- Pin Lơ-clăng-sê: có cực âm là kẽm, cực dương là than được bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp đã nén chặt gồm MnO và graphit. Dung dịch điện phân là 2 NH Cl. - Acquy kiềm: Gồm một [r]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ 01 – DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – NGUỒN ĐIỆN
MÔN VẬT LÝ LỚP 11-HỌC KỲ I
A KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1 Dòng điện-Tác dụng của dòng điện:
- Định nghĩa: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện
- Qui ước: Chiều của dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương
- Tác dụng của dòng điện: Dòng điện có các tác dụng: cơ, nhiệt, hóa, sinh, quang và
từ Trong đó tác dụng từ là dấu hiệu đặc trưng để nhận biết dòng điện.
2 Cường độ dòng điện:
- Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của dòng điện, được đo bằng
thương số của điện lượng q chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong
khoảng thời gian nhỏ t
q I t
- Dòng điện không đổi : là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.
Đối với dòng điện không đổi:
q I t
q I t.
- Đơn vị : Đơn vị cơ bản trong hệ SI là : Ampe Ký hiệu: A
*
3
1
1000
mA A A
*
6
1
1000000
- Đo cường độ dòng điện (trực tiếp) : Do cường độ dòng điện ở mọi điểm trong
mạch mắc nối tiếp là như nhau nên để đo cường độ dòng điện người ta mắc nối tiếp ampe kế vào mạch
- Đơn vị điện tích : q I t . 1C 1 1A s
Cu lông là điện lượng của một dòng điện không đổi có cường độ 1A chạy qua tiết diện thẳng của vật trong thời gian 1s
- Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn
điện
3 Nguồn điện: là thiết bị để biến một dạng năng lượng nào đó thành điện
năng Nghĩa là một cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện.
- Nguồn điện có hai cực nhiễm điện trái dấu Một cực dương và một cực âm
- Ký hiệu:
4 Suất điện động của nguồn điện:
Trang 2- là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh ra công của lực lạ bên trong của các nguồn
điện và được đo bằng thương số của công A của các lực lạ làm dịch chuyển điện tích dương q bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích trong đó
A q
Trong đó: A là công của lực lạ J
q là điện tích C
- Đơn vị : Đơn vị cơ bản trong hệ SI là : Vôn Ký hiệu: V.
- Để đo suất điện động của nguồn ta dùng vôn kế mắc vào hai cực của nguồn điện khi
mạch ngoài để hở
- Mỗi nguồn điện có một điện trở trong r
- Các lực lạ ở đây về bản chất phải khác với lực điện
5 Tìm hiểu về một số nguồn điện:
a Pin:
- Pin Đanien: Gồm cực kẽm nhúng vào dung dịch ZnSO , cực đồng nhúng vào dung 4
dịch CuSO Giữa hai dung dịch có một vách ngăn xốp Suất điện động của pin Đanien 4
là 1,1V
- Pin Lơ-clăng-sê: có cực âm là kẽm, cực dương là than được bao bọc xung quanh
bằng một hỗn hợp đã nén chặt gồm MnO và graphit Dung dịch điện phân là 2 NH Cl 4
Suất điện động của pin là 1,5V
b Acquy:
- Acquy axit: Gồm một bình đựng dung dịch H SO2 420% 30% Hai tấm chì có phủ chì oxit (PbO) cực âm; Cực dương (Pb O nhúng vào dung dịch 3 4) H SO Giữa hai cực xuất 2 4
hiện hiệu điện thế xác định là 2,1V
- Acquy kiềm: Gồm một bình chứa dung dịch KOH hoặc NaOH Cực dương Ni OH ; ( )2
Cực âm Cd OH hoặc ( )2 Fe OH Acquy kiềm nhẹ, bền, suất điện động thường lấy 1,2V.( )2
6 Mật độ dòng điện trong dây dẫn:
t
I
j n q v S
Trong đó:
+ j: là mật độ dòng điện trong dây dẫn 2
A m
+ S: là diện tích tiết diện thẳng (m2)
+ I: cường độ dòng điện (A) Công thức:
N e q I
t t
Trang 3+ n: mật độ hạt mang điện tự do(hạt/m3) Công thức:
N n V
Với N: tổng số hạt e chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn(hạt); V: thể tích dây dẫn(m3)
+ q: điện tích hạt mang điện tự do (C) Công thức: q N e .
