Hotline 0939 629 809

Công thức Vật lý 11 tổng hợp đầy đủ và chi tiết - Lý thuyết Vật lý 11

09:16:2020/01/2021

Nội dung vật lý 11 gồm 7 chương với 5 chương thuộc phần Điện học, điện từ học và 2 chương còn lại thuộc phần Quang hình học. Các công thức ở chương trình vật lý 11 vì vậy cũng tương đối nhiều, đòi hỏi sự tập trung ghi nhớ của các em.

Nhằm giúp các em dễ dàng hơn trong việc ghi nhớ các công thức Vật lý 11, bài viết này sẽ tổng hợp các công thức vật lý 11 đầy đủ và chi tiết để các em tham khảo.

I. Công thức Vật lý 11: Lực điện - Điện trường

1. Định luật Coulomb (Cu-Lông)

° Công thức: $F=k\frac{\left |q_1.q_2 \right |}{\varepsilon .r^{2}}$

Trong đó: F lực tương tác giữa 2 điện tích, đơn vị (N)

$k=9.10^9\left ( \frac{Nm^2}{C^2} \right )$ là hệ số tỉ lệ

ε: là hằng số điện môi của môi trường (đối với chân không thì ε = 1).

q₁, q₂: là hai điện tích điểm (C)

r: là khoảng cách giữa hai điện tích (m)

2. Cường độ điện trường

° Công thức: $E=\frac{F}{q}=k\frac{\left |Q \right |}{\varepsilon .r^2}$

Trong đó: E: là cường độ điện trường gây ra tại vị trí cách Q một khoảng r

Đơn vị cường độ điện trường V/m (=N/C).

$k=9.10^9\left ( \frac{Nm^2}{C^2} \right )$ là hệ số tỉ lệ

ε: là hằng số điện môi của môi trường (đối với chân không thì ε = 1).

Q: Điện tích điểm (C).

→ Cường độ điện trường E₁ do q₁ gây a tại điểm cách q₁ tại khoảng r₁ là:

$E_1=k\frac{\left | q_1 \right |}{\varepsilon .r_{1}^{2}}$ (trong chân không thì ε = 1).

3. Nguyên lý chồng chất điện trường

° Công thức: $\overrightarrow{E}=\overrightarrow{E}_1+\overrightarrow{E}_2$

- Nếu vectơ E₁, E₂ cùng phương cùng chiều: E = E₁ + E₂

- Nếu vectơ E₁, E₂ cùng phương ngược chiều: E = |E₁ - E₂|

- Nếu $\overrightarrow{E}_1\perp \overrightarrow{E}_2$ thì: $E=\sqrt{E_{1}^{2}+E_{2}^{2}}$

II. Công, thế năng, điện thế và hiệu điện thế

1. Công của lực điện

- Khi một điện tích dương q dịch chuyển trong điện trường đều có cường độ E (từ M đến N) thì công mà lực điện tác dụng lên q có biểu thức:

A_MN = q.E.d (d = s.cosα)

Trong đó:

d là khoảng cách từ điểm đầu đến điểm cuối (theo phương của $\overrightarrow{E}$ )

2. Thế năng

- Thế năng của điện tích q tại một điểm M trong điện trường tỉ lệ với độ lớn của điện tích q.

W_M = A_M∞ = q.V_M

Trong đó: A_M∞là công của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến vô cực (mốc để tính thế năng).

3. Điện thế

- Điện thế tại điểm M trong điện trường là đại lượng đặctrưng cho khả năng của điện trường trong việc tạo ra thế năng của điện tích q đặt tại M.

$V_M=\frac{W_M}{q}=\frac{A_{MN}}{q}$

4. Hiệu điện thế

- Hiệu điện thế UMNgiữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N.

$U_{MN}=\frac{W_M}{q}=\frac{A_{M\infty }}{q}$

5. Liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường

U = E.d

III. Tụ điện

1. Điện dung của tụ điện

° Công thức điện dung của tụ điện: $C=\frac{Q}{U}$

C: điện dung (đơn vị F)

Q: điện tích trên tụ điện

U: Hiệu điện thế giữa 2 đầu tụ điện

2. Năng lượng điện trường trong tụ điện

° Công thức: $W=\frac{Q^2}{2C}=\frac{1}{2}QU=\frac{1}{2}CU^2\; (J)$

IV. Mạch điện

1. Cường độ dòng điện

° Công thức: $I=\frac{q}{t}$

Trong đó: I là đường độ dòng điện (A)

q: là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật trong khoảng thời gian t (s).

2. Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch

A = U.q = U.I.t (đơn vị: J = V.C)

3. Công suất của đoạn mạch

$P=\frac{A}{t}=U.I$ (đơn vị: W = J/s = V.A)

4. Nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn

Q = R.I².t (đơn vị: J)

5. Công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn

$P=\frac{Q}{t}=R.I^2=\frac{U^2}{R}=U.I$

6. Định luật OHM đối với toàn mạch

$I=\frac{\xi }{R_N+r};\; U_N=\xi -I.r\: ;\; \xi =I.(R_N+r)$

7. Đoạn mạch chứa nguồn điện

$U_{AB}=\xi -I.R_{AB}\: hay\; I=\frac{\xi -U_{AB}}{R_{AB}}$

Trong đó: ξ là suất điện động của nguồn điện (ξ = A/q)

V. Ghép các điện trở

1. Điện trở ghép nối tiếp

I = I₁ = I₂ = ...

U = U₁ + U₂ + ...

R = R₁ + R₂ + ...

2. Điện trở ghép song song

I = I₁ + I₂ + ... + I_n

U = U₁ = U₂ = ... = U_n

$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...$

° Mạch có 2 hoặc điện trở mắc song song thì điện trở tương đương của mạch tính theo công thức sau:

$R_{td}=R_{12}=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}$ ;

$R_{td}=R_{123}=\frac{R_1.R_2.R_3}{R_1.R_2+R_2.R_3+R_3.R_1}$

VI. Nguồn điện

1. Suất điện động của nguồn điện

° Công thức: $\xi =\frac{A}{q}$ (đơn vị: V = J/C)

Trong đó: ξ là suất điện động của nguồn điện (V)

A (J) là công của lực lạ dịch chuyển một điện tích dương q (C) ngược chiều điện trường.

2. Công của nguồn điện

° Công thức: $A_{ng}=q.\xi =\xi .I.t$

3. Công suất của nguồn điện

° Công thức: $P=\frac{A_{ng}}{t}=\xi .I$

4. Hiệu suất của nguồn điện

° Công thức: $H=\frac{A_{co'\: i{}'ch}}{A_{ng}}=\frac{U_N.I.t}{\xi .I.t}=\frac{U_N}{\xi }$

- Là tỉ số giữa công có ích và công của nguồn điện sinh ra.

5. Ghép các nguồn thành bộ

° Bộ nguồn ghép nối tiếp

$\xi _b=n.\xi\: ;\: \: r_b=n.r$

° Bộ nguồn ghép song song

$\xi _b=\xi\: ;\: \: r_b=\frac{r}{n}$

° Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng (n dãy, mỗi dãy có m nguồn)

$\xi _b=m.\xi\: ;\: \: r_b=\frac{m}{n}.r$

VII. Sự phụ thuộc của điện trở và nhiệt độ

° Công thức điện trở suất:

$\rho =\rho_0[1+\alpha (t-t_0)]$

° Công thức tính điện trở:

$R=R_0[1+\alpha (t-t_0)]\; ;\; \; R=\rho \frac{l}{S}$

Trong đó:

ρ₀ là điện trở suất ở t₀⁰C (thường lấy là 20⁰C) (Ω.m)

ρ là điện trở suất ở t⁰C

l là chiều dài dây dẫn (m)

S là tiết diện của dây dẫn (m²)

α là hệ số nhiệt điện trở (đơn vị K^-1)

VIII. Hiện tượng nhiệt điện

° Công thức: $\xi =\alpha _T(T_1-T_2)$

Trong đó: ξ là suất điện động nhiệt điện (V)

α_T là hệ số nhiệt điện động (V.K^-1)

T₁ - T₂ là hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh.

