SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TP.HCM - - TÀI LIỆU HỌC TẬP HỌC KÌ I VẬT LÝ 11 Năm học: 2018 – 2019 (Lưu hành nội bộ) TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC PHẦN MỘT – ĐIỆN HỌC ĐIỆN TỪ HỌC CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1: Điện tích Định luật Cu-lơng A Bài học I Sự nhiễm điện vật Điện tích Tương tác điện Sự nhiễm điện vật - Khi cọ xát vật thủy tinh, nhựa, m ảnh polietilen,… vào d ho ặc lụa, … vật hút vật nh ẹ nh m ẩu gi ấy, s ợi bơng,… Ta nói vật bị nhiễm điện Điện tích Điện tích điểm - Vật bị nhiễm điện gọi vật mang điện, vật tích điện ện tích - Điện tích điểm điện tích có kích thước nhỏ so với khoảng cách mà ta xét Tương tác điện Hai hoại điện tích - Sự đẩy hay hút điện tích gọi tương tác điện - Có loại điện tích: điện tích âm điện tích dương + Các điện tích dấu (cùng loại) đẩy + Các điện tích khác dấu (khác loại) hút II Định luật Cu-lông Hằng số điện môi Định luật Cu-lông - Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt chân khơng có ph ương trùng v ới đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ l ệ thuận với tích đ ộ l ớn c hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng qq F = k 12 r đó, k hệ số tỉ lệ N.m2 k = 9.10 C2 - Trong hệ đơn vị SI, k có giá trị : Lực tương tác điện tích điểm đặt điện mơi đ ồng tính H ằng s ố điện môi - Điện môi môi trường cách điện - Khi đặt điện tích điểm điện mơi đồng tính l ực t ương tác gi ữa chúng ε yếu lần so với đặt chúng chân không ε ≥1 ε - gọi số điện môi môi trường ( ) - Công thức định luật Cu-lông trường hợp : qq F = k 22 εr Đối với chân khơng ε =1 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Hằng số điện môi cho biết đặt ện tích ch ất l ực tác d ụng gi ữa chúng nhỏ lần so với đặt chúng chân không B Bài tập Dạng Lực tương tác hai điện tích điểm đứng yên Định luật Cu-lông Câu Trong chân không đặt electron (e) (coi nh ện tích ểm) cách 5.10 -9 cm Cho biết điện tích e qe = -1,6.10-19 C a Hai điện tích tương tác với nào? b Tìm lực tương tác chúng? Hãy so sánh lực tĩnh ện v ới l ực h ấp d ẫn gi ữa e? (Biết số hấp dẫn G = 6,67.10-11 N.m2/kg2, khối lượng e me = 9,1.10-31 kg) c Nếu cho e vào dầu lửa lực tương tác gi ữa chúng thay đ ổi nh th ế nào? ε (Biết số điện môi dầu hỏa =2,1) d Nếu khoảng cách e tăng lên 2.10 -6 cm, lực tương tác chúng tăng hay giảm? Câu Điện tích điểm q1 = 6.10-5 C, đặt cách điện tích q2 đoạn r = mm, điện tích xuất lực hút tĩnh điện có độ lớn F = 2.10-3 N a Cho biết điện tích q2 điện tích dương hay âm? Vì sao? b Tìm độ lớn điện tích q2 c Nếu lực tương tác điện tích tăng lần, cho bi ết kho ảng cách gi ữa điện tích lúc này? Câu Hai điện tích điểm có độ lớn đặt chân không, cách m ột khoảng cm, chúng xuất lực đẩy F = 1,6.10 -4 N a Hãy xác định độ lớn điện tích điểm trên? b Để lực tương tác chúng 2,5.10-4 N khoảng cách chúng bao nhiêu? Câu Hai cầu nhỏ mang hai điện tích q = 2.10-7 C q2 = 3.10-7 C đặt chân khơng tương tác lực 0,6 N Tìm khoảng cách chúng Câu Hai vật nhỏ mang điện tích đặt khơng khí cách đo ạn lực vật F = 1,8 N Điện tích tổng cộng hai vật Q = 3.10−5 r =1 m, đẩy C Tính điện tích Dạng Tổng hợp lực tác dụng lên điện tích điểm Câu Hai điện tích điểm q1 = - 2.10-8 C, q2 = 2.10-6 C, đặt điểm A, B chân không, cách cm, điểm nằm ện tích ng ười ta đ ặt m ột ện tích q3 = 2.10-6 C, tính lực tương tác q1, q2 tác dụng lên q3 trường hợp sau: a q3 đặt điểm C trung điểm AB b q3 đặt điểm D nằm cách A cm TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Hai điện tích điểm q = q2 = 4.10-10 C đặt hai điểm A B cách khoảng a = 10 cm khơng khí Xác định l ực ện mà q 1, q2 tác dụng lên q3 = 3.10-12 C đặt C cách A B khoảng a Đáp số: 1,87.10-9 N Câu Ba điện tích điểm q1 = −10−7 C, q2 = 5.10−8 C, q3 = 4.10−8 C đặt A, B, C AB = AC = BC = khơng khí (A, B, C thẳng hàng) cm, cm, cm Tính lực tác dụng lên điện tích Câu Hai điện tích điểm q1 = 5.10-5 C q2 = 6.10-5 C đặt điểm A, B cách 10 cm chân không Xác định lực điện tổng h ợp tác dụng lên ện tích q = -5.10-5 C trường hợp sau: a q3 nằm điểm C trung điểm AB b q3 nằm điểm D nằm đường thẳng AB, cách A cm cách B 15 cm c q3 nẳm điểm E cách A 10 cm cách B 10 cm Câu Cho điện tích điểm q q2 có độ lớn nhau, nằm cách cm, lực điện điện tích lực hút có độ lớn F = 2,25.10-3 N a Hãy xác định độ lớn điện tích cho biết chúng dấu hay trái dấu? b Tại trung điểm điện tích nói người ta đặt điện tích q = -2.10-6 C Hãy xác định lực điện tổng cộng tác dụng lên q3? Câu Hai điện tích q = -4.10-8 C, q2 = 4.10-8 C đặt hai điểm A B cách khoảng cm khơng khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi: a q đặt trung điểm O AB b q đặt M cho AM = cm, BM = cm Câu Ba điện tích điểm giác cạnh a = 16 q1 = q2 = q3 = 1,6.10−19 C đặt chân không ba đỉnh tam cm Xác định lực tác dụng lên điện tích Câu Ba điện tích điểm q1 = 4.10−8 C, q2 = −4.10−8 đỉnh ABC tam giác đều, cạnh a =2 C, q3 q3 = 5.10−8 C đặt khơng khí cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH Câu Ba điện tích điểm TỔ KHOA HỌC q1 = 27.10−8 C, q2 = 64.10−8 ba đỉnh tam giác ABC vng góc C Cho lực tác dụng lên q3 C đặt khơng khí BC = 40 cm, cm Xác định vectơ Câu 10 Hai điện tích AB = C, AC = 30 q3 = −10−7 q1 = 4.10−8 C, q2 = −12,5.10−8 C đặt A, B khơng khí, −9 cm Xác định lực tác dụng lên q3 = 2.10 đặt C với CA ⊥ AB CA = cm Dạng Sự cân điện tích q1 = 2.10−8 q2 = −8.10−8 Câu Hai điện tích C, C đặt A B khơng khí, AB = cm Một điện tích q0 đặt C Hỏi C đâu để q0 cân bằng? q1 = −2.10−8 q2 = −8.10−8 Câu Hai điện tích C, C đặt A B khơng khí, AB = 8cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi C đâu để q3 cân bằng? Câu Hai điện tích điểm q = 10-8 C, q2 = 10-8 C đặt A B cách cm chân không a Xác định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 10-6 C đặt trung điểm AB b Phải đặt điện tích q3 = 10-6 C đâu để điện tích q3 nằm cân bằng? Câu Hai điện tích AB = l = q1 = −2.10−8 cm Một điện tích q3 C, q2 = 1,8.10−7 C đặt khơng khí A B, đặt C Hỏi C nằm đâu để q3 cân bằng? Câu Cho hai điện tích q1 = -2.10-8 C, q2 = 18.10-8 C đặt A B khơng khí, AB = cm a Tìm lực tương tác chúng Lực lực hút hay lực đẩy? b Phải thay đổi khoảng cách gi ữa chúng để lực t ương tác gi ữa chúng không thay đổi đặt chúng vào điện môi, biết số điện mơi ε = 16 c Một điện tích q3 đặt C Tìm vị trí đặt q3 để q3 nằm cân BÀI 2: THUYẾT ELECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH A Bài học I Thuyết electron Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích nguyên tố TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Nguyên tử có cấu tạo gồm hạt nhân mang ện d ương n ằm trung tâm electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh - Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt nơtron không mang ện proton mang điện dương −1, 6.10−19 9,1.10 −31 - Electron có điện tích C khối lượng kg −19 −27 +1, 6.10 1, 6726.10 - Proton có điện tích C khối lượng kg - Số proton hạt nhân số electron nên độ l ớn c ện tích d ương c h ạt nhân độ lớn điện tích âm electron nguyên tử trạng thái trung hòa điện - Điện tích electron điện tích proton ện tích nhỏ nh ất mà ta có th ể có Vì vậy, ta gọi chúng điện tích nguyên tố (âm dương) Thuyết electron - Thuyết electron dựa vào cư trú di chuyển electron đ ể gi ải thích hi ện tượng điện tính chất điện vật - Nội dung thuyết electron: + Electron rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi đến n khác Nguyên t Na + bị electron trở thành hạt mang điện dương gọi ion dương Ví dụ: ion + Một ngun tử trung hòa nhận thêm electron để tr thành m ột hạt mang ện Cl − âm gọi ion âm Ví dụ: ion + Một vật nhiễm điện âm số electron mà chứa l ớn h ơn s ố ện tích nguyên t ố dương (proton) Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện - Vật (chất) dẫn điện vật (chất) có chứa nhi ều ện tích t ự Kim lo ại có ch ứa nhiều electron tự do; dung dịch axit, bazơ muối có ch ứa nhi ều ion t ự Chúng chất dẫn điện - Vật (chất) cách điện vật (chất) không chứa ch ứa r ất ện tích t ự Khơng khí khơ, dầu, thủy tinh, sứ, cao su… chất điện Sự nhiễm điện tiếp xúc - Nếu cho vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhi ễm ện b ị nhiễm điện dấu với vật Đó nhiễm điện tiếp xúc Sự nhiễm điện hưởng ứng - Đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M m ột kim loại MN trung hòa điện Ta thấy đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhi ễm ện d ương S ự nhiễm điện kim loại MN nhiễm điện hưởng ứng III Định luật bảo tồn điện tích - Trong hệ cô lập điện, tổng đại số điện tích khơng đổi - Hệ vật lập điện hệ vật khơng có trao đổi điện tích với vật khác ngồi hệ TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC B Bài tập Câu Hai cầu trung hòa điện đặt khơng khí, cách 12 cm Gi ả s có 5.1012 electron từ cầu di chuyển sang cầu Hỏi qu ả c ầu hút hay đẩy nhau? Tính độ lớn lực tương tác (Bi ết ện tích electron: -1,6.10 -19 C) Câu Hai cầu kim loại nhỏ giống tích ện q = 4.10-7 C q2 hút lực 0,5 N chân không với khoảng cách chúng cm a Tính điện tích q2 b Cho hai cầu tiếp xúc đặt xa cách cm Tìm l ực t ương tác Đáp số: a q2 = -1,25.10-7 C; b F = 0,189 N +27 µC Câu Có cầu kim loại, kích thước Qu ả c ầu A mang ện tích , −3 µC cầu B mang điện tích , cầu C khơng mang điện Cho hai cầu A, B chạm tách chúng Sau lại cho hai cầu B, C ch ạm Hỏi ện tích cầu? Điện tích tổng cộng cầu lúc lúc sau cùng? Câu Cho cầu kim loại nhỏ, giống nhau, nhiễm điện cách 20 cm L ực hút hai cầu 1,2 N Cho hai cầu ti ếp xúc v ới r ồi l ại tách chúng đến khoảng cách cũ hai cầu đẩy v ới lực đ ẩy l ực hút H ỏi ện tích lúc đầu cầu? q1 q2 Câu Hai cầu kim loại nhỏ mang điện tích , đặt khơng khí cách r =2 cm, đẩy lực F = 2,7.10−4 lại đưa vị trí cũ, chúng đẩy lực N Cho hai cầu tiếp xúc F' = 3,6.10−4 q1 q2 N Tính , Câu Hai cầu nhỏ kim loại giống hệt nhau, mang ện tích q q2 đặt cách 10 cm chân khơng chúng hút m ột l ực 40,5N Cho chúng ti ếp xúc với đặt trở lại vị trí cũ thấy lực tương tác chúng giảm 11,25 lần Tìm q1 q2 Câu Người ta treo hai cầu nhỏ có khối lượng m = 0,01 g b ằng nh ững sợi dây có chiều dài (khối lượng dây không đáng k ể) Khi hai qu ả c ầu nhi ễm điện độ lớn dấu chúng đẩy cách kho ảng r = cm Lấy g = 9,8 m/s2 Tìm độ lớn điện tích hai cầu Bỏ qua lực hấp d ẫn gi ữa hai cầu TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Hai cầu nhỏ giống nhau, có điện tích q khối lượng m = 10 g treo hai sợi dây chiều dài l = 30 cm vào m ột ểm O Gi ữ qu ả c ầu c ố α định theo phương thẳng đứng, dây treo cầu bị lệch góc = 60o so với phương thẳng đứng Cho g = 10m/s2 Tìm q? Đáp số: q = 10-6 C Câu Hai cầu giống tích điện q = q2 = 10-6 C treo vào điểm O hai sợi dây, không dãn, dài 10cm Khi hai ện tích cân b ằng hai ện tích điểm điểm treo tạo thành tam giác Tìm lực căng dây treo Đáp số: 1,8 N Câu 10 Trong nguyên tử H, e quay xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn v ới bán kính R = 5.10-11 m Hãy tính vận tốc tần số chuyển động e (cho khối lượng c e 9,1.10-31 kg, điện tích proton qp = 1,6.10-19 C) BÀI 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN A Bài học I Điện trường - Điện trường dạng vật chất (môi trường) bao quanh ện tích g ắn li ền v ới điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt II Cường độ điện trường Định nghĩa - Để đặc trưng cho mạnh, yếu điện trường ểm, ta xây d ựng khái ni ệm cường độ điện trường - Cường độ điện trường điểm đại lượng đặc trưng cho tác dụng l ực c ện trường điểm Nó xác định thương số độ l ớn l ực ện F tác d ụng lên điện tích thử q (dương) đặt điểm độ lớn q F E= q đó, E cường độ điện trường điểm mà ta xét Vectơ cường độ điện trường - Cường độ điện trường biểu diễn vectơ gọi vect c ường độ ện trường r r F E= q - Vectơ cường độ điện trường ur E có: TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC + phương chiều trùng với phương chiều lực điện tác d ụng lên ện tích th q dương + chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn cường độ ện trường theo m ột t ỉ xích Đơn vị đo cường độ điện trường - Đơn vị đo cường độ điện trường vôn mét (V/m) Cường độ điện trường điện tích điểm - Cơng thức tính cường độ điện trường điện tích điểm Q chân không: Q F E= =k q r - Công thức cho thấy độ lớn cường độ điện trường E không ph ụ thu ộc vào đ ộ l ớn điện tích thử q Nguyên lý chồng chất điện trường uu r uu r E1 E - Các điện trường , đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q cách độc l ập ur E với điện tích q chịu tác dụng điện trường tổng hợp : ur uu r uur E = E1 + E - Các vectơ cường độ điện trường điểm tổng hợp theo quy tắc hình bình hành III Đường sức điện Định nghĩa - Đường sức điện đường mà tiếp tuyến ểm giá c vect c ường độ điện trường điểm Nói cách khác, đường sức điện đ ường mà l ực ện tác dụng dọc theo Hình dạng đường sức số điện trường - Đường sức điện điện trường điện tích điểm - Những trường hợp khác: TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Các đặc điểm đường sức điện - Qua điểm điện trường có đường sức điện mà thơi - Đường sức điện đường có hướng Hướng đường sức điện t ại ểm hướng vectơ cường độ điện trường điểm - Đường sức điện điện trường tĩnh điện đường khơng khép kín Nó t ện tích dương kết thúc điện tích âm - Ở chỗ cường độ điện trường lớn đường sức điện mau, ch ỗ c ường đ ộ điện trường nhỏ đường sức điện thưa Điện trường - Điện trường điện trường mà vectơ cường độ điện trường t ại m ọi ểm có phương, chiều độ lớn; đường sức điện đường thẳng song song cách B Bài tập Dạng Tính cường độ điện trường điểm hay nhiều điện tích gây Câu Một điện tích điểm q = 4.10-8 C đặt khơng khí a Hãy xác định cường độ điện trường điện tích gây ểm M cách ện tích đoạn cm b Nếu M đặt điện tích q’ = -2.10-8 C q’ có bị tác dụng lực tĩnh điện hay khơng? Nếu có, tính độ lớn lực này? Câu Tại điểm N nằm cách điện tích q khoảng cm tồn điện trường E = V/m a Hãy xác định điện tích q1? b Nếu điểm M nằm cách q 1 khoảng cm có điện tích q = 4.10-8 C tính lực điện q1 tác dụng lên q2? Điện tích q2 có tác dụng lực lên q1 hay khơng? Câu Hai điện tích điểm q1 = 3.10-7 C, q2 = 3.10-8 C đặt điểm A, B chân không AB = cm 10 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Ứng dụng - Tia lửa điện dùng phổ biến động nổ để đốt hỗn h ợp n ổ (là h xăng lẫn khơng khí) xilanh Bô phận để tạo tia lửa điện bugi - Giải thích tượng sét tự nhiên VI Hồ quang điện điều kiện tạo hồ quang điện Định nghĩa - Hồ quang điện q trình phóng điện ………………… xảy chất khí áp su ất ………… áp suất …………… đặt hai điện cực có điện ……………………… - Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt tỏa sáng mạnh 50 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Điều kiện tạo hồ quang điện - Thoạt đầu, người ta làm cho hai điện cực nóng đỏ đến mức có th ể phát đ ược m ột lượng lớn electron phát xạ nhiệt electron Sau đó, ta t ạo m ột ện tr ường đủ mạnh hai điện cực để ion hóa chất khí, tạo tia l ửa ện gi ữa hai ện c ực Khi có tia lửa điện, q trình phóng ện t ự l ực v ẫn ti ếp t ục trì, m ặc dù ta giảm hiệu điện hai điện cực đến giá trị không l ớn Nó t ạo m ột cung sáng gọi hồ quang điện Ứng dụng - Hồ quang điện có nhiều ứng dụng hàn điện, làm đèn chi ếu sáng, đun ch ảy v ật liệu,… B Bài tập Câu Khơng khí điều kiện bình thường khơng dẫn điện phân tử chất khí A khơng thể chuyển động thành dòng B khơng chứa hạt mang điện C chuyển động hỗn loạn khơng ngừng D ln trung hòa điện, chất khí khơng có hạt tải Câu Khi đốt nóng chất khí, trở lên dẫn điện A vận tốc phân tử chất khí tăng B khoảng cách phân tử chất khí tăng C phân tử chất khí bị ion hóa thành hạt mang điện tự D chất khí chuyển động thành dòng có hướng Câu Dòng điện chất khí dòng chuyển dời có hướng A ion dương B ion âm C ion dương ion âm D ion dương, ion âm electron