Bài đăng trang web: http://vatly.hoclieu.net.vn (Mức độ bản) Lop11.2.1 Dòng điện-Nguồn điện I- Lý thuyết Dòng điện + Dịng điện dịng chuyển động có hướng điện tích.;Dịng điện kim loại dịng chuyển động có hướng electron tự + Qui ước chiều dòng điện chiều chuyển động diện tích dương (ngược với chiều chuyển động điện tích âm) + Các tác dụng dịng điện : Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoác học, tác dụng học, sinh lí, … + Cường độ dòng điện cho biết mức độ mạnh yếu dòng điện Đo cường độ dòng điện ampe kế Đơn vị cường độ dòng điện ampe (A) Cường độ dịng điện Dịng điện khơng đổi a) Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu dòng điện Nó xác định thương số điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t q khoảng thời gian I = t b) Dịng điện khơng đổi: Dịng điện khơng đổi dịng điện có chiều cường độ khơng đổi theo thời gian q Cường độ dịng điện dịng điện khơng đổi: I = t q c).Cơng thức tính mật độ dịng điện: I mà q n e n.l.S.e n.v.t.e.S t I I n.e.v.S ; i n.e.v S : +S:tiết diện thẳng dây dẫn(m2) +n:mật độ hạt mang điện tự do(hạt/m3) + e:điện tích hạt e ( mơi trường khác thay e q0 điện tích hạt mang điện tự do) + v:vận tốc trung bình hạt mang điện(m/s) (tốc độ trôi) + i (A/m2) Nguồn điện + Nguồn điện trì hiệu điện hai cực + Lực lạ bên nguồn điện: Là lực mà chất lực điện Tác dụng lực lạ tách chuyển electron ion dương khỏi cực, tạo thành cực âm (thừa nhiều electron) cực dương (thiếu thừa electron) trì hiệu điện hai cực + Suất điện động nguồn điện Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện đo thương số công A lực lạ thực dịch chuyển điện tích dương q ngược A chiều điện trường độ lớn điện tích = q + Đơn vị suất điện động hệ SI vôn (V) Số vôn ghi nguồn điện cho biết trị số suất điện động nguồn điện Suất điện động nguồn điện có giá trị hiệu điện hai cực mạch ngồi hở Mỗi nguồn điện có điện trở gọi điện trở nguồn điện 4- Pin acquy a) Pin điện hoá Cấu tạo chung pin điện hố gồm hai cực có chất khác ngâm vào chất điện phân ThuVienDeThi.com Bài đăng trang web: http://vatly.hoclieu.net.vn (Mức độ bản) Do tác dụng hoá học (thanh kẻm) thừa electron nên tích điện âm thứ (thanh đồng) thiếu electron nên tích điện dương b) Acquy nguồn điện nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa phản ứng hoá học thuận nghịch: tích trử lượng dạng hố nạp giải phóng lượng dạng điện phát điện Có hai loại Acquy chì (ác quy a xít) : Bản cực dương chì điơxit (PbO2) cực âm chì (Pb) Và Acquy kiềm (Acquy cađimi-kền), cực dương làm Ni(OH)2, cực âm làm Cd(OH)2 ; cực dược nhúng dung dịch kiềm KOH NaOH Thông số kỹ thuật quan trọng Ampe.giờ (Ah): Dung lượng ác quy (hay pin nạp) Lượng điện tích (Điện lượng) cần thiết nạp đầy cho ác quy (hay pin nạp) II- Bài tập Dạng 1: Đại cương dịng điện, Ví dụ 1: 1-Trong dây dẫn kim loại có dịng điện khơng đổi chạy qua 1,6mA Tính a) Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn 50 giây