VẬT LÝ & BẠN TRẺ - AG

https://vatlyag.com

Bài tập về dòng điện không đổi - nguồn điện

VẬT LÝ 11CB
Bài tập về dòng điện không đổi - nguồn điện

LÝ THUYẾT  VÀ BÀI TẬP TỰ LUYỆN DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI, NGUỒN ĐIỆN

A. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 

1. Dòng  điện không đổi

a. Dòng điện: Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.

-  Quy ước chiều dòng điện: Là chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương.

Lưu ý: 

+ Trong điện trường, các hạt mang điện chuyển động từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp, nghĩa là chiều của dòng điện là chiều giảm của điện thế trong vật dẫn.

+ Trong kim loại, hạt tham gia tải điện là electron mang điện tích âm nên chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao, nghĩa là chuyển động ngược với chiều của dòng điện theo quy ước.

b.Cường  độ dòng điện:

  • Định nghĩaI=\frac{\Delta q}{\Delta t}=\frac{N.\begin{vmatrix} e \end{vmatrix}}{\Delta t} ,  cường độ dòng điện I có đơn vị là ampe (A)

Trong đó: \Delta q là điện lượng, \Delta t là thời gian.

          + nếu \Delta t là hữu hạn, thì I là cường độ dòng điện trung bình;

          + nếu \Delta t là vô cùng bé, thì i là cường độ dòng điện tức thời.

          + N số electron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t(s)

Dòng điện không đổiI=\frac{q}{t}

Lưu ý:  số electron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn: N=\frac{I.t}{e} 

2. Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở 

a. Định luật Ôm : I=\frac{U}{R}

b. Điện trở của vật dẫnR=\rho \frac{l}{S}

Trong đó, \rho là điện trở suất của vật dẫn. Điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức: 

\rho =\rho _{0}\left [ 1+\alpha (t-t_{0}) \right ]

\rho _{0} là điện trở suất của vật dẫn ở to (oC)  thường lấy ở giá trị 20oC.

\alpha được gọi là hệ số nhiệt điện trở.

c. Ghép điện trở

Đại lượng

Đoạn mạch nối tiếp

Đoạn mạch song song

Hiệu điện thế

U = U1 + U2 + …+ Un

U = U1 = U2 = ….= Un

Cường độ dòng điện

I = I1 = I2= …= In

I = I1 + I2 +….+ In

Điện trở tương đương

R = R1 + R2 +…+ Rn`

  

3. Nguồn điện – suất điện động nguồn điện

a. Nguồn điện

+ Cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện gọi là nguồn điện.

+ Hai cực nhiễm điện khác nhau là nhờ lực lạ tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa rồi chuyển  electron hay Ion dương ra khỏi mỗi cực.

b. Suất điện động nguồn điện

- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.

Công thức: e=\frac{A}{q}

- Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong cảu nó.

- Mỗi nguồn điện được đặc trưng: (E , r)

 B.  PHƯƠNG PHÁP-BÀI TẬP:

Tính cường độ dòng điện, số electron đi qua một đoạn mạch.

  • Dùng các công thức I = \frac{q}{t}  (q là điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch)

                                           N = \frac{q}{\begin{vmatrix} e \end{vmatrix}}   (\begin{vmatrix} e \end{vmatrix} = 1,6. 10-19 C)

Tính suất điện động hoặc điện năng tích lũy của nguồn điện.

  • Dùng công thức e=\frac{A}{q} ( e là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V) )

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 ?

Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

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 ?

Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

Bài 3: Tính suất điện động của nguồn điện. Biết rằng khi dịch chuyển một lượng điện tích 3.10-3 C giữa hai cực bên trong nguồn điện thì lực lạ thực hiện một công là 9 mJ.

Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

Bài 4: Suất điện động của một acquy là 6 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là 0,16 C bên trong acquy từ cực âm đến cực dương của nó ?

 Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

Bài 5: Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang của một dây dẫn trong một phút. Biết dòng điện có cường độ là 0,2 A.

Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

Bài 6: Một bộ pin của một thiết bị điện có thể cung cấp một dòng điện 2 A liên tục trong 1 giờ thì phải nạp lại.

a)     Nếu bộ pin trên được sử dụng liên tục trong 4 giờ ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì phải nạp lại. Tính cường độ dòng điện mà bộ pin này có thể cung cấp?

b)    Tính suất điện động của bộ pin này nếu trong thời gian 1 giờ nó sinh ra một công là 72 KJ.

Giải: ……………………………………………………………………………………………………………...

TÓM TẮT CÔNG THỨC  CHÚ Ý

Tính cường độ dòng điện, số electron đi qua một đoạn mạch.