tự Câu Hiện tượng sau tượng phóng điện chất khí? A Đánh lửa bugi B Sét C Hồ quang điện D Dòng điện chạy qua thủy tinh BÀI 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN A Bài học I Chất bán dẫn tính chất 51 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Khi nghiên cứu vật liệu, người ta thấy nhiêu ch ất không th ể xem kim lo ại ho ặc điện môi, tiêu biểu gecmani silic, gọi ch ất bán d ẫn ho ặc g ọi t bán dẫn - Những biểu quan trọng chất bán dẫn: + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất chất bán dẫn siêu tinh ết …………………… Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất …………………… , hệ số nhiệt ện tr có giá tr ị âm Ta g ọi dẫn điện riêng chất bán dẫn + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào ………………… Lúc này, ta nói s ự dẫn điện chất bán dẫn dẫn điện tạp chất + Điện trở suất chất bán dẫn giảm đáng kể bị ……………………… ho ặc b ị tác dụng tác nhân ion hóa khác II Hạt tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Bán dẫn loại n bán dẫn loại p - Mẫu silic pha tạp photpho (P), asen (As), antimon (Sb), ch ứng t ỏ h ạt t ải ện mang điện ……………, nên gọi bán dẫn loại n - Mẫu silic pha tạp Bo (B), nhôm (Al) gali (Ga), ch ứng t ỏ h ạt t ải ện mang ện ………, nên gọi bán dẫn loại p Electron lỗ trống - Khi electron bị rứt khỏi mối liên kết, tr nên tự thành h ạt t ải ện g ọi ……………………… Chỗ liên kết đứt thiếu electron nên mang điện dương - Chuyển động electron liên kết bây gi có th ể em nh chuy ển đ ộng c m ột điện tích dương theo chiều ngược lại, gọi ………………… - Dòng điện chất bán dẫn dòng electron dẫn chuy ển đ ộng …………………… điện trường dòng lỗ tróng chuyển động …………………………… điện trường Tạp chất cho (đôno) tạp chất nhận (axepto) - Khi pha tạp chất nguyên tố có electron hóa tr ị vào tinh th ể silic, chúng cần dùng electron hóa trị để liên kết nên electron th ứ r ất d ễ tr thành electron tự do, nên nguyên tử tạp chất cho tinh thể electron d ẫn Ta g ọi tạp chất cho hay đơno Vì thế, hạt t ải ện bán d ẫn lo ại n ch ủ y ếu electron - Khi pha tạp chất nguyên tử có electron hóa tr ị vào tinh th ể silic, chúng ph ải lấy electron nguyên tử silic lân cận để có đủ m ối liên k ết Chúng nh ận electron liên kết sinh lỗ trống, nên gọi t ạp ch ất nh ận hay axepto Vì th ế hạt tải điện bán dẫn loại p chủ yếu lỗ trống III Lớp chuyển tiếp p – n - Lớp chuyển tiếp p – n chỗ tiếp xúc mi ền mang tính dẫn p mi ền mang tính dẫn n tạo tinh thể bán dẫn Lớp nghèo - Tại lớp chuyển tiếp p – n electron tự lỗ tr ống trà tr ộn vào Khi electron gặp lỗ trống, nối lại mối liên kết, cặp electron – l ỗ tr ống bi ến m ất Do ỏ lớp chuyển tiếp p – n hình thành l ớp khơng có h ạt t ải ện g ọi ………………… Điện trở lớp nghèo …………………… Dòng điện chạy qua lớp nghèo 52 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Nếu đặt điện trường có chiều hướng từ bán dẫn p sang bán d ẫn n l ỗ tr ống bán dẫn p chạy theo chiều điện trường vào l ớp nghèo, electron bán d ẫn n chạy ngược chiều điện trường vào lớp đó, có dòng ện ch ạy qua l ớp nghèo từ miền ……… sang miền ……… - Khi đảo chiều điện trường ngồi, dòng điện khơng thể chạy t mi ền n sang mi ền p, khơng có hạt tải điện đến lớp nghèo - Ta gọi chiều dòng điện qua lớp nghèo (từ p sang n) chi ều ……………, chi ều (từ n sang p) chiều …………… Hiện tượng phun hạt tải điện - Khi dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p – n theo chi ều thu ận, h ạt t ải ện vào lớp nghèo tiếp sang miền đối diện, ta nói có hi ện tượng phun hạt tải điện từ miền sang miền khác IV Điôt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn - Điôt bán dẫn thực chất lớp chuyển tiếp p – n - Khi nối điôt vào mạch điện xoay chiều, dòng ện ch ạy theo m ột chi ều, nên ta nói điơt bán dẫn có tính chỉnh lưu Nó dùng để l ắp m ạch ch ỉnh l ưu, bi ến ện ………………… thành ………………… - Kí hiệu: B Bài tập Câu Silic pha tạp asen có hạt tải A eletron bán dẫn loại n B eletron bán dẫn loại p C lỗ trống bán dẫn