kien thuc ve dorong kim loaing dien t

KIẾN THỨC HAY VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I – TÓM TẮT KIẾN THỨC  Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng êlectron tự  Trong chuyển động, êlectron tự va chạm với ion nút mạng truyền phần động cho chúng Sự va chạm nguyên nhân gây điện trở dây dẫn kim loại  Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn I  n 0.e.S.v Trong đó: n0 mật độ êlectron tự (hạt/m3 hay m-3) e điện tích electron ( e = 1,6.1019C) v vận tốc trung bình e tự (m/s) S tiết diện dây dẫn (m2)  Điện trở dây dẫn : R  l l   n e.μ e S S Trong đó: l chiều dài dây dẫn (m) e độ linh động êlectron tự kim loại làm dây dẫn  điện trở suất kim loại (.m) S tiết diện dây dẫn (m2) - Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ:   0 1  (t  t )  hệ số nhiệt điện trở (đơn vị K1); 0 điện trở suất 00C - Vật liệu siêu dẫn vật liệu có điện trở giảm đến nhiệt độ TTc Trong Tc nhiệt độ tới hạn chất siêu dẫn Tuyensinh247.com - Suất điện động nhiệt điện:  = T (T1 – T2) II – MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP - Tính đại lượng có liên quan đến chuyển động có hướng êlectrôn tự kim loại Áp dụng công thức: I  n 0.e.S.v ; q = I.t - Chiều dịch chuyển có hướng e tự ngược với chiều dòng điện - Ngoài ra, sử dụng công thức: n  R  R 1  (t  t ) ; R  N l ; R   ;   0 1  (t  t ) hay V S U2 P Ví dụ 1: Một dây dẫn đồng, đường kính tiết diện d = 2mm, có dòng điện cường độ I = 5A chạy qua Cho biết mật độ êlectrôn tự n0 = 8,45.1028m-3 Hãy tính vận tốc trung bình êlectrôn chuyển động có hướng chúng? Giải: S v s = v.t Xét khoảng thời gian t, êlectrôn dịch chuyển qua tiết diện S đoạn s = v.t  Điện tích chuyển qua tiết diện S khoảng thời gian t là: q = N.e = n0.V.e = n0.S.v.t.e Do cường độ dòng điện là: I  v I  n S.e I .d n0 .e Tuyensinh247.com  4.I n .d e q  n 0.S.v.e t Thay số vào ta được: v 4.5 3 28 3,14.8, 45.10 (2.10 ) 1, 6.10 19  1, 2.104 m / s  0,12mm / s Ví dụ 2: Một bóng đèn (220V – 100W) sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 25000C Xác định điện trở đèn thắp sáng bình thường không thắp sáng, biết nhiệt độ môi trường 200C Cho biết: dây tóc làm vônfram ( = 4,5.10-3K-1) Giải: - Điện trở đèn thắp sáng: ADCT: R s  U 2202   484 P 100 - Điện trở đèn không thắp sáng: Ta có: Rs = R0.[1 + (2500 – 20).] Rt = R0 Do đó: Rt 1   Rt  R s  484 R s  2480  2480  2480.4,5.103 R t  39,8 III – LUYỆN TẬP 10.1 Chứng minh công thức xác định cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn kim loại có dạng I = e.n.S.v, e độ lớn điện tích êlectron, n mật độ êlectron kim loại, S tiết diện dây kim loại v vận tốc trôi êlectron 10.2 Một dây bạch kim 200C có điện trở suất 0 = 10,6.10-8.m Tính điện trở suất  bạch kim nhiệt độ 10200C Hệ số nhiệt điện trở  = 3,9.10-3K-1 10.3 Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế thành mạch kín Nhúng mối hàn thứ vào nước đá tan, mối hàn thứ hai vào nước sôi milivôn kế 4,25mV Tính hệ số nhiệt điện động T? Tuyensinh247.com 10.4 Khối lượng nguyên tử đồng 64g/mol, khối lượng riêng đồng 8,9.103kg/m3 Biết nguyên tử đồng giải phóng êlectrôn dẫn a) Tính mật độ êlectron đồng b) Một dây điện đồng có tiết diện 30mm2, mang dòng điện 40A Tính tốc độ chuyển động êlectrôn dây dẫn đó? 10.5 Để mắc dây tải điện từ điểm A đến điểm B ta cần phải dụng 1500kg dây nhôm Nếu thay dây nhôm dây sắt mà giữ nguyên chất lượng truyền điện ta phải dùng kg dây sắt Cho biết khối lượng riêng nhôm 2700kg/m3, sắt 7800kg/m3; điện trở suất nhôm 2,75.10-8.m, sắt 9,68.10-8.m 10.6 Một dây dẫn nhôm có nguyên tử khối 27g/mol khối lượng riêng 2700kg/m3, điện trở suất 2,75.10-8.m Biết nhôm có hoá trị nguyên tử nhôm giải phóng êlectrôn dẫn Tính mật độ êlectrôn tự nhôm? 10.7 Một bóng đèn (220V – 75W) sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 20000C Xác định điện trở đèn thắp sáng bình thường nhiệt độ dây tóc 5000C Cho biết dây tóc làm vônfram ( = 4,5.10-3K-1) 10.8 Một dây dẫn đồng, đường kính tiết diện d = 1mm, có dòng điện chạy qua với vận tốc 0,12mm/s Cho biết mật độ êlectrôn tự n0 = 8,45.1028 êlectrôn/m3 Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn? Phải dùng hiệu điện 110V để cung cấp dòng điện dây dẫn đó, tính chiều dài dây đồng trên? Cho đồng = 1,7.10-8.m 10.9 Một bóng đèn (220V – 75W) có dây tóc làm Vonfram Điện trở dây tóc bóng đèn 200C R0 = 121 Tính nhiệt độ t dây tóc bóng đèn đèn sáng bình thường Cho hệ số nhiệt điện trở ( = 4,5.10-3K-1) Tuyensinh247.com 10.10 Dây tóc bóng đèn (220V – 100W) sáng bình thường nhiệt độ 24850C có điện trở lớn gấp 12,1 lần so với điện trở 200C Tính hệ số nhiệt điện trở  điện trở R0 bóng đèn 200C 10.11 Cho bảng số liệu phụ thuộc suất điện động cặp nhiệt điện sắt constantan vào hiệu nhiệt độ hai đầu mối hàn Tính hệ số nhiệt điện động T cặp nhiệt điện này? (T1 – 10 0,52 1,05 1,56 2,07 2,62 3,10 3,64 T2)(K)  (mV) Tuyensinh247.com 20 30 40 50 60 70