2 Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o hiÖu ®iÖn thÕ. [Th«ng hiÓu] · HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm trong ®iÖn tr­êng lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng thùc hiÖn c«ng cña ®iÖn tr­êng khi cã mét ®iÖn tÝch di chuyÓn gi÷a hai ®iÓm ®ã: · Trong hÖ SI, ®¬n vÞ hiÖu ®iÖn thÕ lµ v«n (V). NÕu UMN = 1V, q = 1C th× AMN = 1J. V«n lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm M, N trong ®iÖn tr­êng mµ khi mét ®iÖn tÝch d­¬ng 1C di chuyÓn tõ ®iÓm M ®Õn ®iÓm N th× lùc ®iÖn thùc hiÖn mét c«ng d­¬ng lµ 1J. §¹i l­îng VM, VN gäi lµ ®iÖn thÕ cña ®iÖn tr­êng t¹i ®iÓm M vµ N t­¬ng øng. §iÖn thÕ cña ®iÖn tr­êng phô thuéc vµo c¸ch chän mèc tÝnh ®iÖn thÕ. Th­êng chän ®iÖn thÕ ë xa v« cùc hoÆc ë mÆt ®Êt lµm mèc (®iÖn thÕ ë mÆt ®Êt b»ng 0). §¬n vÞ cña ®iÖn thÕ lµ v«n (kÝ hiÖu lµ V). §Ó ®o hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai vËt, ng­êi ta dïng tÜnh ®iÖn kÕ. Trong kÜ thuËt, hiÖu ®iÖn thÕ gäi lµ ®iÖn ¸p. 3 Nªu ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu vµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm cña ®iÖn tr­êng ®ã. Nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o c­êng ®é ®iÖn tr­êng. [Th«ng hiÓu] · Mèi liªn hÖ gi÷a c­êng ®é ®iÖn tr­êng ®Òu E vµ hiÖu ®iÖn thÕ U gi÷a hai ®iÓm M vµ N c¸ch nhau mét kho¶ng d däc theo ®­êng søc ®iÖn cña ®iÖn tr­êng ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: . · Trong hÖ SI, hiÖu ®iÖn thÕ U ®o b»ng v«n (V), d ®o b»ng mÐt (m) nªn c­êng ®é ®iÖn tr­êng cã ®¬n vÞ lµ v«n trªn mÐt (V/m). 4 Gi¶i ®­îc bµi tËp vÒ chuyÓn ®éng cña ®iÖn tÝch trong ®iÖn tr­êng ®Òu. [VËn dông] · BiÕt c¸ch x¸c ®Þnh ®­îc lùc t¸c dông lªn ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng. · BiÕt viÕt ®­îc biÓu thøc ®Þnh luËt II Niu-t¬n cho ®iÖn tÝch chuyÓn ®éng vµ c¸c c«ng thøc ®éng lùc häc cho ®iÖn tÝch. Lùc ®iÖn F t¸c dông lªn ®iÖn tÝch, g©y ra cho ®iÖn tÝch gia tèc a, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: (XÐt ®iÖn tr­êng ®Òu) 5. Tô §IÖN Stt ChuÈn KT, KN quy ®Þnh trong ch­¬ng tr×nh Møc ®é thÓ hiÖn cô thÓ cña chuÈn KT, KN Ghi chó 1 Nªu ®­îc nguyªn t¾c cÊu t¹o cña tô ®iÖn vµ nhËn d¹ng ®­îc c¸c tô ®iÖn th­êng dïng. [Th«ng hiÓu] · Tô ®iÖn lµ mét hÖ hai vËt dÉn ®Æt gÇn nhau. Mçi vËt ®ã gäi lµ mét b¶n cña tô ®iÖn. Kho¶ng kh«ng gian gi÷a hai b¶n cã thÓ lµ ch©n kh«ng hay bÞ chiÕm