loại n D lỗ trống bán dẫn loại p Câu Phát biểu sau đặc điểm bán dẫn không đúng? A Điện trở suất bán dẫn lớn so với kim loại nhỏ so v ới ện môi B Điện trở suất bán dẫn giảm mạnh nhiệt độ tăng C Điện trở suất phụ thuộc mạnh vào hiệu điện D Tính chất dẫn điện bán dẫn phụ thuộc nhiều vào tạp chất có mặt tinh thể Câu Silic pha pha tạp với chất sau không cho bán dẫn loại p? A Bo B Nhôm C Gali D Phốt Câu Lỗ trống A hạt có khối lượng electron mang điện +e B ion dương di chuyển tụ bán dẫn C vị trí liên kết bị thếu electron nên mang điện dương D vị trí lỗ nhỏ bề mặt khối chất bán dẫn Câu Bản chất dòng điện chất bán dẫn dòng chuyển dời có hướng A electron lỗ trống ngược chiều điện trường B electron lỗ trống chiều điện trường 53 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC C electron chiều điện trường lỗ trống ngược chiều điện trường D lỗ trống chiều điện trường electron ngược chiều điện trường Câu Nhận xét sau không lớp tiếp xúc p – n? A chỗ tiếp xúc bán dẫn loại p bán dẫn loại n B lớp tiếp xúc có điện trở lớn so với lân cận C lớp tiếp xúc cho dòng điện dễ dàng qua theo chiều từ bán dẫn n sang bán d ẫn p D lớp tiếp xúc cho dòng điện qua dễ dàng theo chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n Câu Điôt bán dẫn có cấu tạo gồm A hai lớp tiếp xúc p – n C lớp tiếp xúc p – n B ba lớp tiếp xúc p – n D bốn lớp tiếp xúc p – n Câu Điôt bán dẫn có tác dụng A chỉnh lưu dòng điện (cho dòng điện qua theo chiều) B làm cho dòng điện qua đoạn mạch nối tiếp với có độ lớn khơng đổi C làm khuyếch đại dòng điện qua D làm dòng điện qua thay đổi chiều liên tục MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ I CỦA CÁC TRƯỜNG Trường THPT Nguyễn Du I Lý thuyết (5 đ) Câu (1,5 đ) Nêu định nghĩa điện dung tụ ện Viết bi ểu th ức, thích đ ơn vị Câu (1,5 đ) Suất điện động nguồn điện gì? Viết biểu thức, thích đơn vị Câu (1 đ) Định nghĩa tia lửa điện Câu (1 đ) Phát biểu định luật Fa-ra-đây thứ Viết biểu thức, thích đơn vị II Bài toán (5 đ) Câu (1 đ) Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn k ế để đo su ất nhi ệt 300 C điện động cặp Một đầu mối hàn để nhiệt độ bình thường , đầu mối hàn tiếp xúc với lò no, milivơn kế 39,525 mV, bi ết h ệ s ố nhi ệt ện đ ộng c 42,5 µ cặp V/K Nhiệt độ lò ? 54 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH Câu (1 đ) Cho điện trở R1 R2 mắc nối tiếp đem mắc vao nguồn điện có Ω suất điện động V điện trở Cường độ dòng điện qua mạch 0,2 A Công suất tiêu thụ TỔ KHOA HỌC R1 R2 R1 R2 gấp lần công suất tiêu thụ Tìm U = 110 Câu (1 đ) Người ta đặt hiệu điện V vào cực bình điện phân để điện phân Niken phủ lên kim loại thời gian ện phân 16 phút giây = 22 Ω Biết Rđp Cho kim loại A Ni = 58 g/mol, nNi = Tính khối lượng Ni bám lên bề mặt Câu (2 đ) Cho mạch điện hình vẽ : nguồn có 24 pin loại mắc thành n hàng, mối hàng m pin nối tiếp Mạch gồm E = 1,5 R1 V; r = 12 Ω bóng đèn R = 20 Ω có ghi (6 V – W), Vơn kế có điện trở lớn a Khi đèn sáng bình thường Tìm số vôn kế b Xác định giá trị m, n để số vôn kế lớn Trường THPT Nguyễn Thượng Hiền Câu (2 đ) Hiệu điện hai điểm điện trường: Đ ịnh nghĩa, vi ết bi ểu th ức đơn vị hệ SI Câu (1,5 đ) Phát biểu định luật Jun – Len-xơ Nêu công thức, ý nghĩa, đơn vị Câu (1,5 đ) Hiện tượng nhiệt điện gì? Suất ện động nhi ệt ện ph ụ thu ộc vào yếu tố nào? 55 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Áp dụng: Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động khơng đun có t = 200 C đầu lại bị đun nóng nhiệt độ nhiệt điện 2,6 mV nhiệt độ t 20C α T = 6,5 µ t 20C V/K Một đầu Để suất điện động bao nhiêu? Câu ,(2 đ) Một cầu nhỏ khối lượng m = 0,2 q = 2.10−8 g mang điện tích C r E treo sợi dây không dãn đặt vào ện trường đ ều có đường sức nằm α = 450 ngang Khi cầu cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng m ột góc g = 10 Lấy m/s2 Tính: a Độ lớn cường độ điện trường b Lực căng T sợi dây Câu (3 đ) Cho mạch điện hình vẽ Bộ nguồn mắc hỗn h ợp đối x ứng gồn n dãy, r = 0,6 Ω E=2 dãy có m nguồn giống mắc nối tiếp, nguồn có V, Cho R1 = 1,2 Ω R R3 = Ω AgNO3 ; (6 V – W) ; bình điện phân đựng dung dịch với cực dương Ag ; Ampe kế có R4 = Ω RA = Bỏ qua điện trở dây nối, Vơn kế có giả sử điện trở đèn không thay đổi Biết RV lớn, Ag = 108 n = ; R2 Khi K mở: Đèn sáng bình thường Tìm số vơn kế V Khi K đóng: sau 16 phút giây có 0,864 gam Ag bám vào catơt c bình ện phân a Tìm cường độ dòng điện qua bình điện phân b Tìm số ampe kế A số vôn kế V? c Xác định cách mắc nguồn 56 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Trường THPT Bùi Thị Xuân A Phần chung (7 đ) Câu (2 đ) Điện dung tụ điện: định nghĩa, vi ết công thức gi ải thích đ ại lượng cơng thức Định nghĩa đơn vị điện dung q1 q2 Câu (0,5 đ) Đặt hai điện tích thử , dấu dương vào điện trường q1 q2 điện tích điểm Q Hãy vẽ đường sức điện tích Q vị trí đ ặt , (trên hình) cho: a Hai điện tích thử dịch chuyển theo hai hướng vng góc b Hai điện tích thử dịch chuyển theo hai hướng ngược m1 = 200 120 C Câu (1,5 đ) Một ấm đồng có khối lượng g chứa 500 g nước R = 24 Ω đặt lên bếp điện Điện trở bếp Bếp điện sử dụng hiệu điện định mức 120 V Sau thời gian phút người ta thấy nhi ệt đ ộ n ước tăng lên đ ến 600 C Tính hiệu suất bếp Cho biết nhiệt dung riêng nước đồng lần l ượt Cn = 4200 = 380 J/kg.độ ; Cđ J/kg.độ Câu (3 đ) Cho mạch điện hình vẽ: Hai nguồn điện gi ống mắc song song, nguồn có suất điện động E=9 Bình điện phân chứa dung dịch V, điện trở AgNO3 r = Ω R1 biến trở với anơt bạc có điện trở biết bạc có khối lượng mol nguyên tử hóa trị lần l ượt A = 108 R2 = Ω n =1 R4 = Ω RV bóng đèn (3 V – W), , lớn Điện trở dây nối khơng đáng kể Cho biết bóng đèn sáng bình thường Hãy tính: a Thời gian điện phân làm cho anơt bị mòn 0,432 g b Cơng suất hữu ích nguồn R = 1,5 Ω Cho a Tính số vơn kế C = µF b Thay vơn kế tụ điện có điện dung Tính điện tích tụ điện nC 57 ) (cho R3 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC B Phần bắt buộc (3 đ) A1 I/ Dành cho lớp ban A, Câu (1,5 đ) Nêu chất dòng điện chất khí Định nghĩa d ạng phóng ện chất khí áp suất thường Câu (1,5 đ) Cho đoạn mạch AB hình vẽ: hai đèn Đ Đ2 có điện trở nhau; R1 = R = Ω r1 = Ω E1 E1 = 30 Khi mắc hai đầu đoạn mạch AB với nguồn ện ( V; r2 = Ω V; ) đo cơng suất tiêu thụ mạch P = 72 có giá trị W thấy đèn Đ1 sáng bình thường Tính giá trị ghi đèn Đ1 ) nguồn E2 ( E2 = 36 II/ Dành cho lớp ban B, D Câu (1,5 đ) Nêu chất dòng điện kim loại Nêu cấu t ạo c ặp nhi ệt ện Do đâu mà cặp nhiệt điện có suất ện động? Vi ết bi ểu th ức su ất ện đ ộng E = 18 Câu (1,5 đ) Cho mạch điện hình vẽ Nguồn ện có suất ện động V điện trở lớn, RA ≈ r =1 Ω Biến trở Rb R MN = 16 Ω R = Ω R V có điện trở toàn phần , Điện trở dây nối khơng đáng kể Tìm số ampe kế vơn k ế chạy C vị trí biến trở R MN 58 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Trường THPT Phú Nhuận Câu (2 đ) Điện trường gì? Định nghĩa cường độ ện tr ường ểm vi ết công thức? Câu (1,5 đ) Phát biểu viết biểu thức định luật Joule – Lenz Câu (1,5 đ) Nêu chất dòng điện kim loại chất khí q1 q2 = −3,6.10−6 q3 > Câu (2 đ) Lần lượt đặt điện tích ; C điểm A, B, C AB = 30 BC = 40 AC = 50 Cho cm; cm; cm Biết hệ thống điện tích đặt uuu r q3 AB khơng khí Lực điện tổng hợp tác dụng lên song song với Xác định q1 a Dấu độ lớn điện tích ? q3 b Vectơ cường độ điện trường tổng hợp tác dụng lên điện tích ? 