Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG *CÁC CT CỦA CHƯƠNG III 1.Điện trở suất (điện trở) phụ thuộc nhiệt độ : ρ=ρo(1 + α.∆t) R=Ro(1 + α.∆t) Trong đó: ρ ( Ω.m) : điện trở suất nhiệt độ t0C ρ ( Ω.m) : điện trở suất nhiệt độ t00C α (K-1): hệ số nhiệt điện trở ∆t = t − t0 : độ biến thiên nhiệt độ 2.Cường độ dòng điện dây dẫn kim loại I = n.qe.S.v n= N m = 6, 02.1023 V V A Trong đó: n : mật độ electron kim loại (hạt.m-3) qe : điện tích electron (C) S : tiết diện dây dẫn (m2) v : vận tốc trôi electron (m.s-1) N : số elctron kim loại V : thể tích kim loại (m3) m : khối lượng kim loại A : phân tử khối kim loại 3.Suất điện động nhiệt điện : E =αT(Tlớn – Tnhỏ ) Trong đó: T(oK)=t(oC) + 273 αT : hệ số nhiệt điện động (V.K-1) E : suất điện động nhiệt điện (V) Tlớn ,Tnhỏ : nhiệt độ tuyệt đối đầu cặp nhiệt điện (oK) 4/ Định luật Farađây: + Định luật 1: Khôi lượng chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình m = kq + Định luật 2: Đương lượng hóa học nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam nguyên tố Hệ số tỉ lệ , F gọi số Faraday F *CT TQ định luật Faraday : m = k= A n A F n 1A I.t Fn + Với F = 96500 C/mol : số Faraday , +m khối lượng tính gam + A khối lượng mol nguyên tử (g) + n hóa trị chất + I cường độ dòng điện qua bình điện phân tương ứng với thời gian t (s) Chú ý: 1.Khi toán yêu cầu tìm cường độ dòng điện qua bình điện phân lưu ý: + Nếu bình điện phân có tượng dương cực tan xem điện trở + Nếu bình điện phân tượng dương cực tan xem máy thu áp dụng định luật Ôm trường hợp có máy thu Trong trường hợp chất giải phóng điện cực chất khí ta áp dụng công thức để tìm khối lượng khí thoát từ tìm thể tích ( điều kiện chuẩn 1mol khí chiếm tích 22400cm3) * CÁC CÔNG THỨC KHÁC: D= m V = S.d V Trong đó: D (g/m3): khối lượng riêng S (m2): diện tích mặt phủ kim loại d (m): bề dày kim loại bám vào điện cực V (m3): thể tích kim loại bám vào điện cực *LÝ THUYẾT: 1.Dòng điện kim loại: - Bản chất dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron ngược chiều điện trường 2.Dòng điện chất điện phân: - Dòng điện chất điện phân dòng chuyển dời có hướng ion điện trường theo hai hướng ngược - Hiện tượng gốc axit dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan dung dịch cực dương bị mòn gọi tượng dương cực tan 3.Dòng điện chất khí: - Trong điều kiện thường chất khí không dẫn điện Chất khí dẫn điện lòng có ion hóa phân tử - Dòng điện chất khí dòng chuyển dời có hướng ion dương, ion âm electron chất khí bị ion hóa sinh - Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện lớn xuất hiện tượng nhân hạt tải điện lòng chất khí - Quá trình phóng điện tiếp tục quy trì không tác nhân ion hóa chất khí từ bên gọi trình phóng điện tự lực - Hồ quang điện trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí giữ nhiệt độ cao catod để phát eletron tượng phát xạ nhiệt điện tử Dòng điện bán dẫn - Một số chất phân nhóm nhóm Si, Ge điều kiện khác dẫn điện không dẫn điện, gọi bán dẫn - Bán dẫn dẫn điện hai loại hạt tải electron lỗ trống - Dòng điện bán dẫn tinh khiết dòng dịch chuyển có hướng êlectron tự lỗ trống - Tuỳ theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn thuộc hai loại bán dẫn loại n bán dẫn loại p + Dòng điện bán dẫn loại n chủ yếu dòng êlectron, + Dòng điện bán dẫn loại p chủ yếu dòng lỗ trống - Lớp tiếp xúc hai loại bán dẫn p n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu theo chiều định từ p sang n *BÀI TẬP: Bài 1: Đồng có điện trở suất 20 0C 1,69.10–8 Ω m có hệ số nhiệt điện trở 4,3.10 – (K –1) a Tính điện trở suất đồng nhiệt độ tăng lên đến 140 0C b Khi điện trở suất