Tổng hợp lý thuyết môn Vật lý Lớp 11

Nội dung text: Tổng hợp lý thuyết môn Vật lý Lớp 11

1. U TỔNG HỢP VẬT LÝ 11 E hay U= E.d d CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG CÔNG- THẾ NĂNG - ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ ĐIỆN TÍCH 1. Chuỗi công thức: 1. Điện tích: Điện tích là các vật mang điện hay nhiemx AMN qEd qE.scos qUMN q(VM VN ) WM WN điện. Có hai loại điện tích, điện tích dương và điện tích - Trong đó d= s.cos là hình chiếu của đoạn MN lên một âm. Hai điện tích đặt gần nhau cùng dấu thì đẩy nhau, trái phương đường sức, hiệu điện thế UMN = Ed = VM - VN dấu thì hút nhau 2. Các định nghĩa: -19 2. Điện tích nguyên tố có giá trị : q = 1,6.10 . Hạt - Điện thế V đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo electron và hạt proton là hai điện tích nguyên tố. thế năng tại một điểm. 3. Điện tích của hạt (vật) luôn là số nguyên lần điện tích - Thế năng W và hiệu điện thế U đặc trưng cho khả năng nguyên tố: q = ne sinh công của điện trường. ĐỊNH LUẬT CULÔNG q .q TỤ ĐIỆN Công thức: F k 1 2 ;  là hằng số điện môi, phụ thuộc .r2 1. Công thức định nghĩa điện dung của tụ điện: Q bản chất của điện môi. Điện môi là môi trường cách điện C U *Đổi đơn vị: 1F = 10–6F; 1nF = 10–9F ;1 pF =10–12F 2. Công thức điện dung: của tụ điện phẳng theo cấu tạo:  .S .S CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG C 0 1. Cường độ điện trường: đặc trưng cho tính chất mạnh d 4 k.d yếu của điện trường về phương diện tác dụng lực, cường Với S là diện tích đối diện giữa hai bản tụ,  là hằng số độ điện trường phụ thuộc vào bản chất điện trường, không ur điện môi. ur F F 3. Năng lượng tụ điện: Tụ điện tích điện thì nó sẽ tích luỹ phụ thuộc vào điện tích đặt vào, tính: E hay E . một năng lượng dạng năng lượng điện trường bên trong q q lớp điện môi. Đơn vị là V/m 2 r 1 1 2 1 Q 2. E tại điểm M do một điện tích điểm gây ra có gốc W QU CU M 2 2 2 C tại M, có phương nằm trên đường thẳng QM, có chiều 4. Các trường hợp đặc biệt: hướng ra xa Q nếu Q>0, hướng lại gần Q nếu Q<0, có độ - Khi ngắt ngay lập tức nguồn điện ra khỏi tụ, điện tích Q lớn tích trữ trong tụ giữ không đổi. Q - Vẫn duy trì hiệu điện thế hai đầu tụ và thay đổi điện E K .r2 dung thì U vẫn không đổi. CHƯƠNG II DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 1. Cường độ dòng điện : q I t * Với dòng điện không đổi (có chiều và cường độ không q 3. Lực điện trường tác dụng lên điện tích q nằm trong đổi) : I ur ur t điện trường : F qE r uur uur uur r 2. Đèn (hoặc các dụng cụ tỏa nhiệt): 4. Nguyên lý chồng chất: 2 E E1 E2 E3 En Udm r r - Điện trở RĐ = P * Nếu E1 và E2 bất kì và góc giữa chúng là thì: dm 2 2 2 Pdm E E1 E2 2E1E2 cos - Dòng điện định mức I dm U * Các trườngr hợpr đặc biệt: dm - Nếu E  E thì E E E - Đèn sáng bình thường : So sánh dòng điện thực qua đèn r1 r 2 1 2 hay hiệu điện thế thực tế ở hai đầu bóng đèn với các giá trị - Nếu E1  E2 thì E E1 E2 định mức. r r 3. Ghép điện trở: - Nếu thì 2 2 2 E1  E2 E E1 E2 - Ghép nối tiếp có các công thức RAB R1 R2 Rn - Nếu E1 = E2 thì: E = 2E1.cos 2 U U U U ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU AB 1 2 n I I I I 1. Điện trườngr đều có đường sức thẳng, song song, cách AB 1 2 n đều, có vectơ E như nhau tại mọi điểm. Liên hệ: - Ghép song song có các công thức
2. 1 1 1 1 - Ghép song song các nguồn giống nhau r R R R R E = E và r = AB 1 2 n b b n U AB U1 U 2 U n - Ghép thành n dãy, mỗi dãy có m nguồn(hỗn hợp đối I AB I1 I2 In xứng) - Định luật Ôm cho đoạn mạch ngoài chỉ có điện trở m.r Eb = m.E và rb = U n AB Suy ra tổng số nguồn điện N = m.n I AB RAB 4. Điện năng. Công suất điện: CHƯƠNG III: - Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG A=UIt 1. Điện trở vật dẫn kim loại : U - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:  Công thức định nghĩa : R I A l p U.I  Điện trở theo cấu tạo : R . trong đó là điện trở t S - Nhiệt lượng tảo ra trên vật dẫn có điện trở R: suất, đơn vị : .m Q=R.I2.t  Sự phụ thuộc của điện trở suất và điện trở theo nhiệt độ - Công suất tỏa nhiệt trên vật dẫn có điện trở R: : Q U 2 (1 (t t )) p R.I 2 0 0 t R R R0 1 (t t0 ) - Công của nguồn điện: trong đó : hệ số nhiệt điện trở, đơn vị K-1 A = EIt ng U 2 với E là suất điện động của nguồn điện dm * Điện trở khi đèn sáng bình thường RD là điện - Công suất của nguồn điện: Pdm 0 Ang trở ở nhiệt độ cao trên 2000 C. p E.I 2. Suất điện động nhiệt điện: t E = .