bëi mét chÊt ®iÖn m«i nµo ®ã. Tô ®iÖn ph¼ng cã hai b¶n lµ hai tÊm kim lo¹i ph¼ng cã kÝch th­íc lín ®Æt ®èi diÖn nhau vµ song song víi nhau. Tô ®iÖn xoay cã ®iÖn dung thay ®æi ®­îc. Khi ta tÝch ®iÖn cho tô ®iÖn, c¸c b¶n cña tô ®iÖn nhiÔm ®iÖn do h­ëng øng, ®iÖn tÝch cña hai b¶n cã ®é lín b»ng nhau nh­ng tr¸i dÊu. §é lín cña ®iÖn tÝch trªn mçi b¶n cña tô ®iÖn khi tô ®iÖn tÝch ®iÖn gäi lµ ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn. · Tïy theo chÊt ®iÖn m«i trong tô ®iÖn mµ cã c¸c lo¹i : tô ®iÖn kh«ng khÝ, tô ®iÖn giÊy, tô ®iÖn mica, tô ®iÖn sø, tô ®iÖn gèm,... 2 Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa ®iÖn dung cña tô ®iÖn vµ nªu ®­îc ®¬n vÞ ®o ®iÖn dung. Nªu ®­îc ý nghÜa c¸c sè ghi trªn mçi tô ®iÖn. VËn dông ®­îc c«ng thøc . [Th«ng hiÓu] · Khi mét hiÖu ®iÖn thÕ U ®­îc ®Æt vµo hai b¶n cña mét tô ®iÖn th× tô ®iÖn sÏ cã ®iÖn tÝch Q. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng th­¬ng sè (®èi víi mét tô ®iÖn ®· cho) lµ mét h»ng sè. V× vËy th­¬ng sè nµy ®­îc dïng ®Ó ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng tÝch ®iÖn cña tô ®iÖn vµ ®­îc gäi lµ ®iÖn dung cña tô ®iÖn, kÝ hiÖu lµ C · §¬n vÞ cña ®iÖn dung lµ fara (F). NÕu Q = 1C, U = 1V th× C = 1F. Fara lµ ®iÖn dung cña mét tô ®iÖn mµ khi hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai b¶n lµ 1V th× ®iÖn tÝch cña tô ®iÖn lµ 1C. Ta th­êng dïng c¸c ­íc sè cña fara : 1 mF =1.10-6 F ; 1 nF = 1.10-9 F ; 1 pF =1.10-12 F. · Trªn vá mçi tô ®iÖn th­êng cã ghi cÆp sè liÖu, ch¼ng h¹n nh­ 10mF-250V. Sè liÖu thø nhÊt cho biÕt ®iÖn dung cña tô ®iÖn. Sè liÖu thø hai chØ gi¸ trÞ giíi h¹n cña hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai b¶n cña tô ®iÖn, v­ît qu¸ giíi h¹n ®ã tô ®iÖn cã thÓ bÞ háng. [VËn dông] · BiÕt c¸ch tÝnh ®iÖn dung vµ c¸c ®¹i l­îng trong c«ng thøc. 3 Nªu ®­îc c¸ch m¾c (ghÐp) c¸c tô ®iÖn thµnh bé vµ viÕt ®­îc c«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t­¬ng ®­¬ng cña mçi bé tô ®iÖn. VËn dông ®­îc c¸c c«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t­¬ng ®­¬ng cña bé tô ®iÖn. [Th«ng hiÓu] · M¾c (ghÐp) song song c¸c tô ®iÖn thµnh bé lµ m¾c sao cho c¸c b¶n cùc thø nhÊt cña c¸c tô ®iÖn ®­îc nèi víi nhau vµ c¸c b¶n cùc thø hai còng ®­îc nèi víi nhau. C«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t­¬ng ®­¬ng cña bé tô ®iÖn: C = C1 + C2 + … + Cn Trong ®ã, C1, C2