đồng có giá trị 3,1434.10 – Ω m đồng có nhiệt độ ? ĐS: 2,56.10–8 Ω m; 2200C Bài 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 ĐS: 20200C Bài Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 65 µV/K đặt không khí t1 = 200 C, đầu lại nung nóng nhiệt độ t2 a Tìm suất điện động nhiệt điện t2 = 2000C b Để suất điện động nhiệt điện 2,6mV nhiệt độ t2 bao nhiêu? ĐS: E = 1,17mV, b) t2 = 4200C Bài 4: Một kim loại đem mạ niken phương pháp điện phân Biết diện tích bề mặt kim loại 40cm 2, cường độ dòng điện qua bình 2A, niken có khối lượng riêng D = 8,9.10 3kg/m3, A =58, n=2 Tính chiều dày lớp niken kinh loại sau điện phân 30 phút Coi niken bám lên bề mặt kim loại (ĐS: 0,03 mm ) Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ: ξ=12V; r=0,5Ω; R1= 2Ω; R2=5Ω,R3= 1Ω; Ra= 0,5Ω; Bình điện phân có điện trở Rp= 3Ω, dung Dịch CuSO4, điện cực Cu a) Tính điện trở tương đương mạch AB b) Tính khối lượng Cu bám vào ca tốt thời gian 16 phút giây Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ: Bộ nguồn gồm dãy, dãy gồm 10 pin giống hệt mắc nối tiếp Mỗi pin có suất điện động ξ = 1,2 V điện trở r = 0,2 Ω R1= 2Ω bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có điện cực đồng, R2 = Ω , R3 = Ω, R4 đèn lọai (6V - 6W) a) Tính suất điện động điện trở nguồn b) Tính điện trở tương đương mạch cường độ dòng điện chạy qua dụng cụ c) Đèn có sáng bình thường không ? -Tính khối lượng đồng bám catốt 12 phút 15 giây d) Tính công suất hiệu suất nguồn ĐS: Bài 7: Cho mạch điện hình vẽ: ξ = 12V; r = 0,5Ω; R3 = 6Ω Đèn có điện trở R2 đèn ghi: 3V – 3W Bình điện phân có điện trở R4 = 4Ω điện phân dung dịch AgNO3 với dương cực tan a) Biết sau điện phân 32 phút 10 giây có 2,592g bạc bám vào âm cực Tìm cường độ dòng điện qua bình điện phân công suất toả nhiệt bình điện phân? b) Tìm cường độ dòng điện chạy mạch? Tìm hiệu điện mạch ngoài? c) Chứng minh đèn sáng mờ so với độ sáng bình thường Tìm R 1? *TRẮC NGHIỆM : Câu 1: Một dây bạch kim nhiệt độ 200C có điện trở suất ρ = 10,6.108 Ω.m Khi nhiệt độ 5000C điện trở suất dây là: ( biết α = 3,9.10-3K-1 ): A 31,27.108Ω.m B 20,67.108Ω.m C 30,44.108Ω.m D 34,28.108Ω.m Câu 2: Cho dòng điện chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối niken, có anôt làm niken, biết nguyên tử khối hóa trị niken 58,71 Trong thời gian 1h dòng điện 10A sản khối lượng niken bằng: A 8.10-3kg B 10,95 (g) C 12,35 (g) D 15,27 (g) α Câu 3: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số T = 48 (µV/K) đặt không khí 200C, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ t 0C, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt E = (mV) Nhiệt độ mối hàn là: A 1250C B 3980K C 1450C D 4180K Câu 4: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số α T đặt không khí 200C, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 500 0C, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt E = (mV) Hệ số α T là: A 1,25.10-4 (V/K) B 12,5 (µV/K) C 1,25 (µV/K) D 1,25(mV/K) Câu 5: Một sợi dây nhôm có điện trở 120Ω nhiệt độ 20 C, điện trở sợi dây 1790C 204Ω Điện trở suất nhôm là: A 4,8.10-3K-1 B 4,4.10-3K-1 C 4,3.10-3K-1 D 4,1.10-3K-1 Câu 6: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số α T = 65 (µV/K) đặt không khí 200C, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 232 0C Suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt : A E = 13,00Mv B E = 13,58mV C E = 13,98mV D E = 13,78mV Câu 7: Một bình điện phân dung dịch CuSO có anốt làm đồng, điện trở bình điện phân R = (Ω), mắc vào hai cực nguồn E = (V), điện trở r =1 (Ω) Khối lượng Cu bám vào catốt thời gian h có giá trị là: A (g) B 10,5 (g) C 5,97 (g) D 11,94 (g) Câu 8: Một bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân I = 1A Cho AAg = 108 (đvc), nAg = Lượng Ag bám vào catốt thời gian 16 phút giây là: A 1,08mg B 1,08g C 0,54g D 1,08kg Câu 9: Cho dòng điện chạy qua bình điện phân chứa dung dịch CuSO 4, có anôt A Cu Biết đương lượng hóa đồng k = = 3,3.10 −7 kg/C Để F n catôt xuất 0,33kg đồng, điện tích chuyển qua bình phải bằng: A 105C B 106C C 5.106C D 107C Câu 10: Một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anốt bạc Điện trở bình điện phân R = 2Ω Hiệu điện đặt vào hai cực U = 10V Khối lượng bạc bám vào cực âm sau là: A 40,3g B 40,3kg C 8,04g D 8,04.10–2kg -4 Câu 11: Đương lượng điện hóa niken k = 3.10 g/C Khi cho điện lượng 10C chạy qua bình điện phân có anốt niken khối lượng niken bám vào catốt là: A 3.10-3g B 3.10-4g C 0,3.10-3g D 0,3.10-4g Câu 12: Một bình điện phân đựng CuSO4 ( A = 64, n = 2) với anốt đồng, Rđp = 2Ω, hiệu điện đặt vào hai cực U = 10V Xác định thời gian để lượng đồng bám vào catốt 3,2g A 32 phút 10 giây B 32 phút C 16 phút giây D 16 phút Câu 13: Khi nhiệt độ dây kim loại tăng, điện trở A Giảm B Không thay đổi C Tăng lên D Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ sau lại giảm dần Câu 14: Phát biểu sau không đúng? A Hạt tải điện kim loại electron B Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm nhiệt độ kim loại giữ không đổi C Hạt tải điện kim loại iôn dương iôn âm D Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt Câu 15: Hai kim loại nối với hai đầu mối hàn tạo thành mạch kín, tượng nhiệt điện xảy khi: A Hai kim loại có chất khác nhiệt độ hai đầu mối hàn B Hai kim loại có chất khác nhiệt độ hai đầu mối hàn khác C Hai kim loại có chất giống nhiệt độ hai đầu mối hàn D Hai kim loại có chất giống nhiệt độ hai đầu mối hàn khác Câu 16: Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào: A Hiệu nhiệt độ (T1 – T2) hai đầu mối hàn B Hệ số nở dài nhiệt C Khoảng cách hai mối hàn D Điện trở mối hàn Câu 17: Phát biểu sau đúng? A Hạt tải điện chất khí có các iôn dương ion âm B Dòng điện chất khí tuân theo định luật Ôm C Hạt tải điện chất khí electron, iôn dương iôn âm D Cường độ dòng điện chất khí áp suất bình thường tỉ lệ thuận với hiệu điện Câu 18: Hiện tượng hồ quang điện ứng dụng A kĩ thuật hàn điện B kĩ thuật mạ điện C điốt bán dẫn D ống phóng điện tử Câu 19: Chọn câu :Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ biểu diễn công thức sau đây: A Rt= R0(1- α∆t ) B Rt=R0(1+ α∆t ) C Rt=R0 α∆t D Rt = R0( α∆t -1) Câu 20: Bản chất dòng điện chất khí là: A Dòng chuyển dời có hướng iôn dương theo chiều điện trường iôn âm, electron ngược chiều điện trường B Dòng chuyển dời có hướng iôn dương theo chiều điện trường iôn âm ngược chiều điện trường C Dòng chuyển dời có hướng iôn dương theo chiều điện trường electron ngược chiều điện trường D Dòng chuyển dời có hướng electron theo ngược chiều điện trường Câu 21: Bản chất dòng điện chất bán dẫn là: A Dòng chuyển dời có hướng electron lỗ trống ngược chiều điện trường B Dòng chuyển dời có hướng electron lỗ trống chiều điện trường C Dòng chuyển dời có hướng electron theo chiều điện trường lỗ trống ngược chiều điện trường D Dòng chuyển dời có hướng lỗ trống theo chiều điện trường electron ngược chiều điện trường Câu 22: Câu nói phân loại chất bán dẫn không đúng? A Bán dẫn hoàn toàn tinh khiết bán dẫn mật độ electron mật độ lỗ trống B Bán dẫn tạp chất bán dẫn hạt tải điện chủ yếu tạo nguyên tử tạp chất C Bán dẫn loại n bán dẫn mật độ lỗ trống lớn nhiều mật độ electron D Bán dẫn loại p bán dẫn mật độ electron tự nhỏ nhiều mật độ lỗ trống Câu 23: Chọn câu