(T -T )= . T = (t -t ) 5. Định luật Ôm cho toàn mạch : T 1 2 T T 1 2 hệ số nhiệt điện động, đơn vị K-1, phụ thuộc vào vật - Định luật Ôm toàn mạch: T liệu làm cặp nhiệt điện ; T t E I 3. Định luật I và II Faraday: Trong hiện tượng dương R r cực tan, khối lượng của chất giải phóng ở điện cực được N tính: - Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện( giữa cực 1 A 1 A m k.q . .q . .It dương và cực âm) F n F n U E Ir 1 A N trong đó: k=. là đương lượng điện hóa; F=96500 - Nếu mạch ngoài chỉ có điện trở thì F n (C/mol) là hằng số Faraday ; A: khối lượng mol nguyên U E Ir I.R N N tử; n là hoá trị của chất giải phóng ở điện cực. - Định luật Ôm cho đoạn mạch E, r R CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG có nguồn điện A I B đang phát TÍNH HÚT ĐẨY - Hai nam châm cùng cực thì đẩy nhau, khác cực thì hút U AB E nhau. (giống điện tích). I AB - Hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, ngược chiều thì RAB hút nhau. (khác điện tích) - Hiệu suất của nguồn điện: LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN U R DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN H N N 1. Điểm đặt: Tại trung điểm đoạn dây dẫn đang xét. E RN r 2. Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng 6. Ghép bộ nguồn( suất điện động và điện trở trong của điện và cảm ứng từ - tại điểm khảo sát. bộ nguồn): 2. Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái - Ghép nối tiếp *ND : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay Eb = E1 + E2 + + En trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra rb r1 r2 rn 90o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. + Nếu có n nguồn giống nhau mắc nối tiếp 3. Độ lớn (Định luật Am-pe). F BIl sin Eb = n.E và rb = n.r
3. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY  Li TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT 7 2 1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng Với L là độ tự cảm của cuộn dây L 4 10 n V (H) ; r N dài: Vectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định: n : số vòng dây trên một đơn vị chiều dài. - Điểm đặt tại điểm đang xét. l - Phương tiếp tuyến với 3. Suất điện động cảm ứng: đường sức từ. a. Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín: - Chiều được xác định theo  r  (V) quy tắc nắm tay phải B c t I - Độ lớn B 2.10 7 b. Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây r chuyển động: 2. Từ trường của dòng điện c Bl vsin (V) chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn: Vectơ cảm r r ứng từ tại tâm vòng dây được xác định: trong đó (B,v) - Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây c. Suất điện động tự cảm: - Chiều là chiều của đường sức từ: Khum bàn tay phải i theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến c L (V) các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung, t ngón tay cái choải ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua (dấu trừ đặc trưng cho định luật Lenx) mặt phẳng dòng điện 4. Năng lượng từ trường trong ống dây: NI 1 2 - Độ lớn B 2 10 7 W Li (J) R 2 R: Bán kính của khung dây dẫn I: Cường độ dòng điện N: Số vòng dây Chương VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ *Nội dung: Chiết suất môi trường tới x sin góc tới = chiết Từ trườngr trong ống dây là từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ B được xác định suất môi trường khúc xạ x sin góc khúc xạ. - Phương song song với trục ống dây n1.sin i1 n2.sin i2 - Chiều là chiều của đường sức từ CHIẾT SUẤT - Độ lớn B 4 .10 7 nI – Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của N nó đối với chân không. n : Số vòng dây trên 1m, N là số vòng dây, l là – Công thức: Giữa chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 l đối với môi trường 1 và các chiết suất tuyệt đối n2 và n1 chiều dài ống dây của chúng có hệ thức: n2 v1 LỰC LORENXƠ n21 * Lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển n1 v2 động trong từ trường, kết quả là làm bẻ cong (lệch hướng) - Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối: Chiết suất tuyệt đối của chuyển động của điện tích môi trường trong suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng - Điểm đặt tại điện tích chuyển động. trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng r r - Phương  [v;B] trong chân không bao nhiêu lần. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN - Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi 1. Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và – Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực Lo- – Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm phần (i i hay ). thì chiều ngược lại gh sin i sin igh n n - Độ lớn của lực Lorenxơ f q vBSin sin i 1 r r gh n n : Góc tạo bởi [v; B] 2 2. Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường: Giống: Tuân theo định luật phản xạ ánh sáng . Khác: Trong PXTP, cường độ chùm tia phản xạ bằng CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ cường độ chùm tia tới, phản xạ thông thường, cường độ 1. Từ thông qua diện tích S: chùm tia phản xạ yếu hơn. Φ = BS.cosα (Wb) r r - Với [n;B] 2. Từ thông riêng qua ống dây: Chương VII: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG LĂNG KÍNH
4. 1.Đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính: Các tia – Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló có đường sáng khi qua lăng kính bị khúc xạ và tia ló luôn bị lệch về kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh. phía đáy so với tia tới. – Tia tới (b) hướng tới tiêu điểm vật, cho tia ló song song 2. Công thức của A với trục chính. lăng kính: – Tia tới (c) đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng. 8. Quá trình tạo ảnh qua thấu kính hội tụ sini1 nsin r1 D I Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh thật, chỉ có trường hợp i J sini2 nsin r2 1 vật thật nằm trong khoảng từ O đến F mới cho ảnh ảo. S r r I R A r r 1 2 9. Quá trình tạo ảnh qua thấu kính phân kì 1 2 2 Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh ảo, chỉ có trường hợp vật D i i A B 1 2 ảo nằm trong khoảng từ O đến F mới cho ảnh thật. 3. Các trường hợp đặc biệt: Nếu A,i 100 : thì góc 1 1 1 1 10. Công thức thấu kính suy ra lệch D A(n 1) f d d / THẤU KÍNH MỎNG d.d d . f d. f f ; d ; d Định nghĩa d d d f d f Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong, thường là hai mặt cầu. Một trong hai mặt Công thức này dùng được cả cho thấu kính hội tụ và thấu có thể là mặt phẳng. kính phân kì. 11. Độ phóng đại của ảnh Thấu kính mỏng là thấu kính có khoảng cách O1O2 của hai Độ phóng đại của ảnh là tỉ số chiều cao của ảnh và chiều chỏm cầu rất nhỏ so với bán kính R1 và R2 của các mặt cầu. cao của vật: 2. Phân loại A'B' d f f d f k Có hai loại: – Thấu kính rìa mỏng gọi là thấu kính hội tụ. AB d d f f d f – Thấu kính rìa dày gọi là thấu kính phân kì. * k > 0 : Ảnh cùng chiều với vật. Đường thẳng nối tâm hai chỏm cầu gọi là trục chính của * k f thay đổi (mắt 5. Trục phụ, các tiêu điểm phụ và tiêu diện phải điều tiết ) – Mọi đường thẳng đi qua quang tâm O nhưng không d/. Sự điều tiết của mắt – điểm cực viễn C - điểm cực trùng với trục chính đều gọi là trục phụ. v cận C – Giao điểm của một trục phụ với tiêu diện gọi là tiêu c Sự điều tiết điểm phụ ứng với trục phụ đó. Sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (và do đó thay đổi – Có vô số các tiêu điểm phụ, chúng đều nằm trên một mặt độ tụ hay tiêu cự của nó) để làm cho ảnh của các vật cần phẳng vuông góc với trục chính, tại tiêu điểm chính. Mặt quan sát hiện lên trên võng mạc gọi là sự điều tiết phẳng đó gọi là tiêu diện của thấu kính. Mỗi thấu kính có Điểm cực viễn C hai tiêu diện nằm hai bên quang tâm. v Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt 6. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính hội tụ có thể thấy rõ được mà không cần điều tiết ( f = f ) Các tia sáng khi qua thấu kính hội tụ sẽ bị khúc xạ và ló ra max Điểm cực cận C khỏi thấu kính. Có 3 tia sáng thường c (a) Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó gặp mắt có thể thấy rõ được khi đã điều tiết tối đa ( f = f ) – Tia tới (a) song song với (b) min Khoảng cách từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv : Gọi trục chính, cho tia ló đi qua F O F/ giới hạn thấy rõ của mắt tiêu điểm ảnh. - Mắt thường : f = OV, OC = Đ = 25 cm; OC = – Tia tới (b) đi qua tiêu điểm max c v (c) e/. Góc trong vật và năng suất phân ly của mắt vật, cho tia ló song song với trục chính. AB – Tia tới (c) đi qua quang tâm(a) cho tia ló truyền thẳng. Góc trông vật : tg 7. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính phân kì  Các tia sáng khi qua thấu kính phân kì sẽ bị khúc xạ và ló F/ O F = góc trông vật ; AB: kích thườc vật ;  = AO = khỏang ra khỏi thấu kính. Có 3 tia sáng (c)thường gặp cách từ vật tới quang tâm O của mắt . (b)
5. - Năng suất phân ly của Giá trị của G được ghi trên vành kính: 2,5x ; 5x. 25 Lưu ý: Trên vành kính thường ghi giá trị G = ¥ f (cm) Ví dụ: Ghi 10x thì 25 mắt G = = 10 Þ f = 2,5cm ¥ f (cm) Là góc trông vật nhỏ nhất min giữa hai điểm A và B mà KÍNH HIỂN VI mắt còn có thể phân biệt được hai điểm đó . a) Định nghĩa: 1 Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt min 1' rad 3500 làm tăng góc trông ảnh của những vật nhỏ, với độ bội giác - sự lưu ảnh trên võng mạc lớn lơn rất nhiều so với độ bội giác của kính lúp. là thời gian 0,1s để võng mạc hồi phục lại sau khi tắt b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính: ánh sáng kích thích. 3. Các tật của mắt – Cách sửa - Vật kính O1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn a. Cận thị (vài mm), dùng để tạo ra một ảnh thật rất lớn của vật cần là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng quan sát. mạc . - Thị kính O2 cũng là một thấu kính hội tụ có tiêu cự fmax Dcận > Dthường ngắn (vài cm), dùng như một kính lúp để quan sát ảnh thật Sửa tật : nhìn xa được như mắt thường : phải đeo một thấu nói trên. kính phân kỳ sao cho ảnh vật ở qua kính hiện lên ở Hai kính có trục chính trùng nhau và khoảng cách giữa điểm cực viễn của mắt. chúng không đổi. fk = -OCV Bộ phận tụ sáng dùng để chiếu sáng vật cần quan sát. b. Viễn thị c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực: Là mắt khi không điề tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc . fmax >OV; OCc > Đ ; OCv : ảo ở sau mắt . => Dviễn < Dthường .Ñ Sửa tật : 2 cách : G + Đeo một thấu kính hội tụ để nhìn xa vô cực như mắt f1.f2 thương mà không cần điều tiết(khó thực hiện). / + Đeo một thấu kính hội tụ để nhìn gần như mắt thường Với:  = F1 F2 gọi là độ dài quang học của kính hiển vi. cách mắt 25cm . (đây là cách thương dùng ) Người ta thường lấy Đ = 25cm KÍNH LÚP a/. Định nhgĩa: KÍNH THIÊN VĂN Là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trông việc a) Định nghĩa: quang sát các vật nhỏ. Nó có tác dụng làm tăng góc trông Kính thiên văn là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo, lớn hơn vật và nằm trông làm tăng góc trông ảnh của những vật ở rất xa (các thiên giới hạn nhìn thấy rõ của mắt. thể). b/. cấu tạo b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính: Gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn(cỡ vài cm) - Vật kính O1: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự dài c/. Độ bội giác của kính lúp (vài m) * Định nghĩa: - Thị kính O2: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn Độ bội giác G của một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt (vài cm) là tỉ số giữa góc trông ảnh của một vật qua dụng cụ Hai kính được lắp cùng trục, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được. quang học đó với góc trông trực tiếp 0 của vật đó khi đặt c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực: vật tại điểm cực cận của mắt. tan G (vì góc và rất nhỏ) f tan 0 1 0 0 G f2 AB Với: tg 0 Ñ * Độ bội giác của kính lúpkhi ngắm chừng ở vô cực: Ñ G f khi ngắm chừng ở vô cực + Mắt không phải điều tiết + Độ bội giác của kính lúp không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt.