Biên soạn phần mềm soạn thảo nhanh một số bài tập Vật lý 11 cơ bản phần điện học

được gọi là thuộc tính của đối tượng. - Phương thức (Method): ngoài thuộc tính là những thông tin chỉ ra tình trạng, các đối tượng còn có những hành động xử lý liên quan đến chúng. Các hành động liên quan đến một đối tượng được gọi là phương thức của đối tượng. - Biến cố (Event) - Thủ tục xử lý biến cố (Event Sub): biến cố là những thông tin cho biết những gì đang xảy ra với một đối tượng trong ứng dụng đang chạy. Khi có biến cố phát sinh đối với một đối tượng thì hệ điều hành Windows sẽ gọi thực hiện các lệnh có trong thủ tục xử lý biến cố tương ứng. 3.3. Các Control cơ sở CommanButton: nút lệnh dùng để thực hiện một lệnh, xử lý nào đó khi được chọn. Trang 18 ComboBox: còn được gọi là hộp danh sách chọn. Control này cho phép người sử dụng nhập dữ liệu vào ô văn bản hay chọn từ một danh sách các giá trị. Check Box: control này dùng để thiết kế các mục chọn đối với người sử dụng trong giao diện của chương trình. Data: control cho phép kết nối với một CSDL để từ đó có thể truy đến các thành phần dữ liệu từ màn hình giao tiếp. Directory Listbox: hiển thị cây thư mục của một ổ đĩa và cho phép người sử dụng chọn thư mục hiện hành. Drive Listbox: là hộp combobox trong đó liệt kê tất cả tên có trong hệ thống, nó được dùng để chọn ổ đĩa. Frame: control này dùng để nhóm các control điều khiển khác thành một nhóm. File Listbox: là một listbox trình bày các file trong thư mục nào đó. Horizontal Scrollbar: thanh cuốn ngang cho ta chọn một số nguyên khi ta di chuyển con chạy từ giá trị min đến giá trị max. Image: dùng để hiện thị hình ảnh. Label: dùng để thêm một chuỗi văn bản trên màn hình giao tiếp. Nội dung của các Label chỉ có thể được thay đổi bằng các lệnh chương trình. List Box: dùng để liệt kê một danh sách gồm nhiều mục và cho phép người sử dụng lựa chọn. Line: dùng để trình bày một đường thẳng trên Form. Option Button: giống như checkbox nhưng ta chỉ chọn một trong các Option Button. OLE: ole client. Picture Box: control dùng để hiển thị hình ảnh làm nền trên màn hình giao tiếp. Pointer: dùng để điều tác các đối tượng sau khi bạn tạo ra chúng. Shape: dùng để trình bày các hình chữ nhật, hình vuông, hình ellipse, hình tròn Textbox: còn gọi là hộp văn bản. Dùng để nhập hay xuất thông tin khi chạy chương trình. Timer: dùng để xử lý các sự kiện về thời gian. Vertical Scrollbar: thanh cuốn dọc cho ta chọn một số nguyên khi ta di chuyển con chạy từ giá trị min đến giá trị max. Trang 19 3.4. Thuộc tính chung của các control Thuộc tính tên (Name): đây là thuộc tính dùng để phân biệt các control có trong một màn hình giao tiếp với nhau. Hình 1. Màn hình làm việc Visual Basic Thuộc tính định dạng (Format): đây là những thuộc tính xác định hình thức hiển thị của các control. Hầu hết các control đều có các thuộc tính định dạng chung được liệt kê như bảng dưới đây: Thuộc tính Ý nghĩa Aligment Canh lề cho nội dung có trong đối tượng (gồm: canh trái, phải, giữa) Appearance Hiển thị