Dùng các công thức cường độ dòng điện: I = \frac{\Delta q}{\Delta t} . I = \frac{q}{t}=\frac{U}{R} (q là điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch)

N=\frac{q}{\begin{vmatrix} e \end{vmatrix}}  (\begin{vmatrix} e \end{vmatrix} = 1,6. 10-19 C)

 Tính suất điện động hoặc điện năng tích lũy của nguồn điện. Dùng công thức \xi =\frac{A}{\begin{vmatrix} q \end{vmatrix}}

(\xi là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V) )

- Cần lưu ý những vấn đề sau:

  + Đơn vị của các đại lượng: Trong công thức I = \frac{q}{t} đơn vị của I là Ampe (A) của q là

Culông (C), của t là giây (s) vì vậy nếu đề bài cho thời gian là phút, giờ, … thì phải đổi ra giây.

+ Cần chú ý sự khác biệt giữa lực làm di chuyển điện tích ở mạch ngoài và ở mạch trong (bên trong nguồn điện).

+ Bên trong các nguồn điện hóa học có sự chuyển hóa từ hóa năng thành điện năng.

+ Dòng điện không đổi có cả chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian, vì vậy chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích là không đổi và điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn sẽ tỉ lệ thuận với thời gian.

* VÍ DỤ MINH HỌA

VD1. Số electron qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là 1,25.10^{19}. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn và điện lượng chạy qua tiết diện đó trong 2 phút.

HD. I ==\frac{\Delta q}{\Delta t}=\frac{Ne}{\Delta t}=\frac{1,25.10^{19}.1,6.10^{-19}}{1}= 2(A). q = It = 2.120 = 240 C.

VD2. Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của bóng đèn là 0,64 A.

a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian 1 phút.

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

 HD. a) q = It = 38,4 C. b) N = \frac{q}{e}=24.10^{19}  electron.

VD3. Một bộ acquy có suất điện động 6 V, sản ra một công là 360 J khi acquy này phát điện.

a) Tính lượng điện tích 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

HD. a) q =  \frac{A}{E} = 60 C.       b) I = \frac{q}{t} = 0,2 A.

VD4. Điện tích của êlectron là - 1,6.10-19 (C), điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 30 (s) là 15 (C). Số êlectron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian một giây là

A. 3,125.1018.                 B. 9,375.1019.                     C. 7,895.1019.                    D. 2,632.1018.

HD. Số êlectron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian một giây là N = \frac{q}{\begin{vmatrix} e \end{vmatrix}.t} = 3,125.1018.

VD5. Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100 (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R2 = 200 (Ω), hiệu điên thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 (V). Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là

A. U1 = 1 (V).                 B. U1 = 4 (V).                     C. U1 = 6 (V).                   D. U1 = 8 (V).

HD.

-   Điện trở toàn mạch là: R = R1 + R2 = 300 (Ω).

-   Cường độ dòng điện trong mạch là: I = U/R = 0,04 (A).

-   Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là U1 = I.R1 = 4 (V). 

VD6. Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100 (Ω) mắc song song với điện trở R2 = 300 (Ω), điện trở toàn mạch là: 

A. RTM = 75 (Ω).           B. RTM = 100 (Ω).             C. RTM = 150 (Ω).            D. RTM = 400 (Ω).

HD. Điện trở đoạn mạch mắc song song được tính theo công thức: R-1 = R1-1 + R2-1 suy ra R = 75 (Ω).

VD7. Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100 (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R2 = 200 (Ω). đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U khi đó hiệu điên thế giữa hai đầu điện trở R1 là 6(V). Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là:

A. U = 12 (V).                B. U = 6 (V).                        C. U = 18 (V).                    D. U = 24 (V).

HD.

- Điện trở toàn mạch là: R = R1 + R2 = 300 (Ω).

- Cường độ dòng điện trong mạch là: I = U1/R1 = 0,06 (A).

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U = I.R = 18 (V).

BÀI TẬP TỰ LUẬN

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 ? 

Đ s: 300 C, 18,75.10^{20} hạt e. 

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 ? 

Đ/s: 6 J.

3. Tính suất điện động của nguồn điện. Biết rằng khi dịch chuyển một lượng điện tích 3.10^{-3} C giữa hai cực bên trong nguồn điện thì lực lạ thực hiện một công là 9 mJ. 

Đ/s: 3 V. 

4. Suất điện động của một acquy là 6 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là 0,16 C bên trong acquy từ cực âm đến cực dương của nó ? 

Đ/s: 0,96 J. 

5. Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang của một dây dẫn trong một phút. Biết dòng điện có cường độ là 0,2 A. 

Đ/s: 12 C, 0,75.10^{20} hạt e.

6. Trong 5 giây lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng của một dây dẫn là 4,5 C.Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu ? 

Đ/s: 0,9 A.

Bài Tập Tự Luận :

Bài 1: Một dòng điện không đổi trong thời gian 10 s 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.6.          b. 10^{20}

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 = 5,67C; 3,6.10^{19}

Bài 3: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2 s là 6,25.10^{18} 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=1cm^{2}. Tính số e dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong 1s.

 

Bài 1: Một dòng điện không đổi trong thời gian  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   

ĐS: a/ I = 0,16A   b/ 6.10^{20}

Bài 2: Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn có cường độ 1,6mA.Tính điện lượng và số eletron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 giờ.

ĐS: q = 5,67C; 3,6.10^{19}

Bài 3: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2s là 6,25.10^{18}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 thẳngS=1cm^{2}. Tính:

a/ Số e qua tiết diện thẳng trong 1s .

b/ Vận tốc trung bình trong chuyển động định hướng của e, biết n=3.10^{28}(hat/m^{3}) 

ĐS: 3.10^{28} và 0,01 (mmA)  

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?

 

Dạng : Điện lượng. Công của nguồn điện

Bài 1. 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 trong 1 phút

b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong khoảng thời gian nói trên. Biết điện tích của electron là – 1,6.10-19C.         

Đs: 30C; 1,87.1020e

Bài 2. Suất điện động của một pin là 1,5V. Xác định công của lực lạ khi dịch chuyển một điện tích dương +2C từ cực âm đến cực dương của nguồn điện.

Đs: 30J

Bài 3. Một bộ acquy có suất điện động 6V và sản ra công 360J khi dịch chuyển điện tích ở bên trong và giữa hai cực của nó khi acquy này phát điện

a) Tính lượng điện tích được dịch chuyển này

b) Thời gian dịch chuyển của điện tích này là 5 phút, tính cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó

Đs: 60C; 0,2A

Bài 4. Lực lạ thực hiện công 840mJ khi dịch chuyển một điện tích 7.10-2C giữa hai cực bên trong nguồn điện. Tính suất điện động của nguồn điện này

Đs: 12V

Bài 5. Suất điện động của acquy là 6V. Tính công của lực lạ khi làm dịch chuyển một điện tich,8C bên trong một nguồn điện từ cực âm đến cực dương

Đs: 4,8J

Bài 6. Cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn là 1,6A. Tính số electron đã chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong thời gian 2 phút. CHo biết điện tích của electron là -1,6.10-19C. 

  Đs: 1,2.1021e

Dạng : Định luật Ôm với đoạn mạch chỉ chứa điện trở, ghép nối tiếp, song song

Bài 7. Tính điện trở tương đương của mạch sau. Cho hiệu điện thế giữa hai điểm AB là UAB = 60V. Tìm hiệu điện thế và dòng điện và công suất tiêu thụ trên các điện trở. Tìm hiệu điện thế UMN

Bài  8. Giữa hai đầu A và B của một mạch điện có mắc song song ba dây dẫn có điện trở R1 = 4Ω ; R2 = 5Ω  và  R3 = 20Ω.           

 a) Tìm điện trở tương đương của ba điện trở đó.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu A, B và cường độ dòng trong mỗi nhánh nếu cường độ dòng điện trong mạch chính là 5A.         

ĐS : a) 2Ω ; b) 10V ; 2,5A ; 2A ; 0,5A.

Bài  9. Cho mạch điện như hình vẽ. Với R1 = 7Ω,  R2 = 4Ω, điện trở toàn mạch là 7,8Ω. Tìm R.    Đs: 1Ω

Cho hiệu điện thế toàn mạch là 78V. Tìm dòng điện qua các điện trở. Tính công suất tiêu thụ của mỗi trở

Bài 10. Hai điện trở R1 và R2 khi mắc nối tiếp thì điện trở tương đương là 90Ω. Khi mắc song song thì điện trở tương đương là 20Ω. Tìm R1 và R2                               

 Đs: 60Ω, 30Ω

Bài 11. Hai điện trở R1 và R2 mắc vào hiệu điện thế không đổi 12V. Nếu R1 mắc nối tiếp R2 thì dòng điện qua mạch chính là 3A. Nếu R1 mắc song song R2 thì dòng điện qua mạch chính là 16A. Tìm R1 và R2     Đs: 2Ω, 3Ω

Tác giả: Rosesun

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây