Đề cương ôn tập môn Vật lý 9 - Chương II: Điện từ học

Nội dung text: Đề cương ôn tập môn Vật lý 9 - Chương II: Điện từ học

1. Chương II: ĐIỆN TỪ HỌC A. Hệ thống kiến thức của chương 1. : Nam châm vĩnh cửu. a. Từ tính của nam châm: Nam châm nào cũng có hai từ cực, khi để tự do cực luôn luôn chỉ hướng bắc gọi là cực Bắc còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam b. Tương tác giữa hai nam châm.: Khi đưa từ cực của 2 NC lại gần nhau thì chúng hút nhau nếu các cực khác tên, đẩy nhau nếu các cực cùng tên. 2: Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường a. Lực từ: * Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng bất kì đều gây ra tác dụng lực (Lực từ) lên kim NC đặt gần nó. Ta nói dòng điện có tác dụng từ. b. Từ trường: Không gian xung quanh NC, xung quanh dòng điện có khả năng tác dụng lực từ lên kim NC đặt trong nó. Ta nói không gian đó có từ trường c. Cách nhận biết từ trường: Nơi nào trong không gian có lực từ tác dụng lên kim NC thì nơi đó có từ trường 3:Từ phổ - đường sức từ a. Từ phổ. Từ phổ là hình ảnh cụ thể về các đường sức từ, có thể thu được từ phổ bằng rắc mạt sắt lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường và gõ nhẹ b. Đường sức từ. : - Mỗi ĐST có 1 chiều xác định. Bên ngoài NC, các ĐSTcó chiều đi ra từ cực N, đi vào cực S của NC - Nơi nào từ trường càng mạnh thì ĐST dày, nơi nào từ trường càng yếu thì ĐST thưa. 4. Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua. a. Từ phổ, Đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua: - Từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và bên ngoài thanh NC là giống nhau - Trong lòng ống dây cũng có các đường mạt sắt được sắp xếp gần như song song với nhau. b. Quy tắc nắm tay phải.: 1
2. Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của ĐST trong lòng ống dây. 5. Sự nhiễm từ của sắt, thép – Nam châm điện. a. Sự nhiễm từ của sắt thép: * Sắt, thép, niken, côban và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường, đều bị nhiễm từ. * Sau bị đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ được từ tính lâu dài, còn thép thì giữ được từ tính lâu dài b. Nam châm điện: - Cấu tao: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non - Các cách làm tăng lực từ của nam châm điện: + Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây + Tăng số vòng dây của cuộn dây 6. Ứng dụng của NC điện.: a. Loa điện: - Cấu tạo: Bộ phận chính của loa điện : Ống dây L, nam châm chữ E, màng loa M. Ống dây có thể dao động dọc theo khe nhỏ giữa hai từ cực của NC - Hoạt động: Trong loa điện, khi dòng điện có cường độ thay đổi được truyền từ micrô qua bộ phận tăng âm đến ống dây thì ống dây dao động.Phát ra âm thanh .Biến dao động điện thành âm thanh b. Rơle điện từ: Rơle điện từ là một thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện. Bộ phận chủ yếu của rơle gồm một nam châm điện) và một thanh sắt non 7. Lực điện từ. a. .Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện: Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, không song song với ĐST thì chịu tác dụng của lực điện từ b. Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái sao cho các ĐST hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ 8: Động cơ điện 1 chiều. a. Cấu tạo 2
3. + Nam châm và cuộn dây, bộ góp điện, thanh quét + ĐCĐ có hai bộ phận chính là NC tạo ra từ trường (Bộ phận đứng yên – Stato) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (Bộ phận quay – Rôto) b. Động cơ điện một chiều trong KT: - Trong ĐCĐ kĩ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là NC điện - Bộ phận quay của ĐCĐ kĩ thuật gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và song song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật ghép lại. 9: Hiện tượng cảm ứng điện từ: a. Cấu tạo và hoạt động của đinamô ở xe đạp - Cấu tao: Nam châm và cuộn dây dẫn - Hoạt động: Khi núm quay thì nam châm quay theo, xuất hiện dòng điện trong cuộn dây làm đèn sáng b. Dùng NC để tạo ra dòng điện: *Dùng NC vĩnh cửu: Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi ta đưa một cực cảu nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại *Dùng NC điện : Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đóng hoặc ngắt mạch điện của NC điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của NC điện biến thiên. c. Hiện tượng cảm ứng điện từ: 1. Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện. Dòng điện đó gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ - Có thể dùng 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu cuộn dây để phát hiện sự đổi chiều của dòng điện cảm ứng, vì đèn LED chỉ sáng khi dòng điện chạy qua đèn theo 2 chiều xác định. 10- Dòng điện xoay chiều: - Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm chuyển sang tăng. Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều. 3
4. Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều 11 Máy phát điện xoay chiều: Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto. - Khi rôto của máy phát điện xoay chiều quay được 1vòng thì dòng điện do máy sinh ra đổi chiều 2 lần. Dòng điện không thay đổi khi đổi chiều quay của rôto. - Máy phát điện quay càng nhanh thì HĐT ở 2 đầu cuộn dây của máy càng lớn. Tần số quay của máy phát điện ở nước ta là 50Hz. 12 Các tác dụng của dòng điện xoay chiều – Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều. - Dòng điện xoay chiều có tác dụng như dòng điện một chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ - Lực điện từ (tác dụng từ) đổi chiều khi dòng điện đổi chiều. Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng của CĐDĐ và HĐT xoay chiều. Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-).. Các công thức của dòng điện một chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng của cường độ và HĐT của dòng điện xoay chiều 13. Truyền tải điện năng đi xa: - Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đương dây. - Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu P 2 .R điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn. Php U 2 - Khi truyền tải điện năng đi xa phương án làm giảm hao phí hữu hiệu nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn bằng các máy biến thế. 14. Máy biến thế - Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế thì ở hai đầu của cuộn dây thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều. . Không thể dùng dòng điện một chiều không đổi để chạy máy biến thế được. 4
5. - Tỉ số hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng của U n các cuộn dây đó. 1 1 U 2 n2 . Ở 2 đầu đường dây tải điện về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế để giảm hao phí về nhiệt trên đường dây tải, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế xuống bằng HĐT định mức của các dụng cụ tiệu thụ điện. B. MỘT SỐ CÂU HỎI GIÁO KHOA Câu 9: Nam châm là gì? Kể tên các dạng thường gặp. Nêu các đặc tính của nam châm. - Nam châm là những vật có đặc tính hút sắt (hay bị sắt hút). - Các dạng nam châm thường gặp: kim nam châm, nam châm thẳng, nam châm hình chữ U. - Đặc tính của nam châm: + Nam châm có hai cực: một cực là cực Bắc (kí hiệu N), một cực là cực Nam (kí hiệu S). + Hai nam châm đặt gần nhau thì tương tác với nhau: Các cực cùng tên thì đẩy nhau, các cực khác tên thì hút nhau. Câu 10: Lực từ là gì? Từ trường là gì? Cách nhận biết từ trường? - Lực tác dụng lên kim nam châm gọi là lực từ. - Từ trường: Môi trường xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện tồn tại từ trường có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần đó. - Cách nhận biết từ trường: Người ta dùng kim nam châm (nam châm thử) để nhận biết từ trường. Nếu nơi nào gây ra lực từ lên kim nam châm thì nơi đó có từ trường. Câu 11: Đường sức từ là gì? Từ phổ là gì? - Đường sức từ là những đường có trong từ trường. Ở bên ngoài nam châm đường sức từ là những đường cong có chiều xác định đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm. - Từ phổ là hệ thống gồm nhiều đường sức từ của một nam châm. Câu 12: Nêu từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua. Phát biểu qui tắc nắm tay phải. - Từ trường của ống ây có dòng điện chạy qua giống như từ trường của nam châm. - Qui tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong ống dây. Câu 13: Nêu điều kiện sinh ra lực điện từ. Phát biểu qui tắc ban tay trái. 5
6. - Điều kiện sinh ra lực điện từ: Một dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì chịu tác dụng của lực điện từ. - Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đền ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90o chỉ chiều của lực điện từ. Câu 14: Hãy nêu nguyên tắc, cấu tạo và sự biến đổi năng lượng của động cơ điện một chiều. - Nguyên tắc: Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên tắc tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua. - Cấu tạo: Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường và khung dây dẫn có dòng điện chạy qua. - Sự biến đổi năng lượng: Khi động cơ điện một chiều hoạt động, điện năng được chuyển hóa thành cơ năng. Câu 15: Dòng điện cảm ứng là gì? Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín. Dòng điện tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng. - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên. C. MÔT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG 1. Tự luận: Câu 1: Hãy xác định cực của nam châm trong các trường hợp sau: a) b) c) Câu 2: Hãy xác định đường sức từ của từ trường ống dây đi qua kim nam chân trong trường hợp sau. Biết rằng AB là nguồn điện: A B A B A B a) b) c) 6