dạng nổi 3D hay không ForeColor Màu hiển thị của phần nội dung một đối tượng BackColor Màu nền hiển thị của đối tượng Font Kiểu định dạng văn bản trong đối tượng Enabled Sáng hay mờ đối tượng Visible Ẩn hay hiện đối tượng Top Vị trí trên của đối tượng Left Vị trí trái của đối tượng Project Explore Properties ToolBox Form Layout Form Trang 20 Width Độ rộng đối tượng Height Độ cao đối tượng ToolTipText Nội dung văn bản ghi chú của đối tượng Thuộc tính giá trị (Value): hầu hết các control đều có một thuộc tính cho phép chúng ta truy xuất đến nội dung đang có của những control này. Thuộc tính này còn được gọi là thuộc tính giá trị và có vai trò rất quan trọng trong những thuộc tính của control. Dưới đây là bảng liệt kê tên thuộc tính giá trị mặc nhên của những control cơ sở: Loại Control Thuộc tính giá trị Lable Caption Check Box Value Text Box Text Combo Box Text List Box Text Directory list box Path Drive list box Drive File list box FileName Frame Caption Option Button Value Picture Box Picture Image Picture Shape Shape Visual Basic tương tác với người dùng bằng các control thông qua giá trị của thuộc tính và hoạt động của chương trình phần mềm. Chẳng hạn, khi phần mềm cần người dùng đưa vào giá trị số nó sẽ được đưa vào một đối tượng Textbox và phần mềm sẽ nhận giá trị này thông qua thuộc tính Text của Textbox bởi phát biểu: Textbox.Text Trang 21 Trang 22 1. Phân loại và giải một số bài tập Vật lí tiêu biểu - phần Điện học 1.1) Phân loại bài tập Vật lí [7] Theo các phương pháp dạy học Vật lí phổ thông, có nhiều cách để phân loại bài tập Vật lí. Nếu dựa vào các phương tiện giải, có thể chia bài tập Vật lí thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. Nếu dựa vào mức độ khó khăn của bài tập đối với học sinh, có thể chia bài tập Vật lí thành bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo. Bài tập có nhiều loại như vậy nên tùy theo từng loại mà có các cách giải phù hợp. Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải các bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học và có kế hoạch. Như vậy, vai trò của người giáo viên hết sức cần thiết trong việc chọn lựa và hướng dẫn học sinh làm nhiều loại bài tập trong chương trình học lẫn trong các tài liệu tham khảo. Điều đó nói lên rằng trong môn Vật lí, bài tập có vai trò rất lớn vì nó là một môn khoa học tự nhiên, là môn học đòi hỏi phải có sự vận dụng các kiến thức thức lý thuyết vào thực tiễn giúp cho học sinh có kiến thức sâu hơn và tạo một hứng thú học tập rất tốt cho các em. [7] 1.2) Phương pháp giải bài tập Vật lí [7] Để phát huy được tác dụng to lớn của bài tập trong dạy học Vật lí, đòi hỏi phải rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chắc chắn. Chỉ có áp dụng đúng phương pháp giải bài tập một cách có ý thức ngay từ đầu và trong suốt quá trình nghiên cứu Vật lí, học sinh mới tránh khỏi tình trạng giải bài tập một cách mò mẩm, may rủi. Đa số các bài tập Vật lí, quá trình giải gồm các bước sau : Bước 1 : Đọc kỹ đầu bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ mới, nắm vững đâu là dữ kiện, đâu là ẩn số cần phải tìm. Trên cơ sở đó để tóm tắt đầu bài bằng những kí hiệu và hình vẽ. - Đọc kỹ đề bài nhằm giúp học sinh hiểu được đề ra và tìm được phương hướng để giải quyết đề bài. Song không phải mọi học sinh đều nhận thức rõ điều đó và tạo cho mình thói quen đọc đi đọc lại đề bài nhiều lần trước khi bắt tay vào giải. Thực tế cho thấy có những học sinh chỉ đọc lướt qua sau đó giải ngay, do đó thường dẫn đến sai lầm, thiếu sót mà đáng lý ra có thể tránh được nếu biết đọc kỹ đề ra. - Đọc kỹ đầu bài là nhằm làm cho học sinh hiểu được đầu bài một cách cặn kẽ để có thể phân tích nội dung bài tập rõ ràng, đúng với hiện tượng, quá trình Vật lí đề cập đến trong đề ra. Bước 2 : Phân tích nội dụng bài tập, làm sáng tỏ bản chất Vật lí mô tả trong bài tập. Bước phân tích này có tác dụng quyết định đến chất lượng của việc giải bài tập Vật lí, vì thế trong quá trình phân tích cần làm sáng tỏ một số điểm sau đây: Trang 23 - Bài tập đang giải thuộc loại bài tập nào? Bài tập định tính hay bài tập định lượng, bài tập đồ thị hay bài tập thí nghiệm . . . - Nội dung bài tập đề cập đến hiện tượng Vật lí nào? Mối liên hệ giữa các hiện tượng ra sau và diễn biến như thế nào? - Đối tượng được xét đang ở trạng thái nào, ổn định hay biến đổi? Những điều kiện ổn định hay biến đổi là gì? - Có những đặc trưng định tính, định lượng nào đã biết và chưa biết? Mối liên hệ giữa các đặt trưng đó liên quan đến những định luật, quy tắc, định nghĩa nào Bước 3 : Xác định phương hướng và vạch kế hoạch giải. Có hai phương pháp để giải bài tập Vật lí: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp. - Theo phương pháp phân tích thì việc giải bài tập Vật lí được phân chia ra nhiều giai đoạn, tạo thành hệ thống các bài tập nhỏ đơn giản hơn. Và ta phải lần lượt đi giải các bài tập nhỏ đó để tìm ra ẩn số. Theo phương pháp này việc giải một bài tập được bắt đầu từ ẩn số. - Theo phương pháp tổng hợp thì việc giải bài tập không bắt đầu từ ẩn số mà bắt đầu từ dữ kiện của bài toán (hoặc lập luận) để tiến dần đến ẩn số phải tìm. Bước 4 : Kiểm tra lời giải và biện luận. - Để đảm bảo cho tính đúng đắn của lời giải sau khi giải xong cần phải kiểm tra lại và phải biện luận để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện của bài toán. Bước này rất cần thiết, vì nó có thể rèn luyện cho học sinh thói quen và ý thức kiểm tra kết quả của công việc, đó là phẩm chất quan trọng của người lao động mới. - Có thể kiểm tra lại bằng cách giải lại cẩn thận từ đầu hoặc là giải lại nhưng theo quan điểm và con đường khác: chẳng hạn theo quan điểm động lực học hay quan điểm năng lượng; theo phương pháp phân tích hay phương pháp tổng hợp Vì một công thức Vật lí đòi hỏi sự bằng nhau cả về trị số lẫn thứ nguyên, nên việc kiểm tra thứ nguyên của biểu thức kết quả cuối cùng là cần thiết. - Biện luận giúp mở rộng nhãn quan của học sinh. Qua biện luận những kết quả không phù hợp với điều kiện bài toán đặt ra, không phù hợp với thực nghiệm, không có