+ v : vận tốc trung bình của hạt mang điện(m/s) t
B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Dạng 1: Các câu hỏi liên quan đến lý thuyết.
* Phương pháp giải: Vận dụng cơ sở lý thuyết để xác định.
Dạng 2: Xác định các đại lượng liên quan đến cường độ dòng điện, suất điện động,
mật độ dòng điện trong dây dẫn, số hạt electron chuyển qua
* Phương pháp giải: Sử dụng các công thức đã nêu trong phần lý thuyết Cần
chú ý:
Đổi đơn vị và đưa về đúng đơn vị của các công thức.
Ví dụ: Một bộ acquy có thể cung cấp dòng điện 4A liên tục trong 2 giờ thì phải nạp
lại
a) Tính cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp liên tục trong 40 giờ thì phải nạp lại
b) Tính suất điện động của acquy này nếu trong thời gian hoạt động trên đây nó sản sinh ra một công là 172,8kJ
Tóm tắt đề
2 7200
t h s;
4
I A
a.t' 40 h144000 ;s ' ?I
b A172,8kJ 172,8.103J
?
Giải:
a Cường độ dòng điện: . 4.7200 28800
q
t
+ Cường độ dòng điện mà acquy có thể cung cấp liên tục trong 40 giờ mới phải nạp lại là:
28800
' 144000
q
t
b Suất điện động của acquy là :
3
172,8.10
6 28800
A
V q
Đáp số: a)I0, 2A; b) 6V
C BÀI TẬP TỰ LUẬN:
Bài 1: Một dòng điện không đổi trong thời gian 10s có một điện lượng 1,6 C chạy qua.
a Tính cường độ dòng điện đó
b Tính số eletron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 10 phút
ĐS: a) I = 0,16A; b) N = 6.1020hạt
Bài 2: Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn có cường độ 1,6 mA Tính điện
lượng và số eletron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 giờ
ĐS: q = 5,76C ; N = 3,6.1019hạt
Trang 4Bài 3: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian
2 s là 6,25.1018 e Khi đó dòng điện qua dây dẫn có cường độ bao nhiêu?
ĐS: I = 0,5A Bài 4: Dòng không đổi I = 4,8A chạy qua dây kim loại tiết diện thẳng S = 1cm2 Tính:
a Số e qua tiết diện thẳng trong 1s
b Vận tốc trung bình trong chuyển động định hướng của e, biết n=3.1028(hạt/m3)
ĐS: N=3.1019 hạt và v = 0,01mm/s
Bài 5: Trong 10s, dòng tăng từ 1A đến 4A.Tính cường độ dòng trung bình và điện
lượng chuyển qua trong thời gian trên?
ĐS: Itb=2,5A và q = 25C
Bài 6: Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I 0,5A.
a Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong mười phút?
b Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên?
ĐS: q = 300C và N = 18,75.1020hạt
Bài 7: Suất điện động của một nguồn điện là 12V Tính công của lực lạ khi dịch chuyển
một lượng điện tích là 0,5C bên trong nguồn điện từ cực dương đến cực âm của nó?
ĐS: A = 6J Bài 8: Tính suất điện động của nguồn điện Biết rằng khi dịch chuyển một lượng điện
tích
3.10-3C giữa hai cực bên trong nguồn điện thì lực lạ thực hiện một công là 9mJ
ĐS: 3V
Bài 9: Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc bóng đèn là I 0, 64A.
a Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong một phút?
b Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên?
