Đề cương ôn tập học kỳ I môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2019-2020 - Nguyễn Minh Trí

Nội dung text: Đề cương ôn tập học kỳ I môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2019-2020 - Nguyễn Minh Trí

1. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP HKI NĂM HỌC 2019- 2020 Vật lý 9 A. NỘI DUNG: - Điện trở của dây dẫn – định luật Ơm. - Đoạn mạch nối tiếp; đoạn mạch song song. - Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện dây dẫn, vật liệu làm dây dẫn. - Cơng suất điện. - Điện năng – Cơng của dịng điện. - Định luật Jun-Len-xơ - Sử dụng an tồn và tiết kiệm điện. - Từ trường của ống dây cĩ dịng điện chạy qua. - Sự nhiễm từ của Sắt, Thép – Nam châm điện. - Lực điện từ. - Hiện tượng cảm ứng điện từ, điều kiện xuất hiện dịng điện cảm ứng. B. LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP: CHƯƠNG I: ĐIỆN HỌC I- ĐỊNH LUẬT ƠM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN 1- Định luật Ơm: Cường độ dịng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây U - Cơng thức: I Trong đĩ: R I:Cường độ dịng điện (A), U Hiệu điện thế (V) R Điện trở () - Ta cĩ: 1A = 1000mA và 1mA = 10-3A  Chú ý: - Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dịng điện vào hiệu điện thế giữa hai dầu dây dẫn là đường thẳng đi qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0) U R - Với cùng một dây dẫn (cùng một điện trở) thì: 1 1 U2 R2 2- Điện trở dây dẫn: U R - Trị số I khơng đổi với một dây dẫn được gọi là điện trở của dây dẫn đĩ. - Đơn vị: . 1M = 103k = 106 - Kí hiệu điện trở trong hình vẽ: hoặc (hay )  Chú ý: - Điện trở của một dây dẫn là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dịng điện của dây dẫn đĩ. - Điện trở của dây dẫn chỉ phụ thuộc vào bản thân dây dẫn. Thí dụ: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 3 ; R2 = 5 ; R3 = 7 được mắc nối tiếp với nhau. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U = 6V. 1/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. 2/ Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 1
2. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 Hướng dẫn 1/ Điện trở tương đương của mạch: Rtđ R1 R2 R3 = 3 + 5 + 7 = 15 2/ Cường độ dòng điện trong mạch chính U 6 I 0,4A Rtđ 15 Mà mắc nối tiếp nên I bằng nhau. Nêu ta có hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở là: U1 I.R1 0,4.3 1,2V U2 I.R2 0,4.5 2V U3 I.R3 0,4.7 2,8V 9. Cho ba điện trở R1 = 6 ; R2 = 12 ; R3 = 16 được mắc song song với nhau vào hiệu điện thế U = 2,4V 1/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. 2/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua từng điện trở. Hướng dẫn 1/ Điện trở tương đương của mạch: 1 1 1 1 1 1 1 15 Rtđ R1 R2 R3 6 12 16 48 48 R 3,2 tđ 15 2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính: U 2,4 I 0,75A Rtđ 3,2 Vì mắc song nên U bằng nhau. Nên cường độ dòng điện qua từng điện trở là: U 2,4 I1 0,4A R1 6 U 2,4 I2 0,2A R2 12 U 2,4 I3 0,15A R3 16 II- ĐỊNH LUẬT ƠM CHO ĐOẠN MẠCH CĨ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP 1/ Cường độ dịng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc nối tiếp - Cường độ dịng điện cĩ giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I1=I2= =In - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U=U1+U2+ +Un 2/ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 2
3. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 a- Điện trở tương đương (R tđ) của một đoạn mạch là điện trở cĩ thể thay thế cho các điện trở trong mạch, sao cho giá trị của hiệu điện thế và cường độ dịng điện trong mạch khơng thay đổi. b- Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở hợp thành: Rtđ=R1+R2+ +Rn 3/ Hệ quả:Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở đĩ U R 1 1 U2 R2 Thí dụ: Hai điện trở R1,R2 mắc nối tiếp.Biết R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, UAB = 12V.Tìm: a.Điện trở tương đương của đoạn mạch b.Cường độ dịng điện qua mỗi điện trở c.Hiệu điện thế 2 đầu mỗi điện trở HD: a.Điện trở tương đương Rtđ = R1+R2 = 3+6 = 9Ω b.Cường độ dịng điện I = U/Rtđ = 12/9 = 4/3A Vì R1 nt R2 suy ra I1 = I2 = I = 4/3A c. U1 = I1.R1 = 4/3. 3= 4V U2 = I2.R2 = 4/3.6 = 8V Câu 3.Cho R1,R2,R3 mắc nối tiếp, biết:R1= 1Ω, R2 = 2, R3 = 2Ω; UAB = 16V.Tìm: a.Điện trở tương đương của đoạn mạch b. Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở HD: a.Điện trở tương đương: Rtđ = R1+R2+R3 = 1+2+1 = 4Ω b.I=U/Rtđ=16/4=4A U1,U2,U3=? •Theo định luật Ơm: I = U/Rtđ = 16/4=4 A •R1 nt R2 nt R3 nên: I1= I2= I3= I= 4A •U1 = I1.R1 = 4.1 = 4V •U2 = I2.R2 = 4.2 = 8V •U3 = I3.R3 = 4.1 = 4V III- ĐỊNH LUẬT ƠM CHO ĐOẠN MẠCH CĨ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG 1/ Cường độ dịng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song - Cường độ dịng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dịng điện trong các mạch rẽ: I=I1+I2+ +In - Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ. U=U1=U2= =Un 2/ Điện trở tương đương của đoạn mạch song song - Nghịch đảo điện trở tương đương của đoạn mạch song song bằng tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ: Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 3
4. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 1 1 1 1 Rtd R1 R2 Rn 3/ Hệ quả R 1.R 2 - Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì: R td R 1 R 2 - Cường độ dịng điện chạy qua mỗi điện trở (cùng U) tỷ lệ nghịch với điện trở đĩ: I R 1 2 I2 R1 Thí dụ: Phịng học cần sử dụng 1 đèn dây tĩc và 1 quạt trần cĩ cùng hiệu điện thế định mức là 220V. Hiệu điện thế nguồn 220V. Mỗi dụng cụ cĩ cơng tắc và cầu trì bảo vệ riêng. a.Phải mắc các dụng cụ đĩ như thế nào để chúng hoạt động bình thường b.Vẽ sơ đồ mạch điện khi đĩ HD: a.Đèn và quạt phải mắc song song vào nguồn 220V b.Vẽ sơ đồ Câu 3. Cho R1=3Ω, R2=6Ω mắc song song với nhau. a.Tính Rtđ. b.Mắc thêm R3=2Ω. Song song với R2. Tính Rtđ HD: a.R1 // R2 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 = 1/3 + 1/6 = 1/2 =>Rtđ = 2Ω b. R1 // R2 // R3 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/2 = 1 => Rtđ = 1Ω Câu 4. Cho R1=3Ω, R2 = R3 = 6Ω mắc song song với nhau, U=6V. a.Tìm Rtđ của mạch . b.Tính cường độ dịng điện trong mạch HD: a.Điện trở tương đương : 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/6 = 2/3 Rtđ = 1,5Ω b.I = U/Rtđ = 6/1,5 = 4A IV- ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VÀO CÁC YẾU TỐ CỦA DÂY Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài của dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn l Cơng thức tính điện trở của dây dẫn (điện trở thuần): R Trong đĩ: l chiều dài S dây (m) S tiết diện của dây (m2) điện trở suất (m) R điện trở (). * Ýnghĩa của điện trở suất - Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất liệu) cĩ trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đĩ cĩ chiều dài là 1m và tiết diện là 1m2. - Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đĩ dẫn điện càng tốt. * Chú ý: R l - Hai dây dẫn cùng chất liệu, cùng tiết diện: 1 1 R2 l2 Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 4
5. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 R S - Hai dây dẫn cùng chất liệu, cùng chiều dài: 1 2 R2 S1 R l S - Hai dây dẫn cùng chất liệu: 1 1 . 2 R2 l2 S1 d2 - Cơng thức tính tiết diện của dây theo bán kính (R) và đường kính dây (d): S R2 4 2 S1 d1 S2 d2 - Đổi đơn vị: 1m = 100cm = 1000mm 1mm = 10-1cm = 10-3m 1mm2=10-2cm2=10-6m2 Thí dụ: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài 100m cĩ tiết diện trịn đường kính 30mm. điện trở suất 1,7.10-8 m . Giải Tĩm tắt đề bài: Đề cho: l = 100m; d = 30mm; 1,7.10 8 m Cần tính: R Diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn: d 2 0,032.3,14 S 7,1.10 4 m 2 4 4 Điện trở của đoạn dây dẫn: .l 1,7.10 8.100 R 0,24.10 2  S 7,1.10 4 VI- CƠNG SUẤT ĐIỆN 1) Cơng suất điện: Cơng suất điện trong một đoạn mạch bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dịng điện qua nĩ. Cơng thức: P = U.I , Trong đĩ: P cơng suất (W); U hiệu điện thế (V); I cường độ dịng điện (A) Đơn vị: Oát (W); 1MW=1000kW=1.000.000W 1W=103kW=10-6MW 2) Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì cơng suất điện cũng cĩ thể tính bằng cơng thức: 2 A P = I2.R hoặc P = U hoặc tính cơng suất bằng P R t 3) Chú ý - Số ốt ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết cơng suất định mức của dụng cụ đĩ, nghĩa là cơng suất điện của dụng cụ khi nĩ hoạt động bình thường. - Trên mỗi dụng cụ điện thường cĩ ghi: giá trị hiệu điện thế định mức và cơng suất định mức. Ví dụ: Trên một bịng đèn cĩ ghi 220V – 75W nghĩa là: bĩng đèn sáng bình thường khi đựơc sử dụng với nguồn điện cĩ hiệu điện thế 220V thì cơng suất điện qua bĩng đèn là 75W. P R - Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) thì: 1 1 (cơng suất tỉ lệ thuận với điện trở) P2 R2 Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 5
6. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 P R - Trong đoạn mạch mắc song song (cùng U) thì 1 2 (cơng suất tỉ lệ nghịch với điện P2 R1 trở) - Dù mạch mắc song song hay nối tiếp thì Pm = P1+ P2+ +Pn VII- ĐIỆN NĂNG – CƠNG DỊNG ĐIỆN 1) Điện năng * Điện năng là gì? - Dịng điện cĩ mang năng lượng vì nĩ cĩ thể thực hiện cơng, cũng như cĩ thể làm thay đổi nhiệt năng của một vật. Năng lượng dịng điện được gọi là điện năng. * Sự chuyển hĩa điện năng thành các dạng năng lượng khác - Điện năng cĩ thể chuyển hĩa thành các dạng năng lượng khác: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hĩa năng Ví dụ: - Bĩng đèn dây tĩc: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng. - Đèn LED: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng. - Nồi cơn điện, bàn là: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng. - Quạt điện, máy bơn nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng. * Hiệu suất sử dụng điện - Tỷ số giữa phần năng lượng cĩ ích được chuyển hĩa từ điện năng và tồn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng. A Cơng thức: H 1.100% Trong đĩ: A : năng lượng cĩ ích được chuyển hĩa từ điện năng. A 1 A: điện năng tiêu thụ. 2) Cơng dịng điện (điện năng tiêu thụ) * Cơng dịng điện - Cơng dịng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hĩa thành các dạng năng lượng khác tại đoạn mạch đĩ. - Cơng thức: A = P.t = U.I.t Trong đĩ: A: cơng dồng điện (J) P: cơng suất điện (W) t: thời gian (s) U: hiệu điện thế (V) I: cường độ dịng điện (A) U2 - Ngồi ra cịn được tính bởi cơng thức: A=I2Rt hoặc A t R * Đo điện năng tiêu thụ - Lượng điện năng được sử dụng được đo bằng cơng tơ điện. Mỗi số đếm trên cơng tơ điện cho biết lượng điện năng sử dụng là 1 kilơoat giờ (kW.h). - 1 kW.h = 3 600kJ =3 600 000J 1 1J kWh 3600 000 Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 6
7. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 VIII- ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ (Tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi cĩ dịng điện chạy qua) * Định luật: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi cĩ dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, tỉ lệ thuận với điện trở và thời gian dịng điện chạy qua * Cơng thức: Q = I2.R.t Trong đĩ: Q: nhiệt lượng tỏa ra (J) I: cường độ dịng điện (A) R: điện trở ( ) t: thời gian (s) * Chú ý: - Nếu nhiệt lượng Q tính bằng đơn vị calo (cal) thì ta cĩ cơng thức: Q=0,24I2Rt U2 - Ngồi ra Q cịn được tính bởi cơng thức : Q=UIt hoặc Q t R - Cơng thức tính nhiệt lượng: Q=m.c. t Trong đĩ:m khối lượng (kg) c nhiệt dung riêng (JkgK) t độ chênh lệch nhiệt độ (0C) IX Sử dụng an tồn điện và tiết kiệm điện * Một số quy tắc an tồn điện: - Thực hành, làm thí nghiệm với hiệu điện thế an tồn: U < 40V - Sử dụng dây dẫn cĩ vỏ bọc cách điện tốt và phù hợp - Cần mắc cầu chì, cầu dao cho mỗi dụng cụ điện - Khi tiếp xúc với mạng điện 220V cần cẩn thận, đảm bảo cách điện - Khi sửa chửa các dụng cụ điện cần: Ngắt nguồn điện, phải đảm bảo cách điện * Cần phải sử dụng tiết kiệm điện năng: - Giảm chi tiêu cho gia đình - Các dụng cụ và thiết bị điện được sử dụng lâu bền hơn - Giảm bớt các sự cố gây tổn hại chung do hệ thống cung cấp bị quá tải - Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất - Bảo vệ mơi trường - Tiết kiệm ngân sách nhà nước * Các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng: - Cần phải lựa chọn các thiết bị cĩ cơng suất phù hợp - Khơng sử dụng các thiết bị trong những lúc khơng cần thiết vì như vậy sẽ gây lãng phí điện CHƯƠNG II: ĐIỆN TỪ HỌC 4. Từ trường của ống dây cĩ dịng điện chạy qua. a. Từ phổ, Đường sức từ của ống dây cĩ dịng điện chạy qua: - Từ phổ ở bên ngồi ống dây cĩ dịng điện chạy qua và bên ngồi thanh NC là giống nhau Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 7
8. Trường THCS Long Khánh B Năm Học: 2019- 2020 - Trong lịng ống dây cũng cĩ các đường mạt sắt được sắp xếp gần như song song với nhau. b. Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngĩn tay hướng theo chiều dịng điện chạy qua các vịng dây thì ngĩn tay cái chỗi ra chỉ chiều của ĐST trong lịng ống dây. 5. Sự nhiễm từ của sắt, thép – Nam châm điện. a. Sự nhiễm từ của sắt thép: * Sắt, thép, niken, cơban và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường, đều bị nhiễm từ. * Sau khi đã bị nhiễm từ, sắt non khơng giữ được từ tính lâu dài, cịn thép thì giữ được từ tính lâu dài b. Nam châm điện: - Cấu tạo: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non - Các cách làm tăng lực từ của nam châm điện: + Tăng cường độ dịng điện chạy qua các vịng dây + Tăng số vịng dây của cuộn dây 7. Lực điện từ. a. .Tác dụng của từ trường lên dây dẫn cĩ dịng điện: - Dây dẫn cĩ dịng điện chạy qua đặt trong từ trường, khơng 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 lịng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay giữa hướng theo chiều dịng điện thì ngĩn tay cái chỗi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ. 9: Hiện tượng cảm ứng điện từ: a. Cấu tạo và hoạt động của đinamơ ở xe đạp - Cấu tao: Nam châm và cuộn dây dẫn - Hoạt động: Khi núm quay thì nam châm quay theo, xuất hiện dịng điện trong cuộn dây làm đèn sáng b. Dùng NC để tạo ra dịng điện: - Dùng NC vĩnh cửu: Dịng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đĩ hoặc ngược lại - Dùng NC điện: Dịng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đĩng hoặc ngắt mạch điện của NC điện, nghĩa là trong thời gian dịng điện của NC điện biến thiên. c. Hiện tượng cảm ứng điện từ: - Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây xuất hiện dịng điện. Dịng điện đĩ gọi là dịng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dịng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ - Cĩ thể dùng 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu cuộn dây để phát hiện sự đổi chiều của dịng điện cảm ứng, vì đèn LED chỉ sáng khi dịng điện chạy qua đèn theo 2 chiều xác định. Giáo viên: Nguyễn Minh Trí Trang 8