ý nghĩa thực tế phải được loại bỏ. Nhiều lúc nhờ biện luận và kiểm tra mà học sinh có thể phát hiện được những chổ sai trong tiến trình giải. Dựa vào cách phân loại và phương pháp giải bài tập Vật lí chúng tôi đã chọn một số bài tập đưa vào phần mềm. Trang 24 P ur - T ur F ur 1.3) Một số bài tập Vật lí tiêu biểu - phần Điện học [2] Chương I : TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN 1./ Hai quả cầu nhỏ mang điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10 cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực bằng 9.10-3N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó. Bài giải Lực tương tác tĩnh điện 1 2 2 q .q F k. r = = 2 2 q k. r Điện tích của quả cầu là: 2 2 F.rq k = => 2F.rq k = ± = ( ) 23 2 9 9.10 . 10.10 9.10 − − ± = 710−± (C). (Với : r = 10 cm = 10.10-2 m) 2./ Hai quả cầu kim loại giống nhau, có khối lượng 5g, được treo vào cùng một điểm O bằng sợi dây chỉ không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 600. Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu. Lấy g = 10m/s2. Bài giải Điều kiện cân bằng của quả cầu: T ur + P ur + F r = 0 Khi đó ta có: 2 2 F k.qtan 2 P l .mg α = = . Suy ra ( ) 022 3 2 7 9 60m.g.l . tan 5.10 .10 10.10 tan 2 2q 1,79.10 C k 9.10 − − − α = = = Điện tích mà ta truyền cho các quả cầu là Q = 2.q = 2.1,79.10-7 = 3,58.10-7 (C) 3./ Một vật có m = 20g được treo vào một sợi dây cách điện. Vật mang điện tích q1 = 0,10µC. Đưa vật thứ hai mang điện tích q2 = - 0,17µC lại gần thì vật thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc ban đầu, dây treo hợp với đường thẳng đứng một gócα . Khi đó hai vật cách nhau 3cm như trên hình bên.Tính lực căng của sợi dây và góc α . Trang 25 P ur - T ur F ur α E ur Bài giải Ta có : P = m1.g = 20.10-3.10 = 0,2 (N) 1 22 q .q F k. r = = ( ) 6 6 9 22 0,1.10 .( 0,17.10 ) 9.10 . 3.10 − − − − = 0,17 (N) Điều kiện cân bằng của q1 : T ur + P ur + F r = 0 Lực căng dây 2 2 2 2T P F 0,2 0,17= + = + = 0,26 (N) tanα = F 0,17 P 0,2 = = 0,85 => α = 400 4./ Có hai điện tích q1 = 5.10-9 C; q2 = -5.10-9 C cách nhau 10 cm trong chân không. Xác định cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích đó và cách đều hai điện tích. Bài giải Cường độ điện trường tại M : 1 2E E E= + ur uur uur Vì hai điện tích q1, q2 trái dấu nhau và r1 = r2 = r/2 Nên ta có : 1 2E E↑↑ uur uur và E1 = E2 Suy ra: E = 2E1 = 2. 9 1 9 2 22 q 5.10k 2.(9.10 ) r 10.10 2 2 − − =⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ E = 36000 (V/m) 5./ Một quả cầu tích điện, có khối lượng m = 0,1 g, được treo ở đầu một sợi dây chỉ mảnh, trong một điện trường đều, có phương nằm ngang và có cường độ điện trường E = 1.103 V/m. Dây chỉ hợp với phương thẳng đứng một góc 100. Tính điện tích của qủa cầu. Lấy g = 10 m/s2. Bài giải Quả cầu m chịu tác dụng của ba lực Trọng lực: P = m.g Lực điện: F = E.q Lực căng dây: T Điều kiện cân bằng của q: T ur + P ur + F r = 0 Trang 26 Từ hình ta có: E. qFtan P m.g α = = Suy ra m.g. tanq E α= ± = 3 0 3 0,1.10 .10.tan10 10 − ± = 71,76.10−± (C) 6./ Một điện tích q = + 4.10-8 C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ E = 100 V/m theo đường gấp khúc ABC. Đoạn AB dài 20 cm và vectơ độ dời AB uuur làm với các đường sức điện một góc 300. Đoạn BC dài 40 cm và vectơ độ dời BC uuur làm với các đường sức điện một góc 1200. Tính công của lực điện ? Bài giải Công của lực điện khi di chuyển điện tích từ A đến B AAB = AB.E.q.cos300 Công của lực điện khi di chuyển điện tích từ B đến C ABC = BC.E.q.cos1200 Công của lực điện khi di chuyển điện tích từ A đến C A = AAB + ABC = E.q.(AB.cos300 + BC.cos1200) A = 100.4.10-8 2 23 120.10 40.10 2 2 − −⎛ ⎞−⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ = - 1,07.10-7 (J) 7./ Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06.10-15 kg, nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song, nằm ngang mặt đất. Điện tích của quả cầu đó bằng 4,8.10-18 C. Hai tấm kim loại cách nhau 2 cm. Hãy tính hiệu điện thế đặt vào hai tấm đó. Lấy g = 10 m/s2. Bài giải Trọng lực: P = mg = 0,1.10-6.10 = 1.10-6 (N) (1) Lực điện : F = q.E = q. U d (2) Vì quả cầu nằm lơ lửng trong điện trường nên ta có lực điện F = P và lực điện ngược hướng với trọng lực. Từ (1) và (2) ta được : Uq mg d = Vậy hiệu điện thế đặt vào hai tấm kim loại là 15 2 18 m.g.d 3,06.10 .10.2.10U q 4,8.10 − − −= = = 127,5 (V) Trang 27 A B R1 R2 8./ Bắn một electron với vận tốc đầu rất nhỏ vào một điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo phương song song với các đường sức điện. Electron được tăng tốc trong điện trường. Ra khỏi điện trường, nó có vận tốc 107m/s. Tính hiệu điện thế UAB giữa hai bản. Biết điện tích của electron là -1,6.10-19 C. Khối lượng của electron là 9,1.10-31 kg. Bài giải Áp dụng định lí động năng cho chuyển động của electron Ta có : A = e.UAB = 2 2 22 1 2 1 1 1mv mv mv 2 2 2 − = Hiệu điện thế giữa hai bản kim loại là ( ) ( ) 22 31 7 AB 2 19 1 1U m.v .9,1.10 . 10 2.e 2 1,6.10 − −= = − = 2,484 (V) CHƯƠNG II : DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 1./ Nếu dùng hiệu điện thế 6V để nạp điện cho acquy có điện trở r = 0,5Ω . Ampe kế chỉ 2A. Acquy được nạp điện trong 1h. Tính điện năng đã chuyển thành hóa năng trong acquy. Bài giải Điện năng mà acquy tiêu thụ A = U.I.t = 6.2.(1.3600) = 43200 J Nhiệt lượng mà acquy tỏa ra Q = r.I2.t = 0,5.22.(1.3600) = 7200 J Điện năng đã chuyển thành hóa năng trong acquy A’ = A – Q = 43200 – 7200 = 36000 J 2./ Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ. Trong đó: R1 = 30Ω ; R2 = 20Ω ; UAB = 6V. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1. Bài giải Điện trở tương đương RAB = R1 + R2 = 30 + 20 = 50 (Ω ) Cường độ dòng điện qua mạch chính AB AB U 6I = 0,12(A) R 50 = = Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1 P = R1.I2 = 30.