7. Câu 3: Hãy xác định cực của ống dây và cực của kim nam châm trong các trường hợp sau: + – + – – + a) b) c) Câu 4: Xác định cực của nguồn điện AB trong các trường hợp sau: A B A B A B a) b) c) Câu 5: Với qui ước: +Dòng điện có chiều từ trước ra sau trang giấy. . Dòng điện có chiều từ sau ra trước trang giấy. Tìm chiều của lực điện từ tác dụng vào dây dẫn có dòng điện chạy qua trong các trường hợp sau: I S N N + S N . S a) b) c) Câu 6: Xác định cực của nam châm trong các trường hợp sau. Với F là lực điện từ tác dụng vào dây dẫn: F F . + . F a) b) c) Câu 7: Xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn trong các trường hợp sau: N S N F F F S N S a) b) c) 7
8. Cừu 8:Mt mỏy bin th gm cun sơ cp c 500 vũng, cun th cp c 50000 vũng đỈt đầu đưng dõy tải điƯn, hiƯu điƯn th đỈt vào hai đầu cun sơ cp là 2000V a) Tớnh hiƯu điƯn th hai đầu cun th cp b) Mỏy này là mỏy tăng th hay hạ th? Vỡ sao HD: - Tớnh đưỵc hiƯu điƯn th cun th cp n1/n2=U1/U2 U2 = n2.U1/n1 (0,5đ) = 50000x2000/500 = 200000 V (=200kV) mỏy này là mỏy tăng th Vỡ U1 lớn hơn U2 200 lần Cu 9: đầu mt đưng dõy tải điƯn ngưi ta c đỈt mt mỏy bin th với cỏc cun dõy c s vũng là: cun sơ cp 11000 vũng, cun th cp là 500 vũng đĨ nhn đưỵc hiƯu điƯn th cho cỏc h sinh hoạt là 220 V. a) HiƯu điƯn th đầu đưng dõy là bao nhiờu? b) Mỏy này là mỏy tăng th hay hạ th ? Vỡ sao? HD: Tớnh đưỵc hiƯu điƯn th cun sơ cp n1/n2=U1/U2 U1 = n1.U2/n2 = 11000x220/500 = 4840V mỏy này là mỏy hạ th Vỡ U1 lớn hơn U2 4840/220 = 22 lần Chương II: QUANG HỌC. 8
9. A. Hệ thống kiến thức của chương I SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - THẤU KÍNH. 1- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. S N i - I: điểm tới. I Không khí Nước - SI: tia tới. r - IK: tia khúc xạ. ^ - NN’: pháp tuyến tại điểm tới. N’ K - SIN = i : góc tới. Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân- KIN’ cách = rgiữa : góc hai khúc môi xạ trường. - Khi tia sáng truyền từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Ngược lại, khi tia sáng truyền từ các môi trường trong suốt khác sang không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. - Khi tăng (hoặc giảm) góc tới thì góc khúc xạ cũng tăng (hoặc giảm). - Góc tới 0o (tia sáng vuông góc với mặt phân cách) thì tia sáng không bị khúc xạ. 2- Thấu kính hội tụ: +( ): trục chính. + O: quang tâm. ( ) F O F’ + F và F’: các tiêu cự + OF = OF’ = f : tiêu cự a) Đặc điểm của thấu kính hội tụ: b) Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa. - Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính. - Dùng thấu kính hội tụ quan sát dòng chữ thấy lớn hơn so với khi nhìn bình thường. b) Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ: (1) ▪ (1): Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi (3) (2) thẳng (không bị khúc xạ) theo phương của tia tới. ▪ (2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi ( ) F O F’ qua tiêu điểm. ▪ (3): Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song c) Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hộivới tụ: trục chính. - Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự. 9
10. - Vật đặt trong khoảng tiêu cự thì cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật. d) Dựng ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ: Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng cách vẽ đường truyền của hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính là ta có ảnh A’ của A. B’ B B A’ ( ) A F O F’ ( ) A’ F A O F’ B’ 3- Thấu kính phân kì: +( ): trục chính. + O: quang tâm. ( ) F O F’ + F và F’: các tiêu cự + OF = OF’ = f : tiêu cự a) Đặc điểm của thấu kính phân kì: - Thấu kính phân kì có phần rìa dày hơn phần giữa. - Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kì cho chùm tia ló phân kì. b) Đường truyền của hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì: (2) ￿ (1): Tia tới song song với trục chính thì tia ló (1) kéo dài đi qua tiêu điểm. ( ) F O F’ ￿ (2): Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới. c) Ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì: - Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. - Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự. 10