sai Khi cần mạ bạc cho vỏ đồng hồ, thì: A Vỏ đồng hồ treo vào cực âm B Dung dịch điện phân NaCl C Chọn dung dịch điện phân muối bạc D Anốt làm bạc Câu 24: Khi điện phân dung dịch CuSO4, để tượng dương cực tan xảy anốt phải làm kim loại: A Al B Ag C Fe D Cu Câu 25: Đối với vật dẫn kim loại, nguyên nhân gây điện trở vật dẫn là: A Do iôn dương va chạm với B Do nguyên tử kim loại va chạm mạnh với C Do electron dịch chuyển chậm D Do electron va chạm với iôn dương nút mạng Câu 26:Trong dung dịch điện phân, hạt tải điện tạo thành do: A Các nguyên tử nhận thêm electron B Sự tái hợp C Sự phân liD Các electron bứt khỏi nguyên tử trung hòa Câu 27: Có thể tạo pin điện hóa cách ngâm dung dịch muối ăn: A.Hai mảnh tôn B.Hai mảnh nhôm C.Hai mảnh đồng D.Một mảnh nhôm, mảnh kẽm Câu 28:Trong pin điện hóa có chuyển hóa từ lượng thành điện năng? A.Từ đàn hồi B.Từ nhiệt C.Từ D.Từ hóa Câu 29: Khi nhiệt độ tăng lên độ dẫn điện chất điện phân sẽ: A tăng lên B giảm xuống C giảm xuống đến D không thay đổi Câu 30: Khi nhiệt độ tăng lên độ dẫn điện kim loại sẽ: A tăng lên B giảm xuống C thay đổi nhỏ D không thay đổi Câu 31: Khi nhiệt độ tăng lên điện trở chất điện phân sẽ: A tăng lên B giảm xuống C giảm xuống đến D không thay đổi Câu 32: Khi nhiệt độ tăng lên điện trở kim loại : A tăng lên B giảm xuống C giảm xuống đến D không thay đổi Câu 33: Hiện tượng hồ quang điện ứng dụng A kĩ thuật hàn điện B kĩ thuật mạ điện C điốt bán dẫn D ống phóng điện tử Câu 34: Cách tạo tia lửa điện A Nung nóng không khí hai đầu tụ điện tích điện B Đặt vào hai đầu hai than hiệu điện khoảng 40 đến 50V C Tạo điện trường lớn khoảng 3.106 V/m chân không D Tạo điện trường lớn khoảng 3.106 V/m không khí Câu 35: Khi tạo hồ quang điện, ban đầu ta cần phải cho hai đầu than chạm vào để A Tạo cường độ điện trường lớn B Tăng tính dẫn điện chỗ tiếp xúc hai than C Làm giảm điện trở chỗ tiếp xúc hai than nhỏ D Làm tăng nhiệt độ chỗ tiếp xúc hai than lên lớn Câu 36 Chọn câu trả lời SAI Khi nói phân lọai bán dẫn : A Bán dẫn hoàn toàn tinh khiết, mật độ electrôn tự mật độ lổ trống B Bán dẫn có tạp chất hạt tải điện chủ yếu tạo nguyên tử tạp chất C Bán dẫn lọai p mật độ electrôn nhỏ nhiều so với mật độ lổ trống D Bán dẫn lọai n mật độ lổ trống lớn nhiều so với mật độ electrôn tự Câu 37 Khi nói chất bán dẫn, kết luận sau ? A Electrôn lổ trống chuyển động ngược chiếu điện trường B Electrôn lổ trống mang điện tích âm C Mật độ hạt tải điện phụ thuộc nhiều vào yếu tố bên ngòai nhiệt độ, tạp chất, mức độ chiếu sáng D Độ linh động hạt tải điện không đổi nhiệt độ tăng Câu 38 Câu sau tượng siêu dẫn? A Một nguồn điện trì dòng điện cuộn dây siêu dẫn Nếu ta bỏ nguồn điện dòng điện bị ngắt B Khi ta hạ dần nhiệt độ kim loại siêu dẫn đến không độ C điện trở giảm dần giá trị không C Khi ta hạ dần nhiệt độ kim loại siêu dẫn, điện trở giảm dần tới nhiệt độ tới hạn TC giảm đột ngột xuống D Khi ta hạ dần nhiệt độ kim loại siêu dẫn, điện trở không đổi, tới nhiệt độ tới hạn TC giảm đột ngột xuống Câu 39 Một bóng đèn Đ loại 220V - 100W sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 20000C, điện trở đèn thắp sáng A 484Ω B 48,4Ω C 45,45Ω D 2,2Ω Câu 40 : Cho mạch điện hình vẽ.Nguồn điện có suất điện động ξ = 4,5V,điện trở 0,75 Ω ,các điện trở R1=3 Ω , R2=4 Ω ,RA=0 Ω Bình điện phân có điện trở R3=4 Ω đựng dung dịch HCl.Ampe kế I=1A I.Điện trở RX có giá trị: A.Rx=2,55 Ω B.Rx=22,55 Ω C.Rx=25,5 Ω D.Rx=0,255 Ω II.Dòng điện qua bình điện phân có giá trị: A.0,15A B.0,3A C.0,36A D.0,45A III*.Sau thời gian 16 phút giây,thể tích khí clo thoát điện cực đktc là: A.0,3364 lít B.0,0336 lít C.0,064 lít D.0,64 lít