(0,12)2 = 0,432 (W) Trang 28 3./ Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ. Trong đó : R1 = 60Ω ; R2 = 60Ω ; R3 = 120Ω ; UAC = 120V. Tính công suất tỏa nhiệt của mạch. Bài giải Điện trở tương đương ở hai đầu BC 2 3 BC 2 3 R .R 60.120R = 40( ) R R 60 120 = = Ω+ + Điện trở tương đương ở hai đầu AC RAC = R1 + RBC = 60 + 40 = 100 (Ω ) Cường độ dòng điện qua mạch chính AC AC U 120I = 1,2(A) R 100 = = Công suất tỏa nhiệt trên toàn mạch P = U.I = 120.1,2 = 144 (W) 4./ Khi mắc điện trở R1 = 4 Ω vào hai cực của nguồn điện thì dòng điện trong mạch có cường độ I1 = 0,5 A. Khi mắc điện trở R2 = 10Ω thì dòng điện trong mạch là I2 = 0,25A. Tính suất điện động và điện trở trong r của nguồn điện. Bài giải Áp dụng định luật ôm đối với toàn mạch ta có E = I1.R1 + I1.r (1) E = I2.R2 + I2.r (2) Từ (1) và (2) ta được : 1 2 2 1 1 2 I .I .(R R ) 0,5.0,25.(10 4)E (I I ) (0,5 0,25) − −= =− − = 3 (V) ( ) ( )2 2 1 1 1 2 I .R - I .R 0,25.10-0,5.4 r = = 2 ( ) 0,5 0,25 = Ω− −I I 5./ Một điện trở R1 được mắc vào hai cực của nguồn điện có điện trở trong r = 4Ω thì dòng điện chạy trong mạch có cường độ I1 = 1,2 A. Nếu mắc thêm điện trở R2 = 2Ω nối tiếp với điện trở R1 thì dòng điện chạy trong mạch có cường độ là I2 = 1 A. Tính điện trở R1. Bài giải Áp dụng định luật ôm đối với toàn mạch ta có: E = I1.R1 + I1.r (1) E = I2.(R1 + R2) + I2.r (2) CBA R1 R2 R3 Trang 29 Từ (1) và (2) ta được 2 2 1 21 1 2 I .R (I I ).r 1.2 (1,2 1).4R (I I ) (1,2 1) − − − −= =− − = 6 (Ω ) 6./ Mắc một điện trở 14Ω vào hai cực của nguồn điện có điện trở trong là 1Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V. a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch. b) Tính công suất của nguồn điện khi đó. Bài giải a) Cường độ dòng điện : U 8,4I 0,6 R 14 = = = (A) b) Suất điện động của nguồn E = I.R + I.r = 0,6.14 + 0,6.1 = 9 (V) Công suất của nguồn điện Png = E.I = 9.0,6 = 5,4 (W) 7./ Điện trở trong của một acquy là 0,06Ω và trên vỏ của nó có ghi 12V. Mắc vào hai cực của acquy này một bóng đèn có ghi 12V – 5W. Tính cường độ dòng điện và hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này. Bài giải Điện trở bóng đèn R = 2 2U 12 P 5 = = 28,8 (Ω ) Dòng điện trong mạch E 12I 0,4158 (A) R r 28,8 0,06 = = =+ + Hiệu suất của nguồn điện N N N U I.RH .100% .100% E I(R r) = = + N N R 28,8H .100% .100% 99,8% (R r) (28,8 0,06) = = =+ + 8./ Nguồn điện có suất điện động là 3V có điện trở trong là 2Ω . Mắc song song hai bóng đèn như nhau có cùng điện trở là 6Ω vào hai cực của nguồn điện này. Tính công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn. Trang 30 Bài giải Ta có: 1 212 1 2 R .R 6.6R 3 ( ) R R 6 6 = = = Ω+ + Dòng điện trong mạch 12 E 3I 0,6 (A) R r 3 2 = = =+ + Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn U = E – I.r = 3 – 0,6.2 = 1,8 (V) Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn 2 2 2 1 2 1 2 U U 1,8P P R R 6 = = = = = 0,54 (W) 9./ Hai nguồn có cùng suất điện động E, cùng điện trở trong r = 2Ω được mắc thành bộ nguồn và được mắc với điện trở R = 11Ω như sơ đồ. Dòng điện chạy qua R có cường độ I = 0,25 A. Tính suất điện động E của mỗi nguồn. Bài giải Ta có : rb = r 2 Áp dụng định luật ôm ta có Eb = R.I + I.rb = R.I + I. r 2 Eb = 11.0,25 + 0,25. 