Giải vật lí 11 bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện

Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện - sách giáo khoa vật lí 11. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 11 bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện nhé.

[toc:ul]

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. Dòng điện

Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron.
Chiều dòng điện là chiều từ cực dương đi qua dây dẫn và các dụng cụ điện tới cực âm của nguồn điện
Tác dụng của dòng điện lên vật dẫn: Tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, tác dụng từ, tác dụng sinh học.

II. Dòng điện không đổi

1. Cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng $\triangle q$ dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian $\triangle t$ và khoảng thời gian đó.

$I = \frac{\triangle q}{\triangle t}$. (A).

2. Dòng điện không đổi

Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian.

Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: $I = \frac{q}{t}$ (A), trong đó q (C) là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t (s).

Chú ý: Định nghĩa đơn vị đo cường độ dòng điện: 1A = $\frac{1C}{1s}$.

Đơn vị của điện lượng là Culong, Culong là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1s khi có dòng điện không đổi 1A chạy qua dây dẫn này.

III. Nguồn điện - Suất điện động của nguồn

1. Nguồn điện

Điều kiện để có dòng điện: phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

Nguồn điện duy trì hiệu điện hế giữa hai cực của nguồn điện.

Lực lạ: Lực khác bản chất với lực điện giúp duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó.

2. Suất điện động

Công của nguồn điện: là công của lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn.

Chú ý: Nguồn điện không có tác dụng tạo ra điện tích. Nguồn điện là một nguồn năng lượng, vì nó có khả năng thực hiện công khi dịch chuyển các điện tích dương bên trong nguồn điện ngược chiều điện trường, hoặc dịch chuyển các điện tích âm bên trong nguồn điện cùng chiều điện trường.

Suất điện động của nguồn điện

Suất điện động $\varepsilon $ của một nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó.
Biểu thức: $\varepsilon = \frac{A}{q}$

Trong đó: $\varepsilon $ là suất điện động của nguồn (V)
A: Công của lực lạ (J).
q: Độ lớn điện tích (C).

Chú ý:

1V = 1J/C

Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. Hay, suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.

Nguồn điện cũng là vật dẫn và cũng có điện trở được gọi là điện trở trong của nguồn.

IV. Sơ lược về pin và acquy

1. Pin

Pin Vôn-ta:

Là nguồn điện hóa học được chế tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn), một cực bằng đồng (Cu) ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H₂SO₄).

Suất điện động của pin: $\varepsilon = U_{2} - U_{1} = 1,1$ (V).

Pin Lơ-clan-sê

Có cực dương là thanh than được bọc xung quanh bằng mangan điôxit (MnO₂) có trộn thêm than chì. Dung dịch chất điện phân là amoni clorua

Suất điện động của pin: $\varepsilon \approx 1,5$ (V).

2. Acquy

Acquy chì

Cực âm: Chì (Pb)

Cực dương: Chì điôxít (PbO₂)

Chất điện phân: Dung dịch H₂SO₄ loãng.

Suất điện động: $\varepsilon \approx 2$ (V).

Acquy kiềm

Cực âm: Cađimi hiđrôxit Cd(OH)₂.

Cực dương: Kền hiđrôxit Ni(OH)₂.

Chất điện phân: Dung dịch kiềm như KOH, NaOH.

Suất điện động: $\varepsilon \approx 1,25$ (V).

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn...

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì các hạt mang điện tham gia vào chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực nào?

Bài giải:

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì các hạt mang điện tham gia vào chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực điện trường. Cụ thể: Các hạt mang điện tích dương chuyển động theo chiều điện trường, các hạt mang điện tích âm chuyển động ngược chiều điện trường.

Giải câu 2: Bằng những cách nào để nhận biết...

Bằng những cách nào để nhận biết có dòng điện chạy qua một vật dẫn?

Bài giải:

Ta có thể nhận biết có dòng điện chạy qua vật dẫn dựa theo tác dụng của dòng điện:

Lắp nối tiếp một bóng đèn với vật dẫn (không khả thi).

