ÔN THI HỌC KỲ VẬT LÝ 11 CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT

+Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi  lần so với khi đặt nó trong chân không.. -Liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng

CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1 ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CULÔNG

A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT

I.Sự nhiễm điện của các vật Điện tích Tương tác điện

1.Sự nhiễm điện của các vật

-Một vật có thể bị nhiễm điện do: cọ xát lên vật khác, tiếp xúc với một vật nhiễm điện khác, đưa lại gần một vật nhiễm điện khác

-Có thể dựa vào hiện tượng hút các vật nhẹ để kiểm tra xem vật có bị nhiễm điện hay không

2 Điện tích Điện tích điểm

-Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích

-Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét

3.Tương tác điện

-Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau

-Các điện tích khác dấu thì hút nhau

II.Định luật Cu-lông Hằng số điện môi

.9.10 N m

k

C

-Đơn vị điện tích là culông (C)

*Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không có đặc điểm:

+Điểm đặt: tại các điện tích

+Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích

+Chiều: Hướng ra ngoài nếu các điện tích cùng dấu (lực

đẩy) và hướng vào trong nếu các điện tích trái dấu (lực hút)

2.Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính Hằng số điện môi

+Điện môi là môi trường cách điện

+Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi  lần so với khi đặt nó trong chân không  gọi là hằng số điện môi của môi trường (  1)

+Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi : 1 2

+Hằng số điện môi đặc trưng cho tính chất cách điện của môi trường

Bài 2 THUYẾT ELECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

I.Thuyết electron

1.Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện Điện tích nguyên tố

a)Cấu tạo nguyên tử

Nguyên tử gồm: hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích

âm chuyển động xung quanh

+Hạt nhân gồm hạt nơtron không mang điện và hạt prôtôn mang điện dương

Điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được Vì vậy ta

gọi chúng là điện tích nguyên tố

+Nguyên tử bị mất một số electron thì trở thành một ion dương Nếu nguyên tử nhận thêm một số electron thì nó là ion âm

+Khối lượng electron rất nhỏ nên chúng có độ linh động rất cao Do đó electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật bị nhiễm điện

+Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron; Vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron

II.Vận dụng

1.Vật dẫn điện và vật cách điện

-Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do

-Vật cách điện là vật không chứa các electron tự do

Sự phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện chỉ là tương đối

2.Sự nhiễm điện do tiếp xúc

Nếu cho một vật tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó

3.Sự nhiễm diện do hưởng ứng

Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trung hoà về điện thì đầu M nhiễm điện âm còn đầu N nhiễm điện dương

III Định luật bảo toàn điện tích

-Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi: q1q2q nconst

 để suy ra các đại lượng cần xác định

2.Bài toán liên quan đến sự bảo toàn điện tích

-Độ lớn điện tích của vật mang điện: qn e

-Định luật bảo toàn điện tích: q truocq sau

-Khi cho hai quả cầu nhỏ dẫn điện như nhau, đã nhiễm điện tiếp xúc nhau và sau đó tách rời nhau thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

-Hiện tượng cũng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu như trên bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

-Khi chạm tay vào một quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở thành trung hòa

b.Bài tập

1.Lực tương tác giữa hai điện tích

Bài 1 Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau đoạn R4cm Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F 10 5N

a.Tìm độ lớn mỗi điện tích (ĐS:1,3.10-9C)

b.Tìm khoảng cách R1 giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện là 6

1 2, 5.10

F   N (ĐS: 8cm)

Bài 2 Mỗi electron có khối lượng m9,1.1031kg, điện tích e 1, 6.1019C So sánh lực đẩy tĩnh điện giữa hai electron và lực hấp dẫn giữa chúng ở cùng một khoảng cách trong không khí Cho hằng số hấp dẫn là G6, 67.1011 (ĐS: 42.1041)

Bài 3 Trong môi trường dầu có  4, người ta đặt hai điện tích điểm như nhau và cách nhau một đoạn 4

R cm Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F 0, 25.105N Tính:

a.Độ lớn của mỗi điện tích (ĐS: 1,3.10-9C)

b.Lực đẩy tĩnh điện bây giờ đo được là 6

Bài 5 Hai hạt bụi trong không khí ở cách nhau một khoảng R3cm, mỗi hạt mang điện tích

13

9, 6.10

q   C

a.Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt (ĐS: 9,216.10-12N)

b.Tính số electron dư trong mỗi hạt bụi, biết điện tích mỗi electron là e 1, 6.1019C (ĐS: 6.106)

Bài 6 Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một electron Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng

lực hấp dẫn (ĐS: 1,86.10-9kg)

Bài 7 Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử Hidro theo quỹ đạo tròn với bán kính R5.1011m

a.Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electron Cho điện tích của electron và proton lần lượt là

2.Định luật bảo toàn điện tích

Bài 1 Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau đoạn R1cm, đẩy nhau bằng lực 1,8

F  N Điện tích tổng cộng của hai vật là Q3.105C Tính điện tích mỗi vật

q   C q   C hoặc ngược lại)

Bài 2 Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau, mang các điện tích q1, q2, đặt trong không khí, cách nhau một đoạn R20cm Chúng hút nhau bằng lực F 3, 6.104N Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa

về khoảng cách cũ, chúng đẩy nhau bằng lực F' 2, 025.104N

Có thể được xác định bằng một trong hai cách sau:

1.Cộng lần lượt hai véc tơ theo quy tắc cộng hình học

*Bài tập nâng cao

Bài 1 Có sau điện tích q bằng nhau đặt trong không khí tại sáu đỉnh của lục giác đều cạnh a Tìm lực tác

dụng lên mỗi điện tích (ĐS:   2

2

15 4 312

kq F

2

0, 45.102

1

3 1, 5 0, 54.103

Phương trình véc tơ trên thường được khảo sát theo một trong hai cách:

-Cộng lần lượt các véc tơ theo quy tắc hình bình hành, đưa hệ lực tác dụng lên điện tích về còn hai lực Hai lực này phải trực đối nhau (cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn)

00

Bài 1 Hai điện tích q12.108C q, 2 8.108C đặt tại A, B trong không khí, AB8cm Một điện tích

q3 đặt tại C Hỏi:

a.C ở đâu để q3 nằm cân bằng? (ĐS: CA = 8cm, CB = 16cm)

b.Dấu và độ lớn của q3 để q1, q2 cũng cân bằng? (ĐS: q3 8.108C)

Bài 2 Hai điện tích q1 2.108C q, 2 1,8.107C đặt tại A, B trong không khí, AB8cm Một điện tích

q3 đặt tại C Hỏi:

a.C ở đâu để q3 nằm cân bằng? (ĐS: CA = 4cm, CB = 12cm)

b.Dấu và độ lớn của q3 để q1, q2 cũng cân bằng? (ĐS: q3 4, 5.108C)

q q q q  C Hỏi phải đặt điện tích thứ tư q0 tại đâu, có giá trị bằng bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng

0

3

3, 46.103

q   q   C)

Bài 4 Ở mỗi đỉnh của hình vuông cạnh a có điện tích Q 108C

 Xác định dấu, độ lớn điện tích q đặt ở tâm hình vuông để cả hệ điện tích cân bằng (ĐS: 2 2 1

a.Tính điện tích của mỗi quả cầu Lấy g10m s/ 2 (ĐS: 12.10-9C)

b.Nhúng hệ thống vào rượu etylic ( 27), tính khoảng cách R’ giữa hai quả cầu, bỏ qua lực đẩy Acsimet Cho biết khi góc α nhỏ thì sintan (ĐS: 2cm)

Bài 6 Hai quả cầu lim loại nhỏ giống nhau mỗi quả cầu có điện tích q, khối lượng m10g, treo bởi hai sợi dây cùng chiều dài l30cm vào cùng một điểm Giữ quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu II sẽ lệch một góc  600 so với phương thẳng đứng Cho g10 /m s2 Tìm q? (ĐS: 10-6C)

*Bài tập nâng cao

Bài 1 Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau treo vào một điểm bởi hai dây cùng chiều dài l20cm Truyền cho hai quả cầu điện tích tổng cộng q8.107C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc

0

2 90 Cho g10m s/ 2

a.Tìm khối lượng mỗi quả cầu

b.Truyền thêm cho một quả cầu điện tích q’, hai quả cầu vẫn đẩy nhau nhưng góc giữa hai dâu treo giảm còn 600 Tính q’

Bài 2 Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau treo trên hai dây dài như nhau vào cùng một điểm, được

tích điện bằng nhau và cách nhau một đoạn a5cm Chạm tay nhẹ vào một quả cầu Tính khoảng cách của chúng sau đó (ĐS: 3,15cm)

Bài 3 Hai quả cầu nhỏ giống nhau khối lượng riêng D1 được treo bằng hai dây nhẹ cùng chiều dài vào cùng một điểm Cho hai quả cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy nhau và các dây treo hợp góc 1 Nhúng hệ thống vào chất điện môi lỏng có khối lượng riêng D2, góc giữa hai dây treo là 21

a.Tính ε của điện môi theo D D1, 2, 1, 2 (ĐS:

Bài 4 Có ba quả cầu cùng khối lượng m10g treo bằng ba sợi dây mảnh cùng chiều dài l5cm vào cùng một điểm O Khi tích cho mỗi quả cầu điện tích q, chúng đẩy nhau, cách nhau một đoạn a3 3cm Tìm q? Cho g10m s/ 2 (ĐS:

3 4

7 2

2

3.1023

1.Môi trường truyền tương tác điện

Môi trường tuyền tương tác giữa các điện tích gọi là điện trường

2.Điện trường

Điện trường là một dạng vật chất bao quanh các điện tích và gắn liền với điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó

II.Cường độ điện trường

1.Khái niệm cường dộ điện trường

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại

điểm đó

2.Định nghĩa

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q

F E q



Đơn vị cường độ điện trường là V/m

3.Véc tơ cường độ điện trường

F E q

E gây bởi một điện tích điểm Q có :

-Điểm đặt tại điểm ta xét

-Phương trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét

-Chiều hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm

cùng chiều điện trường E

khi q là điện tích dương, ngược chiều E

Xem các hình vẽ sgk

4.Các đặc điểm của đường sức điện

+Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi

+Đường sức điện là những đường có hướng Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó

+Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín

+Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đường sức điện tại điểm mà ta xét tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó

4.Điện trường đều

-Điện trường đều là điện trường mà véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương chiều và độ lớn

-Đường sức điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều

a.Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm M cách tâm O của quả cầu đoạn R10cm

b.Xác định lực của điện trường do quả cầu tích điện tác dụng lên điện tích điểm q' 107C đặt ở

