A. trong kĩ thuật hàn điện. trong điôt bán dẫn. trong bugi đánh lửa. trong kĩ thuật mạ điện. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật đó nhận thêm êlectron. Theo thuyết êlectro[r]
(1)(2)(3)(4)(5)MỤC LỤC
PHẦN TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1
1 Dịng điện chất khí 6
2 Dịng điện chân không 6
PHẦN LÝ THUYẾT + BÀI TẬP CHI TIẾT TỪNG CHƯƠNG 7
CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG 7
I LÍ THUYẾT 7
II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 9
III BÀI TẬP TỰ LUẬN 12
IV ĐÁP ÁN THAM KHẢO 15
CHƯƠNG 2: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI 29
I LÍ THUYẾT 29
II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 30
III BÀI TẬP TỰ LUẬN 34
IV ĐÁP ÁN THAM KHẢO 37
CHƯƠNG 3: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG 51
A DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 51
B DÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 54
C DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ VÀ TRONG CHÂN KHƠNG 60
D DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 63
PHẦN MỘT SỐ ĐỀ THI HỌC KỲ 68
ĐỀ 01 68
ĐỀ 02 73
ĐỀ 03 80
ĐỀ 04 85
(6)(7)PHẦN TÓM TẮT LÝ THUYẾT CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 1 Điện tích, vật nhiễm điện
+ Có hai loại điện tích (+) (-) Điện tích có kí hiệu q đơn vị (C – Culong)
+ Điện tích ngun tố có độ lớn q = 1,6.10-19(C): electron proton hai điện tích nguyên tố + Các vật mang điện số nguyên lần điện tích ngun tố: q = ne
+ Có ba cách nhiễm điện: cọ sát, tiếp xúc, hưởng ứng
2 Định luật Culong: Lực tương tác điện tích điểm q1; q2 đặt cách khoảng r mơi
trường có số điện mơi ε F12;F21 có:
2
r q q k F
; k = 9.109
2
2
N m C
3 Định luật bảo toàn điện tích: Trong hệ lập điện (hệ khơng trao đổi điện tích với hệ khác) tổng đại số điện tích hệ số
4 Điện trường
a Khái niệm: Là môi trường tồn xung quanh điện tích tác dụng lực lên điện tích khác đặt
b Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường khả tác dụng lực E
q F q F
E
Đơn vị: E(V/m)
q > : F phương, chiều với E q < : F phương, ngược chiều vớiE c Đường sức điện trường:
+ Khái niệm: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tuyến điểm đường trùng với hướng E điểm
+ Tính chất đường sức:
- Các đường sức điện đường cong khơng kín, xuất phát từ điện tích dương, tận điện tích âm
- Các đường sức điện khơng cắt
- Nơi có cường độ điện trường lớn đường sức vẽ mau nơi có cường độ điện trường nhỏ vẽ thưa
+ Điện trường đều:
- Có véc tơ cường độ điện trường điểm - Các đường sức điện trường đường thẳng song song, chiều, cách
d Véctơ cường độ điện trường E điện tích điểm Q gây điểm M cách Q đoạn r có:
2 r q k E
e Nguyên lí chồng chất điện trường:
1 n
E E E E
(tuân theo quy tắc hình bình hành) q1.q2 >
r r
q1.q2 <
r q >
M
r q <
(8)5 Công lực điện trường: Công lực điện tác dụng vào điện tích khơng phụ thuộc vào dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối đường điện trường => lực điện trường lực
AMN = q.E.M'N' = q.E.dMN
Trong điện trường đều: U E.d d
U
E
6 Điện thế, hiệu điện
a Điện thế: Điện V đặc trưng cho điện trường phương diện tạo điểm
b Hiệu điện thế: U hai điểm điện trường đại lượng vật lý đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích hai điểm UMN = VM - VN
c Thế điện trường: Thế W điện tích q điện trường đại lượng vật lý đặc trưng cho khả sinh cơng điện trường đặt điện tích q
d Cơng thức liên hệ: AMN = WM - WN = q VM - q.VN = q(VM-VN) = q.UMN
7 Tụ điện
a Định nghĩa: Tụ điện hệ vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện b Điện dung tụ: Là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ
một hiệu điện định Q
C Q CU
U
(C điện dung tụ (F), Q điện tích tụ (C), U hiệu điện thế tụ (V))
c Năng lượng điện trường tụ điện:
2 QU C Q CU W
2
(W đơn vị J – Jun) q: Lấy giá trị đại số đề cho ( dương âm)
dMN: Độ dài đại số hình chiếu quỹ đạo lên (lấy dấu + điện tích chuyển động hướng với lấy dầu – điện tích chuyển động ngược hướng với
(9)CHƯƠNG II DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI 1 Dòng điện
a Khái niệm: Dòng điện dịng dịch chuyển có hướng hạt mang điện
b Tác dụng dòng điện: Tác dụng từ (tác dụng bản), tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, tác dụng sinh lý
c Quy ước chiều dòng điện: chiều dịch chuyển điện tích (+)
d Điều kiện để có dịng điện: phải có hiệu điện đặt vào hai đầu vật dẫn
e Cường độ dòng điện: đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu dòng điện
t q I
(Δq lượng điện tích dịch chuyển – C; Δt thời gian – s; I cường độ dòng - A) f Dịng điện khơng đổi (dịng điện chiều): dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi
Khi cường độ dịng điện I q q const q It t t
2 Nguồn điện
a Khái niệm: Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện để trì dịng điện Mọi nguồn điện có hai cực, cực dương (+) cực âm (-)
b Suất điện động E: đại lượng vật lý đặc trưng cho khả thực công nguồn điện E
q A
(A công lực lạ nguồn điện, q điện lượng) c Ghép nguồn thành bộ:
Cách mắc Hình vẽ Suất điện động Điện trở Nối tiếp Eb = E1 + E2 + … + En rb = r1 + r2 + … + rn
Song song Eb = E rb =
n r
Hỗn hợp đối
xứng Eb= mE n
mr rb
d Cơng, cơng suất dịng điện, nguồn điện:
Dòng điện Tỏa nhiệt R Nguồn điện Đơn vị Công A = qU = UIt Q = I2.R.t Ang = q.E = E.I.t J - Jun
Công suất P = A/t = UI PQ = I2.R Png = EI W - Oát
e Hiệu suất nguồn điện: H = Acã Ých
A = E E
N N
U It U
= It
(10)3 Định luật Ôm cho loại đoạn mạch
Hình vẽ Biểu thức
Đoạn mạch chứa R
U
I U I.R
R
Mạch kín
= E A E
N B
I
R r U – I R r
Đoạn mạch bất kỳ
UAB = ± E1± E2 ± En ±IR
+ Đi từ A đến B gặp cực + E trước lấy dầu + ngược lại
+ Đi từ A đến B chiều I lấy dấu + ngược lại
4 Ghép điện trở
Sơ đồ mạch Cường độ dòng Hiệu điện Điện trở tương đương Ghép
nối tiếp
Int = I1 = I2 =In Unt = U1 + U2 + UN Rnt = R1 + R2 + + Rn
Ghép song song
Iss = I1 + I2 +In Uss = U1 = U2 = UN
N
1
ss R
1 R
1 R
1 R
1
A R B
I
A B
E, r R
I
A E1, r1 I En, rn R B
…
R1 R2 Rn
R1
R2
(11)CHƯƠNG 3: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG A DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
+ Các tính chất điện kim loại giải thích dựa có mặt electron tự kim loại Dòng điện kim loại dịng dịch chuyển có hướng êlectron tự
+ 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 dẫn kim loại tác dụng nhiệt Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ
Chú ý:
Bản chất dòng điện kim loại dịng chuyến dời có hướng electron ngược chiều điện trường
• Điện trở suất kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: 1 tt0 Trong đó:
+ σ: hệ số nhiệt điện trở (K1 )
+ ρ0: điện trở suất vật liệu nhiệt độ f0
• Suất điện động cặp nhiệt điện: E .T T 1T2 Trong đó:
+ T1 − T2 hiệu nhiệt độ đầu nóng đầu lạnh;
+ αT hệ số nhiệt điện động
Hiện tượng siêu dẫn tượng nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ T đó, điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị không
B DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
+ Dịng điện chất điện phân dịng chuyển dời có hướng ion điện trường
+ Hiện tượng điện phân tượng dòng điện tách hợp chất thành thành phần hóa học đưa chúng đến điện cực
+ Hiện tượng dưong cực tan tượng gốc axit dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan dung dịch cực dương bị mòn
Nội dung định luật Faraday:
• Định luật 1: Khối lượng chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó: m = kq
• Định luật 2: Đương lượng hóa học nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A
n nguyên tố Hệ
số tỉ lệ
F F gọi số Faraday:
1 A k
F n
Biêu thức kết hợp nội dung hai định luật:
Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật: m A .I.t F n
Trong đó:
+ m khối lượng chất giải phóng điện cực (g) + F số Faraday, F = 96464 c/mol ≈ 96500 c/mol
