Bài giảng phân tích chương trình vật lý phổ thông - Chương 7

Phần dòng điện không đổi, hay có khi gọi là dòng điện một chiều đề cập đếncác khái niệm liên quan đến dòng điện, nguồn điện, điều kiện để có dòng điện.Định luật Ôm là nội dung rất quan trọng được xây dựng trên cơ sở thực nghiệmhoặc từ định luật bảo toàn năng lượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng phân tích chương trình vật lý phổ thông - Chương 7 bµi gi¶ng ph©n tÝch ch−¬ng tr×nh vËt lÝ phæ th«ng - 2004 Ch−¬ng 7 d¹y häc phÇn Dßng ®iÖn kh«ng ®æiI. §Æc ®iÓm PhÇn dßng ®iÖn kh«ng ®æi, hay cã khi gäi lµ dßng ®iÖn mét chiÒu ®Ò cËp ®Õnc¸c kh¸i niÖm liªn quan ®Õn dßng ®iÖn, nguån ®iÖn, ®iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ®iÖn.§Þnh luËt ¤m lµ néi dung rÊt quan träng ®−îc x©y dùng trªn c¬ së thùc nghiÖmhoÆc tõ ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng l−îng.II. Ph©n tÝch néi dung kiÕn thøc2.1. Nguån ®iÖn - SuÊt ®iÖn ®éng - §Þnh luËt ¤m2.1.1. Néi dung kiÕn thøc Nh− ®· biÕt, muèn cã sù c©n b»ng ®iÖn tÝch trong vËt dÉn th× hiÖu ®iÖn thÕgi÷a hai ®iÓm bÊt kú cña vËt dÉn ph¶i b»ng kh«ng. NÕu ®iÒu kiÖn nµy bÞ vi ph¹mth× sù c©n b»ng ®iÖn tÝch kh«ng cßn n÷a vµ trong vËt dÉn x¶y ra sù dÞch chuyÓn®iÖn tÝch t¹o ra dßng ®iÖn. Nh− vËy, muèn cã dßng ®iÖn trong vËt dÉn th× ph¶i t¹ora ë hai ®Çu vËt dÉn mét hiÖu ®iÖn thÕ. Tuy nhiªn, trong mét sè Ýt tr−êng hîp ëm«i tr−êng dÉn ®iÖn kh«ng ®ång nhÊt (do ph©n bè mËt ®é h¹t t¶i ®iÖn kh«ng ®Òu,hoÆc do nhiÖt ®é kh«ng ®ång ®Òu) sÏ cã sù khuÕch t¸n cña c¸c ªlectron tù do t¹ora c¸c dßng ®iÖn côc bé. C¬ chÕ ®Ó t¹o ra hiÖu ®iÖn thÕ nh»m duy tr× dßng ®iÖn ®ãlµ nguån ®iÖn hay m¸y ph¸t ®iÖn vµ nguyªn nh©n t¸c dông trong nguån gäi lµsuÊt ®iÖn ®éng. Nguån ®iÖn bao giê còng cã hai cùc lu«n lu«n ë tr¹ng th¸i nhiÔm ®iÖn tr¸idÊu vµ gi÷a hai cùc ®ã cã mét hiÖu ®iÖn thÕ. §Ó t¹o ra c¸c cùc nhiÔm ®iÖn nh−vËy cÇn thùc hiÖn mét c«ng ®Ó t¸ch c¸c ªlectron ra khái nguyªn tö trung hßa, råichuyÓn c¸c ªlectron vµ ion d−¬ng ®−îc t¹o thµnh nh− thÕ ra khái mçi cùc. V× lùc®iÖn t¸c dông gi÷a c¸c ªlectron vµ ion d−¬ng lµ lùc hót nªn ®Ó t¸ch chóng ra xanhau cÇn ph¶i cã nh÷ng lùc mµ b¶n chÊt kh«ng ph¶i lµ lùc ®iÖn, nªn ta gäi lµ lùcl¹. Thùc vËy, nÕu xÐt theo quan ®iÓm n¨ng l−îng th× ta còng thÊy r»ng cÇn ph¶icã lùc l¹ ®Ó duy tr× dßng ®iÖn. Ta ®· biÕt ®iÖn tr−êng tÜnh lµ tr−êng thÕ, nªnc«ng cña lùc ®iÖn tr−êng khi dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch theo mét ®−êng cong kÝn lµb»ng kh«ng, thÕ nh−ng dßng ®iÖn ch¹y trong d©y dÉn lµm d©y dÉn nãng lªn tøc lµtáa n¨ng l−îng. V× vËy cÇn ph¶i cã nguån ®iÖn, trong ®ã ngoµi lùc Coulomb racßn cã mét lùc kh¸c mµ c«ng cña lùc nµy däc theo ®−êng cong kÝn lµ kh¸ckh«ng, lùc Êy ta gäi lµ lùc l¹, nghÜa lµ lùc nµy cung cÊp n¨ng l−îng cho c¸c h¹t 67 bµi gi¶ng ph©n tÝch ch−¬ng tr×nh vËt lÝ phæ th«ng - 2004mang ®iÖn ®Ó chóng nh−êng cho vËt dÉn khi chuyÓn dêi trong vËt dÉn. Trong c¸clo¹i nguån ®iÖn kh¸c nhau th× lùc l¹ cã b¶n chÊt kh¸c nhau vµ qu¸ tr×nh thùc hiÖnc«ng cña lùc l¹ ®ã g¾n liÒn víi qu¸ tr×nh chuyÓn hãa tõ mét d¹ng n¨ng l−îng nµo®ã thµnh n¨ng l−îng ®iÖn. N¨ng l−îng ®ã cã thÓ lµ hãa n¨ng nh− trong pin,acquy. §ã cã thÓ lµ c¬ n¨ng nh− trong m¸y ph¸t tÜnh ®iÖn hoÆc nhiÖt n¨ng nh−trong pin nhiÖt ®iÖn. §ã cã thÓ lµ quang n¨ng nh− trong pin quang ®iÖn (pin mÆttrêi). Trong m¸y ph¸t ®iÖn, lùc l¹ lµ lùc tõ tr−êng t¸c dông lªn c¸c ªlectronchuyÓn ®éng trong d©y dÉn. B©y giê nÕu nèi hai cùc cña nguån ®iÖn ®ã víi nhaub»ng vËt dÉn ®Ó t¹o thµnh m¹ch kÝn th× trong m¹ch sÏ cã dßng ®iÖn. §Ó ®Æc tr−ngcho kh¶ n¨ng sinh c«ng cña lùc l¹ bªn trong nguån ®iÖn, ng−êi ta ®−a ra kh¸iniÖm suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn kÝ hiÖu lµ: A ε= q VËy suÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn lµ ®¹i l−îng ®o b»ng th−¬ng sè cña c«ngA cña c¸c lùc l¹ lµm di chuyÓn ®iÖn tÝch d−¬ng q bªn trong nguån ®iÖn vµ ®é líncña ®iÖn tÝch d−¬ng q ®ã. Nguån ®iÖn ®Çu tiªn sinh ra dßng ®iÖn kh«ng ®æi kh¸lín vµ tån t¹i cho ®Õn ngµy nay lµ pin vµ acquy, gäi chung lµ nguån ®iÖn hãa häc. PhÇn néi dung cña ®Þnh luËt ¤m cho ®o¹n m¹ch ®−îc x©y dùng tõ thùcnghiÖm, mÆc dï vÉn cã thÓ suy ra ®Þnh luËt nµy tõ ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng l−îngvµ ®Þnh luËt Joule (t×m ®−îc tõ thùc nghiÖm).2.1.2. Mét sè l−u ý trong d¹y häc Khi d¹y häc vÒ ®iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ®iÖn gi¸o viªn nªn sö dông phÐp so s¸nht−¬ng tù trong tõng b−íc h×nh thµnh kiÕn thøc. B»ng thÝ nghiÖm hoÆc m« t¶ thÝnghiÖm cho häc sinh so s¸nh dßng ®iÖn vµ dßng n−íc ch¶y trong èng víi hai b×nh®ùng n−íc th«ng nhau tõ ®ã suy ra r»ng muèn duy tr× dßng ®iÖn l©u dµi trong d©ydÉn th× ph¶i duy tr× hiÖu ®iÖn thÕ l©u dµi ë hai ®Çu d©y. C¸c vÊn ®Ò vÒ ®Þnh luËt ¤m cho ®o¹n m¹ch häc sinh ®· ®−îc häc kü ë líp 9.Gi¸o viªn chØ cÇn gióp c¸c em «n tËp vµ hÖ thèng hãa l¹i c¸c kiÕn thøc vµ yªu cÇuph¸t biÓu chÝnh x¸c ®Þnh luËt ¤m. Khi nãi vÒ nguån ®iÖn kh«ng ®æi (cßn gäi lµ nguån ®iÖn mét chiÒu) lµ nguån®iÖn sinh ra dßng ®iÖn kh«ng ®æi. Nh−ng vÒ nguyªn t¾c, c¸c lËp luËn ®ã øng dôngcho c¸c nguån ®iÖn kh¸c. V× vËy chØ gäi chung lµ nguån ®iÖn. NÕu cã ®iÒu kiÖn th× bè trÝ thÝ nghiÖm nh− h×nh vÏ trong s¸ch gi¸o khoa ®Óchøng minh r»ng ®iÖn trë d©y dÉn kim lo¹i t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng (E lµ n ...