M Suy ra lực điện trường tác dụng lên quả cầu mang điện tích q

Bài 2 Một điện tích điểm q 8, 0C đặt trong điện tường của một điện tích điểm Q thì chịu tác dụng của lực điện có độ lớn 6, 4.10 N8 và có tác dụng đẩy q ra xa Q

a.Xác định cường độ điện trường tại vị trí đặt q

b.Cho biết khoảng cách từ q đến Q là 0,62m Phải đặt lại q ở vị trí nào để lực điện trường tác dụng lên q có độ lớn bằng 3, 2.10 N8

Dạng 2 Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại một điểm

1.Cộng lần lượt hai véc tơ theo quy tắc cộng hình học

Chọn hệ trục tọa độ Oxy vuông góc và chiếu các véc tơ lên các trục tọa độ

c.N hợp với A và B thành tam giác đều (ĐS: 9.103V/m)

Bài 5 Hai điện tích q1108C q, 2  108C đặt tại A, B trong không khí , AB = 6cm Tìm véc tơ cường

độ điện trường tại M trên trung trực của AB, cách AB 4cm (ĐS: 0, 432.105V m/ )

Bài 6 Tại ba đỉnh tam giác ABC vuông tại A cạnh a50cm b, 40cm c, 30cm Ta đặt các điện tích

có phương song song với AB Xác định q2 và cường độ điện trường tổng hợp tại C (ĐS:

*Bài tập nâng cao

Bài 1 Tại sáu đỉnh của lục giác đều ABCDEF cạnh a trong khoongkhis, lần lượt đặt các điện tích q, 2q,

3q, 4q, 5q, 6q Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại tâm O của lục giác (ĐS: E 6k q2

a

Bài 2 Hai điện tích điểm q1q2q0 đặt tại A, B trong không khí Cho biết AB = 2a

a.Xác định cường độ điện trường tổng hợp EM

tại M trên trung trực của AB và cách AB một đoạn h (ĐS:

 2 232

2

M

kqh E

a.Xác định cường độ điện trường tổng hợp EM

tại M trên trung trực của AB và cách AB một đoạn h (ĐS:

 2 232

2

M

kqa E

Bài 4 Cho bốn điện tích cùng độ lớn q đặt tại bốn đỉnh hình vuông cạnh a Tìm điện trường tổng hợp tại

tâm O của hình vuông trong trường hợp bốn điện tích lần lượt có dấu sau:

Bài 1 Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt ở A, B trong không khí, AB = 100cm Tìm điểm C tại đó cường

độ điện trường tổng hợp bằng không với:

Bài 3 Cho hai điện tích q1 và q2 đặt ở A, B trong không khí, AB = 2cm Biết 8

q q   C và điểm C cách q1 6cm, cách q2 8cm có cường độ điện trường tổng hợp bằng không Tìm q1, q2

Bài 6 Một giọt dầu nhỏ khối lượng m2, 00.1015kg đứng yên lơ lửng trong chân không dưới tác dụng của trọng lực và lực điện trường do điện trương E

có độ lớn E6,12.103V m/ thẳng đứng, hướng xuống Lấy g9,81 /m s2 Hỏi giọt dầu mang điện tích âm hay dương? Tính điện tích này (ĐS:

I.Công của lực điện

1.Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều

-Biểu thức: F q E

-Độ lớn: F  q E

-Phương, chiều của véc tơ

-Với d là hình chiếu đường đi trên một

đường sức điện Chiều đường sức điện là chiều

3.Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì

-Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi

-Lực tĩnh điện là lực thế, trường tĩnh điện là trường thế

II.Thế năng của một điện tích trong điện trường

1 Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

-Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó

-Đối với điện tích q (dương) đặt tại điểm M trong điện trường đều thì: Aq E d WM Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong điện trường bất kì do nhiều điện tích gây ra thì có thể lấy thế năng bằng công của lực điện khi di chuyển q từ M ra xa vô cực: WM A M

2 Sự phụ thuộc của thế năng W M vào điện tích q

-Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường : A M WM V q M

-Thế năng này tỉ lệ thuận với q

3 Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường

-Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường

1.Khái niệm điện thế

-Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích

2.Định nghĩa

-Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo

ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q

M M

A V q





-Đơn vị điện thế là vôn (V):

C

J V

1

1

1 

3.Đặc điểm của điện thế

-Điện thế là đại lượng đại số Thường chọn điện thế ở mặt đất hoặc một điểm ở vô cực làm mốc (bằng 0) -Với q > 0, nếu A M 0 thì VM > 0; nếu A M 0 thì VM < 0

II.Hiệu điện thế

1.Định nghĩa

-Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q

-Đơn vị hiệu điện thế là V (Vôn)

2 Đo hiệu điện thế

Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế

3 Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường

1.Công của lực điện

-Công của lực điện FqE

tác dụng lên điện tích q khi thực hiện được độ dời s

: cos

A F sq E s 

với F s , 

-Trong điện trường đều công của lực điện được xác định: A MN qEd qU MN với d là khoảng cách tính theo phương đường sức từ vị trí M đến vị trí N

-Lưu ý: Đối với điện tích âm di chuyển trong điện trường đều cần phải chú ý chiều di chuyển để xác định công của lực điện là công phát động hay công cản

-Cần nhớ rằng biểu thức tính thế năng của lực điện trong điện trường đều WqEd chỉ đúng nếu

ta chọn vản tích điện âm là gốc thế năng (d 0 thì W0) Nếu chọn một vị trí khác làm gốc thế năng, thế năng tĩnh điện sẽ được tính bằng: qEdC với C là một hằng số

-Liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường đều:

A   -Công của lực ngoài: A'  A

-Nếu chỉ có lực điện tác dụng thì công của lực điện bằng độ biến thiên động năng của điện tích:

2.Điện thế và hiệu điện thế

-Điện thế tại một điểm: WM M

M

A V

-Trong nhiều bài toán, ta chỉ có các thông tin về hiệu điện thế U MN (hoặc điện thế V V M, N tại các điểm M,N) và cường độ điện trường E Khi này ta sử dụng hệ thức: U MN E d MN (mà không cần để ý đến công A MN), với d Mn là khoảng cách dọc theo phương đường sức từ M đến N; hoặc hệ thức: U Ed, với

U là hiệu điện thế giữa điểm ta xét ( cách bản tích điện âm một khoảng d) và bản âm Như vậy, ở điểm càng xa bản âm thì điện thế sẽ càng lớn

-Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B luôn thỏa các hệ thức:

E V m giữa hai bản kim loại phẳng, song song

a.Tính công của lực điện trường thực hiện được khi q chuyển động từ điểm A

dọc theo một đường sức điện trường, ngược chiều đường sức đến điểm B cách A một

khoảng 3,50cm Tính lại công này nếu q di chuyển từ A đến một điểm C theo đường

thẳng, với BC cách đều bản tích điện âm

b.Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A và B và hiệu điện thế giữa hai điểm A và C

Tính hiệu điện thế giữa hai bản kim loại, biết hai bản này cách nhau một khoảng 6,20cm

Bài 2 Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường U MN 100V

a.Tính công của lực điện trường khi một electron di chuyển từ M đến N (ĐS: 1, 6.1017J) b.Tính công cần thiết để di chuyển electron từ M đến N (ĐS:1, 6.1017J

Bài 7 Hai bản kim loại phẳng A và b đặt song song, đối diện, cách nhau 4,8cm,

được đặt dưới hiệu điện thế U AB 12V

a.Tính hiệu điện thế U MN giữa hai mặt đẳng thế cách nhau 1,2cm đi qua hai

điểm M và N như hình vẽ (-3,0V)

b.Cho biết hiệu điện thế giữa mặt đẳng thế qua M và bản B là U MB 2, 0V

Tính khoảng cách từ M đến B (0,80cm)

Bài 8 Cho bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như hình

vẽ Cho d15cm d, 2 8cm Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều như

hình vẽ, có độ lớn tương ứng: 4 4

E  V m E  V m Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế là điện thế của bản A (ĐS:

Bài 9 Cho ba bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song như hình vẽ

Cho d15cm d, 28cm Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều như

hình vẽ, có độ lớn tương ứng: E1400 / ;V m E2 600 /V m Tính điện thế của

bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế là điện thế của bản A (ĐS:

V   V V  V )

Bài 10 Đặt một hiệu điện thế 8,00V giữa hai bản kim loại phẳng, song song, đối diện nhau, cách nhau

5,00cm Cho điện tích và khối lượng của electron lần lượt là e 1, 60.10 19C m; e 9,10.10 31kg

a.Một electron bắt đầu chuyển động từ bản tích điện âm dọc theo phương các đường dức về phía bản dương Tính công của lực điện và vận tốc của electron khi chạm vào bản dương (ĐS:

12,8.10 ; v 1, 68.10 /

b Một electron thứ hai được bắn ra từ bản dương theo phương vuông góc với bản, với vận tốc đầu

có độ lớn v1, 20.106m/ s Electron này đi được quãng đường dài nhất là bao nhiêu trước khi dừng lại?

Để electron có thể chạm được bản âm thì hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản phải bằng bao nhiêu? (ĐS:

Bài 12 Trong các máy gia tốc tuyến tính, các hạt điện tích chuyển động theo phương vuông góc với hai

bản kim loại phẳng, song song, đặt đối diện, cách nhau 4,00cm và được tích điện trái dấu (gọi là hai điện cực) Một proton có điện tích q p  1, 60.1019C và khối lượng m p1, 67.1027kg được đưa vào từ điện cực dương với vận tốc 1, 00.106m s/ , chuyển động theo phương vuông góc với hai điện cực Sau khi được tăng tốc trong điện trường giữa hai điện cực, proton này sẽ đi qua một lỗ tròn ở điện cực âm

a.Hiệu điện thế giữa hai điện cực phải bao nhiêu để vận tốc của proton lúc đi xuyên qua lỗ tròn ở điện cực âm sẽ có vận tốc bằng3, 00.106m s/ (ĐS: 4,18.10 V4 )

b.Tìm cường độ điện trường giữa hai điện cực (ĐS: 1, 05.106V m/ )

Dạng 2 Điện tích trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu, song song, đặt đối diện nhau

a.Phương pháp

1 Trường hợp điện tích cân bằng

Khi điện tích cân bằng  F 0 Giải phương trình này tìm ẩn

2.Trường hợp điện tích chuyển động

-Nếu bỏ qua tác dụng của trọng lực thì lực tác dụng lên điện tích là: FqE

-Phương trình định luật II Newton: F qEma (1)

a.Nếu điện tích bay vào điện trường theo phương đường sức

-Chiếu phương trình (1) lên hướng chuyển động để tìm gia tốc sau đó áp dụng các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều để khảo sát chuyển động:

0

2 0

-Vì lực điện trường tác dụng lên điện tích luôn cùng phương với đường sức nên Fv0

: chuyển động của vật giống với chuyển động ném ngang

-Chọn hệ trục tọa độ Oxy với Ox v Oy 0, Ox

Nên theo phương Ox điện tích chuyển động đều, còn

theo phương Oy vật chuyển động với gia tốc không đổi

âm

b.Bài tập

Bài 1 Hạt bụi m1g mang điện tích q 106C

  nằm cân bằng trong điện trường của tụ phẳng có các bản tụ nằm ngang, khoảng cách giữa hai bản tụ là d2cm, lấy g10 /m s2

a.Tìm hiệu điện thế U của tụ điện (ĐS: 200V)

b.Điện tích hạt bụi giảm đi 20% Phải thay đổi U thế nào để hạt bụi vẫn cân bằng (tăng thêm 50V)

Bài 2.Tụ phẳng có các bản nằm ngang, d 1cm U, 1000V Một giọt thủy ngân mang điện tích q nằm cân bằng ngay giữa hai bản Đột nhiên U giảm bớt 4v Hỏi sau bao lâu giọt thủy ngân rơi chạm bản dưới? Cho g10 /m s2 (ĐS: 0,5s)

Bài 3 Hạt bụi khối lượng m0, 02g mang điện tích q5.105C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí Hai bản tụ cách nhau 5cm và hiệu điện thế giữa hai bản là 500V Tìm thời gian hạt bụi chuyển động giữa hai bản tụ và vận tốc của nó khi nó đến bản âm Bỏ qua tác dụng của trong lực (ĐS:

3

2.10 s;50 /m s)

Bài 4 Tụ phẳng không khí, hai bản tụ có khoảng cáchd1cm, chiều dài bản tụ l5cm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ U 91V Một electron bay vào tụ điện theo phương song song với các bản với vận tốc đầu v0 2.107m s/ và bay ra khỏi tụ điện Bỏ qua tác dụng của trong lực

a.Viết phương trình quỹ đạo của electron.(ĐS: 2 2

2 0

1

22

eU

mdv

b.Tính độ lệch của electron so với phương tới khi nó ra khỏi tụ điện (ĐS:  h 5mm)

c.Tính vận tốc của electron khi rời khỏi tụ điện (ĐS: 2, 04.1011 / ; tan x 0, 2

d.Tính công của lực điện trường khi electron bay trong tụ (ĐS: 7, 28.1018J)

Bài 5 Hai bản kim loại A và B chiều đại l được đặt song song với nhau, giữa hai bản có một điện trường đều Người ta phóng vào điện trường một hạt có khối lượng m mang điện tích dương q theo phương nằm ngang và sát bản với A Hạt mang điện ra khỏi điện trường tại điểm sát mép bản B và vận tốc tại đó hợp với phương nằm ngang một góc 0

60

  Hãy tìm:

a.Phương và độ lớn của điện trường (ĐS:

2

mv E ql

)

Bài 8 Điện tử bay vào tụ phẳng với v0 3, 2.107m s/ theo phương song song với các bản Khi ra khỏi tụ, hạt bị lệch theo phương vuông góc với các bản đoạn h6mm Các bản dài l6cm, cách nhau d3cm Tính U giữa hai bản tụ (ĐS: 35V)

Bài 9 Sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế U0100V , một điện tử bay vào chính giữa hai bản tụ phẳng theo phương song song với hai bản Hai bản có chiều dài l10cm, khoảng cách d1cm Tìm U giữa hai bản để điện tử không ra được khỏi tụ (ĐS: U2V)

-Tụ điện phẳng có cấu tạo gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau

và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi (không khí, giấy, ) Hai bản kim loại này

gọi là hai bản của tụ điện

-Kí hiệu tụ điện trong mạch điện:

2.Cách tích điện cho tụ điện

-Nối hai bản của tụ điện với hai của của nguồn điện Bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm

-Điện tích trên hai bản tụ bao giờ cũng có độ lớn bằng nhau (do có sự nhiễm điện do hưởng ứng) nhưng trái dấu Ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện

-Hiệu điện thế giới hạn (U gh) là hiệu điện thế tối đa đặt vào tụ để tụ điện còn hoạt động được, nếu vượt quá giới hạn này thì dưới tác dụng của điện trường lớp điện môi sẽ bị hỏng và ta nói tụ điện bị “đánh thủng”

II.Điện dung của tụ điện

1.Định nghĩa

-Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó

-Điện dung kí hiệu là C: Q

C U

 hay QCU

2.Đơn vị của điện dung

-Đơn vị của điện dung là Fara (F)

-Fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt giữa hai bản của nó hiệu điện thế 1V thì nó tích được điện tích 1C

-Thường sử dụng các đơn vị sau: microfara (µF); nanofara (nF); picofara (pF)

C

b.Tụ điện có điện dung thay đổi được

c.Điện dung của tụ điện phẳng: 9

9.10 4

S C

d





Trong đó ε là hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ, S là diện tích đối diện của hai bản, d là khoảng cách giữa hai bản tụ

4.Năng lượng của điện trường trong tụ điện

-Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng Đó là năng lượng điện trường

-Người ta chứng minh được công thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện:

2

12

Q W

thể tích không gian bên trong tụ điện

-Lưu ý: Ta có thể hiểu năng lượng tích trữ bởi tụ điện có độ lớn bằng công di chuyển một lượng điện tích Q từ bản âm sang bản dương của tụ điện

b.Bài tập

Bài 1 Khi mắc hai bản của tụ điện vào hai cực của một ắc-quy là nguồn điện một chiều có hiệu điện thế

là U16, 0V thì điện tích của tụ điện là Q112C

a.Tính điện dung của tụ điện (ĐS: 2, 0 F )

b.Nếu mắc tụ điện trên vào một bình ắc-quy khác có hiệu điện thế U2 12V thì điện tích của tụ điện bây giờ là bao nhiêu? So sánh năng lượng điện trường của tụ điện khi mắc vào các hiệu điện thế U1

Bài 2 Khi tim đập không đều thì sẽ không bơm máu có hiệu quả nữa Ta có thể dừng lại tạm thời các

trạng thái nguy hiểm trên bằng cách gây ra các xung điện để sau đó tim lấy lại trạng thái bình thường Các

xung điện được tạo ra bằng một loại máy là máy khử rung tim (defibrillator) gồm có các tụ phóng điện Cho biết một xung điện được phát ra bởi tụ điện có điện dung 10 F được đặt dưới hiệu điện thế

a.Tính điện tích Q của tụ điện (ĐS: 12.10 C 4 )

b.Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích Q0, 001Q từ bản dương sang bản âm (ĐS: 72.10 J 6 )

c.Xét lúc điện tích của tụ điện chỉ còn bằng

Bài 4 Một tụ điện có điện dung 6F được tích điện dưới một hiệu điện thế 12V

a Tính điện tích của mỗi bản tụ (ĐS: 7,2 10-5 C)

b Hỏi tụ điện tích lũy một năng lượng cực đại là bao nhiêu ? (ĐS: 4,32 10-4 J)

c Tính công trung bình mà nguồn điện thực hiện để đưa một electron từ bản mang điện tích dương sang bản mang điện tích âm ? (ĐS: 9,6 10-19 J)

*Dành cho học sinh học chương trình nâng cao

Bài 1 Một tụ phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a20cm đặt cách nhau d1cm, chất điện môi giữa hai bản là thủy tinh có  6 Hiệu điện thế giữa hai bản tụ 50V

a.Tính điện dung của tụ điện (ĐS:212, 4.1012F

) b.Tính điện tích của tụ điện (ĐS: 10, 62.10 C9 )

c.Tính năng lượng của tụ điện Tụ điện có thể dùng làm nguồn điện được không? (ĐS:

9

265,5.10 J )

Bài 2 Một màng tế bào có thể xem như một tụ điện phẳng với dung dịch bên ngoài mang nhiều điện tích

dương hơn, được xem như bản dương của tụ điện và dung dịch bên trong mang nhiều điện tích âm hơn, được xem như bản âm của tụ điện Cho biết màng tế bào bao quanh một tế bào sống có diện tích

5, 0.10 m , bề dày của màng tế bảo là 1, 0.10 m8 Giả sử màng tế bào có hằng số điện môi  5, 0 a.Hãy tính lượng điện tích của mặt bên ngoài màng tế bào, cho biết hiệu điện thế giữa mặt ngoài

và mặt trong của màng tế bào là 60, 0 mV (ĐS: 1,32.1012C)

b.Nếu các điện tích dương ở mặt ngoài màng tế bào là do ion kali K+ (có điện tích 1, 6.1019C) thì có bao nhiêu ion K+ ở mặt bên ngoài này? (ĐS: 8, 25.106)

Bài 3 Mỗi phím của bàn phím máy tính được gắn với một bản kim loại di chuyển được, bản này đối diện

với một bản kim loại phẳng cố định Hai bản kim loại trên tạo nên một tụ điện, ở giữa là một điện môi có hằng số điện môi bằng 0,35 Mỗi bản có diện tích 10, 0.10 m5 2, lúc đầu cách nhau 5,00m Khi phí được nhấn khoảng cách giữa hai phím chỉ còn là 2,00mm Tính độ thay đổi điện dung của tụ điện trên khi phím được nhấn (ĐS: C9, 28.1013F)

Bài 4 Tụ phẳng không khí có điện dung C 500pF được tích điện ở hiệu điện thế U 300V

a.Tính điện tích Q của tụ điện (ĐS: 150nC)

b.Ngắt tụ khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có  2 Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ khi đó (ĐS: C11000pF Q, 1150nC U, 1150V )

c.Vẫn nối tụ với nguồn Nhúng tụ điện và chất điện môi lỏng có  2 Tính C2, Q2, U2 của tụ khi

đó (ĐS: C2 1000pF Q, 2300nC U, 2300V)

Bài 5 Tụ phẳng không khí có điện dung C 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U 600V

a.Tính điện tích Q của tụ điện (ĐS: 1,2nC)

b.Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để tăng khoảng cách lên gấp đôi Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ khi đó (ĐS: C11pF Q, 11, 2nC U, 11200V)

c.Vẫn nối tụ với nguồn đưa hai bản tụ ra xa để tăng khoảng cách lên gấp đôi Tính C2, Q2, U2 của

tụ khi đó (ĐS: C2 1pF Q, 20, 6nC U, 2600V )

Dạng 2 Ghép các tụ điện chưa tích điện trước

a.Phương pháp

-Phân tích mạch điện xem các tụ ghép với nhau như thế nào? Viết sơ đồ ghép tụ

-Căn cứ và sơ đồ ghép tụ tính điện dung tương đương của từng nhóm tụ và cả bộ tụ, từ đó suy ra các đặc điểm về hiệu điện thế và điện tích của bộ tụ và nhóm tụ

Lưu ý: Gọi U, Q, C là hiệu điện thế, điện tích và điện dung của bộ tụ, khi đó:

Bài 1 Một thanh A tích điện âm được dùng để tích điện cho thanh B bằng hưởng ứng Sau đó cho thanh

B tiếp xúc với vật C Kết quả là điện tích của vật C là

A.trung hòa (bằng không) B.điện dương C.điện âm D.không thể xác định

Bài 2.Quả cầu A mang điện tích +2q và quả cầu B giống hệt quả cầu A, mang điện tích -4q Nếu đưa hai

quả cầu tiếp xúc nhau rồi sau đó lại tách chúng ra xa nhau thì điện tích mỗi quả cầu sẽ là

Bài 4 Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu nhỏ đặt cách nhau 1cm là F Nếu khoảng cách giữa hai

quả cầu giảm đến 0,5cm thì lực tương tác điện sẽ là

Bài 5 Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm tăng lên 4 lần, đồng thời độ lớn của mỗi điện tích tăng lên

gấp đôi thì so với lực tương tác điện lúc đâu, lực tương tác điện mới giữa hai điện tích điểm sẽ

A.giảm 4 lần B.giảm 16 lần C.tăng 4 lần D.tăng 16 lần

Bài 6 Một điện tích điểm q 5.108C

 nằm tại trung điểm của khoảng cách giữa hai điện tích điểm

Bài 8 Cường độ điện trường được tạo bởi một điện tích điểm tại điểm cách nó 20mm bằng 105V m Tại /

vị trí cách điện tích 10mm, cường độ điện trường này bằng bao nhiêu?