ĐS: q = 38,4C và N = 2,4.1020hạt
Bài 10: Một bộ acquy có suất điện động 6V , sinh ra một công là 360J khi acquy này phát điện
a Tính điện lượng dịch chuyển trong acquy
b Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là 5 phút Tính cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó
ĐS: q = 60C và I = 0,2A Bài 11: Một điện trở 20 được đặt vào một hiệu điện thế 5V trong khoảng thời gian 16s Tìm số electron đã chuyển qua điện trở trong khoảng thời gian trên
ĐS: 2,5.10 19 hạt Bài 12: Một dòng điện không đổi, sau 2 phút có một điện lượng 24C chuyển qua một
tiết diện thẳng Cường độ dòng điện là bao nhiêu?
ĐS: 0,2A Bài 13: Một bộ ắcquy có suất điện động 12V và sinh công 240J khi dịch chuyển điện
tích bên trong và giữa hai cực của ắcquy phát điện
a) Tính lượng điện tích dịch chuyển.
b) Biết thời gian lượng điện tích này dịch chuyển là 2 phút Tính cường độ dòng điện chạy qua ắcquy
Trang 5ĐS: 20C và 0,17A
D BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:
Câu 1: Để đo suất điện động của nguồn điện người ta dùng:
A dòng dịch chuyển của các điện tích
B. dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện
C dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích tự do.
D dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương và ion âm.
Câu 3: Quy ước chiều dòng điện là:
A chiều dịch chuyển của các electron B chiều dịch chuyển của các ion.
C chiều dịch chuyển của các ion âm D. chiều dịch chuyển của các điện tích dương
Câu 4: Tác dụng đặc trưng nhất của dòng điện là:
A Tác dụng nhiệt B Tác dụng hóa học C. Tác dụng từ D.
Tác dụng cơ học
Câu 5: Dòng điện không đổi:
A dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian
B dòng điện có cường độ không thay đổi theo thời gian.
C dòng điện có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây không đổi theo thời
gian
D. dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian
Câu 6: Suất điện động của nguồn điện định nghĩa là đại lượng đo bằng:
A công của lực lạ tác dụng lên điện tích q dương.
B thương số giữa công và lực lạ tác dụng lên điện tích q dương.
C thương số của lực lạ tác dụng lên điện tích q dương và độ lớn điện tích ấy.
D. thương số công của lực lạ dịch chuyển điện tích q dương trong nguồn từ cực âm
đến cực dương với điện tích đó
Câu 7: Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây nếu có điện lượng 15C dịch chuyển qua tiết diện đó trong 30 giây:
A.5.10 6 B 31.10 17 C 85.10 10 D 23.10 16
Câu 8: Khi dòng điện chạy qua đoạn mạch ngoài nối giữa hai cực của nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực:
A cu lông B hấp dẫn C lực lạ D. điện trường
Câu 9: Số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là 1, 25.10 Tính điện lượng đi qua tiết diện đó trong 15 giây: 19
Câu 10: Khi dòng điện chạy qua nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực:
A cu lông B hấp dẫn C. lực lạ D điện trường.
Câu 11: Cường độ dòng điện có biểu thức định nghĩa nào dưới đây:
A.I q t. . B I q t . C
t I q
q I e
Câu 12: Chọn đáp án sai:
A cường độ dòng điện đo bằng ampe kế
B để đo cường độ dòng điện phải mắc nối tiếp ampe kế với mạch.
C dòng điện qua ampe kế đi vào chốt dương, đi ra chốt âm của ampe kế.
D. dòng điện qua ampe kế đi vào chốt âm, đi ra chốt dương của ampe kế
Trang 6Câu 13: Đơn vị của cường độ dòng điện, suất điện động, điện lượng lần lượt là:
A Vôn (V); ampe (A); cu lông (C) B Ampe (A); Vôn (V); cu lông (C)
C Ampe (A); cu lông (C); vôn (V) D Ampe (A); Vôn (V); niutơn (N).
Câu 14: Một nguồn điện có suất điện động là , công của nguồn là A,
q là độ lớn điện tích dịch chuyển qua nguồn Mối liên hệ giữa chúng là:
A.A q . . B. q A . C q A . D A q 2. .
Câu 15: Trong thời gian 4s một điện lượng 1,5C chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn Cường độ dòng điện qua bóng đèn là:
Câu 16: Dòng điện qua một dây dẫn kim loại có cường độ 2A Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong 2s là:
A.2,5.10 18 B 2,5.10 19 C 0, 4.10 19 D 4.10 19
Câu 17: Cường độ dòng điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn là 1,5A Trong khoảng thời gian 3s thì điện lượng chuyển qua tiết diện dây là:
Câu 18: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong thời gian 2s là 6, 25.10 Khi đó dòng điện qua dây dẫn có cường độ là:18
A.1A B. 2A C. 0,512.1037A D 0,5A
Câu 19: Pin điện hóa có hai cực là:
A hai vật dẫn cùng chất B. hai vật cách điện
C.hai vật dẫn khác chất D một cực là vật dẫn, một vật là điện môi Câu 20: Dòng điện chạy qua bóng đèn hình của một ti vi thường dùng
có cường độ 60 A Số electron tới đập vào màn hình của tivi trong mỗi giây là:
A.3,75.1014 B. 7,35.1014 C. 2,66.1014 D. 0, 266.104
Câu 21: Công của lực lạ làm di chuyển điện tích 4C từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện là 24J Suất điện động của nguồn là:
Câu 22: Suất điện động của một acquy là 3V, lực lạ làm di chuyển điện
tích thực hiện một công 6mJ Lượng điện tích dịch chuyển khi đó là:
A.18.10 C3 B 2.10 C3 C. 0,5.10 C3 D. 1,8.10 C3
Câu 23: Cường độ dòng điện không đổi chạy qua đoạn mạch là 0,125
I A Tính điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của mạch trong 2 phút và số
electron tương ứng chuyển qua:
A.15 ;0,938.10C 20 B. 30 ;0,938.10C 20 C. 15 ;18,76.10C 20 D. 30 ;18,76.10C 20
Câu 24: Pin vônta được cấu tạo gồm:
A hai cực bằng kẽm Zn nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng H SO2 4
B. hai cực bằng đồng Cu nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng H SO2 4
C. một cực bằng kẽm Zn , một cực bằng đồng Cu nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng H SO2 4
D một cực bằng kẽm Zn , một cực bằng đồng Cu nhúng trong dung dịch muối
Câu 25: Hai cực của pin Vônta tích điện khác nhau là do:
A ion dương của kẽm đi vào dung dịch của chất điện phân
B. ion dương Htrong dung dịch điện phân lấy electron của cực đồng
Trang 7C các electron của đồng di chuyển tới kẽm qua dung dịch điện phân.
D ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân và các ion H lấy electron của cực đồng
Câu 26: Acquy chì gồm:
A hai bản cực bằng chì nhúng vào dung dịch điện phân là bazơ
B bản dương bằng PbO và bản âm bằng Pb nhúng trong dung dịch chất điện phân là2
axit sunphuric loãng H SO2 4
C bản dương bằng PbO và bản âm bằng Pb nhúng trong dung dịch chất điện phân là2
bazơ
D bản dương bằng Pb và bản âm bằng PbO nhúng trong dung dịch chất điện phân là2
axit sunphuric loãng H SO2 4
Câu 27: Điểm khác nhau giữa acquy chì và pin Vonta là:
A sử dụng dung dịch điện phân khác nhau
B. sự tích điện khác nhau giữa hai cực
C chất dùng làm hai cực của chúng khác nhau.
D phản ứng hóa học ở acquy có thể xảy ra thuận nghịch
Câu 28: Trong nguồn điện hóa học (Pin và acquy) có sự chuyển hóa năng lượng từ:
A cơ năng thành điện năng
B. nội năng thành điện năng
C hóa năng thành điện năng
D quang năng thành điện năng
Câu 29: Một pin Vonta có suất điện động 1,1V Khi có một lượng điện tích 27C dịch chuyển bên trong giữa hai cực của pin thì công của pin này sản ra là:
A 2,97J B 29,7J C. 0,04J D. 24,54J
Câu 30: Suất điện động của một nguồn điện là 1200mV Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một điện tích 5000 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó: