Ôn tập kiến thức vật lí 11 cánh diều bài 1: Cường độ dòng điện

[toc:ul]

I. CHUYỂN ĐỘNG CÓ HƯỚNG CỦA HẠT MANG ĐIỆN 

1. Hạt mang điện chuyển động trong kim loại

Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr86)

Các hạt mang điện trong kim loại là các electron mang điện tích âm.

Kết luận

• Chiều dòng điện được quy ước là chiều từ cực dương của nguồn điện đang tạo ra nguồn điện, qua dây dẫn đến cực âm.
• Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn, không tạo ra dòng điện trong kim loại.
• Khi nguồn điện được nối với dây dẫn kim loại, nguồn điện tác dụng lực lên các electron dẫn làm cho chúng vừa chuyển động hỗn loạn vừa di chuyển theo chiều từ cực âm hướng về cực dương.

Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr87)

• Dưới tác dụng của điện trường, các electron trong dây dẫn kim loại chuyển động có hướng khi nối dây dẫn với nguồn điện.
• Chiều chuyển động thành dòng của các electron trong kim loại ngược với chiều dòng điện quy ước chạy qua dây dẫn.

2. Hạt mang điện chuyển động trong dung dịch chất điện phân

Trong dung dịch, chất điện phân tách ra thành các ion trái dấu: ion dương và ion âm chuyển động tự do.

Trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr87)

Các ion mang điện tích trái dấu chuyển động ngược chiều nhau vì lực điện tác dụng lên chúng ngược chiều nhau.

Trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr87)

Trong nước sông, nước máy có thành phần dung dịch muối, acid hoặc base, do đó dòng điện có thể chạy qua

II. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

1. Tác dụng mạnh yếu của dòng điện

Trả lời Luyện tập 1 (SGK – tr88)

Quạt, bóng đèn, bàn là, chuông điện là thiết bị điện, lần lượt hoạt động dựa trên tác dụng cơ học, quang học, nhiệt và từ của dòng điện. Các thiết bị này hoạt động mạnh khi dòng điện chạy qua lớn.

Kết luận

• Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện và được đo bằng đơn vị ampe (A).
• Để biểu diễn dòng điện có cường độ nhỏ, ta sử dụng các đơn vị miliampe (mA) hoặc microampe (μA).
• 1 mA = 10$^{-3}$ A
• 1 μA = 10$^{-6}$ A

2. Định nghĩa cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng (lượng điện tích) chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$

Trong đó, I là cường độ dòng điện, Δq là điện lượng và Δt là thời gian.

Định nghĩa đơn vị đo điện lượng: 1 coulomb là lượng điện tích chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1 s khi có cường độ dòng điện 1 A chạy qua dây dẫn.

Trả lời Luyện tập 2 (SGK – tr88)

$I=\frac{q}{t}$ = 0,5 A

Chiều dòng điện qua bóng đèn không đổi nhưng cường độ dòng điện giảm dần (do năng lượng điện của nguồn điện chuyển hóa dần thành năng lượng ánh sáng và năng lượng nhiệt trên các dụng cụ điện).

Trả lời Tìm hiểu thêm (SGK – tr89)

Một số dạng xung điện một chiều

• Xung tam giác
• Xung hình chữ nhật
• Xung lưỡi cày
• Xung hình sin

Tác dụng sinh lí của dòng xung điện

• Tác dụng ức chế: giảm đau và giảm trương lực cơ.
• Tác dụng kích thích thần kinh cơ.

3. Tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện

Xét mô hình gồm các hạt mang điện có điện tích nguyên tố e, dịch chuyển có hướng với tốc độ v trong dây dẫn có chiều dài l và tiết diện thẳng S, tạo ra dòng điện có cường độ I, mật độ hạt mang điện trong dây dẫn này là n, giá trị điện tích nguyên tố: e = 1,6.10$^{-19}$ C.

Biểu thức xác định cường độ dòng điện:

I = Snve

Một dòng điện đi qua hai đoạn dây dẫn đồng chất, ở đoạn dây mảnh hơn, tức tiết diện S nhỏ hơn thì tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện sẽ lớn hơn.

Trả lời Luyện tập 3 (SGK – tr89)

q = I.t = 1 C, tương ứng với số electron là:

$n=\frac{q}{e}=\frac{1}{1,6.10^{-19}}=6,25.10^{18}$

Trả lời Vận dụng (SGK – tr90)

$v=\frac{I}{Sne}$ = 1,4.10$^{-5}$ m/s

Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron rất nhỏ vì các electron còn chuyển động nhiệt hỗn loạn về mọi hướng và vì sự cản trở chuyển động của các nút mạng tinh thể kim loại.