A.2,5.104V m/ B.5, 0.104V m/ C.2, 0.105V m/ D.4, 0.105V m/

Bài 9 Biểu thức nào dưới đây biểu diễn một đại lượng có đơn vị là Vôn (V)?

Bài 10 Một electron chuyển động với vận tốc v13.107m s/ bay ra từ một điểm của điện trường có điện thế V16000V và chạy dọc theo đường sức điện trường đến một điểm tại đó vận tốc của electron giảm xuống bằng không Điện thế V2 của điện trường tại điểm đó có giá trị bao nhiêu?

Bài 11 Điện tích điểm Q đặt tại một điểm cố định Tại một điểm N cách Q một khoảng 40cm, cường độ

điện trường là EN Tại một điểm P cách Q một khoảng 10cm, cường độ điện trường là

+Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các điện tích

+Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do

+Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các diện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm)

+Các tác dụng của dòng điện : Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, tác dụng cơ học, sinh lí, …

+Cường độ dòng điện cho biết mức độ mạnh yếu của dòng điện Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế Đơn vị cường độ dòng điện là ampe (A)

II.Cường độ dòng điện 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 q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó

q I t







2.Dòng điện không đổi

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

-Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: I =

-Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A): 1

11

C A s

-Đơn vị của điện lượng là culông (C): 1C = 1A.1s

III.Nguồn điện

1.Điều kiện để có dòng điện

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

2.Nguồn điện

+Nguồn điện duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó

+Lực lạ bên trong nguồn điện: Là những lực mà bản chất không phải là lực điện Tác dụng của lực

lạ là tách và chuyển electron hoặc ion dương ra khỏi mỗi cực, tạo thành cực âm (thừa nhiều electron) và cực dương (thiếu hoặc thừa ít electron) do đó duy trì được hiệu điện thế giữa hai cực của nó

IV.Suất điện động của nguồn điện

1.Công của nguồn điện

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

2.Suất điện động của nguồn điện

a)Định nghĩa

Suất điện động E của 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 và độ lớn của điện tích đó

b)Công thức

E =

q A

c)Đơn vị

-Đơn vị của suất điện động trong hệ SI là vôn (V)

-Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó

-Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài

hở Mỗi nguồn điện có một điện trở r gọi là điện trở trong của nguồn điện

V.Pin và acquy

1.Pin điện hoá

Cấu tạo chung của các pin điện hoá là gồm hai cực có bản chất khác nhau được ngâm vào trong chất điện phân

a)Pin Vôn-ta

Pin Vôn-ta là nguồn điện hoá học gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) được ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng Do tác dụng hoá học thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm còn thanh đồng thiếu electron nên tích điện dương Suất điện động khoảng 1,1V

b)Pin Lơclăngsê

+Cực dương : Là một thanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp mangan điôxit MnO2 và graphit

+Cực âm : Bằng kẽm

+Dung dịch điện phân : NH4Cl

+Suất điện động : Khoảng 1,5V

+Pin Lơclăngsê khô : Dung dịch NH4Cl được trộn trong một thứ hồ đặc rồi đóng trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin này là cực âm

2.Acquy

a)Acquy chì

Bản cực dương bằng chì điôxit (PbO2) cực âm bằng chì (Pb) Chất điện phân là dnng dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng Suất điện động khoảng 2V

Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch:

nó tích trữ năng lượng dưới dạng hoá năng khi nạp và giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng khi phát điện Khi suất điện động của acquy giảm xuống tới 1,85V thì phải nạp điện lại

b)Acquy kiềm

Acquy cađimi-kền, cực dương được làm bằng Ni(OH)2, còn cực âm làm bằng Cd(OH)2 ; các cực

đó dược nhúng trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH Suất điện động khoảng 1,25V

Acquy kiềm có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng lại rất tiện lợi vì nhẹ hơn và bền hơn

Bài 8 ĐIỆN NĂNG CÔNG SUẤT ĐIỆN

I.Điện năng tiêu thụ và công suất điện

1.Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch

AqU UIt

Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó

2.Công suất điện

Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó

P = A UI

t 

II.Công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

1.Định luật Jun - Lenxơ

Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật đãn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó

2.Công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian

P =

2 2

RI

t   R

III.Công và công suất của nguồn điên

1.Công của nguồn điện

Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch

Ang = qE = E.It

2.Công suất của nguồn điện

Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch

Png =

t

A ng

= E.I

IV.Công và công suất của máy thu điện

*Máy thu điện là thiết bị tiêu thụ điện năng để chuyển thành các dạng năng lượng khác (cơ năng trong quạt điện, hóa năng để nạp điện cho acquy, )

1.Công của máy thu điện

-Công thực hiện để di chuyển một điện tích dương qua máy thu điện gọi là suất phản điện Ep của máy thu này Vậy, công để di chuyển một điện lượng q qua máy thu điện là:A'qEp Ep It

-Vì trong một máy thu bao giờ cũng có một điện trở nội rp nên luôn có điện năng chuyển thành nhiệt năng (vô ích): Q'r I t p 2 Vậy, công toàn phần của dòng điện thực hiện khi chạy qua một máy thu điện là:A UIt A'Q'Ep Itr I t p 2

-Hiệu điện thế hai đầu của máy thu điện: U Epr I p

2.Công suất của máy thu điện: A p I r I p 2

ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CÓ ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP, MẮC

SONG SONG

1.Đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp

-Hai điện trở được gọi là mắc nối tiếp nếu chúng được nối chung vào

một điểm và tại điểm nối chung không có nhánh rẽ

*Đặc điểm của đoạn mạch chỉ có điện trở mắc nối tiếp

-Điện trở tương đương: R td R1R2

-Cường độ dòng điện qua mạch: I I1I2 

-Hiệu điện thế hai đầu mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở: U U1U2

-Lưu ý: Nếu mạch gồm n điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì: R td nR0

2.Đoạn mạch có điện trở mắc song song

-Hai điện trở được gọi là mắc song song nếu hai đầu của các điện trở được nối

chung vào hai điểm và hai điểm này được đặt vào cùng một hiệu điện thế

*Đặc điểm của đoạn mạch chỉ có điện trở mắc song song

-Điện trở tương đương:

td

R  R R 

-Cường độ dòng điện qua mạch: II1I2

-Hiệu điện thế hai đầu mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở: U U1U2 

-Lưu ý: Nếu đoạn mạch chỉ có hai điện trở mắc song song thì: 1 2

td

R R R

R R



 Còn nếu có n điện trở giống nhau mắc song song thì 0

td

R R n



3.Định luật về nút mạch

-Nút mạch là nơi giao nhau của ít nhất ba dây dẫn trong mạch điện trở nên

-Định luật về nút mạch: I denI roi





-Đối với dòng điện không đổi thì: q

I t

 Vậy lượng điện tích tải qua dây dẫn trong thời gian t để

tạo ra dòng điện có cường độ I được tính: qIt

-Gọi e là độ lớn của điện tích electron, số electron để có dòng điện I là: q It

 Với U là hiệu điện thế hai đầu điện trở R

3.Nguồn điện

-Suất điện động của nguồn điện: E =

q A

-Công của nguồn điện: Ang = qE = E.It

-Công suất của nguồn điện: Png =

t

A ng

= E.I -Khả năng tích trữ điện lượng của nguồn gọi là dung lượng của nguồn, được tính từ: qI t , có đơn vị là Ampe giờ (A.h), với: 1 A h1A3600s3600 A s3600C (vì A.s là điện lượng)

R 2

R 1

R 2

R 1

4.Máy thu điện

-Công để di chuyển một điện lượng q qua máy thu điện là:A'qEp Ep It

-Công toàn phần của dòng điện thực hiện khi chạy qua một máy thu điện là:

2

A UIt AQ E Itr I t

-Hiệu điện thế hai đầu của máy thu điện: U Epr I p

-Công suất của máy thu điện: 2

A

I r I t

b.Bài tập

Bài 1 Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là I 0, 273A

a.Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong một phút (ĐS: 16,38C) b.Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian nói trên Biết điện tích của một electron là 19

Bài 2 Cho biết điện lượng di chuyển của một dây tóc bóng đèn là 2,84C trong thời gian 2,00s

a.Tính cường độ dòng điện có bao nhiêu electron di chuyển qua bóng đèn này trong 5,00s nếu cường độ được giữ không đổi? Cho biết điện tích của electron có độ lớn e 1, 6.1019C (ĐS: 1,42A; 4,44.1019)

b.Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn đo được bằng 120V Tính điện trở của dây tóc bóng đèn (ĐS:84,5)

Bài 3 Trong một pin Volta, hiệu điện thế giữa dung dịch axit sunfuric với thanh kẽm là 0,74V, trong khi

hiệu điện thế giữa thanh đồng và dung dịch này là 0,34V

a.Tính suất điện động của pin Volta (ĐS: 1,1V)

b.Cho biết công của lực lạ để tải một dòng điện có cường độ I trong thời gian 20s là 2,2J Tính I (ĐS: 0,10A)

Bài 4 Lực lạ thực hiện một công 840mJ khi dịch chuyển một lượng điện tích 7.10 C2 giữa hai cực bên trong một nguồn điện Tính suất điện động của nguồn điện này (ĐS: 12V)

Bài 5 Một bộ acquy có suất điện động là 6V và sản ra một công là 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 (ĐS: 60C)

b.Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là 5 phút, tính cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó (ĐS: 0,2A)

Bài 6 Một bộ acquy có thể cung cấp một dòng điện 4A trong 1 giờ thì phải nạp lại

a.Tính cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp nếu nó được sử dụng liên tục trong 20 giờ thì phải nạp lại (ĐS: 0,2A)

b.Tính suất điện động của acquy này nếu trong thời gian hoạt động trên đây nó sản sinh ra một công là 86,4kJ (ĐS: 6V)

Bài 7 Một acquy của ôtô sản xuất một công suất 120W liên tục trong thời gian 10,0 giờ trước khi cạn

Hãy tính dung lượng ban đầu của acquy này ra đơn vị A.h Cho biết suất điện động của acquy này là 12V (ĐS: 100A.h)

Bài 8 Một acquy có suất điện động 12V và điện trở nội 0,040Ω được nạp điện dưới hiệu điện thế 14V

a.Tính cường độ dòng điện nạp cho acquy (ĐS: 50A)

b.Tính lượng điện năng chuyển thành hóa năng trong thời gian 5 phút và công suất hao phí do điện trở nội (ĐS: 1,8.105J;100W )

Bài 9 Một quạt điện hoạt động như một máy thu điện, được cung cấp một công suất 600W, trong đó chỉ

có 75% công suất này biến thành công cơ học Bết rằng dòng điện chạy qua quạt điện có cường độ 2,00A Tính suất phản điện và điện trở nội của cuạt điện (ĐS: 225V; 37,5Ω)

Bài 10 Một dòng điện có cường độ 5,00A chạy qua một máy thu điện có suất phản điện 200V Sau thời

gian 2,00 phút, nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở nội là 30,0kJ Hiệu suất của máy thu điện là bao nhiêu?

Dạng 2 Định luật Ôm cho các đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp, mắc song song

a.Phương pháp

1.Tính điện trở tương đương của một mạch điện phức tạp

-Phân tích mạch điện xem mạch gồm mấy nhánh, các điện trở trong các nhánh mắc như thế nào -Viết sơ đồ cấu tạo mạch điện

-Áp dụng các công thức tính điện trở của mạch mắc nối tiếp hoặc song song cho từng nhánh thích hợp từ đó suy ra điện trở tương đương của cả mạch

-Điện trở tương đương của mạch điện mắc nối tiếp: R td R1R2

-Điện trở tương đương của mạch điện mắc song song:

R R



-Trường hợp mạch điện trở phức tạp có đoạn dây nối tắt (dây nối không điện trở) được giải quyết như sau:

+Đồng nhất các điểm cùng điện thế (chập mạch)

+Vẽ lại sơ đồ lí thuyết và thực hiện tính toán

2.Xác định cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong mạch điện phức tạp

-Phân tích mạch điện xem các điện trở trong mạch mắc với nhau như thế nào?

-Viết sơ đồ mắc mạch điện

-Tính điện trở tương đương của mạch và của từng nhánh

-Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp hoặc song song để tính U và I

-Cường độ dòng điện qua mạch mắc nối tiếp: II1I2 

-Hiệu điện thế hai đầu mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở trong mạch mắc nối tiếp:

U U U 

-Cường độ dòng điện qua mạch mắc song song: II1I2

-Hiệu điện thế hai đầu mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở trong mạch mắc song song:

U U U  -Đối với dòng điện qua các nhánh có thể dùng định luật về nút mạch để tìm: I denI roi

-Khi nối hai điểm trong đoạn mạch bằng vôn kế có điện trở rất lớn thì dòng điện không đi qua vôn

kế và mạch không có sự thay đổi về cách mắc và số chỉ của vôn kế khi đó là hiệu điện thế giữa hai điểm nối vôn kế

-Khi nối hai điểm trong đoạn mạch bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ thì đòng điện đi qua ampe kế và ampe kế trở thành một dây nối hai điểm đó kết quả là hai điểm đó có cùng điện thế và ta chập hai điểm đó lại với nhau khi tính toán

b.Bài toán

Bài 1 Cho mạch điện như hình vẽ Biết:

R   R   R   R  U  V

a.Tính cường độ dòng điện qua R1 (ĐS: 1A)

b.Tính hiệu điện thế giữa hai điểm B và C Suy ra cường độ dòng

Bài 3 Cho mạch điện như hình vẽ R1R2R3 6 ,R4  2 ;U AB 18V

a.Nối M và B bằng một Vôn kế có điện trở rất lớn.Tìm số chỉ của vôn

kế (ĐS: 12V)

b.Nối M và B bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ Tìm số chỉ của

ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế (ĐS: 3,6A, chiều từ M đến B)

Bài 4 Cho đoạn mạch như hình vẽ Biết

1 36 , 2 12 , 3 20 , R4 30 ; AB 54

R   R   R    U  V Tìm cường độ dòng điện qua từng điện trở (ĐS:

1 1, 5 , 2 2, 25 , 3 1,35 , 4 0,9

I  A I  A I  A I  A)

Bài 5 Cho mạch điện như hình vẽ R122,5 , R212 , R3 5 ,R4 15 ,U AB 12V

Tính điện trở tương đương của mạch điện và cường độ dòng điện qua các điện trở (ĐS:

Bài 8 Cho mạch điện như hình vẽ R118 , R220 , R3 30 Cường độ dòng điện

qua nguồn là I 0, 5A, hiệu điện thế hai đầu R3 là U3 2, 4V Tính R4 (ĐS: 20)

Bài 9 Cho mạch điện như hình R115 , R2 R3R410 Dòng điện qua

CB là 3A Tìm UAB (ĐS: 30V)

R   R   R  U  V R 

a.Cho R  4 4 Xác định chiều và cường độ dòng điện qua ampe kế (ĐS: 0,75A)

b.Tính lại câu (a) khi R  4 1 (ĐS: 0)

c.Biết dòng điện có chiều từ N đến M, cường độ I A0,9A Tính R4 (ĐS:

6)

Bài 11 Cho mạch điện như hình U AB 75 ,V R22R1 6 ,R3 9

a.Cho R  4 2 Tính cường độ dòng điện qua CD (ĐS: 10A)

b.Tính R4 khi cường độ qua CD là 0 (ĐS: 18)

c.Tinh R4 khi cường độ qua CD là 2A (ĐS: 8,81 ;162  )

Bài 12 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Biết:

1 1 ; 2 0, 4 ; 3 2 ; 4 6 ; 5 1 ; AB 6

R   R   R   R   R  U  V Tính cường độ

dòng điện qua mỗi điện trở và điện trở tương đương của đoạn mạch

Dạng 3 Điện năng công suất điện

a.Phương pháp

1.Điện năng tiêu thụ và công suất điện

-Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch: AqU UIt

-Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: P = A UI

-Ta thường gặp khái niệm công suất và hiệu điện thế mà một dụng cụ tiêu hụ điện (như bóng đèn, bàn là, tủ lạnh, ) có thể hoạt động bình thường, được gọi là công suất và hiệu điện thế định mức: Pđ

và Uđ Khi này cường độ dòng điện định mức được tính: d

d d

P I U



-Nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một chất:  0 0

Qmc  mc  

2.Công và công suất của nguồn điện

-Công của nguồn điện: Ang = qE = E.It

-Công suất của nguồn điện: Png =



b.Bài tập

Bài 1 Một bình đun nước nóng có công suất 4,50kW hoạt động ở hiệu điện thế 2, 40.10 V2

a.Tìm điện trở của bình đun này và tính cường độ dòng điện được sử dụng (ĐS:12,8 ; 18,8

R  I  A)

b.Tìm thời gian dùng bình đun này để tăng nhiệt độ của 12, 5l nước từ 20, 0 C0 đến 100, 0 C0 Cho nhiệt dung riêng của nước là c4,19.103J kg C/ 0 (ĐS:931s)

Bài 2 Dùng một bộ pin có suất điện động tổng cộng 4,4V để thắp sáng một bóng đèn 2,0W Sau thời gian

1 giờ thì đèn tắt giả sử điện trở trong của bộ pin là không đáng kể

a.Tính năng lượng đã tiêu thụ bởi bóng đèn và tính năng lượng mà bóng đèn phát ra ánh sáng nhìn thấy Cho biết hiệu suất phát sáng của bóng đèn chỉ là 5,0% (ĐS: 3 3

W7, 2.10 J; Ws 3, 6.10 J ) b.Tính cường độ dòng điện và điện lượng đã di chuyển qua bóng đèn trong thời gian 1 giờ trên (ĐS: I 0, 46 ;A q1, 6.103C)

Bài 3 Một ôtô điện được thiết kế để vận hành với acquy có suất điện động 12,0V có thể cung cấp một

năng lượng toàn phần bằng 2, 00.10 J7

a.Nếu động cơ điện của ô tô có công suất bằng 8,00kW thì dòng điện cung cấp cho động cơ có cường độ bằng bao nhiêu? (ĐS: 667A)

b.Cho biết động cơ điện hoạt động với công suất 8,00kW và ô tô chạy với vận tốc không đổi 20,0m/s Hỏi quãng đường ô tô chạy được là bao nhiêu trước khi acquy cạn? (ĐS: 50,0km)

Bài 4

a.Một mạch điện được đặt dưới hiệu điện thế 1, 20.10 V2 có thể thắp sáng bình thường bao nhiêu bóng đèn có công suất (định mức) 75,0W? Cho biết dòng điện chạy qua mạch có cường độ 20,0A (ĐS:

32 bóng đèn)

b.Tính hiệu điện thế định mức và điện trở của mỗi đèn (ĐS: 3, 75 ; 0,1875V  )

Bài 5 Đèn 110V-100W được mắc vào nguồn có hiệu điện thế 110V Điện trở tổng cộng của dây dẫn từ

nguồn đến đèn là R   d 4

a.Tìm cường độ dòng điện và hiệu điện thế của đèn

b.Mắc thêm một bếp điện có điện trở R  B 24 song song với đèn Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính, qua đèn, qua bếp và hiệu điện thế của đèn Độ sáng của đèn có thay đổi không?

Bài 6 Một bếp điện có hai dây điện trở Nếu sử dụng dây thứ nhất nước trong nồi sẽ sôi sau thời gian t1 =

10 phút Nếu sử dụng dây thứ hai thì thời gian để nước trong nồi sôi là t2 = 40 phút Bỏ qua sự tỏa nhiệt của bếp ra môi trường ngoài Tìm thời gian để đun sôi nước nếu hai dây điện trở mắc:

a.Nối tiếp (ĐS: 50 phút)

b.Song song (ĐS: 8 phút)

Bài 7 Từ một nguồn có hiệu điện thế U, điện năng được truyền tải trên dây dẫn đến nơi tiêu thụ Biết

điện trở dây dẫn là R   d 5 , công suất phát ra 62kW Tính độ giảm thế trên dây, công suất hao phí trên dây và hiệu suất truyền tải điện nếu:

a.U6200V (ĐS: U 50 ;V  P 500W H; 0, 99)

b.U620V (ĐS: U 500 ;V  P 50000W H; 0,19)

Bài 8 Bếp điện dùng với nguồn có U220V

a.Nếu mắc bếp vào nguồn 110V, công suất của bếp thay đổi bao nhiêu lần? (ĐS: giảm 4 lần) b.Muốn công suất không giảm khi mắc vào nguồn 110V thì phải mắc lại cuộn dây bếp điện như thế nào? (ĐS: mắc song song hai nửa dây)

Bài 9 Bếp điện nối với hiệu điện thế 120V có công suất 600W được dùng để đun sôi 2 lít nước từ

0

20, 0 C đến 100, 0 C0 Biết hiệu suất của bếp là 80% và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.0C Tìm thời gian đun và điện năng tiêu thụ theo đơn vị kWh (ĐS: 23,3 phút; 0,2kWh)

Bài 9 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH

I.Định luật Ôm đối với toàn mạch

-Toàn mạch là một mạch điện kín bao gồm nguồn điện và các thiết bị tiêu thụ

điện như điện trở, máy thu điện, Toàn mạch đơn giản nhất là một mạch điện kín

gồm một nguồn điện có suất điện động E và một điện trở R

-Khi tạo thành mạch kín thì trong mạch có dòng điện I chạy qua, khi đó:

+Nguồn điện thực hiện một công: A  E It

+Nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở:   2

và điện trở trong)

-Độ giảm thế ở mạch ngoài: U N R I N E Ir

II.Nhận xét

1.Hiện tượng đoản mạch

Cường độ dòng điện trong mạch kín đạt giá trị lớn nhất khi R  N 0 Khi đó ta nói rằng nguồn điện

III.Định luật Ôm cho toàn mạch mở rộng

1.Máy thu điện

-Máy thu điện là thiết bị tiêu thụ điện năng để chuyển thành các dạng năng lượng khác (cơ năng trong quạt điện, hóa năng khi nạp điện cho acquy, )

-Công thực hiện để di chuyển một đơn vị điện tích dương qua máy thu điện gọi là suất phản điện

p

E của máy thu này Vậy, công để di chuyển một lượng điện tích q qua máy thu điện: ' A q E pE p It

-Vì trong máy thu bao giờ cũng có một điện trở nội r p nên luôn có điện năng chuyển thành nhiệt năng (vô ích): Q'r I t p 2 Vậy, công toàn phần của dòng điện thực hiện khi chạy qua một máy thu điện là: A UIt A'Q'E p Itr I t p 2

-Hiệu điện thế hai đầu máy thu điện: U E pr I p

-Công suất của máy thu điện: A p p 2

I r I t

R E,ì

-Hiệu suất của máy thu điện: p 2

Bài 10 GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ

I.Đoạn mạch có chứa nguồn điện

*Đoạn mạch có chứa nguồn điện, dòng điện có chiều đi tới cực âm và

E E với R AB  r R là điện trở toàn phần của mạch

*Lưu ý: Chiều tính hiệu điện thế UAB là từ A đến B: Nếu đi theo chiều này mà gặp cực dương của nguồn điện trước thì suất điện động E được lấy với giá trị dương, dòng điện có chiều từ B tới A ngược chiều tính hiệu điện thế thì tổng độ giảm điện thế I r R được lấy với giá trị âm

*Mở rộng: Đoạn mạch có chứa máy thu điện, dòng điện có chiều đi

tới cực dương và đi ra từ cực âm Khi đó ta có:

II.Ghép các nguồn điện thành bộ

1.Bộ nguồn nối tiếp

-Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện (E1, r1), (E2, r2), ., (En, rn) được ghép nối tiếp với nhau, trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối với

nhau bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp (tại điểm nối

chung không có nhánh rẽ) sau để thành một dãy liên tiếp như sơ đồ.

2.Bộ nguồn song song

-Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau

được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của các nguồn vào

cùng một điểm A và nối cực âm của các nguồn vào cùng một điểm B như

-Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng là bộ nguồn gồm n dãy ghép song

song với nhau, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép nối tiếp như

B

I

A

R E,ì

B

I

A

Dạng 1 Tính toán các đại lượng của dòng điện trong mọt mạch điện kín

a.Phương pháp

-Phân tích mạch điện xem cách mắc mạch ngoài và bộ nguồn

-Viết sơ đồ mắc mạch ngoài Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn (nếu có)

-Tính điện trở tương đương mạch ngoài

-Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch để tính cường độ dòng điện qua mạch chính

-Căn cứ mạch ngoài để các định cường độ dòng điện và hiệu điện thế qua các nhánh

-Lưu ý: Nếu chưa biết chiều dòng điện, ta chọn một chiều nào đó cho dòng điện và thực hiện tính toán:

+Nếu tìm được I 0 thì giữ nguyên chiều đã chọn

+Nếu tìm được I 0 thì đảo ngược chiều đã chọn

b.Bài tập

Bài 1 Đèn 3V-6W mắc vào hai cực của Acquy có E 3 ,V r0, 5 Tính điện trở của đèn, cường độ, hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của đèn (ĐS: 1,5; 1,5A; 2,25V; 3,375W)

Bài 2 Có 18 pin giống nhau, mỗi pin có E 1, 5 ;V r0, 2 được mắc thành hai dãy song song, mỗi dãy

có 9 pin mắc nối tiếp Điện trở R 2,1 mắc vào hai đầu bộ pin trên

a.Tính suất điện động và điện trở trong tương đương của bộ nguồn (ĐS: 13,5V; 0,9)

b.Tính cường độ dòng điện qua R (ĐS: 4,5A)

Bài 3 Cho mạch điện như hình E 12 ,V r0,1 ; R1R2  2 ;R3 4 ;R4 4, 4 Tìm:

a.Điện trở tương đương mạch ngoài (ĐS: 5,9) b.Cường độ dòng điện qua mạch chính và UAB (ĐS: 2A,3V) c.Tìm cường độ mỗi nhánh rẽ và UCD (ĐS: I11, 5 ;A I20, 5 ;A U CD10,8V )

Bài 4 Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi pin có E 1, 5 ,V r 1 ;R 6 Tìm

cường độ dòng điện qua mạch chính, công suất tỏa nhiệt trên R và hiệu suất của

bộ nguồn (ĐS: 0,75A)

Bài 5 Cho mạch điện như hình (23.9/215), bộ nguồn gồm hai dãy, mỗi dãy có 4

pin nối tiếp, mỗi pin có E 1, 5 ,V r0, 25, mạch ngoài

R   R   R   R   Biết cường độ qua R1 là 0,24A.Tính:

a.Bộ nguồn tương đương (ĐS: 6V; 0,5)

b.UAB và cường độ mạch chính (ĐS: 4,8V; 1,2A)

Bài 7 Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm hai dãy, mỗi dãy có 6 pin nối tiếp,

Bài 9 Có 7 nguồn điện giống nhau mỗi nguồn có 6 , 2

3

V r

E

mắc như hình R1 3 ,R2 6 ,R3 2 ,R A 0 Tìm số chỉ của ampe kế

chỉ và chiều dòng điện qua ampe kế (ĐS:0,75A)

a.Tìm số chỉ của vôn kế (ĐS: 2,4V)

b.Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở rất nhỏ Tìm số chỉ của ampe

độ dòng điện Suy ra các đại lượng khác

-Nếu chiều dòng điện chưa biết, ta tự chọn lấy chiều các dòng điện một các thích hợp và giải như trên Khi giải các phương trình trên nếu tìm được: I  k 0 ta giữ chiều dòng điện đã chọn; I  k 0 ta đổi chiều dòng điện ở nhánh thứ k

Lưu ý:

+Định luật về nút mạch: I denI roi

+Định luật ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:

+Nếu có nhiều nguồn mắc nối tiếp thì:

Tính hiệu điện thế giữa A và B (ĐS: 13,6V)

Bài 4 Cho mạch điện như hình vẽ

R E,ì

B

I

A

Bài 5 Cho mạch điện như hình vẽ, các nguồn giống nhau, mỗi nguồn có

7, 5 ,V r 1

E , điện trở: R140 , R320 Biết cường độ qua R1

là 0,24A Tìm UAB, cường độ mạch chính, giá trị R2 và UCD (ĐS:

2

14, 4 ; 0, 6 ; 40 ; 2, 4

U  V I A R  U  V)

Bài 6 Cho mạch điện như hình E120 ,V E2 32 ,V r1 1 ,r2 0, 5 , R 2 Tìm cường

độ dòng điện qua mỗi nhánh (ĐS: I14 ,A I2 16 ,A I 12A)

Bài 7 Ba nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có: E 1, 5 ,V r0, 5

và một vôn kế V có điện trở rất lớn lần lượt mắc theo ba sơ đồ như hình vẽ Tính số chỉ vôn kế trên mỗi sơ đồ (ĐS: 0; 2V; 1V)

Bài 8 Cho mạch điện như hình vẽ E13 ,V E21, 5 ,V r1 1 ,r21, 5; R là biến trở,

đèn Đ: 3V-3W, vôn kế có điện trở rất lớn

a.Tìm R để vôn kế chỉ số 0 Khi này đèn Đ cso sáng bình thường không? (ĐS: 6Ω)

b.Cho R tăng dần từ giá trị tính được trong câu (a) độ sáng của đèn

và số chỉ của vôn kế thay đổi ra sao?

Bài 9 Cho mạch điện như hình R10 , r1r2 1 ,R A0 Khi xê dịch con chạy của biến trở R0, số chỉ của ampe kế không đổi và bằng 1A Tìm E ,E1 2 (ĐS:

111 ;V 210V

Bài 10 Bộ nguồn gồm 20 pin giống nhau, mỗi pin có E 1,8 ,V r00, 5 mắc thành hai dãy, mỗi dãy 10 pin nối tiếp Đèn thuộc loại 6V-3W Ban đầu R118 , R2 10

a.Tìm cường độ mạch chính và mỗi nhánh (ĐS: I1,8 ;A I10, 45 ;A I21, 35A)

b.Tăng R2 hoặc R1, độ sang của đèn thay đổi ra sao?

Bài 13 Cho mạch điện như hình vẽ

16 ,V 23 ,V r1r2 1 ,R1 5 ,R2  3 ,R V  

a.Vôn kế V chỉ số 0 Tính R3 (ĐS: 6Ω)

b.Đảo vị trí các cực của một trong hai nguồn Tìm số chỉ của vôn kế (ĐS: 4V)

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG II

Câu 1: Dòng điện là:

A dòng chuyển dời có hướng của các điện tích B dòng chuyển động của các điện tích

Câu 2: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của:

A các ion dương B các ion âm C các eledtron D các nguyên tử Câu 3: Phát biểu nào sau đây về dòng điện là không đúng:

A Đơn vị cường độ dòng điện là Ampe

B Cường độ dòng điện được đo bằng Ampe kế

C Cường độ dòng điện càng lớn thì trong một đơn vị thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện

thẳng của vật dẫn càng nhiều

D Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian

Câu 4: Điều kiện để có dòng điện là:

C có hiệu điện thế và điện tích tự do D có nguồn điện

Câu 5: Nguồn điện tạo ra điện thế giữa hai cực bằng cách:

A tách electron ra khỏi nguyên tử và chuyển eletron và ion về các cực của nguồn

B sinh ra eletron ở cực âm C sinh ra eletron ở cực dương

D làm biến mất eletron ở cực dương

Câu 6: Phát biểu nào sau đây về suất điện động là không đúng:

A Suất điện động là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện

B Suất điện động được đo bằng thương số giữa công của lực lạ dịch chuyển điện tích ngược chiều

điện trường và độ lớn của điện tích dịch chuyển

C Đơn vị suất điện động là Jun

D Suất điện động của nguồn điện có trị số bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi

mạch hở

Câu 7: Cấu tạo pin điện hóa:

A gồm hai cực có bản chất giống nhau ngâm trong dung dịch điện phân

B gồm hai cực có bản chất khác nhau ngâm trong dung dịch điện phân

C gồm hai cực có bản chất khác nhau ngâm trong dung dịch điện môi

D gồm hai cực có bản chất giống nhau ngâm trong dung dịch điện môi

Câu 8: Trường hợp nào sau đây tạo thành một pin điện hóa:

A Một cực nhôm và một cực đồng cùng nhúng vào nước muối

B Một cực nhôm và một cực đồng cùng nhúng vào nước cất

C Hai cục bằng đồng giống nhau cùng nhúng vào nước vôi

D Hai cực nhựa khác nhau nhúng vào dầu hỏa

Câu 9: Phát biểu nào sau đây về acquy là không đúng:

A Acquy chì có một cực làm bằng chì, một cực làm bằng chì đioxit

B Hai cực của acquy chì được ngâm vào trong dung dịch axit sunfuric loãng

C Khi nạp điện cho acquy, dòng điện đi vào cực âm và đi ra cực dương

D Acquy là nguồn điện có thể nạp lại sữ dụng nhiều lần

Câu 10: Dòng điện chạy trong mạch điện nào dưới đây không phải là dòng điện không đổi?

A Trong mạch điện thắp sáng đèn của xe đạp với nguồn điện là đinamô

B Trong mạch điện kín của đèn pin

C Trong mạch điện kín thắp sáng với nguồn điện là ăcquy

D Trong mạch điện kín thắp sáng đèn với nguồn là pin mặt trời

Câu 11: Dòng điện không đổi được tính bằng công thức nào?



Câu 12: Điều kiện để có dòng điện là:

A chỉ cần có các vật dẫn nối liền với nhau tạo thành mạch điện kín

B chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn

C chỉ cần có hiệu điện thế D chỉ cần có nguồn điện

Câu 13: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng:

A tạo ra điện tích dương trong một giây B tạo ra các điện tích trong một giây

C thực hiện công của nguồn điện trong một giây

D thực hiện công của nguồn điện khi di chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện

trường bên trong nguồn điện

Câu 14: Hai cực pin Vôn ta được tích điện khác nhau là do:

A các eletron được dịch chuyển từ cực đồng tới cực kẽm qua dung dịch điện phân

B chỉ có các ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân

C chỉ có các ion hidro trong dung dịch điện phân thu lấy eletron của cực đồng

D các ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân và cả các ion hidro trong dung dịch thu lấy

eletron của cực đồng

Câu 15: Điểm khác nhau chủ yếu giữa acquy và pin Vôn - ta là:

A sử dụng dung dịch điện phân khác nhau B chất dùng làm hai cực khác nhau

C phản ứng hóa học ở trong acquy có thể xảy ra thuận nghịch

D sự tích điện khác nhau ở hai cực

Câu 16: Dấu hiệu tổng quát nhất để nhận biết dòng điện là:

A tác dụng hóa B tác dụng từ C tác dụng nhiệt D tác dụng sinh lí Câu 17: Suất điện động của một acquy là 3V, lực lạ đã dịch chuyển một lượng điện tích q và thực hiện

công là 6 mJ Lượng điện tích dịch chuyển khi đó là:

A 1,8.10-3 (C) B 2.10-3 (C) C 0,5.10-3 (C) D 18.10-3 (C)

Câu 18: Một nguồn điện có suất điện động 2V thì khi thực hiện một công 10 J, lự lạ đã dịch chuyển một

lượng điện tích :

Câu 19: Một pin Vôn - ta có suất điện động 1,1 V, công của pin này sản ra khi có một lượng điện tích 27

C dịch chuyển ở bên trong và giữa hai cực của pin là:

Câu 20: Một bộ acquy có suất điện động 6 V, sản ra một công là 360 J khi dịch chuyển điện tích ở bên

trong và giữa hai cực của nó khi hoạt động Lượng dịch chuyển đó có giá trị là:

Câu 21: Một bộ acquy có suất điện động 12 V, dịch chuyển một lượng điện tích q = 350 C ở bên trong và

giữa hai cực acquy Công do acquy sinh ra là:

Câu 22: Một bộ acquy có dung lượng 5 Ah Acquy này có thể sữ dụng tổng cộng trong khoảng thời gian

là bao lâu cho tới khi phải nạp lại nếu có cung cấp dòng điện có cường độ 0,25A

Câu 23: Một bộ acquy có dung lượng 2 Ah Dòng điện mà acquy này có thể cung cấp nếu nó được sữ

dụng liên tục 24 h thì phải nạp lại là:

Câu 24: Một dòng điện không đổi trong thời gian 10 s có một điện lượng 1,6 C chạy qua Cường độ dòng

điện đó là:

Câu 25: 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

C 7,56C & 3,6.1019 D 5,76C & 4,0.1019

Câu 26: Theo định luật Ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch:

A tỉ lệ nghịch với suất điện động của nguồn

B tỉ lệ nghịch với điện trở trong của nguồn

C tỉ lệ nghịch với điện trở ngoài của mạch

D tỉ lệ nghịch với tổng điện trở trong của nguồn và điện trở ngoài

Câu 27: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là biến trở thì hiệu điện thế mạch ngoài

A tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch

B tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng

C giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng

D tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong mạch

Câu 28: Hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài cho bởi biểu thức nào sau đây?

Câu 29: Cho một mạch điện có nguồn điện không đổi Khi điện trở ngoài tăng hai lần thì cường độ dòng

điện trong mạch chính:

A giảm hai lần B tăng hai lần

Câu 30: Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch thì cường độ dòng điện trong mạch:

C tăng giảm liên tục D không đổi so với trước

Câu 31: Hiệu suất của nguồn điện được xác định bằng biểu thức:

- Ir



E 100%

Câu 32: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ với hiệu điện thế U giữa hai đầu

đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R

B Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ

nghịch với điện trở toàn phàn của mạch

C Công suất của dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn

mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó

D Nhiệt lượng toả ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với cường độ dòng điện và

với thời gian dòng điện chạy qua vật

Câu 33: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 () được mắc với điện trở 4,8 () thành mạch kín Khi đó

hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V) Cường độ dòng điện trong mạch là

A I = 120 (A) B I = 12 (A) C I = 2,5 (A) D I = 25 (A)

Câu 34: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 () được mắc với điện trở 4,8 () thành mạch kín Khi đó

hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V) Suất điện động của nguồn điện là:

Câu 35: Người ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở có thể thay đổi từ 0 đến vô cựC Khi giá

trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 (V) Giảm giá trị của biến trở đến khi cường độ dòng điện trong mạch là 2 (A) thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4 (V) Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện là:

Câu 37: Một nguồn điện có suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (), mạch ngoài có điện trở R

Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 (W) thì điện trở R phải có giá trị

A R = 3 () B R = 4 () C R = 5 () D R = 6 ()

Câu 38: Một mạch có hai điện trở 3 và 6 mắc song song được nối với một nguồn điện có điện trở

trong 2 Hiệu suất của nguồn điện là:

A 85% B 90% C 40% D 50%

Câu 39: Một nguồn điện có suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (), mạch ngoài có điện trở R

Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 (W) thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 6 ()

Câu 40: Khi hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp vào một hiệu điện thế U không đổi thì công suất tiêu

thụ của chúng là 20 (W) Nếu mắc chúng song song rồi mắc vào hiệu điện thế nói trên thì công suất tiêu thụ của chúng là:

A 5 (W) B 10 (W) C 40 (W) D 80 (W)

Câu 41: Khi hai điện trở giống nhau mắc song vào một hiệu điện thế U không đổi thì công suất tiêu thụ

của chúng là 20 (W) Nếu mắc chúng nối tiếp rồi mắc vào hiệu điện thế nói trên thì công suất tiêu thụ của chúng là:

A 5 (W) B 10 (W) C 40 (W) D 80 (W)

Câu 42: Một ấm điện có hai dây dẫn R1 và R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 thì nước trong ấm sẽ sôi sau thời gian t1 = 10 (phút) Còn nếu dùng dây R2 thì nước sẽ sôi sau thời gian t2 = 40 (phút) Nếu dùng cả hai dây mắc nối tiếp thì nước sẽ sôi sau thời gian là:

A độ sụt thế trên R2 giảm B dòng điện qua R1 không thay đổi

C dòng điện qua R1 tăng lên D công suất tiêu thụ trên R2 giảm

Câu 45: Một nguồn điện có suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (), mạch ngoài có điện trở R

Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 4 ()

Câu 46: Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 2,5 (),

mạch ngoài gồm điện trở R1 = 0,5 () mắc nối tiếp với một điện trở R Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 2,5 ()

Câu 47: Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 2,5 (),

mạch ngoài gồm điện trở R1 = 0,5 () mắc nối tiếp với một điện trở R Để công suất tiêu thụ trên điện trở

R đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 4 ()

Câu 49: Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 2 (),

mạch ngoài gồm điện trở R1 = 6 () mắc song song với một điện trở R Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 4 ()

Câu 50: Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 3 (),

mạch ngoài gồm điện trở R1 = 6 () mắc song song với một điện trở R Để công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A R = 1 () B R = 2 () C R = 3 () D R = 4 ()

Câu 51 Một mạch kín gồm nguồn điện có sđđ bằng 12V và điện trở trong bằng 1,2 được mắc với mạch

ngoài có hai điện trở R

1= 9 và R

2 = 6 mắc song song Cường độ dòng điện trong mạch bằng

Chương III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Bài 1 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I.Bản chất của dòng điện trong kim loại

-Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng

-Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành các electron tự do với mật độ n không đổi Chúng chuyển động hỗn loạn toạ thành khí electron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh

Vậy: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường

II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ

-Điện trở suất  của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:

     -Hệ số nhiệt điện trở α không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó

III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn

-Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục Đến gần 00K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé

-Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0 Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh

IV.Hiện tượng nhiệt điện

-Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn giữ ở nhiệt độ thấp, thì hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau, trong mạch có một suất điện động E E gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau gọi là cặp nhiệt điện

-Suất điện động nhiệt điện: E TT1T2

-Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ

Bài 2 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

I.Thuyết điện li

-Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành ion : anion mang điện âm là gốc axit hoặc nhóm (OH), còn cation mang điện dương là các ion kim loại, ion H+ hoặc một số nhóm nguyên tử khác

-Các ion dương và âm vốn đã tồn tại sẵn trong các phân tử axit, bazơ và muối Chúng liên kết chặt với nhau bằng lực hút Cu-lông Khi tan vào trong nước hoặc dung môi khác, lực hút Cu-lông yếu đi, liên kết trở nên lỏng lẻo Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion Ion có thể chuyển động tự

do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện

-Ta gọi chung những dung dịch và chất nóng chảy của axit, bazơ và muối là chất điện phân

II.Bản chất dòng điện trong chất điện phân

-Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường -Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại

-Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo Tới điện cực chỉ có các electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân

III.Các hiện tượng diễn ra ở điện cực Hiện tượng dương cực tan

-Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân

-Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch

IV.Các định luật Fa-ra-đây

1.Định luật Fa-ra-đây thứ nhất

Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó

mkq

k gọi là đương lượng hoá học của chất được giải phóng ở điện cực

2.Định luật Fa-ra-đây thứ hai

Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam

k

F n

Thường lấy F = 96500 C/mol

*Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây :

1.A

m It

F n



m là chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam

V.Ứng dụng của hiện tượng điện phân

Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyên nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, …

RR   tt  với R và R0 là điện trở của sợi dây ở nhiệt độ t và t0

-Công thức xác định suất nhiệt điện động: E TT NT L với T N và T L là nhiệt độ của đầu nóng

và đầu lạnh

b.Bài tập

Bài 1 Một sợi dây đồng có điện trở bằng 40,0Ω ở nhiệt độ 20,00C, khi được nhúng vào một hợp kim đang nóng chảy thì điện trở của dây đồng này tăng lên đến 79,0Ω Cho biết hệ số nhiệt điện trở của đồng bằng 3,90.10 (3 0C)1

a.Xác định nhiệt độ nóng chảy của hợp kim trên (ĐS: 2700C)

b.Cho biết khi dây đồng trên được nhúng vào hợp kim đang nóng chảy thì cường độ dòng điện bằng 6,50µA Hỏi cường độ dòng nhiệt điện bằng bao nhiêu nếu ta tiếp tục đun nóng hợp kim đến 4000C Cho biết hiệu điện thế sử dụng luôn ổn định (ĐS: 4,31µA)

Bài 2 Một lò nướng dùng điện trở để nung nóng, làm bằng hợp kim Nichrome (gồm kền và chrome) có

hệ số nhiệt điện trở bằng 4,50.10 (4 0C)1 Khi bắt đầu đun ở 200C, cường độ dòng điện là 1,50A nhưng chỉ vài giây sau, điện trở tăng lên và dòng điện giảm xuống chỉ còn 1,30A

a.Tính nhiệt độ của điện trở lúc nóng (ĐS: 25840C)

b.Khi thay điện trở trên bằng một điện trở khác bằng platin thì nhiệt độ của điện trở mới này bằng

Bài 4 Cho biết điện trở suất của đồng ở nhiệt độ 200C là 1, 69.108.m và nếu nhiệt độ tăng thêm 1000C thì điện trở suất tăng thêm 43,0% Hãy tính hệ số nhiệt điện trở của đồng và điện trở suất của đồng ở

1000C Ở nhiệt độ bao nhiêu thì điện trở suất của đồng có giá trị gấp đôi giá trị ở 200C (ĐS:

Bài 6 Cặp nhiệt điện sử dụng các kim loại chromium-aluminum đo được suất điện động là 4mV nếu sự

chênh lệch về nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh là 1000C Tìm hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện này (ĐS:4.10 2mV /0C)

Bài 7 Cặp nhiệt điện làm bằng đồng-constantan có hệ số nhiệt điện động bằng T 40 0V

-Để tính mật độ electron n trong kim loại khi biết số electron hóa trị N v (là số electron rời khỏi nguyên tử để trở thành electron tự do) và khối lượng mol nguyên tử A ta sử dụng hằng số Avogadro

( / )

g m





 Vậy: I nev S d

-Nếu gọi đại lượng I

S là mật độ cường độ dòng điện J, ta có: Jnev d

b.Bài tập

Bài 1 Một dòng điện có cường độ I12.0A chạy qua dây đồng có tiết diện đều S6, 00.106m2 Cho biết đồng có khối lượng riêng bằng 8,92 /g cm3 và có khối lượng mol nguyên tử bằng 63,5g Cho hằng số Avogadro N A 6, 02.1023mol 1

a.Tính mật độ electron dẫn, cho biết mõi nguyên tử đồng cung cấp một electron tự do Hỏi trong chiều dài 5,00m dây đồng trên có bao nhiêu electron tham gia vào việc dẫn điện? (ĐS:

Bài 2 Một dòng điện có cường độ 10A chạy qua một dây dẫn bằng đồng có tiết diện là hình vuông có

mỗi cạnh dài 2,0mm Cho biết tốc độ trôi của elacs tron là 4

1,8.10 /

d

v   m s và mỗi nguyên tử đồng giải phóng một electron dẫn Khối lượng mol nguyên tử bằng 63,5g và khối lượng riêng bằng 8,92 /g cm3 Điện tích của electron có độ lớn 19

1, 6.10

a.Tính mật độ electron dẫn trong dây đồng (ĐS: n8, 7.1028electron m/ 3)

b.Giả sử rằng vận tốc của electron là 1, 2.105m s/ giữa hai lần va chạm và khoảng cách trung bình giữa hai ion ở mạng tinh thể là 2, 6.1010m

Hãy tính số va chạm của electron với các ion trong một giây (ĐS: 4, 6.1014)

Bài 3 Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện là 1mm, có dòng điện có cường độ 2A chạy qua Cho

biết mật độ electron dẫn là 28 3

n electron m , hãy tính tốc độ trôi của electron dẫn (ĐS: 0,17mm s ) /

Bài 4 Một dây nhôm có nguyên tử khối là 27 và khối lượng riêng 2, 7 /g cm3, điện trở suất 3, 44.108m

Biết nhôm cao háo trị 3 và thừa nhận mỗi nguyên tử nhôm giải phóng 3 electron dẫn Tính mật độ electron dẫn của nhôm (ĐS: n1,8.1027electron m/ 3)

Bài 5 Khi trong một dây dẫn xuất hiện một điện trường E

có cường độ E, thì các electron tự do sẽ chó

chuyển động có khuynh hướng ngược chiều điện trường E

này Nếu gọi v d là tốc độ trôi của các electron, thì ta có thể viết: v d e E với e là hệ số tỉ lệ, được gọi là độ linh động của electron

a.Chứng minh hệ thức sau đây để tính điện dẫn suất của kim loại:  nee, với n là mật độ của electron dẫn trong kim loại

b.Cho biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là 107,9 và khối lượng riêng 10, 50 /g cm3 Hãy tính mật độ electron tự do trong bạc, biết rằng trung bình mỗi nguyên tử bạc cung cấp 1,3 electron tự do Cho

ra độ linh động của electron trong bạc Điện tích của electron có độ lớn e1, 6.1019C

Dạng 3 Dòng điện trong chất điện phân

a.Phương pháp

-Áp dụng các công thức của định luật Faraday:

+Khối lượng của chất điện phân được giải phóng ra ở điện cực: mkq

+Đương lượng điện hóa k của chất điện phân: 1 A

k

F n

 với n là hóa trị của chất điện phân, A là

khối lượng mol nguyên tử của chất điện phân, F là hằng số Faraday: F 96500 C

+Khi không có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân trở thành một máy thu điện có suất phản điện E’ và điện trở nội r

-Đối với chất khí thì cần chú ý: Ở điều kiện tiêu chuẩn thể tích của 1mol khí bất kì đều bằng 22,4 lít Khi

-Có thể khảo sát cơ chế của hiện tượng điện phân để suy ra khối lượng và thể tích của chất giải phóng ra

ở anot theo khối lượng và thể tích chất được giải phóng ở catot

b.Bài tập

Bài 1 Sử dụng một dung dịch NaCl là chất điện phân, các điện cực được làm bằng than chì Cho biết

khối lượng mol nguyên tử của Na và Cl lần lượt là A Na 23;A Cl 35,5 Cho F 96500 C

c.Cho biết ta thu được 1,12 lít Cl2 ở điều kiện tiêu chuẩn sau thwoif gian 30 phút Hãy tính cường

độ dòng điện sử dụng để điện phân (ĐS: 5,36A)

Bài 2 Cho một dòng điện có cường độ 1,5A chạy qua một bình điện phân chứa dung dich sunfat đồng có

điện trở suất 0, 40 m Hai điện cực của bình điện phân là hai bản phẳng bằng đồng, đặt song song nhau,

có cùng tiết diện bằng 3 2

1, 0.10 m , đặt cách nhau 4,0mm

a.Hãy viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra trong bình điện phân

b.Tính hiệu điện thế giữa hai cực của bình điện phân và công suất tiêu thụ của bình điện phân này (ĐS: 2,4V; 3,6W)

c.Phải mất thời gian bao nhiêu lâu để có được 2,0g đồng tinh chất bám vào catot? Cho khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64 và đồng có hóa trị 2 (ĐS: 4000s)

Bài 3 Một dòng điện có cường độ 0,20A chạy qua một dung dịch BaCl trong một bình điên phân trong 1

giờ

a.Hãy tính khối lượng của Na được giải phóng ra ở điện cực (0,17g)

b.Nếu ta sử dụng dòng điện có cùng cường độ chạy qua bình điện phân chứa Al O2 3 trong cùng thời gian thì sẽ nhận được khối lượng nhôm bằng bao nhiêu ở catot? (0,067g)

Cho khối lượng mol nguyên tử của Na và Al lần lượt là 23 và 27

Bài 4 Một bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat với anot bằng đồng Điện trở của bình điện phân

là R 10 Hiệu điện thế đặt vào hai cực là U40V

a.Xác định cường độ dòng điện đi qua bình điện phân (ĐS: 4A)

b.Xác định lượng đồng bám vào cực âm sau 1 giờ 4 phút 20 giây Cho khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64 và đồng có hóa trị 2 (ĐS: 5,12g)

Bài 5 Người ta muốn mạ một lớp bạc dày 20µm lên bề mặt của một pho tượng có diện tích bề mặt là

40cm2 trong thời gian 30 phút Hỏi dòng điện chạy qua bình điện phân phải có cuwongf độ bằng bao nhiêu? Cho biết bạc có khối lượng riêng bằng 1, 05.104kg m/ 3, có hóa trị 1 và có khối lượng mol nguyên

Bài 7 Khi điện phân một dung dịch HCl, người ta thu được 3,32 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn

a.Hỏi khí thu được là khí gì?

b.Cho biết thời gian thực hiện điện phân là 90,0 phút Hãy tính được độ dòng điện được sử dụng

và khối lượng HCl đã bị điện phân Cho biết khối lượng mol nguyên tử của H và của Cl lần lượt là 1,0 và 35,5 (ĐS: 10,8g)