IX. Dòng điện trong chất điện phân

° Công thức biểu thức của định luật Fa-ra-đây:

$m=k.q\: ;\: \: k=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}\: ;\: \: m=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}.I.t$

Trong đó:

m: là khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực (g).

k: đương lượng điện hóa

F = 9,965,10⁴ là hằng số Faraday (C/mol)

A/n: là đượng lượng gam của nguyên tố

A: Khối lượng mol nguyên tử (g/mol)

n: Hóa trị của nguyên tố làm điện cực

I: là cường độ dòng điện qua bình điện phân (A)

t: là thời gian dòng điện qua bình điện phân (s)

XI. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn

Công thức: F = B.I.l.sinα

(Quy tắc bàn tay trái 1)

Trong đó:

B: là cảm ứng từ (T)

I: là cường độ dòng điện qua dây dẫn (A)

l: là chiều dài đoạn dây dẫn (m)

α: là góc tạo bởi $\overrightarrow{B},\: \overrightarrow{l}$

XII. Cảm ứng từ của dòng điện

+ Cảm ứng từ của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng:

Công thức: $B=2.10^{-7}.\frac{I}{r}$

(Quy tắc nắm tay phải 1)

Trong đó:

r: khoảng cách từ dòng điện đến điểm khảo sát (m)

I: cường độ dòng điện qua dây dẫn (A)

+ Cảm ứng từ của dòng điện chạy trong dây tròn:

$B=2.\pi .10^{-7}.N.\frac{I}{R}$ (Quy tắc nắm tay phải 2)

Trong đó:

R: bán kính vòng dây (m)

N: số vòng dây (vòng)

I: cường độ dòng điện qua vòng dây (A)

+ Cảm ứng từ của dòng điện chạy trong ống dây hình trụ:

$B=4.\pi .10^{-7}.\frac{N}{l}.I$ (Quy tắc nắm tay phải 3)

Trong đó:

N: số vòng dây (vòng)

l: chiều dài ống dây

I: cường độ dòng điện qua vòng dây (A)

n=N/l: số vòng dây trên 1m chiều dài

XIII. Từ trường của nhiều dòng điện

+ Công thức: $\overrightarrow{B}=\overrightarrow{B}_1+\overrightarrow{B}_2$

- Nếu vectơ B₁, B₂ cùng phương cùng chiều: B = B₁ + B₂

- Nếu vectơ B₁, B₂ cùng phương ngược chiều: B = |B₁ - B₂|

- Nếu $\overrightarrow{B}_1\perp \overrightarrow{B}_2$ thì: $B=\sqrt{B_{1}^{2}+B_{2}^{2}}$

XIV. Lực tương tác giữa hai dòng điện song song

+ Công thức: $F=2.10^{-7}.\frac{I_1.I_2}{r}.l$

Trong đó:

I₁ và I₂ là cường độ dòng điện qua hai dây dẫn

r: là khoảng cách giữa hai dây dẫn

l: là chiều dài đoạn dây dẫn tính lực tương tác

XV. Lực Lorentz

+ Công thức: f = q.v.B.sinα (Quy tắc bàn tay trái 2)

Trong đó:

q: là điện tích của hạt mang điện chuyển động (C)

v: là vận tốc của hạt mang điện (m/s)

B: là từ trường nơi hạt mang điện chuyển động (T)

α: là góc hợp với vectơ vận tốc $\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{B}$ .

XVI. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

- Với $\small \overrightarrow{v}\perp\overrightarrow{B}$

+ Bán kính quỹ đạo: $R=\frac{mv}{q.B}$

+ Chu kỳ chuyển động: $T=\frac{2\pi R}{v}$

+ Công thức từ thông: $\phi =B.S.cos\alpha$

Trong đó: Đơn vị từ thông là (Wb)

B: là cảm ứng từ xuyên qua vòng dây (T)

S: là diện tích vòng dây (m²)

α: là góc tạo bởi $\overrightarrow{B}$ và pháp tuyến mặt phẳng khung dây $\overrightarrow{n}$

+ Suất điện động cảm ứng: $e_c=\frac{\Delta \phi }{\Delta t}\: \: (V)$

Trong đó:

ΔΦ: là độ biến thiên từ thông

Δt: là khoảng thời gian từ thông biến thiên

ΔΦ/Δt: là tốc độ biến thiên của từ thông.