b) Số lượng electon chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn phút 2- Dòng điện chạy qua bóng đèn hình ti vi thường dùng có cường độ 60µA Số electron tới đập vào hình tivi giây là: Hướng dẫn giải q a) Từ I q I.t 1, 6.103.50 8.102 (C) t b) Điện lượng qua tiết diện thẳng dây dẫn phút Q = It Q I.t 1, 6.103.60 9, 6.102 (C) Số e qua tiết diện thẳng: Từ q n e n q 9, 6.102 6.1017 (hạt) 19 e 1, 6.10 q q 6.105 5 2- I q I.t 6.10 (C) ; q n e n 3, 75.1014 (hạt) 19 t e 1, 6.10 Ví dụ Dịng điện khơng đổi có cường độ 3A ,sau khoảng thời gian có điện lượng 4C chuyển qua tiết diện thẳng Cùng khoảng thời gian với dịng điện 4,5A điện lượng qua tiết diện Hướng dẫn giải q q q q q Từ I t q I 4,5 6(C) t I I1 I I1 Ví dụ Dịng khơng đổi I=4,8A chạy qua dây kim loại tiết diện thẳng S=1cm2 Tính: a.Số e qua tiết diện thẳng 1s b.Vận tốc trung bình chuyển động định hướng e, biết n=3.1028(hạt/m3) Hướng dẫn giải q a) I q I.t 4,8(C) t q 4,8 + qn e n 3.1019 (hạt) e 1, 6.1019 b) Từ I q t I n.e.v.S mà q n e n.l.S.e n.v.t.e.S v I 4,8 105 (m / s) 0, 01(mm / s) 28 19 4 n.e.S 3.10 1, 6.10 10 Ví dụ Khối lượng mol nguyên tử Bạc 108.10-3 kg/mol Khối lượng riêng Bạc 10,49.103 kg/m3 Biết nguyên tử Bạc đóng góp electron dẫn ThuVienDeThi.com Bài đăng trang web: http://vatly.hoclieu.net.vn (Mức độ bản) a).Tính mật độ electron tự Bạc b) Một dây tải điện đồng, tiết diện 5mm2, mang dịng điện 7,5A Tính tốc độ trơi electron dẫn dây dẫn Hướng dẫn giải: a) Mật độ electron tự Bạc 108.10-3 kg có 6,02.1023 nguyên tử (1 nguyên tử góp e dẫn); 10,49.103 kg có số ngun tử số electron tự Mật độ e tự (6,02.1023 x 10,49 103 ) = 0,5847.1029 (e/m3) n0 = 108.10-3 b) Tốc độ trôi e: Số e qua tiết diện thẳng s n = v.S.n0 (v vận tốc) mà q0 = n e = v.S.n0 e q I Từ I= I q vSn e v v.S.n0.e = 1,6.10-4 m/s t Sn e Dạng 2: Nguồn điện, cơng, cơng suất nguồn điện Ví dụ a) Suất điện động ác quy 6V Tính cơng lực lạ làm dịch chuyển lượng điện tích 0,8C bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương b)Cơng lực lạ làm di chuyển điện tích 4C từ cực âm đến cực dương bên nguồn điện 24J Suất điện động nguồn bao nhiêu? Và cường độ dòng điện mạch biết thời gian dịch chuyển lượng điện tích 10s Hướng dẫn giải: a) Từ A A q 4,8(J) q b)Từ A 24 6(V) q +I q 0, 4(A) t 10 Ví dụ acquy có suất điện động 6V có dung lượng 15Ah, coi cung cấp dịng điện khơng đổi 0,5A a) Khi nạp đầy, ác quy nhận điện lượng bao nhiêu? b) Acquy sử dụng thời gian phải nạp lại Hướng dẫn giải: a)Dung lượng lượng điện tích nạp đầy cho ác quy q = I.t = 15.3600 = 54000(C) b) Khi sử dụng, ác quy cung cấp cường độ I/ = 0,5A t/ =q/I/ = 54000/0,5=108000(s) =30(h) Ví dụ Một người dùng sạc điện USB Power Adapter A1385 lấy điện từ mạng điện sinh hoạt để sạc điện cho Smartphone Iphone Plus Thông số kỹ thuật A1385 pin Iphone Plus mô tả bảng sau: Khi sạc pin cho Iphone từ 0% đến 100% tổng dung lượng hao phí dung lượng mát máy chạy chương trình 25% Xem