Tổng hợp kiến thức vật lý 9 cực hay

Chương 1: Điện học

– Định luật Ôm: Cường độ dòng 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.

Công thức: I = U / R

Trong đó: I: Cường độ dòng điện (A)

U: Hiệu điện thế (V)

R: Điện trở (Ω)

Ta có: 1A = 1000mA và 1mA = 10^-3 A

– Điện trở dây dẫn:

Công thức: R = U / I

Đơn vị: Ω. 1MΩ = 10³ kΩ = 10⁶ Ω

+ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở hợp thành:

Công thức: R_td = R₁ + R₂ +…+ R_n

+ Nghịch đảo điện trở tương đương của đoạn mạch song song được tính bằng cách lấy tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ:

1/R_td = 1/R₁ + 1/R₂ +…+ 1/R_n

* Chú ý:

- Điện trở của một dây dẫn là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của dây dẫn đó.

- Điện trở của dây dẫn chỉ phụ thuộc vào bản thân dây dẫn. 

– Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc nối tiếp:

+ Cường độ dòng điện như nhau tại mọi điểm: I = I₁ = I₂ =…= I_n

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U₁ + U₂ +…+ U_n

– Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song:

+ Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng 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 =…= U_n

– Công thức tính điện trở thuần của dây dẫn R = ρ.l/s

Trong đó:

l – Chiều dài dây (m)

S: Tiết diện của dây (m²)

ρ: Điện trở suất (Ωm)

R: Điện trở (Ω)

* Ýnghĩa của điện trở suất

- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất liệu) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m².

- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt. 

* Chú ý:

- Công thức tính tiết diện của dây theo bán kính (R) và đường kính dây (d): 

- Công suất điện:

Công thức: P = U.I

Trong đó:

P – Công suất (W)

U – Hiệu điện thế (V)

I – Cường độ dòng điện (A)

Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện cũng có thể tính bằng công thức: P = I²R hoặc P = U² / R hoặc tính công suất bằng P = A / t

– Công của dòng điện:

Công thức: A = P.t = U.I.t

Trong đó:

A – Công của lực điện (J)

P – Công suất điện (W)

t – Thời gian (s)

U – Hiệu điện thế (V)

I – Cường độ dòng điện (A)

Đơn vị: Oát (W); 1MW=1000kW=1.000.000W 

1W=103kW=10-6MW

– Hiệu suất sử dụng điện:

Công thức: H = A₁ / A × 100%

Trong đó:

A₁ – Năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng.

A – Điện năng tiêu thụ.

– Định luật Jun – Lenxơ:

Công thức: Q = I².R.t

Trong đó:

Q – Nhiệt lượng tỏa ra (J)

I – Cường độ dòng điện (A)

R – Điện trở ( Ω )

t – Thời gian (s)

+ Nếu nhiệt lượng Q tính bằng đơn vị calo (cal) thì ta có công thức: Q = 0,24I².R.t

Ngoài ra Q còn được tính bởi công thức: Q=U.I.t hoặc Q = I².R.t

– Công thức tính nhiệt lượng: Q = m.C.Δt

Trong đó:

m – Khối lượng (kg)

C – Nhiệt dung riêng (J/kg.K)

Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ

Chương 2: Điện từ

1. Nam châm vĩnh cửu.

* Đặc điểm:

- Hút sắt hoặc bị sắt hút (ngoài ra còn hút niken, coban…)

- Luôn có hai cực, cực Bắc (N) sơn đỏ và cực Nam (S) sơn xanh hoặc trắng

- Nếu để hai nam châm lại gần nhau thì các cực cùng tên đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau.

* Kim nam châm: Luôn chỉ hướng Bắc-Nam địa lý (la bàn).

* Ứng dụng: Kim nam châm, labàn, Đi-na-mô xe đạp, Loa điện (loa điện có cả hai loại nam châm), động cơ điện đơn giản, máy phát điện đơn giản…

2. Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường

* Thí nghiệm ơxtet: Đặt dây dẫn song song với kim nam châm. Cho dòng điện chạy qua dây dẫn, kim nam châm bị lệch khỏi vị trí ban đầu Þ có lực tác dụng lên kim nam châm (lực từ)

* Kết luận: Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng bất kì đều gây ra tác dụng lực (lực từ) lên kim NC đặt gần nó. Ta nói dòng điện có tác dụng từ.

* Từ trường: là không gian xung quanh NC, xung quanh dòng điện có khả năng tác dụng lực từ lên kim NC đặt trong nó.

* Cách nhận biết từ trường: Nơi nào trong không gian có lực từ tác dụng lên kim NC (làm kim nam châm lệch khỏi hướng Bắc Nam) thì nơi đó có từ trường

3. Từ phổ - đường sức từ

a. Từ phổ: là hình ảnh cụ thể về các đường sức từ, có thể thu được từ phổ bằng rắc mạt sắt lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường và gõ nhẹ

b. Đường sức từ (ĐST):

- Mỗi ĐST có 1 chiều xác định. Bên ngoài NC, các ĐST có chiều đi ra từ cực Bắc (N), đi vào cực Nam (S) của NC

- Nơi nào từ trường càng mạnh thì ĐST dày, nơi nào từ trường càng yếu thì ĐST thưa.

4. Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua.

a. Từ phổ, Đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua:

- Từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và bên ngoài thanh NC là giống nhau

- Trong lòng ống dây cũng có 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 ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của ĐST trong lòng ống dây.

5. Sự nhiễm từ của sắt, thép – Nam châm điện.

a. Sự nhiễm từ của sắt thép:

* Sắt, thép, niken, côban và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường, đều bị nhiễm từ.

* Sau bị đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ được từ tính lâu dài, còn 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 dòng điện chạy qua các vòng dây

+ Tăng số vòng dây của cuộn dây

6. Ứng dụng của NC điện: 

Ampe kế, rơle điện từ, rơle dòng, loa điện (loa điện có cả hai loại nam châm), máy phát điện kĩ thuật, động cơ điện trong kĩ thuật, cần cẩu, thiết bị ghi âm, chuông điện…

a. Loa điện:

- Cấu tạo: Bộ phận chính của loa điện : Ống dây L, nam châm chữ E, màng loa M. Ống dây có thể dao động dọc theo khe nhỏ giữa hai từ cực của NC

- Hoạt động: Trong loa điện, khi dòng điện có cường độ thay đổi được truyền từ micrô qua bộ phận tăng âm đến ống dây thì ống dây dao động. Phát ra âm thanh .Biến dao động điện thành âm thanh

b. Rơle điện từ:

- Rơle điện từ là một thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện.

- Bộ phận chủ yếu của rơle gồm một nam châm điện) và một thanh sắt non

c. Rơ le dòng

- Rơle dòng là một thiết bị tự động ngắt mạch điện bảo vệ động cơ, thường mắc nối tiếp với động cơ.

7. Lực điện từ.

a. .Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện:

- Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, không 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 lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ.

8: Động cơ điện 1 chiều.

a. Cấu tạo động cơ điện một chiều đơn giản

- ĐCĐ có hai bộ phận chính là NC tạo ra từ trường (Bộ phận đứng yên – Stato) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (Bộ phận quay – Rôto)

- Chuyển hóa năng lượng: Điện năng -> cơ năng.

b. Động cơ điện một chiều trong KT:

- Trong ĐCĐ kĩ thuật, bộ phận tạo ra từ trường là NC điện (Stato)

- Bộ phận quay (Rôto) của ĐCĐ kĩ thuật gồm nhiều cuộn dây đặt lệch nhau và song song với trục của một khối trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật ghép lại.

9. Hiện tượng cảm ứng điện từ:

a. Cấu tạo và hoạt động của đinamô ở xe đạp

- Cấu tao: Nam châm và cuộn dây dẫn

- Hoạt động: Khi núm quay thì nam châm quay theo, xuất hiện dòng điện trong cuộn dây làm đèn sáng

b. Dùng NC để tạo ra dòng điện:

- Dùng NC vĩnh cửu: Dòng 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 đó hoặc ngược lại

- Dùng NC điện: Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đóng hoặc ngắt mạch điện của NC điện, nghĩa là trong thời gian dòng 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 dòng điện. Dòng điện đó gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

- Có thể dùng 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu cuộn dây để phát hiện sự đổi chiều của dòng điện cảm ứng, vì đèn LED chỉ sáng khi dòng điện chạy qua đèn theo 2 chiều xác định.

10. Dòng điện xoay chiều:

- Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm chuyển sang tăng. Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều.

- Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

11. Máy phát điện xoay chiều:

- Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay gọi là rôto.

