Chuyên đề dòng điện không đổi, điện trở, định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở

Tài liệu Vật lý 11

Chuyên đề dòng điện không đổi, điện trở, định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở bồi dưỡng HSG Vật lí 11 gồm 36 trang, được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 11 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.

A – TÓM TẮT KIẾN THỨC
B – NHỮNG CHÚ 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 = IS = q0nv (đại số); 0i = 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.
* Quy tắc 5: Biến đổi mạch hình sao thành mạch hình tam giác: Từ các biểu thức xác định R12, R23 và R13 ở Quy tắc 4.
+ Các đoạn mạch có số điện trở vô cùng nhiều: Lúc này điện trở tương đương của mạch sẽ không phụ thuộc vào số lượng mắc xích nên có thể coi điện trở tương đương của cả mạch (n mắc xích) bằng điện trở tương đương của mạch gồm (n-1) mắc xích: Rn = Rn-1, từ đó tính được Rn.
VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
Với dạng bài tập về đại cương về dòng điện không đổi. Phương pháp giải là:
– Sử dụng các công thức:
+ Cường độ dòng điện: Δq I Δt (dòng điện không đổi).
+ Mật độ dòng điện.
+ Tại một nút mạch: I1 + I2 + … = I1’ + I2’ + … (I vào = I ra).
+ Trên một đoạn mạch gồm nhiều đoạn mạch thành phần nối tiếp: U = U1 + U2 (q là điện lượng qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian t; n là mật độ hạt mang điện; q0 là điện tích của một hạt mang điện; v là vận tốc trung bình của các hạt mang điện).
Với dạng bài tập về điện trở tương đương của đoạn mạch. Phương pháp giải là:
– Sử dụng các công thức:
+ Công thức định luật Ôm (R = UI); công thức R = ρSl, công thức R = R0(1 + αt) là điện trở suất của chất làm vật dẫn; l, S là chiều dài và tiết diện dây dẫn hình trụ; R0 là điện trở vật dẫn ở 0oC; là hệ số nhiệt điện trở.
+ Các quy tắc tính “Điện trở tương đương” đối với các mạch điện trở ghép với nhau:
* Ghép đơn giản: Dùng các công thức tính điện trở đoạn mạch nối tiếp, song song.
* Ghép phức tạp: Dùng các Quy tắc biến đổi tương đương ở mục Về kiến thức và kỹ năng.
+ Các tính chất của đoạn mạch nối tiếp, song song ở mục Về kiến thức và kỹ năng.
+ Các bài toán “chia thế” (đoạn mạch nối tiếp), “chia dòng” (đoạn mạch song song).
C – CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG

[ads]

TÀI LIỆU CÙNG CHUYÊN MỤC