Tiêu đề CĐ Bồi dưỡng HSG Vật Lý lớp 11 - Chương 4 - DÒNG ĐIỆN, MẠCH ĐIỆN.pdf ✅

BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 11 MỤC LỤC File word: [email protected] -- 1 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ 4. DÒNG ĐIỆN – MẠCH ĐIỆN........................................................................................................... 2 CHỦ ĐỀ 1. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – ĐIỆN TRỞ. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ................................................................................................................................................................. 2 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI ............................................................................................. 5 2. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG...................................................................................................................... 7 3. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, SONG SONG.....................................................................................................17 CHỦ ĐỀ 2. MẠCH CẦU ĐIỆN TRỞ. MẠCH CẦU CÓ TỤ ĐIỆN ....................................................................39 1. MẠCH CẦU ĐIỆN TRỞ...............................................................................................................................40 2. MẠCH CẦU ĐIỆN TRỞ CÓ TỤ ĐIỆN.......................................................................................................52 CHỦ ĐỀ 3. ĐIỆN TRỞ PHỤ TRONG CÁC DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN...................................................................54 CHỦ ĐỀ 4. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH – ĐỊNH LUẬT ÔM TỔNG QUÁT .................................66 1. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH........................................................................................................70 2. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH....................................................................................91 CHỦ ĐỀ 5. ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ..............................................131 1. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DỤNG CỤ CHỈ TỎA NHIỆT.................................................................133 2. CÔNG, CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN VÀ MÁY THU ĐIỆN.........................................................148 CHỦ ĐỀ 6. MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN.............................................................................................................187 BÀI TẬP LUYỆN TẬP TỔNG HỢP ......................................................................................................................191
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 4. DÕNG ĐIỆN – MẠCH ĐIỆN File word: [email protected] -- 2 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 CHUYÊN ĐỀ 4. DÕNG ĐIỆN – MẠCH ĐIỆN CHỦ ĐỀ 1. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – ĐIỆN TRỞ. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ A. TÓM TẮT KIẾN THỨC I. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 1-Dòng điện -Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển động của các điện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các êlectron trong kim loại) . -Dòng điện không đổi (một chiều) là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. 2-Cƣờng độ dòng điện -Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tính “mạnh”, “yếu” của dòng điện và được đo bằng điện lượng tải qua một tiết diện của dây dẫn trong một đơn vị thời gian: I = Δq Δt (5.1) -Với dòng điện không đổi thì: I = q t = const. 3-Đơn vị cƣờng độ dòng điện. Đo cƣờng độ dòng điện -Trong hệ SI, đơn vị cường độ dòng điện là ampe (A) . Ngoài ra, người ta cũng hay dùng các ước của ampe: 1 miliampe (mA) = 10-3A; 1 micrôampe ( μA ) = 10-6A -Để đo cường độ dòng điện người ta dùng ampe kế và mắc nối tiếp vào đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện. II. ĐIỆN TRỞ. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH ĐIỆN TRỞ 1-Điện trở -Điện trở của đoạn mạch là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của đoạn mạch. -Điện trở của dây dẫn kim loại hình trụ: R = ρ S l (5.2) ( ρ là điện trở suất; l là chiều dài; S là tiết diện) . -Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ: R = R0(1+ α t) hay 0 ρ = ρ (1+αt) (5.3) (R0 là điện trở dây dẫn ở 0oC; R là điện trở dây dẫn ở toC; với kim loại ρ >0, với chất điện phân ρ <0) . 2-Định luật Ôm cho đoạn mạch (điện trở) : I = U R (5.4) 3-Ghép các điện trở a) Ghép nối tiếp: I = I1 = I2 = ... = In (5.5) U = U1 + U2 + ... + Un (5.6) I
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 4. DÕNG ĐIỆN – MẠCH ĐIỆN File word: [email protected] -- 3 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 R = R1 + R2 + ... + Rn (5.7) b) Ghép song song: I = I1 + I2 + ... + In (5.8) U = U1 = U2 = ... = Un (5.9) 1 2 n 1 1 1 1 = + +...+ R R R R (5.10) Chú ý: -Với đoạn mạch nối tiếp: R > Ri; i i j j U R = U R (chia thế, tỉ lệ thuận) . -Với đoạn mạch song song: R < Ri; j i j i I R = I R (chia dòng, tỉ lệ nghịch) . B. NHỮNG CHÖ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG -Vì dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện nên để có dòng điện cần có: hạt mang điện và điện trường đặt vào. Dòng điện có thể xuất hiện trong các môi trường khác nhau như kim loại, chất điện phân, chất bán dẫn, chất khí ...; ở đây ta chỉ xét dòng điện không đổi một chiều trong các vật dẫn kim loại. -Khi đo cường độ dòng điện bằng ampe kế cần chú ý đến sự phân cực của ampe kế: cực dương (+) của ampe kế được nối với nơi có điện thế cao và cực âm (-) của ampe kế được nối với nơi có điện thế thấp của đoạn mạch. -Ngoài cường độ dòng điện, để đặc trưng cho dòng điện chạy trong môi trường bất kì cả về chiều và cường độ người ta còn dùng khái niệm mật độ dòng điện. Mật độ dòng điện là đại lượng có trị số bằng điện lượng chuyển qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với vận tốc của hạt mang điện trong một đơn vị thời gian: i = I S = q0nv (đại số) ; 0 i = q nv (vectơ) (n là mật độ hạt mang điện; q0 là điện tích của một hạt mang điện; v là vận tốc của các hạt mang điện) . -Đối với các đoạn mạch điện trở phức tạp, để tính điện trở tương đương của đoạn mạch, ta sử dụng các quy tắc tính “Điện trở tương đương” sau: +Các quy tắc biến đổi tương đương: *Quy tắc 1: Chập các nút có cùng điện thế (thường với đoạn mạch có R = 0) hoặc tách một nút thành nhiều nút có cùng điện thế. *Quy tắc 2: Chập các nút đối xứng nhau qua một trục (mạch điện phẳng) hoặc một mặt phẳng (mạch điện không gian) qua đầu ra – vào của mạch điện (vì có cùng điện thế) ; tách một nút thành nhiều nút thì các nút này phải nằm đối xứng nhau qua một trục (mạch điện phẳng) hoặc một mặt phẳng (mạch điện không gian) qua đầu ra – vào của mạch điện. *Quy tắc 3: Bỏ qua đoạn mạch không có dòng điện đi qua (đoạn mạch có điện trở rất lớn) . *Quy tắc 4: Biến đổi mạch hình tam giác thành mạch hình sao: Ta có: