Phương pháp giải bài tập vật lý 11 toàn tập

Năng lượng của tụ điện - Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng.. Dịng điện khơng đổi:    đổi không điện dòng độ cường

+ Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau;

+ Hai điện tích trái dấu: Hút nhau;

3 Định luật Cu - lông:

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F F r r12; 21

có:

- Điểm đặt: trên 2 điện tích

- Phương: đường nối 2 điện tích

- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q 1 ; q 2 cùng dấu)

+ Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q 1 ; q 2 trái dấu)

- Độ lớn: 1 2

2

.

∑

=+++

=F1 Fn Fn FiF

Một số hiện tượng

 Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

 Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

 Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa

B PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định lực tương tác giữa 2 điện tích và các đại lượng trong công thức định luật Cu – lông.

Phương pháp : Áp dụng định luật Cu – lông.

- Phương , chiều , điểm đặt của lực ( như hình vẽ)

- Độ lớn : F = 21 2

9.

|

| 10 9

r

q q

ε

- Chiều của lực dựa vào dấu của hai điện tích : hai điện tích cùng dấu : lực

đẩy ; hai điện tích trái dấu : lực hút

Dạng 2: Tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích.

Phương pháp : Dùng nguyên lý chồng chất lực điện.

- Lực tương tác của nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm lên một điện tích điểm khác :

…uur Fn

bằng các vecto , gốc tại điểm ta xét -Vẽ các véc tơ hợp lực theo quy tắc hình bình hành

- Tính độ lớn của lực tổng hợp dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin

*Các trường hợp đăc biệt:

Tài liệu học và ôn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

C BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10 cm trong chân không thì tác dụng

một lực là 9.10-3N Xác định điện tích hai quả cầu dó? (± 1.10− 7N)

Bài 2: hai điện tích q1 = 6.10-8C và q2= 3.10-7C đặt cách nhau 3cm trong chân không

a Tính lực tương tác giữa chúng

b Để lực này tăng lên 4 lần thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu

c Đưa hệ này vào nước có ε =81thì lực tương tác giống câu a Tìm khoảng cách giữa hai điện tích lúc này

Bài 3: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không cách nhau một khoảng r1 = 2 cm Lực tương tác giữachúng là 1,6.10-4 N

a) Tìm độ lớn hai điện tích đó?

b) Khoảng cách r2 giữa chúng là bao nhiêu để lực tác dụng giữa chúng là 2,5.10-4 N?

ĐS : r = 1,6 cm Bài 4 : Hai điện tích điểm q1 = -10-7 C và q2 = 5.10-8 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 5 cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 = 2.10-8 C đặt tại điểm C sao cho CA = 3 cm, CB = 4 cm

Bài 5 : Hai điện tích q1 = 8.10-8 C và q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 6

cm Xác định lực điện tác dụng lên q3 = 8.10-8 C đặt tại C nếu :

a) CA = 4 cm và CB = 2 cm

b) CA = 4 cm và CB = 10 cm

c) CA = CB = 5 cm

ĐS: a) F = F 1 + F 2 = 0,18 N b) F = F 1 – F 2 = 30,24.10 -3 N c) C nằm trên trung trực AB và F = 2F1.cosα = 2.F 1 AH

AC = 27,65.10 -3 N

Bài 6 : Hai điện tích cách nhau 30cm trong chân không thì tương tác nhau bằng một lực có độ lớn F Nếu nhúng

chúng vào trong rượu (không đổi khoảng cách) thì lực tương tác giảm đi 27 lần

a) xác định hằng số điện môi của rượu

b) Phải giảm khoảng cách của chúng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn như trong chân không

Bài 7 : Hai quả cầu nhỏ được tích điện bằng nhau nhưng trái dấu nhau đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4cm trong

chân không Lực hút giữa chúng là 8,1.10-4N

a Tính độ lớn điện tích mỗi quả cầu

b Cho hai quả cầu vào môi trường cóε = 4 Muốn lực hút giữa chúng không thay đổi thì khoảng cách giữa haiquả cầu trong trường hợp này là bao nhiêu ?

c Giả sử hai quả cầu đặt trong môi trường có hằng số điện môi là ε' Khoảng cách vẫn là 4cm và lực hút là2,7.10-4N Hãy tính hằng số điện môi ε'

d Cho hai quả câu chạm vào nhau rồi tách ra xa Tính điện tích mỗi quả cầu sau khi tách ra

Bài 8: Ba điện tích q1 = q2 = q3 = 1,6.10-19C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều với cạnh 16cm.Xác định véctơ lực tác dụng lên q3?

q > 0 : F  cùng phương, cùng chiều với E 

q < 0 : F  cùng phương, ngược chiều vớiE

3 Véctơ cường độ điện trường E r

do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn r có:

- Điểm đặt: Tại M

- Phương: đường nối M và Q

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

N m C

∑

=+++

=E1 En En EiE

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm

Phương pháp:

Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét;

+ Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét;

+ Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0;

+ Độ lớn: E = k

2r

Lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: F=qE

F có: + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q;

+ Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường E ;+Chiều: Cùng chiều với E nếu q > 0 và ngược chiều với E nếu q <0;

+ Độ lớn: F = Eq

Dạng 3: Xác định cường độ điện trường tổng hợp do nhiều điện tích gây ra tại một điểm.

Phương pháp: sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường.

- Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường :

n

E E

E

→

+ + +

- Biểu diễn uur E1

,E uur2,E uur3

…E uurn bằng các vecto

Bài 1: Một điện tích Q = 10-6C đặt trong không khí:

a Xác định cường độ điện trường tại điểm cách điện tích 30cm.

b Đặt điện tích trong chất lỏng có hằng số điện môi ε = 16 Điểm có cường độ điện trường như câu

a cách điện tích bao nhiêu?.

Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = 4.10-8C và q2 = - 4.10-8C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau 20 cm trong chânkhông

1 Tính lực tương tác giữa 2 điện tích (F = 36.10 ( )−5 N )

2 Tính cường độ điện trường tại:

a điểm M là trung điểm của AB

M

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

b điểm N cách A 10cm, cách B 30 cm

c điểm I cách A 16cm, cách B 12 cm

Bài 3 : Tại hai điểm A và B đặt hai điện tích điểm q1 = 20µ Cvà q2 = -10µ C cách nhau 40 cm trong chân khơng a) Tính cường độ điện trường tổng hợp tại trung điểm AB

b) Tìm vị trí cường độ điện trường gây bởi hai điện tích bằng 0 ?

Bài 4 : Hai điện tích điểm q1 = 1.10-8 C và q2 = -1.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 2d = 6cm.Điểm M nằm trên đường trung trực AB, cách AB một khoảng 3 cm

a) Tính cường độ điện trường tổng hợp tại M

b) Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C đặt tại M

Bài 5 : Tại 3 đỉnh hình vuơng cạnh a = 20 cm, ta đặt 3 điện tích cùng độ lớn q1 = q2 = q3 = 3.10 -6 C

a Tính cường độ điện trường tổng hợp tại tâm hình vuơng ?

b Tại đỉnh thứ 4 hình vuơng

c Tính lực điện tác dụng lên điện tích q4 = 8.10-8C đặt tại đỉnh thứ 4 này

Bài 6 : Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 1g, mang điện tích q = 10-5 C, treo bằng sợi dây mảnh và đặt trong điệntrường đều E Khi quả cầu nằm cân bằng thì dây treo hợp với phương thẳng đứng một gĩc α = 60o Xác địnhcường độ điện trường E, biết g = 10m/s2

ĐS : E = 1730 V/m.

Bài 7 : Một điện tích điểm q = 2.10-6C đặt cố định trong chân khơng

a) Xác định cường độ điện trường tại điểm cách nĩ 30 cm ?

b) Tính độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích 1µ C đặt tại điểm đĩ ?

c) Trong điện trường gây bởi q, tại một điểm nếu đặt điện tích q1 = 10-4 C thì chịu tác dụng lực là 0,1 N Hỏi nếuđặt điện tích q2 = 4.10-5 C thì lực điện tác dụng là bao nhiêu ?

ĐS : a) 2.10 5 V/m, b) 0,2 N, c) 0,04 N Bài 8: Một điện tích q = -10-7C đặt tại điểm N trong điện trường của một điện tích Q thì chịu tác dụng của lực điện F = 3.10-3N.

a) Tìm cường độ điện trường E tại điểm N.

b) Xác định điện tích Q? Biết rằng vectơ cường độ điện trường tại điểm N cĩ chiều hướng vào điện tích

Q và NQ = 3cm.

CHỦ ĐỀ 3 : CƠNG CỦA LỰC ĐIỆN ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ.

A TĨM TẮT LÝ THUYẾT

1 Cơng của lực điện trường:

* Đặc điểm: Cơng của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích khơng phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ

phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo (vì lực điện trường là lực thế)

* Biểu thức: A MN = qEd

Trong đĩ, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện

Chú ý:

- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức

- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức

2 Liên hệ giữa cơng của lực điện và hiệu thế năng của điện tích

A MN = W M - W N

3 Điện thế Hiệu điện thế

- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo rathế năng khi đặt tại đó một điện tích q

- Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vơ hướng cĩ giá trị dương hoặc âm;

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường cĩ giá trị xác định cịn điện thế tại một điểm trongđiện trường cĩ giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế

- Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, chỉ chịu tác dụng của lực điện thì nó sẽ có xu hướng di chuyểnvề nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng chiều điện trường) Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điệntích âm di chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường).

- Vector cường độ điện trường cĩ hướng từ nơi cĩ điện thế cao sang nơi cĩ điện thế thấp;

4 Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

E =

dU

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Tính cơng của các lực khi điện tích di chuyển

Phương pháp: sử dụng các cơng thức sau

1 A MN = qEd

Chú ý:

- d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức

- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức

2 A MN = Wt M - Wt N = Wđ N - Wđ M

3 A MN = UMN q = (VM – VN ).q

C

hú ý: Dấu của cơng phụ thuộc vào dấu của q và U và gĩc hợp bởi chiều chuyển dời và chiều đường sức.

Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế

Phương pháp: sử dụng các cơng thức sau

1 Cơng thức tính điện thế : M M

A V

Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường

đều thì lực điện sinh cơng 9,6.10-18J

a Tính cường độ điện trường E

b Tính cơng mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nĩi trên?

c Tính hiệu điện thế UMN; UNP

d Tính vận tốc của e khi nĩ tới P Biết vận tốc của e tại M bằng khơng và khối lượng electron m e=9,1.10−31kg

ĐS: a) 10 4 V/m; b) 6,4.10-18 J ; c) U MN = -60V, U NP = -40V ; d) 5,9.10 6 m/s Bài 2: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuơng tại C;

AC = 4cm, BC = 3cm và nằm trong một điện trường đều

Vecto cường độ điện E ur trường song song AC,

hướng từ A đến C và cĩ độ lớn E = 5000V/m Hãy tính:

a) UAC, UCB,UAB

b) Cơng của điện trường khi e di chuyển từ A đến B và trên

đường gãy ACB So sánh và giải thích kết quả

Tài liệu học và ôn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Bài 4: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 2cm Cường độ điện trường giữa

hai bản là E = 3000V/m Sát bản mang điện dương, ta đặt một hạt mang điện dương có khối lượng m = 4,5.10-6 g

và có điện tích q = 1,5.10-2 C.tính

a) Công của lực điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm

b) Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm

ĐS: a) A = 0,9J; b) v 2 = 2.10 4 m/s Bài 5: Một eletron bay trong điện trường đều lúc nó ở điểm A thì có vận tốc 2.107m/s Khi bay đến B thì vận tốccủa nó bằng 0 biết điện thế tại A là 2000V Tìm điện thế tại B Biết khối lượng electron là me = 9,1.10-31kg và điệntích e = -1,6.10-19 C

ĐS: V B = 862,5V Bài 6: Proton được đặt vào điện trường đều E = 1,7.106V/m

a Tính gia tốc của proton, biết mp = 1,67.10-27 kg?

b Tính vận tốc của proton sau khi đi được đoạn đường 20 cm( vận tốc đầu bằng không)?

ĐS: 1,63.10 14 m/s 2 ; 8,07.10 6 m/s

CHỦ ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1.Tụ điện

-Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không

hay điện môi Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện

-Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với

nhau

2 Điện dung của tụ điện

- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ

Q C U

= (Đơn vị là F, mF….)

- Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:

d

S C

4 10 9

.

ε

= Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản.

Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt vào 2 bản tụ hđt lớn

hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng

4 Năng lượng của tụ điện

- Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng Gọi lànăng lượng điện trường trong tụ điện

Dạng : Tính điện dung, điện tích, hiệu điện thế và năng lượng của tụ điện

Phương pháp: Sử dụng các công thức sau

- Công thức định nghĩa : C(F) =

U

Q => Q = CU

- Điện dung của tụ điện phẳng : C =

dk

Sπε

a Tính điện dung của tụ (4,4.10-12F)

b Điện tích của tụ điện (8,88.10-10C)

c Năng lượng của tụ điện (8,8.10-8J)

Bài 2 : cho hai bản của một tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R = 30cm, khoảng cách giữa hai bản là d =

5mm, môi trường giữa hai bản là không khí

a Tính điện dung của tụ điện

b Biết rằng không khí chỉ còn tính chất cách điện khi cường độ điện trường tối đa là 3.105V/m Hỏi :

a) hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản mà chưa xảy ra phóng điện

b) có thể tích điện cho tụ điện điện tích lớn nhất là bao nhiêu mà tụ điện không bị đánh thủng ?

ĐS : a) 5.10 -10 F, b) U gh = 1500V và Q gh = 75.10 -8 C Bài 3 : Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a = 20 cm, đặt cách nhau 1 cm, chất điện môi giữa hai bản

tụ là thủy tinh có ε= 6 Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 50V

a Tính điện dung của tụ?

b Tính điện tích mà tụ đã tích được?

c Nếu tụ được tích điện dưới hiệu điện thế U’ thì năng lượng điện trường tích lũy trong tụ là 531.10-9 J Tính điện tích trên mỗi bản tụ khi đó?

ĐS:a)2,12.10 -10 F; b)1,06.10 -8 C; c)1,5.10 -8 C Bài 4: Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36

cm2 Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V

1 Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ (6,4.10-12F)

2 Tính năng lượng điện trường trong tụ điện.(6,4.10-10J)

3 Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi ε =

2 Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ (1,38.10-11 F, 50V)

4 Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điện môi lỏng như ở phần 3 Tính điện tích và hđt giữa 2bản tụ (1,28.10-9C, 40V)

ÔN TẬP CHƯƠNG IBài 1 Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2 10−3N Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 10−3N

a/ Xác định hằng số điện môi của điện môi.

b/ Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.

ĐS: ε = 2 ; 14,14cm Bài 2 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25cm trong điện môi có hằng số điện môi bằng 2

a Xác định cường độ điện trường tại điểm cách điện tích 30cm, vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm này

b Đặt điện tích trong chất lỏng có hằng số điện môi ε = 16 Điểm có cường độ điện trường như câu a cách điện tích bao nhiêu.

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Bài 6: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện tích điểm q > 0

gây ra Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.

a Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.

b Nếu đặt tại M một điện tích điểm q0 = -10-2C thì độ lớnn lực điện tác dụng lên q0 là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực

Bài 7: Hai điện tích điểm q 8C

1 = 2 10− và q 8C

2 = − 2 10− đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn 10cmtrong khơng khí

a) Xác định cường độ điện trường tại điểm O là trung điểm của AB

b) Xác định cường độ điện trường tại điểm M với MA = 8cm và MB = 6cm

c) Xác định lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q 6C

0 = + 2 10− đặt tại hai điểm O và M trong hai

‘‘Sự học là vĩnh hằng.’’

CHƯƠNG II : DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI

CHỦ ĐỀ 1 : DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN

A TĨM TẮT LÝ THUYẾT

1 Dịng điện khơng đổi

a Dịng điện: Là dịng chuyển dời cĩ hướng của các hạt mang điện

- Quy ước chiều dịng điện: Là chiều chuyển dời cĩ hướng của các hạt mang điện tích dương

Lưu ý: + Trong điện trường, các hạt mang điện chuyển động từ nơi cĩ điện thế cao sang nơi cĩ điện thế thấp,

nghĩa là chiều của dịng điện là chiều giảm của điện thế trong vật dẫn

+ Trong kim loại, hạt tham gia tải điện là electron mang điện tích âm nên chuyển động từ nơi cĩ điện thếthấp sang nơi cĩ điện thế cao, nghĩa là chuyển động ngược với chiều của dịng điện theo quy ước

, cường độ dịng điện I cĩ đơn vị là ampère (A)

Trong đĩ : ∆ q là điện lượng, ∆ t là thời gian

+ nếu ∆t là hữu hạn, thì I là cường độ dịng điện trung bình;

+ nếu ∆t là vơ cùng bé, thì i là cường độ dịng điện tức thời

c Dịng điện khơng đổi:







đổi không điện

dòng độ cường

đổi không điện

dòng của

ρo là điện trở suất của vật dẫn ở to (oC) thường lấy ở giá trị 20oC

α được gọi là hệ số nhiệt điện trở

c.Ghép điện trở

Đại lượng Đoạn mạch nối tiếp Đoạn mạch song song

Hiệu điện thế U = U 1 + U 2 + …+ U n U = U 1 = U 2 = ….= U n

Cường độ dòng điện I = I 1 = I 2 = …= I n I = I 1 + I 2 +….+ I n

Điện trở tương đương R tđ = R 1 + R 2 +…+ R n `

n 2

1

1

R

1 R

1 R

ñ

3 Nguồn điện – suất điện động nguồn điện

a Nguồn điện

+ Cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện gọi là nguồn điện

+ Hai cực nhiễm điện khác nhau là nhờ lực lạ tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa rồi chuyển electron hayIon dương ra khỏi mỗi cực

b Suất điện động nguồn điện

- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện

Công thức: E = A q

- Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong cảu nó

- Mỗi nguồn điện được đặc trưng: (E , r)

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định điện lượng, cường đồ dòng điện theo công thức định nghĩa và tính số elcetron

chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn.

Phương pháp: sử dụng các công thức sau

Dạng 2 : Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

+ Nếu đoạn mạch đơn giản ( chỉ gồm các điện trở mắc nối tiếp, hoặc song song) thì áp dụng :

• Nếu các điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn.

Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = n.Ri

• Nếu các điện trở mắc song song:

n 2

1

1

R

1 R

1 R

Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = RI

n .

+ Nếu đoạn mạch phức tạp ta giải quyết như sau:

* Đồng nhất các điểm có cùng điện thế (chập mạch) các điểm có điện thế bằng nhau là những điểm nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể.

*Vẽ lại sơ đồ mạch điện và tính toán theo sơ đồ.

Dạng 2 : Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

+ Nếu đoạn mạch đơn giản ( chỉ gồm các điện trở mắc nối tiếp, hoặc song song) thì áp dụng :

• Nếu các điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn

Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = n.Ri

• Nếu các điện trở mắc song song:

n 2

1

1

R

1 R

1 R

1

+ + +

=ñ

Tài liệu học và ôn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Nếu có n điện trở giống nhau thì: R tđ = RI

n .

+ Nếu đoạn mạch phức tạp ta giải quyết như sau:

* Đồng nhất các điểm có cùng điện thế (chập mạch) các điểm có điện thế bằng nhau là những điểm nối vớinhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể

*Vẽ lại sơ đồ mạch điện và tính toán theo sơ đồ

C BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Một đoạn dây dẫn có đường kính 0,4mm và điện trở 200Ω

a) Tính chiều dài đoạn dây, biết dây có điện trở suất ρ = 1,1.10−6Ω m

b) Trong thời gian 30 giây có một điện lượng 60C chuyển qua tiết diện của dây Tính cường độ dòng điện qua dây

và số electron chuyển qua tiết điện trong thời gian 2 giây

ĐS: a) 22,8m; b)2A và 2,5.10 -19 electron Bài 2: Một điện trở 20Ω được đặt vào một hiệu điện thế 5V trong khoảng thời gian 16s Tìm số electron đã chuyển

qua điện trở trong khoảng thời gian trên

ĐS: 2,5.10 19 hạt

Bài 3: Một dòng điện không đổi, sau 2 phút có một điện lượng 24C chuyển qua một tiết diện thẳng Cường độ dòng

điện là bao nhiêu?

ĐS: 0,2A Bài 4: Một bộ ắcquy có suất điện động 12V và sinh công 240J khi dịch chuyển điện tích bên trong và giữa hai cực

của ắcquy phát điện

b) Biết thời gian lượng điện tích này dịch chuyển là 2 phút Tính cường độ dòng điện chạy qua ắcquy

ĐS:20C và 0,17A Bài 5 : Tính điện trở tương đương của đoạn mạch có sơ đồ sau :

a Điện trở tương đương của đoạn mạch AC

b Cường độ dòng điện qua R3

c Hiệu điện thế giữa hai điếm A và C

d Cường độ dòng điện qua R1 và R2

ĐS: a) R tđ = 8Ω b) I 3 = 1,5A c) U AC = 12V d) I 1 = 1A I 2 = 0,5A.

Bài 8: cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R3 = 3Ω; R2 = 2Ω, R4 = 1Ω, R5 = 4Ω Cường độ dòng điện qua mạchchính là 3A Tìm

a UAB

B Hiệu điến thế hai đầu mỗi điện trở

c UAMvà UMN

d Nối M,N bằng tụ C = 2µF Tìm điện tích của tụ.

Bài 9 Cho mạch điện như hình vẽ: UAB = 12 V; R1 = 4 Ω; R2 = R3 = R4 =4 Ω;

a) Tìm điện trở tương đương RAB của mạch

b) Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và hiệu điện thế trên mỗi điện trở

Bài 10 Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó R1 = R2 = 4 Ω; R3 = 6 Ω;

R4 = 3 Ω; R5 = 10 Ω; UAB = 24 V Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

AB và cường độ dòng điện qua từng điện trở

Bài 11 Cho mạch điện như hình vẽ: UAB = 12 V; R1 = 10 Ω; R2 = R3 = 20 Ω;

R4 = 8 Ω

a ) Tìm điện trở tương đương RAB của mạch

b) Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và hiệu điện thế trên mỗi điện

R1 M

A

B

R4

R3

R2

R1

R3

D C

R4

1 Công và công suất của dòng điện

a Công của dòng điện hay điện năng tiêu thụ của đoạn mạch được tính:

A = U.q = U.I.t

Trong đó: U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

I (A) cường độ dòng điện qua mạch

t (s) thời gian dòng điện chạy qua mạch

Chú ý: 1KWh = 3600.000 J.

b Công suất điện

- Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó

P = A

t = U.I (W)

c Định luật Jun-len-xơ (nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn)

Q = R.I 2 t

2 Công và công suất của nguồn điện

a Công của nguồn điện

- Công của nguồn điện là công của dòng điện chạy trong toàn mạch

Biểu thức: A ng = q E = E.I.t.

b Công suất của nguồn điện

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

U t R

b Công suất : P = U.I = R.I 2 =

Dạng 1 : Xác định điện trở để công suất tiêu thụ mạch ngoài đạt giá trị lớn nhất.

- Công suất mạch ngoài : P = RN.I2 = RN

2

2 2

E r

Dạng 2: Bài toán về mạch điện có bóng đèn.

- Trên bóng đèn thường ghi HĐT định mức và công suất định mức của bóng đèn

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

- Tính cường độ định mức của đèn:

Đ Đ Đ

P I U

=

- Điện trở định mức của đèn:

2

Đ Đ Đ

U R P

=

+ Nếu I < IĐ: đèn sáng yếu hơn bình thường (U < UĐ)

+ Nếu I > IĐ: đèn sáng hơn bình thường (U > UĐ)

* Trường hợp để đèn sáng bình thường thì ta thêm giả thuyết:

I thực =I và U Đ thực =U Đ

C BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Hai đèn 120V – 40W và 120V– 60W mắc nối tiếp vào nguồn U = 240V.

a Tính điện trở mỗi đèn và cường độ qua mỗi đèn

b Tính hiệu thế và cơng suất tiêu thụ mỗi đèn Hai đèn cĩ sáng bình thường khơng?

Bài 2: Cả 3 bĩng đèn 110V – 60W, 110V – 100W, 110V – 80W được mắc song song vào nguồn U = 110V Tính

số tiền điện phải trả khi cả 3 cùng thắp sáng 5 giờ mỗi ngày và thắp sáng trong 1 tháng (30 ngày) Biết 1KWh =700đ

Bài 3: một nhà cĩ một bàn là loại 220V – 1000W và một bơm nước loại 220V – 500W Trung bình mỗi ngày nhà

đĩ dùng bàn là để là quần áo trong thời gian 2 giờ, bơm nước để tưới trong thời gian 5 giờ

a Tính điện năng tiêu thụ của bàn là, của máy bơm trong 1 tháng (30 ngày)

b Tính số tiền điện nhà đĩ phải trả khi sử dụng hai thiết bị đĩ trong một tháng Biết 1KWh là 700đ

Bài 4: Cĩ hai bĩng đèn trên vỏ ngồi cĩ ghi: Đ1( 220V – 100W), Đ2(220V – 25W)

a Hai bĩng sáng bình thường khơng khi mắc chúng song song vào mạng điện 220V Tính cường độ dịng

điện qua mỗi bĩng?

b Mắc hai bĩng nối tiếp vào mạng điện 440V thì hai bĩng sáng bình thường khơng? Nếu khơng bĩng nào sẽ

cháy trước? Nếu cĩ hãy tính cường độ dịng điện qua mỗi bĩng?

ĐS: 0,45A; 0,113A; đèn 2 sáng mạnh hơn mức bình thuờng Bài 5 Cĩ hai bĩng đèn ghi 120V – 60

W và 120 V – 45 W

a) Tính điện trở và dịng điện định mức

của mỗi bĩng đèn

b) Mắc hai bĩng trên vào hiệu điện thế

U = 240V theo hai sơ đồ như hình vẽ

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = R2 =

10 Ω , R3 là một biến trở, hiệu điện thế UAB = 15V

khơng đổi Bỏ qua điện trở các dây nối.

1 Khi R3 = 10 Ω Hãy tính:

a) Điện trở tương đương của mạch điện AB.

b) Cường độ dịng điện qua các điện trở R1, R2, R3

c) Điều chỉnh biến trở bằng bao nhiêu ơm để cường độ dịng điện trong mạch là 1,5 A

Bài 7: Một nguồn điện cĩ suất điện động E = 6 V, điện trở trong r = 2Ω, mạch ngồi cĩ điện trở R

a Tính R để cơng suất tiêu thụ mạch ngồi là 4W

b Với giá trị nào của R thì cơng suất tiêu thụ mạch ngồi lớn nhất Tính giá trị đĩ

ĐS: a)R = 1Ω và R = 4Ω.b)P = P Max =

24.

1 Định luật Ơm đối với tồn mạch

a Tồn mạch: là mạch điện kín cĩ sơ đồ như sau:

trong đĩ: nguồn cĩ E và điện trở trong r, RN là điện

trở tương đương của mạch ngồi

R3

R2

R1

- Độ giảm thế trên đoạn mạch: UN = I.RN = E - I.r

- Suất điện động của nguồn: E = I.(RN + r)

2 Trường hợp có máy thu điện (ăcquy nạp điện)

E -E

Chú ý: + Nguồn điện nếu dòng điện đi ra từ cực dương.

+ Máy thu điện nếu dòng điện đi vào cực dương

3 Định luật Ôm tổng quát đối với mạch kín

- Dựa vào chiều dòng điện đề cho (hay chọn) để phân biệt nguồn điện và máy thu điện

- Tính điện trở tương đương của mạch ngoài bằng các phương pháp đã biết

- Áp dụng định luật Ôm của mạch kín: p

p

I

R r r

= + +

E -E

Chú ý: + Nếu tìm được I > 0 thì đó là chiều thực của dòng điện trong mạch.

+ Nếu I < 0 chì chiều dòng điện trong mạch là chiều ngược lại

+ Nếu mạch có tụ điện thì không có dòng điện chạy qua tụ điện

R2 = R4 = 4Ω Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A, B

Bài 3: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:E = 7,8V, r = 0,4Ω, R1 = R3 = R3 =3Ω,R4 = 6Ω

a.Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và mỗi điện trở

a) Cường độ dòng điện toàn mạch?

b) Công suất tiêu thụ (mạch ngoài)?

c) Hiệu suất của nguồn điện?

d) Hiệu điện thế giữa 2 đầu R1?

-+ E,r

RNI

Tài liệu học và ôn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Bài 5 Cho mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện có: ξ = 12V, r = 2,7Ω

Các điện trở : R1 = 3Ω, R2 = 8Ω, R3 = 7Ω Đèn có điện trở: RĐ = 2Ω

a) Tính tổng trở R của mạch ngoài

b) Tính cường độ dòng điện qua mạch chính

c) Tính hiệu suất của nguồn điện

d) Trên đèn ghi 3V – 4,5W Hỏi đèn có sáng bình thường không? Giải thích

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động là 12V, điện trở

trong là 3Ω Điện trở mạch ngoài R1= 3 Ω và R2= 6Ω Đèn Đ : 12V – 8W

a) Tính điện trở mạch ngoài

b) Tính năng lượng mà nguồn điện cung cấp cho mạch điện trong 10s và công

suất của nguồn điện

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong 5s

d)Tính hiệu suất của nguồn điện

e) Đèn có sáng bình thường hay không? Tính công suất tiêu thụ thực tế của đèn

Bài 7:Cho ξ = 10(V) ,r = 1 Ω, R1 =6,6 Ω,R2 = 3Ω, Đèn ghi (6V – 3W)

a. Tính Rtđ ,I,U qua mỗi điện trở?

b. Độ sáng của đèn và điện năng tiêu thụ của đèn sau 1h20’?

c. Tính R1 để đèn sáng bình thường ?

Bài 8: Cho ξ = 18(V), r = 2 Ω, R1 = 3 Ω, R2 = 4Ω,R3 = 12Ω, Đèn ghi (4V –

4W),

a Tính Rtđ ,IA,UV qua mỗi điện trở?

b Độ sáng của đèn ,điện năng tiêu thụ ở đèn sau 1giờ 30 phút?

c Tính R3 biết cường độ dòng điện chạy qua R3 lúc này là 0,7A?

CHỦ ĐỀ 4: ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN

MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ

A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1 Định luật Ohm chứa nguồn

UAB = -E + I (R +r)

Đối với nguồn điện, dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dương.

2 Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện

UAB = E + I (R +r)

Đối với máy thu, dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm.

3 Công thức định luật Ôm tổng quát cho đoạn mạch chứa nguồn và mày thu.

UAB = ± ∑ E ± I.(RAB+r)

Trong đó: + Lấy (+ I) khi dòng điện đi từ A đến B

+ Lấy (- I) khi dòng điện đi từ B đến A

+ Lấy (+ ∑ E) khi A nối với cực dương

+ Lấy (- ∑ E) khi A nối với cực âm

4 Ghép nguồn điện thành bộ

a Mắc nối tiếp:

- Suất điện động bộ nguồn: Eb = E1 + E2 + E3 +… + En

- Điện trở trong bộ nguồn: rb = r1 + r2 + r3 +… + rn

chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau.

E b = nE

r b = n.r

b Mắc xung đối:

2 1

2 1

r r r

E E E

- Nếu E1 > E2 thì E1 là nguồn phát và ngược lại

c Mắc song song ( các nguồn giống nhau)

- Suất điện động bộ nguồn: Eb = E

A

Đ

R1

R2E,r

,r

R 1

R 2

R 3 Đ

R2

,r

R1

Đ

- Điện trở trong bộ nguồn: rb = r

- Suất điện động bộ nguồn : Eb =m.E

- Điện trở trong bộ nguồn : rb = m r

B PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

1 Phương pháp giải bài tập định luật Ôm đối với đoạn mạch

- Xác định chiều dòng điện trong đoạn mạch (hay chọn chiều )

- Xác định điện trở tương đương của đoạn mạch RAB

- Vận dụng định luật Ôm tổng quát đối với đoạn mạch:

UAB = ± ∑ E ± I.(RAB+r)

Trong đó: + Lấy (+ I) khi dòng điện đi từ A đến B

+ Lấy (- I) khi dòng điện đi từ B đến A

+ Lấy (+ ∑ E) khi A nối với cực dương

+ Lấy (- ∑ E) khi A nối với cực âm

- Tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán

2 Phương pháp giải bài tập về định luật Ôm toàn mạch

- Xác định bộ nguồn (mắc nối tiếp, song song hay hỗn hợp) để tìm Eb, rb theo các phương pháp đã biết

- Xác định mạch ngoài gồm các điện trở được mắc nối tiếp hay song song để tìm Rtđ theo các phương pháp đã biết

- Vận dụng định luật Ôm đối với toàn mạch: I =

d.

b

t b

E

R + r

- Tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán

Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết, E = 1,5 V, r = 0,25Ω, R1 = 12Ω, R2 = 1Ω,

R3 = 8Ω, R4 = 4Ω Cường độ dòng điện qua R1 0,24A

a Tính suất điện động và điện trở trong bộ nguồn

b Tính UAB và cường độ dòng điện qua mạch chính

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b) Điện trở tương đương mạch ngoài.

c) Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.

d) Tính công suất tiêu thụ trên điện trở R1

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Bài 4: Cho mạch điện cĩ sơ đồ như hình vẽ Các nguồn cĩ suất điện động

E 1 = E 2 = 3V, E 3 = 9V và cĩ điện trở trong r1 = r2 = r3 =0,5Ω

Các điện trở mạch ngồi R1 = 3Ω, R2 = 12Ω, R3 = 24Ω

a Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b Tính cường độ dịng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế

hai đầu mỗi điện trở Tính cơng suất tiêu thụ của mạch ngồi.

c Tính hiệu điện thế UAB Tính hiệu suất bộ nguồn điện.

Bài 5: Cho mạch điện cĩ sơ đồ như hình 2, trong đĩ suất điện động và điện trở trong các nguồn điện tương ứng là

1 1,5 , V r1 1; 2 3 , V r2 2

ξ = = ξ = = Ω Các điện trở ở mạch ngồi là R1= Ω 6 ; R2 = Ω 12 ; R3 = Ω 36

a Tính cường độ dịng điện qua mạch

b Cơng suất tiêu thụ điện năng P2 của điện trở R2

c Tính hiệu điện thế UMN giữa hai điểm M và N

Bài 6 Cho mạch điện như hình vẽ Trong đĩ E1 = 6 V; E2 = 2 V; r1 = r2 = 0,4 Ω; Đèn Đ

loại 6 V - 3 W; R1 = 0,2 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 4 Ω; R4 = 1 Ω Tính:

a) Cường độ dịng điện chạy trong mạch chính

b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và N

Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ, cho biết:

E1 = 12V; r1 = 1Ω; E2 = 6V, r2 = 2Ω; R1 = 18Ω; R2 = 3Ω; R3 = 6Ω

Tính:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

b) Điện trở tương đương mạch ngồi

c) Cường độ dịng điện chạy qua các điện trở

d) Cơng suất tiêu thụ trên điện trở R2

Bài 8: Cho mạch điện như hình vẽ, cho biết:

E1 = E2 = 6V, r1 = r2 = 2Ω; R1 = 3,4Ω; R2 = 2Ω; R3 = 8Ω

Tính:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

b) Điện trở tương đương mạch ngồi

c) Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở

d) Nhiệt lượng toả ra trên điện trở R1 trong 5 phút

Bài 9: Cho mạch điện như hình vẽ, cho biết:

E1 = E2 = 15V; r1 = r2 = 1Ω; R1 = 6Ω; R2 = 10Ω; R3 = 8Ω

Tính:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

b) Điện trở tương đương mạch ngồi

c) Cường độ dịng điện chạy qua các điện trở

d) Cơng suất tiêu thụ trên điện trở R3

1 2 ,

R = Ω R2 = Ω 3 , R3= Ω 6 Nguồn điện có ξ = 9 , V r = 0.5 Ω a) Tính điện trở RN của mạch ngồi, cường độ dịng điện I

chạy qua nguồn và hiệu điện thế mạch ngồi U

b) Tính cường độ dịng điện qua mỗi điện trở

c) Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài, công suất của

nguồn điện, và hiệu suất của nguồn điện

d) Thay điện trở R3 bằng bóng đèn Đ (6V – 6W) Cho biết

R

R1A

e) ủeứn saựng nhử theỏ naứo? Tỡm coõng suaỏt tieõu thuù cuỷa boựng ủeứn khi ủoự.

Bài 11 Cho mạch điện như hỡnh vẽ Trong đú bộ nguồn gồm 8 acqui, mỗi cỏi cú suất

điện động e = 2 V, điện trở trong r = 0,4 Ω mắc thành 2 nhỏnh, mỗi nhỏnh cú 4

nguồn mắc nối tiếp; đốn Đ loại 6 V - 6 W; R1 = 0,2 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 4 Ω; R4 = 4 Ω

Tớnh:

a) Cường độ dũng điện chạy qua mạch chớnh

b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M

Bài 12 Cho mạch điện sau:

1 1,3 , V r1 r2 r3 0, 2 , 2 1,5 , V 3 2 , V R 0,55

a Tớnh cường độ dũng điện qua cỏc nguồn điện?

b Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn R trong 5 phỳt?

c Tớnh điện năng tiờu thụ của mạch ngoài (kể cả trờn mỏy thu) trong 5

phỳt?

d Nếu mắc vào giữa A, B một tụ điện cú C = 2à F Tớnh điện tớch và

năng lượng điện trường trong tụ?

