Chương 2 - CHUYÊN ĐỀ 1 VẬT LÝ 11 - NÂNG CAO

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Chương II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Chuyên đề 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI.. NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT

Trang 1

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11

Chương II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Chuyên đề 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN

Dạng 1: TÍNH CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

CỦA NGUỒN ĐIỆN

I PHƯƠNG PHÁP

1 Bài tốn 1: Bài tốn về dịng điện khơng đổi

⍟ Tính cường độ dòng điện (hay cường độ dịng điện trung bình) chạy qua vật dẫn:

+ Dùng các công thức I q n S v e .

☺Nếu ∆t << thì I = q’(t) gọi là cường độ dịng điện tức thời

⍟ Tính số electron đi qua một đoạn mạch 1 1 1

n V

 ) q: điện tích của hạt (C)

v: vận tốc trung bình của chuyển động cĩ hướng (m/s) S: Tiết diện thẳng của dây dẫn (m2

)

2 Bài tốn 2: Bài tốn về nguồn điện

⍟ Pin Vơn – ta:

+ Hiệu điện thế điện hĩa: Khi nhúng thanh kim loại vào dung dịch điện phân do tác dụng hĩa học trên bề mặt thanh kim loại và dung dịch điện phân xuất hiện hai loại điện tích trái dấu

q v S



Trang 2

Giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân xuất hiện một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế

điện hĩa

Ví dụ: Nhúng Zn vào dd H2SO4 (lỗng): UZn-dd;…

+ Khi nhúng hai thanh kim loại cĩ bản chất khác nhau vào cùng một dung dịch điện phân thì giữa hai thanh kim loại xuất hiện một hiệu điện thế xác định Ví dụ nhúng Zn và Cu vào H2SO4 lỗng

UZn-Cu = UZn-dd + Udd-Cu = UZn-dd – UCu-dd+ Pin Vơn-ta cĩ ξ = 1,1(V)

qmax = I.t = I1t1 = I2t2

→ Ắc qui chì cĩ: ξ = 2(V) Nếu ξ giảm đến 1,85 (V) thì ta phải nạp điện cho Ắcqui

→ Khi nạp điện: Điện năng → Hĩa năng

→ Khi phát điện: Hĩa năng → Điện năng

Bài 1 Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A

a Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 10 phút ?

b Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên ?

Trang 3

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Bài 2 Suất điện động của một nguồn điện là 12 V Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là 0,5 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó ?

Bài 7: Trong một pin Vơnta, hiệu điện thế giữa dung dịch với thanh Zn là 0,74V, trong khi

hiệu điện thế giữa thanh đồng với dung dịch là 0,34V

a Tính suất điện động của pin Vơnta

b Cho biết cơng mà lực lạ để tải một dịng điện cĩ cường độ I trong thời gian 20s là 2,2J Tính I

Bài 8: Một bộ acquy cĩ suất điện động tổng cộng 4,0V cung cấp một đong điện cĩ cường độ

5,0A trong thời gian 3,0 phút Lượng hĩa năng đã chuyển sang điện năng bằng bao nhiêu?

Bài 9: Trong thời gian 2 phút, số electron tự do đã dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật

dẫn là 37,5.1019

electron Hỏi:

a Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trên

Trang 4

b Cường độ dòng điện qua vật dẫn bằng bao nhiêu?

c Để cường độ dòng điện qua vật dẫn tăng gấp đôi thì trong thời gian 3 phút, điện lượng chuyển qua vật dẫn bao nhiêu?

Bài 10: Với phân nửa thời gian, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của đoạn mạch thứ

nhất bằng 2

3điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của đoạn mạch thứ hai Tính điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của đoạn mạch thứ hai trong thời gian 5 phút Biết cường độ dòng điện qua mạch thứ nhất là 4

3A

Bài 11: Một dây dân dài 100m, tiết diện 0,28mm2 đặt giữa hai điểm có hiệu điện thế là 12V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn là 1,2A Hỏi nếu thay dây dẫn trên bằng một dây dẫn khác cùng chất với dây dẫn trên, dài 25m, điện trở 2,8 thì dây dẫn này có tiết diện là bao nhiêu ? Cường độ dòng điện qua nó là bao nhiêu ?

Bài 12: Một dây đồng hồ có điện trở R Kéo giãn đều cho độ dài của dây tăng lên gấp đôi

(nhưng thể tích của dây không đổi) Hỏi điện trở của dây sau khi được kéo ?

Bài 13: Có ba bóng đèn Đ1, Đ2, Đ3 cùng loại , một số dây dẫn điện, một nguồn điện và một khóa k Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện thỏa mãn hai điều kiện:

a k đóng, ba đèn đều sáng

b k mở, chỉ có hai đèn Đ1 và Đ2 sáng, đèn Đ3 không sáng

Bài 14: Có ba bóng đèn Đ1, Đ2, Đ3, một số dây dẫn điện và một nguồn đi Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện mà khi tháo bớt một bóng đèn ra thì hai bóng còn lại vẫn có thể sáng Chỉ rõ bóng đực tháo ra trong từng sơ đồ

Bài 15: Cho một nguồn điện (bộ pin), 1 vôn kế, 1 ampe kế, 2 bóng đèn Đ1 và Đ2, hai khoá k1

và k2 và một số dây dẫn Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện thoả mãn các điều kiện sau:

a k1 đóng, k2 mở: Ampe kế chỉ cường độ dòng điện qua đèn Đ1 còn đèn Đ2 không sáng

b k1 mở, k2 đóng: Ampe kế chỉ cường độ dòng điện qua đèn Đ2 còn đèn Đ1 không sáng

c k1 và k2 đều đóng: Ampe kế chỉ cường độ dòng điện tổng cộng qua cả 2 đèn và 2 đèn đều sáng

(Trong các trường hợp a, b, c vôn kế đều chỉ hiệu điện thế ở hai đầu nguồn)

Bài 16: Dây dãn có tiết diện 1mm2 có dòng điện 2A chạy qua

a) Tính mật độ dòng điện qua dây dẫn

b) Tính điện lượng chạy qua dây dãn trong 1 phút 20 giây Từ đó suy ra số electron qua tiết diện thẳng

Trang 5

Bài 18: Một dòng điện không đổi có cường độ I = 4A chạy qua một dây dẫn kim loại, tiết

diện thẳng của dây dãn là S = 1cm2

a) Trong 1s có bao nhiêu electron đi qua tiết diện thẳng này?

ĐS: n = 2,5.1019b) Tính vận tốc trung bình của electron trong chuyển động định hướng nói trên Cho biết mật độ electron tự do trong dây dãn kim loại nói trên là n = 5.1028

m-3 ĐS: 10-5

ĐS: S = 1cm2

Bài 20: Một dây dãn kim loại có các electron tự do chạy qua và tạo thành một dòng điện

không đổi Dây có tiết diện S = 0,6mm2, trong thời gian t = 10s có một điện lượng q = 9,6C

đi qua Tìm:

a) Cường độ dòng điện và mật độ dòng điện qua dây dẫn

ĐS: I = 0,96ª; J = 1,6.106

ª/m2b) Số electron chạy qua tiết diện ngang của dây trong 10s; 20s

ĐS: n10 = 6.1019; n20 = 12.1019c) Vận tốc trung bình của chuyển động có hướng Biết mật độ electron tự do

n = 4.111028m-3

ĐS: v = 0,25mm/s

Trang 6

Dạng 2: ĐIỆN TRỞ GHÉP ĐIỆN TRỞ ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CHỈ

CHỨA ĐIỆN TRỞ THUẦN

U R

U

R I

.

l R

b Ghép song song:

+ I = I1 + I2 + + In + U = U1 = U2 = = Un

đặc trưng Vôn – Ampe là một đoạn thẳng đi qua gốc O;

Trang 7

♥ Ghi nhớ:

+ Những điểm có cùng điện thế, ta có thê chập lại thành một điểm

+ Để tính hiệu điện thế giữa hai điểm có thể sử dụng phương pháp xen điện thế

II BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Hai dây dẫn khi mắc nối tiếp có điện trở lớn gấp 6,25 lần khi mắc song song Tính tỉ

số điện trở của hai dây dẫn

ĐS: R1/R2 = 4

Bài 2: Một dây dẫn có điện trở R = 144Ω Phải cắt dây ra thành bao nhiêu đoạn bằng nhau

để khi mắc các đoạn đó song song với nhau thì được điện trở tương đương là Rtd = 4Ω

Bài 3: Cho hai dây dẫn kim loại bằng đồng và nhôm có cùng tiết diện và được mắc nối tiếp

với nhau Tính tỉ số chiều dài của hai dây dẫn để điện trở trong mạch không phụ thuộc vào nhiệt độ

Bài 4: Cho biết điện lượng di chuyển trong một dây tóc bóng đèn là 2,84C trong thời gian

2,00s

a) Tính cường độ dòng điện Có bao nhiêu êlectron di chuyển qua bóng đèn này trong 5,00s nếu cường độ được giữ không đổi? Cho biết điện tích của êlectron có độ lớn 1,60.10- 19

C

b) Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn đo được 120V Tính điện trở của dây tóc bóng đèn Vẽ

đường đặc trưng Vôn – Ampe của dây tóc này

Bài 5: Duy trì hiệu điện thế 2,00V ở hai đầu một điện trở R = 20,0Ω trong thời gian 20,0s

a) Tính cường độ dòng điện đi qua điện trở và điện lượng tải qua điện trở này

b) Tính số êlectron đã di chuyển qua điện trở trong thời gian 20,0s Cho biết độ lớn của êlectron là 1,6.10-19C

Bài 6: Có một số điện trở r = 5 Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở r để mắc thành mạch có điện trở tương đương R = 3

Bài 7: Cho mạch điện gồm (R1 nối tiếp R2) // R3 Với R1 = 10 ; R2 = 8; R3 = 6; U = 12V Tính:

1 Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

2 Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

Bài 8: Cho mạch điện ((R1 nối tiếp R2) // R3 ) nối tiếp R4 Với R1 = R2 = 6 ; R3 = 8; R4 =

4 Hiệu điện thế giữa hai đầu R4 là U4 = 12V Tính:

a Hiệu điện thế giữa hai đầu R1

Trang 8

b Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch

Bài 9: Một mạch điện gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với điện trở R2 = 9 Hiệu điện thế hai đầu R1 và hai đầu mạch lần lượt là U = 12V.Tính điện trở R1

Bài 10 Có mạch điện gồm (R1 // R2) nối tiếp R3 Với R1 = 5 ; R2 = 10; U = 18V; cường

độ dòng điện qua R2 là 1A Tính R3

Bài 11: Có hai điện trở R1 và R2 mắc song song giữa hai điểm có hiệu điện thế U = 6V Dùng am pe kế có điện trở không đáng kể đo được cường độ dòng điện qua R1 là 0,5A và qua mạch chính là 0,8A Tính R1 và R2

Bài 12: Mắc hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế U = 6V Khi chúng mắc nối tiếp nhau thì cường độ dòng điện qua chúng là 0,24A Khi chúng mắc song song cường độ dòng điện tổng công qua chúng là 1A Tính R1 và R2

Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ, UAB = 30V, các điện trở

giống nhau đều bằng 6Ω Tính cường độ dòng điện trong

Bài 15: Cho mạch điện mắc như hình vẽ Nếu mắc vào AB hiệu điện

thế UAB = 100V thì UCD = 60V, I2 = 1A Nếu mắc vào CD: UCD =

120V thì UAB = 90V Tính R1, R2, R3 ĐS: R1 = 120Ω; R2 = 40Ω;

R3 = 60Ω

Bài 16: Cho mạch điện như hình vẽ Nếu mắc vào AB:UAB = 120V thì

UCD = 30V và I3 = 2A Nếu mắc vào CD: UCD = 120V thì UAB = 20V

Trang 9

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Bài 17: Cho mạch điện như hình vẽ UAB = 20V, R1 = 2Ω, R2 = 1Ω, R3

R4 = 4Ω, K đóng, tính cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2

Bỏ qua điện trở của K

ĐS: I1 = 2,16A; I2 = 4,33A

Bài 19: Cho mạch điện như hình vẽ Biết U = 6V; R1 = 12; R2 = 1,

R3 = 8, R4 = 4 R5 = 6

a Xác định điện trở tương đương của mạch

b Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

c Tính hiệu điện thế UMN

Bài 20: Cho mạch điện như hình vẽ: U = 24V;

Trang 10

Dạng 3: MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ ĐIỆN TRỞ THUẦN Bài toán 1: Mắc điện trở thành mạch điện hình sao hoặc tam giác

I Phương Pháp

a/ Biến đổi   :

* Từ  Y : RAO =

BC AC AB

AC AB R R R

R R



RBO =

BC AC AB

BC BA

R R R

R R



CA CB R R R

R R



* Từ Y : RAB =

AO R

1

( RAORBO + RBORCO + RCORAO)

b/ Vận dụng để tính điện trở của mạch cầu không đối xứng:

R1 M R2 M

R2

A B RA O RM

R5 A RN R3 N R4

N R4 Chuyển từ  Y: RA =

5 3 1

3 1

R R R

R R



 , RM =

5 3 1

5 1

R R R

R R



 , RN =

5 3 1

5 3

R R R

R R

và tính điện trở tương đương của mạch khi R5 = 30

2 Khi R5 thay đổi trong khoảng từ 0 đến vô cùng, thì điện

trở tương đương của mạch điện thay đổi như thế nào?

Trang 11

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ (H1.1): R1 = R4 = 1Ω ; R2 = R5 = R4 = 3Ω ;

UAB = 6V Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở, cường

độ dòng điện chạy trong mạch chính Từ đó tính điện trở tương

360 360

Bài 2: Dùng một dây bằng Niken có đường kính 1mm, dài 100m được quấn thành 50 vòng

quanh một lõi sứ hình trụ có đường kính 4cm Biết điện trở suất của niken là 7

4.10 .m

a Tính điện trở của một vòng dây

b Tìm điện trở của cung MN chắn góc ở tâm của một vòng dây một góc 300

Bài 3: Dòng điện chạy qua một vòng dây dẫn tại hai điểm A và B Dây dẫn tạo nên vòng dây

là đồng chất, tiết diện đều và có R = 25Ω

a) Tính điện trở tương đương của vòng dây khi mắc vào mạch điện tại hai điểm A và B b) Tìm α để điện trở tương đương của vòng dây bằng 4 Ω ĐS: α = 720

hoặc α = 2880c) Tìm α để điện trở tương đương của vòng dây là lớn nhất ĐS: α = 1800

thì Rtđ max

α

A

B

Trang 12

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Bài toán 3: Mạch điện trở có tính đối xứng

+ Đối với mạch điện có nhiều ô điện trở giống nhau lặp vô tậnm thì ta có thể thêm hoặc bớt 1

ô điện trở mà giá trị điện trở tương đương của mạch vẫn không thay đổi

Trang 13

NGUYỄN VĂN LÂM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Bài 3: Cho mạch điện có cấu tạo như hình vẽ Phải mắc thêm vào CD điện trở R bằng bao

nhiêu để điện trở tương đương của mạch AB không phụ thuộc vào số ô điện trở?

