Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch

1. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Nêu nội dung và biểu thức định luật Jun – Lenxơ ? Câu 2: Nêu công thức tính công của nguồn điện khi có dòng điện I chạy qua nguồn điện trong thời gian t? Ghi chú các đại lượng trong công thức? Trả lời: Câu 1: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó. Biểu thức đñịnh luật Jun- Lenxơ: Q=RI2t Câu 2: Biểu thức tính công của nguồn điện: A= qU=EIt Trong đó: + E: Suất ñiện ñộng của nguồn điện. + I: Cường ñộ dòng điện trong mạch. + t: thời gian dòng điện chạy trong mạch.
2. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
3. Bµi 9. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH E , r Xeùt maïch ñieän kín nhö hình veõ: I R Trong maïch ñieän kín, doøng ñieän I lieân heä vôùi suaát ñieän ñoäng, ñieän trôû trong r, ñieän trôû ngoaøi R nhö theá naøo? Tìm phöông aùn thieát laäp moái lieân heä ñoù? - Phương pháp năng lượng. - Phương pháp thực nghiệm
4. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I. Ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch. E, r + 1- Mạch điện có nguồn điện: - I + Xeùt maïch ñieän nhö hình veõ:Nguồn điện RN có sđđ E điện trở trong r, mạch ngoài có điện trở RN , xét trong thời gian t, dòng điện trong mach I. + Công mà nguồn ñieän thực hiện trong thờiCông gian mà t: A= nguồn EIt điện E 2 + Nhiệt lượng toả ra trên toàn mạch: Q=(Rthực hiệnN+r)I trong.t thời gian t? Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng taTheo coù: định luật bảo toàn và chuyểnNhiệt lượng hoá năng toả ralượngE Q=A -> EIt =(R +r)I2.t ->E=(Rtrên+r)I toàn mạch?I = N ta có Nđiều gì? R + r *Nội dung định luật ôm cho toàn mạch: Cường độ dòng điện chạyTừ biểu trong thức mạch định điện luật kín ômtỉ lệ chothuận toàn với mạch suất điện động của nguồn điệnem hãyvà tỉ phátlệ nghịch biểu vớinội điện dung trở của toàn định phần luật? của mạch đó.
5. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I.Ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch. mA 1- Mạch điện có nguồn điện: R E V I = E = IRN + Ir E, r RrN + + UN = IRN laø hieäu ñieän theá maïch ngoaøi (độ giảm thế mạch ngoài. Ir: độ giảm thế trong nguồn. + Cách phát biểu khác của định luật ôm cho toàn mạch: Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong. UN =E - Ir Nhận xét quan hệ + Hàm của UN theo I là nghịch biến khi I tăng thì UN giảm. giữa UN và I? + Khi I=0 hoặc r 0 thì UN=E, (HĐT giữa hai cực của nguồn điện bằng sđđ của nguồn điện) .
6. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I. Ñònh luaät OÂm ñoái vôùi toaøn maïch. E, r 2.Tröôøng hôïp maïch ngoaøi coù maùy thu ñieän. I + - + Nguồn điện: dòng điện có chiều đi ra từ cực dương.I +Máy thu: dòng điện có chiều đi vào cực dương. + - I Ep ,rp R + Công do nguoàn ñieän thực hiện: A=EIt N +Nhieät löôïng toûa ra trên điện trở R , r: Q=(R +r)I2t SựN khác nhauN gữa nguồn 2 +Ñieän naêng tieâu thuï ôû maùy thu: A’=EđiệnpIt+r vàpI máyt thu? +Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng ta coù: ’ 2 2 2 A = A + Q EIt = EItpp + rIt + RItN + rIt C«ng thøcĐiện®Þnh năngluËt tiêu¤m thụ ®èi víi EE- p =I toµn m¹ch chøaở máynguån thu? vµ m¸y thu RN ++ r rp ®iÖn m¾c nèi tiÕp.
7. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH II- Nhận xét: E E, r 1. Hieän töôïng ñoaûn maïch: I = R + r I I +Hiện tượng đoản mạch xẩy ra khi điện trở mạch ngoài nhỏ không đáng kể (RN 0)-> RN Imax= E/r (r có giá trị nhỏ) + Khi có đoản mạch, nhiệt toả ra trongHiệnnguồn tượnglớn đoảnQ=I mạch2rt -> gây cháy, hỏng nguồn điện hoặc các thiếtxảybị rađiện khi. nào? + Khi m¹ch ®iÖn trong gia ®ình bÞHieän®o¶n m¹chtöôïng cã ñoaûnthÓ g©y maïchho¶ ho¹n, ch¸y næ rÊt nguy hiÓm. coù taùc haïi gì? * ĐÓ tr¸nh hiÖn tîng ®o¶n m¹chÑeå gi x¶yảmra tác®èi hạivíi khim¹ng đoản ®iÖn mạch gia ®ình, ngêi ta thêng dïng cÇuxẩych raì hoÆcta laømat«mat caùchm¾c naøo? nèi tiÕp tríc c¸c t¶i tiªu thô.