+ Từ thông riêng của mạch: Φ = L.i

+ Độ tự cảm của ống dây: $L=4.\pi .10^{-7}.\frac{N^2}{l}.S$

Trong đó: L: độ tự cảm (đơn vị H)

N: số vòng dây (vòng)

l: chiều dài ống dây (m)

S: tiết diện ống dây (m²)

+ Suất điện động tự cảm: $e_{tc}=-L.\frac{\Delta i}{\Delta t}\: \: (V)$

Trong đó:

L: hệ số tự cảm của ống dây (H)

Δi: độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch

Δt: khoảng thời gian dòng điện biến thiên

Δi/Δt: tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện

+ Năng lượng từ trường của ống dây: $\dpi{100} \fn_cm W=\frac{1}{2}.L.i^2\: \: (J)$

Trong đó:

L: hệ số tự cảm của ống dây (H)

I: cường độ dòng điện qua ống dây

XVII. Khúc xạ ánh sáng

+ Định luật khúc xạ ánh sáng:

n₁sini = n₂sinr hay $\frac{sini}{sinr}=\frac{n_2}{n_1}=n_{21}$

+ Chiết suất tỉ đối: $n_{21}=\frac{n_2}{n_1};\: \: n_{12}=\frac{1}{n_{21}}$

+ Góc giới hạn phản xạ toàn phần: $sini_{gh}=\frac{n_2}{n_1}$

+ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n₂ < n₁ ; i ≥ i_gh

XVIII. Lăng kính

+ Công thức lăng kính

sini₁ = nsinr₁;

sini₂ = nsinr₂;

A = r₁ + r₂

D = i₁ + i₂ - A

+ Nếu các góc i và A nhỏ

i₁ = n.r₁ ; i₂ = n.r₂

A = r₁ + r₂ ; D = (n - 1).A

+ Độ tụ của thấu kính

$D=\frac{1}{f}=(n-1)\left ( \frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2} \right )$

Trong đó:

D: độ tụ (dp)

f: tiêu cự thấu kính (m)

R₁, R₂: bán kính các mặt cong (m)

n: chiết suất làm thấu kính

Thấu kính hội tụ: f>0; D>0

Thấu kính phân kỳ: f<0; D<0

+ Vị trí ảnh: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}$

$f=\frac{d.d'}{d+d'}$ ; $d=\frac{d'.f}{d'-f}$ ; $d'=\frac{d.f}{d-f}$

Vật thật: d>0 ở trước kính

Vật ảo: d<0 ở sau kính

Ảnh thật: d'>0 ở sau kính

Ảnh ảo: d'<0 ở trước kính

+ Hệ số phóng đại: $\left | k \right |=\frac{A'B'}{AB}$

$k=-\frac{d'}{d}=\frac{f}{f-d}=\frac{f-d'}{f}$

+ Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát

$\frac{1}{f}=\frac{1}{f_1}+\frac{1}{f_2};$ D=D_1+D_2

+ Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách nhau

- Quan hệ giữa hai vai trò của ảnh và vật của A'₁B'₁

$AB\xrightarrow[d_1\: \: \: \: \: d_{1}^{'}]{L_1}A_{1}^{'}B_{1}^{'}\xrightarrow[d_2\: \: \: \: \: d_{2}^{'}]{L_2}A_{2}^{'}B_{2}^{'}$

$d_2=l-d_{1}^{'}\: \: ;\: \: \: \: d_{1}^{'}+d_2=l$

+ Số phóng đại của ảnh sau cùng: k = k₁.k₂

+ Số bội giác: $G=\frac{\alpha }{\alpha _0}\approx \frac{tan\alpha }{tan\alpha _0}$

+ Kính lúp: Ngắm chừng ở vô cực, sự bội giác: $G_\infty =\frac{OC_c}{f}=\frac{D}{f}$

+ Kính hiển vị: Ngắm chừng ở vô cực, sự bội giác: $G_\infty =|k_1|G_2=\frac{\delta .D}{f_1.f_2}$

+ Kính thiên văn, ngắm chừng ở vô cực, sự bội giác: $G_\infty =\frac{f_1}{f_2}$

* Sự tạo ảnh bởi thấu kính

Sự tạo ảnh bởi thấy kính

Hy vọng với bài viết tổng hợp các công thức Vật lý 11 đầy đủ ở trên giúp các em thuận tiện xem lại trong quá trình giải các dạng bài tập Vật lý 11. Cũng như các môn học thuộc khối khoa học tự nhiên khác, việc làm nhiều bài tập sẽ giúp các em dễ dàng ghi nhớ các công thức này.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

» Mục lục SGK Hóa học 11 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục SGK Vật lý 11 Lý thuyết và Bài tập