Chủ đề 1: Dòng điện trong kim loại

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I KIẾN THỨC Dòng điện kim loại - Các tính chất điện kim loại giải thích dựa có mặt electron tự kim loại Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng êlectron tự “Bản chất dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron ngược chiều điện trường.” - Trong chuyển động, êlectron tự luôn va chạm với ion dao động quanh vị trí cân nút mạng truyền phần động cho chúng Sự va chạm nguyên nhân gây điện trở dây kim loại tác dụng nhiệt Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ Điện trở suất kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρ0[1 + α(t – t0)] α: hệ số nhiệt điện trở (K-1) ρ0 : điện trở suất vật liệu nhiệt độ t0 Suất điện động cặp nhiệt điện: E = αT(T1 – T2) Trong T1 – T2 hiệu nhiệt độ đầu nóng đầu lạnh; αT hệ số nhiệt điện động - Hiện tượng siêu dẫn: Là tượng điện trở suất vật liệu giảm đột ngột xuống khi nhiệt độ vật liệu giảm xuống thấp giá trị Tc định Giá trị phụ thuộc vào thân vật liệu * Các công thức: + Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm: I = U R + Sự phụ thuộc điện trở, điện trở suất vào nhiệt độ: R = R0(1 + α(t – t0); ρ = ρ0(1 + α(t – t0) + Điện trở dây kim loại : R = ρ.l/S + Suất điện động nhiệt điện: E nd = αT(T2 – T1) * VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Một bóng đèn 220 V - 100 W có dây tóc làm vônfram Khi sáng bình thường nhiệt độ dây tóc bóng đèn 20000 C Xác định điện trở bóng đèn thắp sáng không thắp sáng Biết nhiệt độ môi trường 200 C hệ số nhiệt điện trở vônfram α = 4,5.10-3 K-1 HD Khi thắp sáng điện trở bóng đèn là: Rđ = bóng đèn là: R0 = Rđ = 48,8 Ω + α (t −t ) CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI U đ2 = 484 Ω Khi không thắp sáng điện trở Pđ http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com VD2 Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm vônfram Điện trở dây tóc bóng đèn 200 C R0 = 121 Ω Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Cho biết hệ số nhiệt điện trở vônfram α = 4,5.10-3 K-1 U đ2 = 1210 Ω Pđ R t = đ - + t0 = 20200 C αR0 α HD Khi sáng bình thường: Rđ = Vì: Rđ = R0(1+α(t – t0)) VD3 Dây tóc bóng đèn 220 V - 200 W sáng bình thường nhiệt độ 25000 C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở 1000 C Tìm hệ số nhiệt điện trở α điện trở R0 dây tóc 1000 C HD Khi sáng bình thường: Rđ = U đ2 = 242 Ω Pđ Rđ = 22,4 Ω 10,8 Rđ = 0,0041 K-1 Vì Rđ = R0(1+α(t – t0)) α = R0 (t − t0 ) t − t0 Ở nhiệt độ 1000 C: R0 = VD4 Ở nhiệt độ t1 = 250 C, hiệu điện hai cực bóng đèn U1 = 20 mV cường độ dòng điện qua đèn I1 = mA Khi sáng bình thường, hiệu điện hai cực bóng đèn U2 = 240 V cường độ dòng điện chạy qua đèn I2 = A Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn đèn sáng bình thường Biết hệ số nhiệt điện trở dây tóc làm bóng đèn α = 4,2.10-3 K-1 HD Điện trở dây tóc 250 C: R1 = U1 = 2,5 Ω Điện trở dây tóc sáng bình thường: R2 = I1 U2 = 30 Ω I2 Vì: R2 = R1(1+α(t2 – t1)) R2 - + t1 = 26440 C αR1 α t2 = VD5 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 65 µV/K đặt 0 không khí 20 C, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 320 C Tính suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện HD Ta có: E = αT(T2 – T1) = 0,0195 V Một mối hàn cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá tan, mối hàn nhúng vào nước sôi Dùng milivôn kế đo suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện 4,25 mV Tính hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện HD Ta có: E = αT(T2 – T1) αT = E = 42,5.10-6 V/K T2 − T1 VD7 Nhiệt kế điện thực chất cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ cao thấp mà ta dùng nhiệt kế thông thường để đo Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động αT = 42 µV/K để đo nhiệt độ lò nung với mối hàn đặt không khí 200 C mối hàn đặt vào lò thấy milivôn kế 50,2 mV Tính nhiệt độ lò nung CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI http://lophocthem.com HD Ta có: E = αT(T2 – T1) T2 = E αT Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com + T1 = 14880 K = 12150 C B.ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu hỏi 1: Pin nhiệt điện gồm: A hai dây kim loại hàn với nhau, có đầu nung nóng B hai dây kim loại khác hàn với nhau, có đầu nung nóng C hai dây kim loại khác hàn hai đầu với nhau, có đầu nung nóng D hai dây kim loại khác hàn hai đầu với nhau, có đầu mối hàn nung nóng Câu hỏi 2: Suất nhiệt điện động phụ thuộc vào: A Nhiệt độ mối hàn B Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn C Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn chất hai kim loại D Nhiệt độ mối hàn chất hai kim loại Câu hỏi 3: Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ nào: A Tăng nhiệt độ giảm B Tăng nhiệt độ tăng C Không đổi theo nhiệt độ D Tăng hay giảm phụ thuộc vào chất kim loại Câu hỏi 4: Hiện tượng siêu dẫn là: A Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không B Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC điện trở kim loại tăng đột ngột đến giá trị khác không C Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không D Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không Câu hỏi 5: Sự phụ thuộc điện trở suất vào nhiệt độ có biểu thức: A R = ρ B R = R0(1 + αt) C Q = I2Rt D ρ = ρ0(1+αt) Câu hỏi 6: Người ta cần điện trở 100Ω dây nicrom có đường kính 0,4mm Điện trở suất nicrom ρ = 110.10-8Ωm Hỏi phải dùng đoạn dây có chiểu dài bao nhiêu: A 8,9m B 10,05m C 11,4m D 12,6m Câu hỏi 7: Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω nhiệt độ 500C Điện trở sợi dây 1000C biết α = 0,004K-1: A 66Ω B 76Ω CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI C 86Ω D 96Ω http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com Câu hỏi 8: Một sợi dây đồng có điện trở 37Ω 500C Điện trở dây t0C 43Ω Biết α = 0,004K-1 Nhiệt độ t0C có giá trị: A 250C B 750C C 800C D 990C Câu hỏi 9: Một dây kim loại dài 1m, đường kính 1mm, có điện trở 4Ω Tính chiều dài dây chất đường kính 0,4mm dây có điện trở 125Ω: A 4m B 5m C 6m D 7m Câu hỏi 10: Một dây kim loại dài 1m, tiết diện 1,5mm2 có điện trở 0,3Ω Tính điện trở dây chất dài 0,4m, tiết diện 0,5mm2: A 0,1Ω B 0,25Ω C 0,36Ω D 0,4Ω Câu hỏi 11: Một thỏi đồng khối lượng 176g kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn, điện trở dây dẫn 32Ω Tính chiều dài đường kính tiết diện dây dẫn Biết khối lượng riêng đồng 8,8.103kg/m3, điện trở suất đồng 1,6.10-8Ωm: A.l =100m; d = 0,72mm B l = 200m; d = 0,36mm C l = 200m; d = 0,18mm D l = 250m; d = 0,72mm Câu hỏi 12: Một bóng đèn 270C có điện trở 45Ω, 21230C có điện trở 360Ω Tính hệ số nhiệt điện trở dây tóc bóng đèn: A 0,0037K-1 B 0,00185 K-1 C 0,016 K-1 D 0,012 K-1 Câu hỏi 13: Hai dây đồng hình trụ khối lượng nhiệt độ Dây A dài gấp đôi dây B Điện trở chúng liên hệ với nào: A RA = RB/4 B RA = 2RB C RA = RB/2 D RA = 4RB Câu hỏi 14: Hai kim loại có điện trở Thanh A chiều dài lA, đường kính dA; B có chiều dài lB = 2lA đường kính dB = 2dA Điện trở suất chúng liên hệ với nào: A ρA = ρB/4 B ρA = 2ρB C ρA = ρB/2 D ρA = 4ρB Câu hỏi 15: Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng của: A ion âm, electron tự ngược chiều điện trường B electron tự ngược chiều điện trường C ion, electron điện trường D electron,lỗ trống theo chiều điện trường Câu hỏi 16: Nguyên nhân gây điện trở kim loại va chạm của: A Các electron tự với chỗ trật tự ion dương nút mạng B Các electron tự với trình chuyển động nhiệt hỗn loạn C Các ion dương nút mạng với trình chuyển động nhiệt hỗn loạn D Các ion dương chuyển động định hướng tác dụng điện trường với electron Câu hỏi 17: Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau: A luôn có khuếch tán electron tự ion dương qua lại lớp tiếp xúc B luôn có khuếch tán hạt mang điện tự qua lại lớp tiếp xúc CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com C electron tự khuếch tán từ kim loại có mật độ electron tự lớn sang kim loại có mật độ electron tự bé D Không có khuếch tán hạt mang điện qua lại lớp tiếp xúc hai kim loại giống hệt Câu hỏi 18: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại tuân theo định luật Ôm phụ thuộc vào điều kiện sau đây: B Dây dẫn kim loại có nhiệt A Dòng điện qua dây dẫn kim loại có cường độ lớn độ tăng dần C Dây dẫn kim loại có nhiệt độ giảm dần D Dây dẫn kim loại có nhiệt độ không đổi Câu hỏi 19: Đơn vị điện dẫn suất σ là: A ôm(Ω) B vôn(V) C ôm.mét(Ω.m) D Ω.m2 Câu hỏi 20: Chọn đáp án chưa xác nhất: A Kim loại chất dẫn điện tốt B Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm C Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt D Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ Câu hỏi 21: Chọn đáp án đúng: A Điện trở dây dẫn kim loại giảm nhiệt độ tăng B Dòng điện kim loại dòng chuyển rời electron C Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng ion D Kim loại dẫn điện tốt mật độ electron kim loại lớn Câu hỏi 22: Chọn đáp án sai: A Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt B Hạt tải điện kim loại ion C Hạt tải điện kim loại electron tự D Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm giữ nhiệt độ không đổi Câu hỏi 23: Điện dẫn suất σ kim loại điện trở suất ρ có mối liên hệ mô tả đồ thị: σ O A ρ O σ σ σ B ρ O C ρ O D ρ Câu hỏi 24: Một dây vônfram có điện trở 136Ω nhiệt độ 1000C, biết hệ số nhiệt điện trở α = 4,5.10-3K-1 Hỏi nhiệt độ 200C điện trở dây bao nhiêu: A 100Ω B 150Ω C 175Ω D 200Ω ξ(mV) Câu hỏi 25: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc suất nhiệt điện động vào hiệu3 nhiệt độ hai 2,08 mối hàn cặp nhiệt điện sắt – constantan hình vẽ Hệ số nhiệt điện động cặp là: A 52µV/K B 52V/K C 5,2µV/K D 5,2V/K Câu hỏi 26: Chọn đáp án sai: CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI O T(K) 10 20 30 40 50 http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com A Suất điện động suất cặp nhiệt điện chuyển động nhiệt hạt tải điện mạch có nhiệt độ không đồng sinh B Cặp nhiệt điện kim loại có hệ số nhiệt điện động lớn bán dẫn C Cặp nhiệt điện kim loại có hệ số nhiệt điện động nhỏ bán dẫn D Hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vào chất chất làm cặp nhiệt điện Câu hỏi 27: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện 65µV/K đặt không khí 200C, mối nung nóng đến nhiệt độ 2320C Suất nhiệt điện cặp là: A 13,9mV B 13,85mV C 13,87mV D 13,78mV Câu hỏi 28: Khi nhúng đầu cặp nhiệt điện vào nước đá tan, đầu vào nước sôi suất nhiệt điện cặp 0,860mV Hệ số nhiệt điện động cặp là: A 6,8µV/K B 8,6 µV/K C 6,8V/K D 8,6 V/K Câu hỏi 29: Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế để đo suất nhiệt điện động cặp Một đầu mối hàn nhúng vào nước đá tan, đầu giữ nhiệt độ t0C milivôn kế 4,25mV, biết hệ số nhiệt điện động cặp 42,5µV/K Nhiệt độ t là: A 1000C B 10000C C 100C D 2000C Câu hỏi 30: Dùng cặp nhiệt điện sắt – Niken có hệ số nhiệt điện động 32,4µV/K có điện trở r = 1Ω làm nguồn điện nối với điện trở R = 19Ω thành mạch kín Nhúng đầu vào nước đá tan, đầu vào nước sôi Cường độ dòng điện qua điện trở R là: A 0,162A B 0,324A C 0,5A D 0,081A Câu hỏi 31: Cặp nhiệt điện sắt – constantan có hệ số nhiệt điện động α = 50,4µV/K điện trở r = 0,5Ω nối với điện kế G có điện trở R = 19,5Ω Đặt mối hàn thứ vào không khí nhiệt độ 270C, mối hàn thứ bếp có nhiệt độ 3270C Tính hiệu điện hai đầu điện kế G: A 14,742mV B 14,742µV C 14,742nV D 14,742V Câu hỏi 32: cặp nhiệt điện đồng – constantan có hệ số nhiệt điện động α = 41,8µV/K điện trở r = 0,5Ω Nối cặp nhiệt điện với điện kế có điện trở R = 30Ω đặt mối hàn thứ không khí có nhiệt độ 200C, mối hàn thứ hai lò điện có nhiệt độ 4000C Cường độ dòng điện chạy qua điện kế là: A 0,52mA Câu Đáp án Câu Đáp án câu B 0,52µA D 11 B 21 C 12 A 22 CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI B 13 D 23 C 1,04mA ĐÁP ÁN ĐỀ 17 A D C 14 15 16 C B A 24 25 26 D 1,04µA C 17 B 27 C 18 D 28 B 19 D 29 10 C 20 B 30 http://lophocthem.com Đáp án D 31A B 32A CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI D A Phone: 01689.996.187 A B D B vuhoangbg@gmail.com A A ... đúng: A Điện trở dây dẫn kim loại giảm nhiệt độ tăng B Dòng điện kim loại dòng chuyển rời electron C Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng ion D Kim loại dẫn điện tốt mật độ electron kim loại. .. nhất: A Kim loại chất dẫn điện tốt B Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm C Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt D Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ Câu hỏi 21: Chọn... Câu hỏi 22: Chọn đáp án sai: A Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt B Hạt tải điện kim loại ion C Hạt tải điện kim loại electron tự D Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm giữ