59 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu (3 đ) Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện có suất ện động r =1 Ω dung dịch ξ điện trở R = Ω R = R3 = R = Ω R Các điện trở ; bình điện phân đựng CuSO4 có cực dương đồng Biết sau điện phân 16 phút giây A Cu = 64 khối lượng đồng thu cực âm bình điện phân 0,32 g Cho n =2 g/mol, hóa trị a Tính cường độ dòng điện qua bình điện phân qua điện trở ξ b Tính suất điện động nguồn hiệu suất nguồn c Giả sử ta nối hai điểm M N sợi dây dẫn có ện tr không đáng k ể su ất điện động nguồn có giá trị tính Tìm cường độ dòng điện qua nguồn Trường THPT Lê Quý Đôn A/ Lý thuyết (6 đ) Câu (2 đ) Điện trường gì? Phát biểu định nghĩa vi ết công th ức c c ường đ ộ điện trường Câu (2 đ) Dòng điện gì? Thế dòng điện khơng đổi, vi ết cơng thức tính c ường độ dòng điện không đổi ghi đơn vị 60 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Áp dụng: Một dòng điện khơng đổi có cường độ mA chạy qua ện tr phút Tính điện lượng qua tiết diện điện trở thời gian nói Câu (2 đ) Nêu chất dòng điện trong: chất bán d ẫn, chất khí, kim loại, giải thích nguyên nhân gây điện trở kim loại B/ Bài toán (4 đ) q1 q2 Câu (2 đ) Cho hai cầu nhỏ mang điện đặt cố định hai điểm A B, cách cm khơng khí, lực đẩy gi ữa chúng 0,4 N Đi ện tích t c ộng c 5.10−7 C chúng q1 q2 q1 > q a Tìm biết 1,5 b Tính độ lớn cường độ điện trường tổng hợp M cách A B cm ξb = 18 rb = Ω Câu (2 đ) Cho mạch điện: nguồn có V, Mạch gồm biến trở RX , đèn ghi (12 V – W), bình điện phân chứa dung dịch điện trở R b = 12 Ω CuSO4 với anôt đồng có Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, vơn kế có điện trở lớn Cho A Cu = 64 n = , RX = Ω + K mở: chỉnh Tìm số ampe kế vơn kế Tính hiệu suất nguồn RX + K đóng: chỉnh lại để đèn sáng bình thường Tính - Khối lượng Cu thu thời gian 32’10’’ RX - Giá trị biến trở lúc RX RX Trong trường hợp K đóng, để công suất tiêu thụ bi ến tr lớn phải bao nhiêu? Tính cơng suất lớn 61 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Trường THPT Mạc Đĩnh Chi Câu (2 đ) a Phát biểu định luật Cu-lông b Nêu định nghĩa hiệu điện hai điểm điện trường Câu (2,5 đ) a Nêu chất dòng điện môi trường: kim loại, chất ện phân, chất khí b Nêu tính chất tia catôt Câu (1 đ) q1 = 4.10−8 q2 = 16.10−8 Hai điện tích điểm C C đặt cách cm môi trường ε = 4,5 điện mơi đồng tính có số điện mơi Tính độ lớn lực tương tác hai điện tích Câu (2 đ) Cho mạch điện hình vẽ: Nguồn có suất điện động ện tr l ần l ượt r =3Ω E = 24 Ω V, Biết R điện trở có giá trị khoảng từ đến công suất tỏa nhiệt điện trở R 45 W Tính giá trị điện trở R? Câu (2,5 đ) Cho mạch điện hình vẽ: nguồn giống nhau, nguồn có suất ện động ện r =2 Ω E = 4,7 trở V, , A ampe kế có điện trở không đáng kể, R biến trở, Đ đèn (6 V – W) a Tính suất điện động điện trở nguồn tương đương R =5 Ω b Chỉnh Tìm số ampe kế A? Hỏi đèn có sáng bình thường không? c Nếu giảm giá trị R lượng nhỏ từ giá trị câu b độ sáng c đèn tăng hay giảm? 62 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Trường THPT Mạc Đĩnh Chi Câu (3 đ) Nêu chất dòng điện mơi trường: Kim loại Chất khí Chất điện phân R =5 Ω Câu (3 đ) Một điện trở mắc vào hai cực nguồn điện có suất điện E = 12 r = Ω động điện trở theo thứ tự V; Tính cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện Tính cơng suất nguồn điện Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R phút Câu (1 đ) Một bóng đèn Đ có ghi (6 V – W) đ ược m ắc vào hai c ực c m ột ngu ồn điện khơng đổi thấy đèn sáng bình thường hi ệu su ất c ngu ồn ện 80% Tính suất điện động điện trở nguồn Câu (3 đ) Cho mạch điện hình vẽ dưới: Nguồn điện khơng đổi có suất điện động điện trở là: E = 10,2 V r =2 Ω Các điện trở R1 = Ω ; R = Ω R = 12 Ω A1 A ; Bỏ qua điện trở ampe kế , dây nối A1 A2 Tìm số ampe kế R2 Tính cơng suất tỏa nhiệt A2 Bây thay ampe kế vơn kế V có điện trở lớn Tìm số vơn kế V 63 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC 64 ... nhiễm điện vật Điện tích Tương tác điện Sự nhiễm điện vật - Khi cọ xát vật thủy tinh, nhựa, m ảnh polietilen,… vào d ho ặc lụa, … vật hút vật nh ẹ nh m ẩu gi ấy, s ợi bơng,… Ta nói vật bị nhiễm... Một vật nhiễm điện âm số electron mà chứa l ớn h ơn s ố ện tích nguyên t ố dương (proton) Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện - Vật. .. quanh - Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn Q = RI2t Cơng suất tỏa nhiệt vật dẫn có dòng điện chạy