8. 8h30 29/10, đám cháy tại tổng kho Sacombank . Ngọn lửa hung dữ âm ỉ cháy suốt 18 giờ, gây thiệt ban đầu ước tính lên tới hơn một triệu USD. Nguyên nhân ban đầu được Phòng cảnh sát PCCC tỉnh Bình Dương xác định do chập điện.
9. BÀI 9-ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH E, r II- Nhận xét: 2- Hiệu suất của nguồn điện: I RN A H = có ich ATP Hiệu suất là gì? +Trong maïch điện kín coâng coù ích cuûa doøng ñieän ñöôïc saûn ra ở mạch ngoài: AcóichTrong= UIt maïch. điện kín coâng coù ích + Công toaøn phaàn cuûa nguoàn ñieän cung caáp: A =EIt và công toàn phần cuûaTP doøng ñieän A U It UIR R H =có ich = N = N =ñöôïc N =saûn ra N ôû ñaâu vaø ñöôïc A EIt E I() R++ r R r TP Ntính Nnhö theá naøo? + Muốn tăng hiệu suất của nguồnCác biệnđiện tapháp giảm đểđiện làm trở tăng trong của nguồn điện. hiệu suất của nguồn điện?
10. Cuûng coá + Bieåu thöùc ñònh luaät OÂm cho toaøn mạch: EE- p Sự khác nhau gữa nguồn I = điện và máy thu. R++ r rp E + HiÖn tîng ®o¶n m¹ch RN 0 -> I = max r + Bieåu thöùc tính hieäu suaát cuûa nguoàn ñieän: AUR H =có ich = N = N ATP E R N + r
11. Bài tập vaän duïng Bài tập 1: Trong mạch điện kín, hiệu điện thế mạch ngoài UN phụ thuộc như thế nào vào điện trở RN của mạch ngoài? A. UN tăng khi RN tăng. B. UN tăng khi RN giảm. C. UN không phụ thuộc vào RN. D. UN lúc đầu giảm, sau đó tăng dần khi RN tăng dần từ 0 tới vô cùng.
12. Bài tập vaän duïng Baøi taäp 2: Xeùt maïch ñieän kín goàm nguoàn ñieän coù suaát ñieän ñoäng E = 2V, ñieän trôû trong baèng r =0,1  maéc vôùi ñieän trôû ngoaøi R = 100 . Tìm hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa nguoàn ñieän, tính hiệu suất của nguồn điện Giaûi +AÙp duïng ñònh luaät OÂm cho toaøn maïch ta coù: E 2 I= = = 0,02A R++ r 100 0,1 + Hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa nguoàn ñieän U=E − Ir = 2 − 0,02.0,1 = 1,998V U 1,998 +Hiệu suất của nguồn điện: H = =100% = 99,9% E 2
13. Bài tập vaän duïng Baøi taäp 3: Xeùt maïch ñieän nhö hình veõ: Nguoàn ñieän coù suaát ñieän E, r ñoäng E = 3V, ñieän trôû trong cuûa nguoàn r = 0.1 I R R ñieän trôû R1 = 4,5 , 1 2 R2 = 5,4  . Tính cöôøng ñoä doøng ñieän qua maïch Giaûi Cöôøng ñoä doøng ñieän qua maïch E 3 I= = = 0,3A Rtd + r (4,5 + 5,4) + 0,1
14. Bài tập vaän duïng Bài tập 4: Ngêi ta m¾c hai cùc cña nguån ®iÖn víi mét biÕn trë cã thÓ thay ®æi tõ 0 ®Õn v« cùc. Khi gi¸ trÞ cña biÕn trë rÊt lín thì hiÖu ®iÖn thÕ giữa hai cùc cña nguån ®iÖn lµ 4,5 (V). Gi¶m gi¸ trÞ cña biÕn trë ®Õn khi cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch lµ 2 (A) thì hiÖu ®iÖn thÕ giữa hai cùc cña nguån ®iÖn lµ 4 (V). SuÊt ®iÖn ®éng vµ ®iÖn trë trong cña nguån ®iÖn lµ A. E = 4,5 (V); r = 4,5 (Ω); B. E = 4,5 (V); r = 2,5 (Ω). C. E= 4,5 (V); r = 0,25 (Ω); D. E = 9 (V); r = 4,5 (Ω). иp ¸n: C + Khi R b»ng v« cïng thì I = 0 ➔ E = U = 4,5 (V) +Khi I = 2 A vµ U = 4 V ➔ E= IR + Ir = U + Ir ➔ r =(E- U)/I = 0.25 Ω
15. Bài tập về nhà: • Bài 5, 6, 7 SGK trang 54. • Bài 9.1 đến 9.8 SBT trang 23, 24.