- Bỏ R5  Mạch có ( R1 nối tiếp R2 ) // ( R3 nối tiếp R4 )

- VM = VN  UMN = 0, ta có thể chập M với N  mạch có ( R1 // R3 ) nối tiếp ( R2 // R4 )

* Nếu mạch không cân bằng: thì có thể tính điện trở mạch theo 1 trong 2 cách:

+ Bước 4: Biểu diễn hiệu điện thế ở hai đầu các điện trở theo điện thế và áp dụng định

luật Ôm để tính cường độ dòng điện theo các điện thế (3)

+ Bước 5: Thay (3) vào (1) và (2) giải hệ phương trình suy ra giá trị điện thế Thay vào

(3) tính được cường độ dòng điện

+ Bước 6: Biện luận kết quả:

.) Nếu giá trị dòng điện tìm được là dương thì chiều dòng điện thực là chiều dòng điện giả thiết

.) Nếu giá trị dòng điện tìm được là âm thì chiều dòng điện thực là ngược chiều với dòng điện giả thiết

Trang 14

♥ Ghi nhớ:

+ Tính điện trở tương đương của mạch điện: RAB =

3

1 I I

U AB

+ Tính công suất tỏa nhiệt trên các điện trở: 2

b Điều chỉnh R4 để vôn kế chỉ 2V Tìm R4 khi đó

Cực dương của vôn kế mắc vào điểm nào ?

ĐS : a R4 = 30Ω ; b R4 = 18Ω hoặc R4 = 66Ω

Bài 3 : Cho mạch điện như hình vẽ Cho

1 15 ; 2 30 ; 3 45 ;; AB 75

điện trở của ampe kế nhỏ

a Cho R4   10 thì ampe kế chỉ bao nhiêu?

b Điều chỉnh R4 Sao cho ampe kế chỉ số 0 Tìm R4 khi đó

Trang 15

1 Tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế của mỗi điện trở

và tính điện trở tương đương của mạch khi R5 = 30

2 Khi R5 thay đổi trong khoảng từ 0 đến vô cùng, thì điện

trở tương đương của mạch điện thay đổi như thế nào?

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ (H1.1): R1 = R4 = 1Ω ; R2 = R5 = R4 = 3Ω ; UAB = 6V Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở, cường

độ dòng điện chạy trong mạch chính Từ đó tính điện trở tương

+ Mạch cầu dây là mạch điện có dạng như hình vẽ H4.1

Trong đó hai điện trở R3 và R4 có giá trị thay đổi khi con chạy

C dịch chuyển dọc theo chiều dài của biến trở (R3 = RAC; R4 =

RCB) Mạch cầu dây được ứng dụng để đo điện trở của 1 vật

Trang 16

 Đoạn AC có chiều dài l1, điện trở là R1

 Đoạn CB có chiều dài l2, điện trở là R2

 Điện kế cho biết khi nào có dòng điện chạy qua đoạn dây CD

 Nếu điện kế chỉ số 0, thì mạch cầu cân bằng, khi đó điện thế ở điểm C bằng điện thế ở điểm D

Do đó: VA – VD = VA – VC Hay UAD = UAC  R0I0 = R4 I1

Ta được: 0 1

1 0

R  I (1) (Với I0, I1 lần lượt là dòng điện qua R0 và R1 )

nên được ứng dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm

Câu hỏi 2: Cho mạch điện như hình vẽ H4.3 Điện trở của

am pe kế và

dây nối không đáng kể, điện trở toàn phần của biến trở

b Biết vị trí con chạy C, tìm số chỉ của ampe kế ?

Lời giải

Các điện trở trong mạch điện dược mắc như sau: (R1RAC) nt (R2  RCB)

a Tìm vị trí của con chạy C khi biết số chỉ của ampekế (I A ) Đặt x = RAC (0< x< R)

Trường hợp 1: Nếu bài toán cho biết số chỉ của ampe kế IA = 0 thì mạch cầu cân bằng, lúc đó ta có điều kiện cân bằng: R 1 R 2  

1

X  R X



Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	848,27 KB