- Có hai loại máy phát điện xoay chiều:

+ Loại 1: Khung dây quay (Rôto) thì có thêm bộ góp (hai vành khuyên nối với hai đầu dây, hai vành khuyên tì lên hai thanh quét, khi khung dây quay thì vành khuyên quay còn thanh quét đứng yên). Loại này chỉ khác động cơ điện một chiều ở bộ góp (cổ góp). Ở máy phát điện một chiều là hai bán khuyên tì lên hai thanh quét.

+ Loại 2: Nam châm quay (nam châm này là nam châm điện)_Rôto

- Khi rôto của máy phát điện xoay chiều quay được 1vòng thì dòng điện do máy sinh ra đổi chiều 2 lần. Dòng điện không thay đổi khi đổi chiều quay của rôto.

- Máy phát điện quay càng nhanh thì HĐT ở 2 đầu cuộn dây của máy càng lớn. Tần số quay của máy phát điện ở nước ta là 50Hz.

12- Các tác dụng của dòng điện xoay chiều – Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều.

- Dòng điện xoay chiều có tác dụng như dòng điện một chiều: tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ …

- Lực điện từ (tác dụng từ) đổi chiều khi dòng điện đổi chiều.

- Dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~) để đo giá trị hiệu dụng của CĐDĐ và HĐT xoay chiều. Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt (+) hay (-)..

- Các công thức của dòng điện một chiều có thể áp dụng cho các giá trị hiệu dụng của cường độ và HĐT của dòng điện xoay chiều

13. Truyền tải điện năng đi xa:

- Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.

- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn 

– Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn:

Công thức: Php = P².R / U²

Trong đó:

P – Công suất (W)

U – Hiệu điện thế (V)

R – Điện trở (Ω)

Chương 3: Quang học

– Công thức của thấu kính hội tụ:

Tỉ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h’= d/d’

Quan hệ giữa d, d’ và f: 1/f= 1/d+ 1/d’

Trong đó:

d – Khoảng cách từ vật đến thấu kính

d’ – Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

f – Tiêu cự của thấu kính

h – Chiều cao của vật

h’ – Chiều cao của ảnh

– Công thức của thấu kính phân kỳ:

Tỉ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h’= d/d’

Quan hệ giữa d, d’ và f: 1/f= 1/d – 1/d’

Trong đó:

d – Khoảng cách từ vật đến thấu kính

d’ – Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

f – Tiêu cự của thấu kính

h – Chiều cao của vật

h’- Chiều cao của ảnh

– Sự tạo ảnh trên phim:

Công thức: h/h’= d/d’

Trong đó:

d – Khoảng cách từ vật đến vật kính

d’ – Khoảng cách từ phim đến vật kính.

h – Chiều cao của vật.

h’ – Chiều cao của ảnh trên phim.

Chương 4: Sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

1. Sự chuyển hóa năng lượng:

- Ta nhận biết được 1 vật có năng lượng khi vật đó có khả năng thực hiện công (cơ năng) hay làm nóng các vật khác ( nhiệt năng)

- Ta nhận biết được hoá năng, điện năng, quang năng khi chúng chuyển hoá thành cơ năng hay nhiệt năng.

- Nói chung mọi quá trình biến đổi trong tự nhiên đều kèm theo sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác hay truyền từ vật này sang vật khác.

- Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng của nó. Thế năng hấp dẫn của vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao.

Động năng của vật càng lớn khi vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh.

2. Định luật bảo toàn năng lượng:
- Năng lượng không tự nhiên sinh ra hoặc tự nhiên mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này qua dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác. Định luật này dùng cho mọi lĩnh vực của tự nhiên.

3. Sự chuyển hóa năng lượng trong các nhà máy phát điện

- Nhiệt điện: năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng rồi thành điện năng.

- Thủy điện: thế năng của nước trên hồ chứa được biến đổi thành động năng rồi thành điện năng.

- Điện gió: động năng của gió được biến đổi thành điện năng.

- Pin mặt trời: biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.

- Điện hạt nhân: năng lượng hạt nhân được biến đổi thành nhiệt năng rồi thành cơ năng cuối cùng thành điện năng.

Trong nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân, đều có máy phát điện trong đó cơ năng được chuyển hóa thành điện năng.

4. Sự chuyển hóa năng lượng trong các dụng cụ tiêu thụ điện:

- Trong các dụng cụ tiêu thụ điện, điện năng được chuyển hóa thành các dạng năng lượng thường dùng như cơ năng, nhiệt năng, quang năng