Trong môn Vật lý lớp 9, có nhiều công thức quan trọng cần ghi nhớ như định luật ôm, công thức điện học, công thức điện từ, và các công thức quang học. Ngoài ra, còn có các công thức tính toán nhiệt lượng và hiệu suất sử dụng điện. Các công thức này được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, từ kỹ thuật đến y tế. Trắc nghiệm ghi nhớ công thức là một cách tốt để tăng cường khả năng nhớ và hiểu về các công thức này.

Công thức điện học lớp 9

Điện trở

Một số công thức điện trở cần thiết cần chú ý:

R = U / I
Điện trở mạch nối tiếp: Rtd = R1 + R2 +…+ Rn
Điện trở mạch song song: Rtd= 1 / R1+1 / R2+…+ 1 / Rn
Điện trở của dây dẫn: R = ρl / s

Trong đó:

tổng hợp công thức vật lý lớp 9 cập nhật mới nhất

l: chiều dài dây (m)
S: tiết diện của dây (m²)
ρ điện trở suất (Ωm)
R điện trở (Ω)

Cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Trong mạch nối tiếp: I = I1 = I2 =…= In và U = U1 + U2 +…+ Un

Trong mạch song song: I = I1 + I2 +…+ In và U = U1 = U2 =…= Un

Công suất điện

P = U.I, trong đó:

P: công suất (W)
U: hiệu điện thế (V)
I: cường độ dòng điện (A)

Nếu trong mạch có điện trở thì chúng ta cũng có thể áp dụng công thức được suy ra từ định luật ôm:

Công của dòng điện

A = P.t = U.I.t, trong đó:

A: công dòng điện (J)
P: công suất điện (W)
t: thời gian (s)
U: hiệu điện thế (V)
I: cường độ dòng điện (A)

Hiệu suất sử dụng điện

H = A1 / A * 100%.

ĐỊNH LUẬT ÔM

Điện trở của dây dẫn

CÔNG SUẤT ĐIỆN

Định luật Jun – Lenxơ và công thức tính nhiệt lượng

Theo Định luật Jun – Lenxơ, năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng, trong đó điện năng tiêu thụ. Công thức tính nhiệt lượng dựa trên định luật này có thể được biểu diễn như sau:

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)

Công thức này cho phép tính toán lượng nhiệt được sản xuất ra trong quá trình dẫn điện. Nếu muốn tính nhiệt lượng tỏa ra trên một đối tượng cụ thể, chúng ta có thể sử dụng công thức tính nhiệt lượng như sau:

Q = m . c . Δt

Trong đó:

m: khối lượng (kg)
c: nhiệt dung riêng (J/kg.K)
Δt: độ chênh lệch nhiệt độ (°C)

Công thức điện từ lớp 9

Hao phí tỏa nhiệt trên dây dẫn được tính bằng công thức:

P = I² . R

Trong đó:

P: công suất (W)
I: cường độ dòng điện (A)
R: điện trở (Ω)

Công thức này thường được sử dụng trong lớp học để tính toán hao phí điện năng và nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn.

Công thức và quan hệ vật lý lớp 9

Công thức quang học

Công thức của thấu kính hội tụ

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

Mối quan hệ giữa d và d’: 1/f= 1/d+ 1/d’

Trong đó:

d: Khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’: Khoản cách từ ảnh tới thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
h là chiều cao của vật
h’ là chiều cao của ảnh

Xem Thêm: Cách giải bài tập SGK Vật Lí 12 Bài 31 Hiện tượng quang điện trong

Công thức của thấu kính phân kỳ

Tỷ 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 là khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
h là chiều cao của vật
h’ là chiều cao của ảnh

Để nhớ rõ hơn công thức về thấu kính hội tụ và phân kì, chúng ta cần phải so sánh sự giống và khác nhau giữa chúng, từ đó có thể đưa ra được cách học thuộc nhớ lâu và hiệu quả nhất.

Công thức về sự tạo ảnh trong phim

Công thức: h/h’= d/d’

Trong đó:

d là khoảng cách từ vật đến vật kính
d’ là khoảng cách từ phim đến vật kính
h là chiều cao của vật
h’ là chiều cao của ảnh trên phim

Công thức điện lực lớp 9

Công thức tính công suất: P= U.I

Công thức Ohm: U= I.R

Công thức tính nhiệt lượng:

ĐỊNH LUẬT ÔM – ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN

1. 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.

Trong đó:

I: Cường độ dòng điện (A)
U: Hiệu điện thế (V)
R: Điện trở

Ta có: 1A = 1000mA và 1mA = 10^-3A

*Chú ý:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai dầu dây dẫn là đường thẳng đi qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0).
Với cùng một dây dẫn (cùng một điện trở) thì:

2. Điện trở dây dẫn:

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.

ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP

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

Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm:
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:

Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

a. Điện trở tương đương (Rtđ) của một đoạn mạch là điện trở có thể thay thế cho các điện trở trong mạch, sao cho giá trị của hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch không thay đổi.

ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP

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

Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.

Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Điện trở tương đương (Rtđ) của một đoạn mạch là điện trở có thể thay thế cho các điện trở trong mạch, sao cho giá trị của hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch không thay đổi. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở hợp thành:

Hệ quả:

Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC SONG SONG

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.
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ.

Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

Nghịch đảo điện trở tương đương của đoạn mạch song song bằng tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ:

Hệ quả

Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở (cùng U) tỷ lệ nghịch với điện trở đó.

Dùng nam châm để tạo ra dòng điện:

Dùng nam châm 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 nam châm điện:

Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đóng hoặc ngắt mạch điện của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm điện biến thiên.

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.

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 xoay chiều và máy phát điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều

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.

Xem Thêm: Tìm hiểu về công suất là gì? Vật Lí 8 Bài 15: Công suất - Giải bài tập SGK Vật Lí 8 Bài 15

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 thanhquét, 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 1 vòng 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 hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn dây của máy càng lớn.

Công thức và đơn vị công suất

Trong đó: P công suất (W); U hiệu điện thế (V); I cường độ dòng điện (A)

Đơn vị: Oắt

Công thức tính công suất trong đoạn mạch điện

Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện có thể tính bằng công thức:

P = U x I

Chú ý khi sử dụng dụng cụ điện

Số oắt ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ khi nó hoạt động bình thường.

Trên mỗi dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện thế định mức và công suất định mức. Ví dụ: Trên một bóng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường khi được sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế 220V thì công suất điện qua bóng đèn là 75W.

Dù mạch mắc song song hay nối tiếp thì Pm = P1 + P2 + … + Pn

Điện năng và công dụng điện

Điện năng là năng lượng của dòng điện, được tính bằng công thức E = P x t.

Dòng điện có mang năng lượng vì nó có thể thực hiện công, cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của một vật.

ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ (Tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua)

Định luật:

Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ thuậnvới điện trở và thời gian dòng điện chạy qua

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)

Chú ý:

Nếu nhiệt lượng Q tính bằng đơn vị calo (cal) thì ta có công thức: Q=0,24I²Rt
Ngoài ra Q còn được tính bởi công thức: Q=UIt
Công thức tính nhiệt lượng: Q=m.c.Δt

Sử dụng an toàn điện và tiết kiệm điện

Một số quy tắc an toàn điện:

Thực hành, làm thí nghiệm với hiệu điện thế an toàn: U < 40V
Sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện tốt và phù hợp
Cần mắc cầu chì, cầu dao…cho mỗi dụng cụ điện
Khi tiếp xúc với mạng điện 220V cần cẩn thận, đảm bảo cách điện
Khi sửa chửa các dụng cụ điện cần: Ngắt nguồn điện, phải đảm bảo cách điện

Cần phải sử dụng tiết kiệm điện năng:

Giảm chi tiêu cho gia đình
Các dụng cụ và thiết bị điện được sử dụng lâu bền hơn
Giảm bớt các sự cố gây tổn hại chung do hệ thống cung cấp bị quá tải
Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất
Bảo vệ môi trường
Tiết kiệm ngân sách nhà nước

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
La bàn
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

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  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.

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

Ứng dụng của Nam châm 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…

Xem Thêm: Định Luật ÔM Là Gì, Công thức định luật ôm

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. Lực điện từ.

Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hóa năng…

Ví dụ:

Bóng đèn dây tóc: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.
Đèn LED: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.
Nồi cơn điện, bàn là: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.
Quạt điện, máy bơm nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Hiệu suất sử dụng điện

Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng. Công thức:

Hiệu suất sử dụng điện năng = A1/A

Trong đó:

A1: năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng.
A: điện năng tiêu thụ.

Công dòng điện

Công dòng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác tại đoạn mạch đó.

Công thức:

A = P x t = U x I x t

Trong đó:

A: công dòng điện (J).
P: công suất điện (W).
t: thời gian (s).
U: hiệu điện thế (V).
I: cường độ dòng điện (A).

Ngoài ra còn được tính bởi công thức:

A = U x I x cosϕ x t

Đo điện năng tiêu thụ

Lượng điện năng được sử dụng được đo bằng công tơ điện.

Từ phổ và đường sức từ

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.

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

Từ phổ và 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.

Quy tắc nắm tay phải

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.

Sự nhiễm từ của sắt, thép và nam châm điện

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 khi đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ được từ tính lâu dài, còn thép thì giữ được từ tính lâu dài.

Nam châm điện cũng bị nhiễm từ và có thể tạo ra từ trường mạnh.

Bài tập vận dụng

Câu 1:

Cho một giá trị, tăng lên hai lần là:

A. Tăng lên hai lần
B. Giảm đi hai lần
C. Tăng lên bốn lần
D. Giảm đi bốn lần

Đáp án: A. Tăng lên hai lần

Câu 2:

Đặt U1= 6V vào hai đầu dây dẫn. Khi đó ta có cường độ dòng điện qua dây là 0,5A. Nếu tăng hiệu điện thế đó lên thêm 3V thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ là bao nhiêu?