dung lượng nạp bỏ qua thời gian nhồi pin Thời gian sạc pin từ 0% đến 100% khoảng A 11 phút B 55 phút C 26 phút D 53 phút ThuVienDeThi.com Bài đăng trang web: http://vatly.hoclieu.net.vn (Mức độ bản) Hướng dẫn giải: Điện lượng mạng điện cung cấp q = I.t = 1.t 75 75 Điện lượng cung cấp pin nhận : q1 q t 100 100 Dung lượng pin cần cung cấp để pin đầy q2 = 2,915Ah 75 Do q1 = q2 t 2,915 t 3,890(h) = 53phút 100 III- Luyện tập Bài tập Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn khoảng thời gian s 6,25.1018 e Khi dịng điện qua dây dẫn có cường độ bao nhiêu? Hướng dẫn giải: q n e 6, 25.1018.1, 6.1919 a) I 0,5(A) t t Bài tập Một dòng điện khơng đổi thời gian 10 s có điện lượng 1,6 C chạy qua a Tính cường độ dịng điện b Tính số eletron chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn thời gian 10 phút Hướng dẫn giải q 1, a) Từ I 0,16(A) t 10 b) Điện lượng qua tiết diện thẳng dây dẫn 10 phút Q = It Q I.t 0,16.10.60 96(C) q 96 Số e qua tiết diện thẳng: Từ q n e n 6.1020 (hạt) 19 e 1, 6.10 Bài tập Khối lượng mol nguyên tử đồng 64.10-3 kg/mol Khối lượng riêng đồng 8,9.103 kg/m3 Biết nguyên tử đồng đóng góp electron dẫn Một dây tải điện đồng, tiết diện 10mm2, mang dịng điện 10A Tính tốc độ trơi electron dây dẫn đó? Hướng dẫn giải: Mật độ e số e 1m3 Cứ 64.10-3 kg có 6,02.1023 nguyên tử (1 nguyên tử góp e dẫn) 1m đồng (nặng 8,9 103 kg) có số e : (6,02.1023 x 8,9 103 )/ 64.10-3 = 8,37.1028 (e/m3) Số e qua tiết diện thẳng s N = v.S.w (v vận tốc) Do q = N e = I I= v.S.w.e v = I/S.n.e = 7,46.10-5 m/s Bài tập Suất điện động ắcquy 3V, lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực âm đến cực dương thực công 6mJ a) Xác định lượng điện tích b) Thời gian lượng điện tích dịch chuyển 4s, xác định cường độ dòng điện mạch Hướng dẫn giải: a)Từ A A 6.103 q 2.103 (C) q q 2.103 b) Từ I 0,5.103 (A) 0,5(mA) t Bài tập Một pin thiết bị điện cung cấp dòng điện A liên tục phải nạp lại a Nếu pin sử dụng liên tục chế độ tiết kiệm lượng phải nạp lại Tính cường độ dịng điện mà pin cung cấp? ThuVienDeThi.com Bài đăng trang web: http://vatly.hoclieu.net.vn (Mức độ bản) b Tính suất điện động pin thời gian cung cấp dịng điện A sinh công 72 KJ Hướng dẫn giải: It q 2.1 a) I q It I1t1 I t I 1 0,5(A) t t2 A A 72000 b) 10(V) q It 2.3600 ThuVienDeThi.com ... 1,6.10-4 m/s t Sn e Dạng 2: Nguồn điện, công, cơng suất nguồn điện Ví dụ a) Suất điện động ác quy 6V Tính cơng lực lạ làm dịch chuyển lượng điện tích 0,8C bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương... Lượng điện tích (Điện lượng) cần thiết nạp đầy cho ác quy (hay pin nạp) II- Bài tập Dạng 1: Đại cương dịng điện, Ví dụ 1: 1-Trong dây dẫn kim loại có dịng điện khơng đổi chạy qua 1,6mA Tính a) Điện. .. lực lạ làm di chuyển điện tích 4C từ cực âm đến cực dương bên nguồn điện 24J Suất điện động nguồn bao nhiêu? Và cường độ dòng điện mạch biết thời gian dịch chuyển lượng điện tích 10s Hướng dẫn