Đưa một kim nam châm lại gần vật dẫn.

....

Giải câu 3: Cường độ dòng điện được xác định...

Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức nào?

Bài giải:

Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức:

$I = \frac{\triangle q}{\triangle t}$. (A).

Đối với dòng điện không đổi: $I = \frac{q}{t}$ (A)

Trong đó: $\triangle q$, q là điện lượng chuyển qua tiết điện thẳng của dây dẫn trong thời gian t (s).

Giải câu 4: Bằng cách nào mà nguồn điện duy...

Bằng cách nào mà nguồn điện duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó?

Bài giải:

Duy trì sự tích điện khác nhau giữa hai cực của nguồn điện nhờ lực lạ. Lực này giúp các hạt tải điện dương chuyển động từ nơi có điện thế thâp đến nơi có điện thế cao, các hạt tải điện âm chuyển từ nơi có điện thế cao về nơi có điện thế thấp.

Giải câu 5: Đại lượng đặc trưng cho khả năng...

Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện? Đại lượng được xác định như thế nào?

Bài giải:

Đại lượng đặc trung cho khả năng sinh công của nguồn điện là suất điện động của nguồn.

Suất điện động của nguồn được xác định bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi di chuyển một điện tích dương ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q.

Biểu thức: $\varepsilon = \frac{A}{q}

Trong đó: $\varepsilon $ là suất điện động của nguồn (V).
A: Công của lực lạ (J).
q: Độ lớn điện tích (C).

Giải câu 6: Cường độ dòng điện được đo bằng...

Cường độ dòng điện được đo bằng dụng cụ nào sau đây?

A. Lực kế

B. Công tơ điện

C. Nhiệt kế

D. Ampe kế.

Bài giải:

Chọn đáp án D.

Giải câu 7: Đo cường độ dòng điện bằng đơn vị...

Đo cường độ dòng điện bằng đơn vị nào sau đây?

A. Niu tơn (N).

B. Ampe (A).

C. Jun (J).

D. Oát (w).

Bài giải:

Chọn đáp án B.

Giải câu 8: Chọn câu đúng....

Chọn câu đúng.

Pin điện hóa có

A. hai cực là hai vật dẫn cùng chất.

B. hai cực là hai vật dẫn khác chất.

C. một cực là vật dẫn và cực kia là vật cách điện.

D. hai cực đều là cách điện.

Bài giải:

Chọn đáp án B.

Giải câu 9: Hai cực của pin điện hóa được ngâm...

Hai cực của pin điện hóa được ngâm chất điện phân là dung dịch nào sau đây?

A. Chỉ là dung dịch muối.

B. Chỉ là dung dịch Axit.

C. Chỉ là dung dịch Bazo.

D. Một trong các dung dịch kể trên.

Bài giải:

Chọn đáp án D.

Giải câu 10: Trong các pin điện hóa có sự dịch...

Trong các pin điện hóa có sự dịch chuyển từ năng lượng nào sau đây thành điện năng?

A. Nhiệt năng.

B. Thế năng đàn hồi.

C. Hóa năng.

D. Cơ năng.

Bài giải:

Chọn đáp án C.

Giải câu 11: Suất điện động được đo bằng đơn...

Suất điện động được đo bằng đơn vị nào sau đây?

A. Culông (C).

B. Vôn (v).

C. Hec (Hz).

D. Ampe (A).

Bài giải:

Chọn đáp án B.

Giải câu 15: Suất điện động của một pin là 1,5 V...

Suất điện động của một pin là 1,5 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích +2 C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện.

Bài giải:

Công của lực lạ: A = q.U = q. $\varepsilon $ = +2.1,5 = 3 (J).

Giải câu 14: Trong khoảng thời gian đóng công tắc...

Trong khoảng thời gian đóng công tắc để chạy một tủ lạnh thì cường độ dòng điện trung bình đo được là 6 (A). Khoảng thời gian đóng công tắc là 0,5 (s). Tính điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ của tủ lạnh.