ĐS: 1,5A, 2,5A, 4A, 2640J, 2640J, 4,4.10 -6C ; 4,84.10 -6 J

Bài 13: Cho mạch điện nh hình vẽ: Biết E1=2V; E2=8V; r1= r2= 0,5Ω; R1= 10Ω; R2= 9Ω

a Tính Eb và rb, xác định dòng điện trong mạch và dòng điện qua R1;R2

b Tính nhiệt lợng tỏa ra ở điện trở R1;R2 và của mạch ngoài trong 3s

c Xác định hiệu điện thế ở hai đầu mạch ngoài và ở mỗi cực của nguồn điện

d Xác định công suất và hiệu suất của bộ nguồn điện

Đừng xấu hổ khi khụng biết, chỉ xấu hổ khi khụng học.

CHƯƠNG III DềNG ĐIỆN TRONG CÁC MễI TRƯỜNG

CHỦ ĐỀ 1: DềNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

∆ = − : độ biến thiờn nhiệt độ

2.Cường độ dũng điện trong dõy dẫn kim loại

n : mật độ electron trong kim loại (hạt.m-3)

qe : điện tớch của electron (C)

S : tiết diện dõy dẫn (m2) v : vận tốc trụi của electron (m.s-1)

N : số elctron trong kim loại V : thể tớch kim loại (m3)

m : khối lượng kim loại A : phõn tử khối kim loại

3.Suất điện động nhiệt điện

ξ=αT(Tlớn – Tnhỏ )

T(oK)=t(oC) + 273

αT : hệ số nhiệt điện động (V.K-1)

ξ : suất điện động nhiệt điện (V)

Tlớn ,Tnhỏ : nhiệt độ tuyệt đối 2 đầu cặp nhiệt điện (oK)

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

Bài 1: Đồng có điện trở suất ở 200C là 1,69.10–8 Ωm và có hệ số nhiệt điện trở là 4,3.10 – 3 (K –1)

a Tính điện trở suất của đồng khi nhiệt độ tăng lên đến 1400C

b Khi điện trở suất của đồng có giá trị 3,1434.10 – 8 Ωm thì đồng có nhiệt độ bằng bao nhiêu ?

ĐS: 2,56.10 –8 Ωm; 220 0 C Bài 2 Một bĩng đèn 220 V - 40 W cĩ dây tĩc làm bằng vơnfram Điện trở của dây tĩc bĩng đèn ở 200 C là R0 =

121 Ω Tính nhiệt độ của dây tĩc khi bĩng đèn sáng bình thường Cho biết hệ số nhiệt điện trở của vơnfram là α =4,5.10-3 K-1

ĐS: 2020 0 C Bài 3: Một dây kim loại cĩ điện trở 20Ω khi nhiệt độ là 250C Biết khi nhiệt độ tăng thêm 4000C thì điện trở củadây kim loại là 53,6Ω

a Tính hệ sơ nhiệt điện trở của dây kim loại

b Điện trở của dây dẫn tăng hay giảm bao nhiêu khi nhiệt độ tăng đến 3000C kể từ 250C

ĐS: a) 4,2.10-3 (K-1), b) ∆ = R 23,1 Ω

Bài 4 Một mối hàn của cặp nhiệt điện cĩ hệ số nhiệt điện động αT = 6,5 µV/K được đặt trong khơng khí ở t1 = 200

C, cịn đầu cịn lại được nung nĩng ở nhiệt độ t2

a Tìm suất điện động nhiệt điện khi t2 = 2000C

b Để suất điện động nhiệt điện là 2,6mV thì nhiệt độ t2 là bao nhiêu?

ĐS: E = 11,7mV, b) t 2 = 420 0 C Bài 5:Dây tỏa nhiệt của bếp điện cĩ dạng hình trụ ở 20oC cĩ điện trở suất ρ=5.10-7 Ωm , chiều dài 10 m , đườngkính 0,5 mm

a) Tính điện trở của sợi dây ở nhiệt độ trên

b) Biết hệ số nhiệt của điện trở của dây trên là α=5.10-7 K-1.Tính điện trở ở 200oC

Bài 6: Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động là 32,4 µV/K được đặt trong không khí,

còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 3300C thì suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện này cógiá trị là 10,044 mV

a Tính nhiệt độ của đầu mối hàn kia

b Để suất nhiệt động nhiệt điện có giá trị 5,184mV thì phải tăng hay giảm nhiệt độ của mối hàn đang nungmột lượng bao nhiêu ?

Đs: 20 0 C, 150 0 C CHƯƠNG III: DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

A TĨM TẮT LÍ THUYẾT

1 Dịng điện trong chất điện phân

- Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion

- Dịng điện trong chất điện phân là dịng chuyển dời cĩ hướng của các ion trong điện trường theo hai hướngngược nhau

- Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dungdịch và cực dương bị mịn đi gọi là hiện tượng dương cực tan

- Các định luật Faraday: (chỉ đúng trong trường hợp điện phân dương cực tan).

+ Định luật Faraday thứ nhất: Khối lượng vật chất được giải phĩng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ

thuận với điện lượng chạy qua bình đĩ

m = kq

Trong đĩ, k là đương lượng điện hố của chất giải phĩng điện cực

+ Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hố k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam

n A

của nguyên tố đĩ Hệ số tỉ lệ là

F

1, trong đĩ F được gọi là số Faraday

Phương pháp: sử dụng các định luật Farađây về hiện tượng điện phân

* Định luật Farađây I:

m = kq = k.I.t

Trong đĩ, k (Kg/C) là đương lượng điện hố của chất giải phĩng điện cực

* Định luật Farađây II:

m (g) khối lượng giải phĩng ở điện cực

I (A) cường độ dịng điện qua bình điện phân

t (s) thời g ian dịng điện qua bình điện phân

A: nguyên tử lượng ( khối lượng mol)

n: hĩa trị của chất thốt ra ở điện cực

Chú ý: 1.Khi bài tốn yêu cầu tìm cường độ dịng điện qua bình điện phân thì lưu ý:

+ Nếu bình điện phân cĩ hiện tượng dương cực tan thì xem như điện trở thuần

+ Nếu bình điện phân khơng cĩ hiện tượng dương cực tan thì xem như là may thu và áp dụng định luật

Ơm trong trường hợp cĩ máy thu

2 Trong trường hợp chất giải phĩng ở điện cực là chất khí thì ta vẫn áp dụng cơng thức trên để tìm khốilượng của khí thốt ra và từ đĩ tìm thể tích ( ở điều kiện chuẩn 1mol khí chiếm thế tích 22400cm3)

D (g/m3): khối lượng riêng

d (m): bè dày kim loại bám vào điện cực

S (m2): diện tích mặt phủ của tấm kim loại

V (m3): thể tích kim loại bám vào điện cực

C BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Một tấm kim loại được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân Biết diện tích bề mặt kim loại là 40cm2,cường độ dịng điện qua bình là 2A, niken cĩ khối lượng riêng D = 8,9.103kg/m3, A =58, n=2 Tính chiều dày củalớp niken trên tấm kinh loại sau khi điện phân 30 phút Coi niken bám đều lên bề mặt tấm kim loại

a) Xác định cường độ dịng điện đi qua bình điện phân

b) Xác định lượng đồng bám vào cực âm sau 1 giờ 4 phút 20 giây Cho biết đối với đồng A = 64 và n = 2

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó bộ nguồn có 10 nguồn giống nhau mỗi nguồn có suất điện động

ξ = 4V và điện trở trong r = 0,2Ω mắc thành 2 dãy, mỗi dãy có 5 nguồn Đèn Đ

có ghi (6V - 18W) Các điện trở R1 = 5Ω ; R2 = 2,9Ω ; R3 = 3Ω ; RB = 5Ω và là

bình điện phân đựng dung dịch Zn(NO3)2 có cực dương bằng Zn Điện trở của dây

nối không đáng kể Tính :

a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính

b) Lượng Zn giải phóng ra ở cực âm của bình âm điện phân trong thời gian 2

giờ 8 phút 40 giây Biết Zn có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 65

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M

Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó đèn Đ có ghi (6V - 6W) ; R1 =

3Ω ; R2 = R4 = 2Ω ; R3 = 6 Ω ; RB = 4Ω và là bình điện phân đựng dung dịch

CuSO4 có cực dương bằng đồng ; bộ nguồn gồm 5 nguồn giống nhau mỗi cái

có suất điện động ξ có điện trở trong r = 0,2Ω mắc nối tiếp Biết đèn Đ sáng

bình thường Tính

a) Suất điện động ξ của mỗi nguồn điện

B

Đ C

RpM

N

Tài liệu học và ơn tập vật lí 11 Tạ Hồng Sơn – 01697010768

b) Lượng đồng giải phóng ở cực âm của bình điện phân sau thời gian 32 phút 10 giây

c) Biết đồng có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 64

d) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và N

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó bộ nguồn có 10 nguồn giống nhau,

mỗi nguồn có suất điện động ξ = 3,6V, điện trở trong r = 0,8Ω mắc thành 2 dãy,

mỗi dãy có 5 nguồn Đèn Đ có ghi (6V - 3W) Các điện trở R1 = 4Ω ; R2 = 3Ω ;

R3 = 8Ω ; RB = 2Ω và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng

Cu Điện trở của dây nối và ampe kế không đáng kể, của vôn kế rất lớn

a) Xác định số chỉ của ampe kế và vôn kế

b) Tính lượng Cu giải phóng ra ở cực âm của bình âm điện phân trong thời gian 32 phút 10 giây Biết Cucó hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 64

c) Cho biết đèn Đ có sáng bình thường không ? Tại sao ?

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn cĩ có suất điện động ξ = 24V, r = 1Ω,

điện dung tụ C = 4µ F.Đèn Đ có ghi (6V - 6W) Các điện trở R1 = 6Ω ; R2 = 4Ω

;Rp = 2Ω và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng Cu

a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b Tính lượng Cu giải phóng ra ở cực âm của bình âm điện

phân trong thời gian 16 phút 5 giây Biết Cu có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 64

c Tính điện tích trên tụ C

Bài 7: Cho điện như hình vẽ Trong đĩ bộ nguồn cĩ n pin mắc nối tiếp, mỗi pin

cĩ suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,5 Ω Mạch ngồi gồm các điện trở R1

= 20 Ω; R2 = 9 Ω; R3 = 2 Ω; đèn Đ loại 3V - 3W; Rp là bình điện phân đựng

dung dịch AgNO3, cĩ cực đương bằng bạc Điện trở của ampe kế và dây nối

khơng đáng kể; điện trở của vơn kế rất lớn Biết ampe kế A1 chỉ 0,6 A, ampe kế

A2 chỉ 0,4 A Tính:

a) Cường độ dịng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân

b) Số pin và cơng suất của bộ nguồn

c) Số chỉ của vơn kế

d) Khối lượng bạc giải phĩng ở catơt sau 32 phút 10 giây

e) Đèn Đ cĩ sáng bình thường khơng? Tại sao?

Bài 8 : Cho mạch điện như hình vẽ Trong đĩ bộ nguồn gồm 8 nguồn giống nhau,

mỗi cái cĩ suất điện động e = 5 V; cĩ điện trở trong r = 0,25 Ω mắc nối tiếp; đèn Đ

cĩ loại 4 V - 8 W; R1 = 3 Ω; R2 = R3 = 2 Ω ; RB = 4 Ω và là bình điện phân đựng

dung dịch Al2(SO4)3 cĩ cực dương bằng Al Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng

bình thường Tính:

a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch

b) Lượng Al giải phĩng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4

pht 20 giây Biết Al cĩ n = 3 và cĩ A = 27

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M

Bài 9: Cho mạch điện như hình vẽ Ba nguồn điện giống nhau, mỗi cái cĩ suất điện

động e và điện trở trong r R1 = 3 Ω; R2 = 6 Ω; bình điện phân chứa dung dịch CuSO4

với cực dương bằng đồng và cĩ điện trở Rp = 0,5 Ω Sau một thời gian điện phân 386

giây, người ta thấy khối lượng của bản cực làm catơt tăng lên 0,636 gam

a) Xác định cường độ dịng điện qua bình điện phân và qua từng điện trở

b) Dùng một vơn cĩ điện trở rất lớn mắc vào 2 đầu A và C của bộ nguồn Nếu bỏ

mạch ngồi đi thì vơn kế chỉ 20 V Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi

nguồn điện

Bài 10 Cho mạch điện như hình vẽ Trong đĩ E1 = 6 V; E2 = 2 V ; r1 = r2 = 0,4 Ω; Đèn

Đ loại 6 V - 3 W; R1 = 0,2 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 4 Ω; RB = 1 Ω và là bình điện phân đựng

dung dịch AgNO3, cĩ cực dương bằng Ag Tính:

a) Cường độ dịng điện chạy trong mạch chính

b) Lượng Ag giải phĩng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40

giây Biết Ag cĩ n = 1 và cĩ A = 108

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N