2 2 = 3 (V) Vậy : E1 = E2 = Eb = 3 (V) Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 1./ Một dây bạch kim ở 20 0C có điện trở suất ρ 0 = 10,6.10-8 .mΩ . Tính điện trở suất ρ của dây bạch kim này ở 1120 0C. Giả thiết rằng, điện trở suất của dây bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc một theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là α = 3,9.10-3 K-1. Bài giải Điện trở suất ρ của dây bạch kim khi ở 11200C là ( )0 0ρ = ρ 1+α t - t⎡ ⎤⎣ ⎦ ρ ( )-8 -3= 10,6.10 1+ 3,9.10 1120 - 20⎡ ⎤⎣ ⎦ ρ 856,1.10 ( . )m−≈ Ω E, r E, r R Trang 31 2./ Một bóng đèn 220 V – 40 W có dây tóc dây tóc làm bằng vonfam. Điện trở của dây tóc bóng đèn ở 200C là R0 = 121Ω . Tính nhiệt độ t của dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường. Giả thiết điện trở của dây tóc đèn trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là α = 4,5.10-3 K-1. Bài giải Điện trở dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường 2 2U (220)R 1210( ) P 40 = = = Ω Ta có : ( )0 0R = R 1+α t - t⎡ ⎤⎣ ⎦ . Nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường 0 0 1 Rt = -1 + t R ⎛ ⎞⎜ ⎟α ⎝ ⎠ t 03 1 1210= 1 20 2020 . 4,5.10 121 C− ⎛ ⎞− + =⎜ ⎟⎝ ⎠ 3./ Dây tóc bóng đèn 220 V – 100 W chế tạo bằng bạch kim khi sáng bình thường ở 25000C, điện trở của nó ở 250C bằng 40,3Ω . Tính hệ số nhiệt điện trở α . Coi rằng điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ. Bài giải Điện trở dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường : 2 2U (220)R 484( ) P 100 = = = Ω Ta có : ( )0 0R = R 1+α t - t⎡ ⎤⎣ ⎦ Hệ số nhiệt điện trở 3 1 0 0 1 R 1 4841 1 4, 45.10 (K ) t t R 2500 25 40,3 − −⎛ ⎞ ⎛ ⎞α = − = − =⎜ ⎟ ⎜ ⎟− − ⎝ ⎠⎝ ⎠ 4./ Ở nhệt độ t1 = 250C, hiệu điện thế giữa hai cực bóng đèn là U1 = 10mV và cường độ dòng điện chạy qua đèn là I1 = 4mA. Khi sáng bình thường, hiệu điện thế giữa hai cực bóng đèn là U2 = 120V và cường độ dòng điện chạy qua đèn là I2 = 4A. Tính nhiệt độ t của dây tóc đèn khi sáng bình thường. Coi rằng điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là α = 4,2.10-3 K-1. Trang 32 Bài giải Điện trở bóng đèn ( )11 1 U 10R 2,5 I 4 = = = Ω ( )22 2 U 120R 30 I 4 = = = Ω Mặt khác ta có : ( )2 1 2 1R = R 1+α t - t⎡ ⎤⎣ ⎦ Nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi sáng bình thường 022 1 3 1 R 1 30t = 1 t = 1 25 2644 C R 4, 2.10 2,5− ⎛ ⎞1 ⎛ ⎞− + − + =⎜ ⎟ ⎜ ⎟α ⎝ ⎠⎝ ⎠ 5./ Dùng cặp nhiệt điện sắt – Constantan có hệ số suất điện động α = 50,4µ V/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy của vàng. Giữ nguyên mối hàn thứ nhất của cặp nhiệt điện này trong nước đá đang tan và nhúng mối hàn thứ hai của nó vào vàng đang nóng chảy. Khi đó milivôn kế chỉ 53,5 mV. Tính nhiệt độ nóng chảy tC của vàng. Bài giải Ta có: c 0E (t t )= α − Suy ra : 3 0 c 0 6 E 53,5.10t t 0 1062 C 50, 4.10 − −= + = + =α 6./ Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d = 10 µm trên một bản đồng diện tích S = 1 cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,01 A. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. Cho biết đồng có khối lượng riêng là ρ = 8900 kg/m3. Bài giải Thể tích lớp đồng phải bóc đi: V = d.S Khối lượng đồng phải bóc đi: m = ρ .V = ρ .d.S m = 8900.10-5.10-4 = 8,9.10-6 (kg) = 8,9.10-3 (g) Mặt khác ta có: 1 Am I.t F n = Thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng 3m.F.n 8,9.10 .96500.2t 2,68(s) A.I 64.0,01 − = = = Trang 33 7./ Một vật kim loại được mạ niken có diện tích là 120 cm2. Dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ 0,3 A và thời gian mạ là 5 giờ. Tính độ dày h của lớp niken phủ đều trên mặt của vật được mạ. Niken có khối lượng mol nguyên tử là A = 58,7 g/mol; hóa trị n = 2 và khối lượng riêng ρ = 8,8.103 kg/m3. Bài giải Ta có: 1 Am I.t F n = (1) Mặt khác ta có: m = ρ .V = ρ .S.h (2) Thế (2) vào (1) ta được: 1 A.S.h I.t F n ρ = Vậy độ dày của lớp niken phủ trên mặt vật được mạ là 3 5 3 4 1 A I.t 1 58,7.10 0,3.5.3600h 1,56.10 m F n .S 96500 2 8,8.10 .120.10 − − −= = =ρ 2. Thiết kế giao diện - Do các máy tính của người dùng sẽ rất khác nhau nên để thiết kế giao diện sao cho tất cả các máy có thể sử dụng được thì chúng tôi thiết kế một giao diện lấy màn hình 14 inch làm chuẩn và cố định mọi chế độ màn hình của giao diện. Do đó, các máy khác nhau đều sử dụng được. - Đặc biệt, phần mềm còn có thêm chức năng là hiển thị thứ, ngày, tháng, năm theo thời gian hiện hành của máy tính, để người sử dụng được thuận tiện hơn. - Ngoài ra do đặc thù của từng bài toán: mỗi bài toán có số biến số sử dụng khác nhau,nên giao diện được thiết kế với số cửa sổ nhập dữ liệu tối đa và được hiệu chỉnh tùy theo nhu cầu của từng bài, như Hình 2. Hình 2. Các đối tượng trên màn hình giao diện 1 2 3 5 4 Trang 34 Hình 3. Giao diện của bài tập 5 chương 1 Trong đó các đối tượng điều khiển chương trình gồm: (1) Text Box: gồm 6 ô để nhập giá trị của biến số và 2 ô để thể hiện kết quả. (2) Command Button: gồm có các nút Tính, Tiếp, Kết Thúc, Hướng Dẫn dùng để xử lý biến cố. • Nút Tính có tác dụng thực hiện lệnh tính khi đã nhập đầy đủ số liệu của bài toán. • Nút Tiếp có tác dụng xóa các số liệu trong các ô nhập số liệu. • Nút Kết Thúc dùng để thoát khỏi chương trình. (3) Label: dùng để thể hiện các biến số của bài tập lên giao diện. (4) Image: có tác dụng dùng để hiện thị bài toán dưới dạng hình ảnh lên giao diện. (5) Combo Box: gồm các nút Chương trình, nút Chương, nút Bài tập. Đối với từng bài tập được chọn, giao diện thay đổi linh hoạt để phù hợp với nội dung. Thí dụ giao diện của bài tập 5 chương 1 như Hình 3. 3. Lập trình 3.1) Chuẩn bị - Để chuẩn bị cho việc lập trình thì trước hết chúng tôi phải lựa chọn và giải một số bài tập tiêu biểu của phần Điện học trên Word. Sau đó chuyển về dạng pdf và sử dụng phần mềm đồ họa Corel Draw để chuyển các bài tập về dạng hình ảnh. - Vì phần mềm này là phiên bản đầu tiên cho nên để tập trung hoàn toàn vào phần tính toán thì chúng tôi phải thể hiện các đề bài đều ở dạng hình ảnh. Vì nếu trình bày đề bài ở dạng Word thì cần phải có trình độ lập trình Visual Basic cao hơn nữa. Trang 35 3.2) Cài đặt Visual Basic - Khởi động Windows. - Đưa đĩa CD – Rom chứa Visual Basic 6.0 vào ổ đĩa CD