+ I cường độ dòng điện (A) t thời gian dòng điện chạy qua (s) + A khối lượng moi nguyên tử nguyên tố
(12) Chú ý:
+ Trong dung dịch, axit, bazơ, muối bị phân li thành ion
+ Hạt tải điện ion dương ion âm bị phân li từ phân từ chất điện phân
C DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ VÀ TRONG CHÂN KHƠNG 1 Dịng điện chất khí
+ Dịng điện chất khí dịng chuyển dời có hướng êlectron ion điện trường + Dẫn điện không tự lực: Biến khơng cịn tác nhân ion hóa
+ Dẫn điện tự lực: Duy trì nhờ tạo hạt tải điện ban đầu nhân số hạt tải điện lên nhiều lần nhờ dòng điện chạy qua
+ Hồ quang điện: Tự tạo electron nhờ phát xạ nhiệt electron từ catơt nóng Nhiệt độ catơt trì nhờ dòng điện, ứng dụng: làm đèn ống, hàn điện
+ Tia lừa điện: Tự tạo electron ion dưcmg nhờ ion hóa chất khí điện trường mạnh Xảy tia sét ứng dụng: làm bugi ô tô, xe máy
Chú ý:
Chất khí vốn khơng có hạt tải điện Các hạt tải điện (electron, ion) tạo nhờ tác nhân ion hóa 2 Dịng điện chân khơng
+ Là dòng chuyển động ngược chiều điện trường electron bứt tù điện cực + Diot chân không chi cho dịng điện qua theo chiều, gọi đặc tính chỉnh lưu + Tia catơt (tia âm cực) chùm electron bay tự Tia catôt mang lượng cao
+ Tia catơt tạo phóng điện qua chất khí áp suất thấp súng electron + Ứng dụng: làm điơt chân khơng, ống phóng điện tử đèn hình
Chú ý:
Chân khơng vốn khơng có hạt tải điện Dẫn điện đưa electron vào
D DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Chất bán dẫn nhóm vật liệu mà tiêu biểu gecmani silic
+ Điện trở suất chất bán dẫn có giá trị nằm khoảng trung gian kim loại điện môi + Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ tạp chất
+ Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện electron lỗ trống
+ Dòng điện chất bán dẫn dịng chuyển dời có hướng electron lỗ trống tác dụng điện trường
+ Bán dẫn chứa dono (tạp chất cho) loại n, có mật độ electron lớn so với lỗ trống Bán dẫn chứa axepto (tạp chất nhận) loại p, có mật độ lỗ trống lớn so với mật độ electron
(13)PHẦN LÝ THUYẾT + BÀI TẬP CHI TIẾT TỪNG CHƯƠNG CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG
I LÍ THUYẾT
1 Khi hai vật nhiễm điện chúng tương tác với nhau, có lực hút lực đẩy Có hai loại điện tích khác Điện tích dương xuất thủy tinh cọ xát vào lụa Có cách làm vật nhiễm điện : cọ xát, tiếp xúc hưởng ứng
2 Ta xác định xác lực tương tác hai điện tích điểm Theo định luật Cu-lơng, lực có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn hai điện tích điểm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Nếu đặt hệ điện tích vào mơi trường lực giảm lần, với số điện mơi mơi trường Biểu thức tốn học lực :
1 q q F k
r
Với k hệ số tỉ lệ, hệ SI : k = 9.109Nm2/C2
- Lực điện có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều lực đẩy hai điện tích dấu chiều lực hút trái dấu
3 Thuyết êlectron giải thích đầy đủ tượng điện Theo thuyết hạt nhân ngun tử có hạt mang điện dương chuyển động tự lớp vỏ có hạt êlectron linh hoạt rời khỏi nguyên tử vật Hạt êlectron có điện tích –1,6.10–19C
- Bình thường ngun tử trung hịa điện, bớt êlectron mang điện dương, nhận thêm êlectron mang điện âm
4 Các điện tích tương tác với thơng qua điện trường Cơ chế tác dụng sau : Khi có điện tích xuất đồng thời xung quanh có điện trường Nếu điện tích thứ hai đặt điện trường thứ chịu tác dụng điện trường Hiện tượng tương tự xảy theo chiều ngược lại với điện tích thứ hai
5 Để đặc trưng cho điện trường phương diện tác dụng lực cần có đại lượng vật lí Đó cường độ điện trường
- Để xác định cường độ điện trường điểm ta cần đặt điện tích thử q (có kích thước nhỏ) Khi chịu lực F
Ta có cường độ điện trường : F
E q
Biểu thức cho biết độ lớn : E F q
Về hướng : q > E
hướng F
, q <
thì E
ngược hướng F
- Ngược lại, biết cường độ điện trường E
xác định lực điện theo cơng thức : F q E
- Trong trường hợp đặc biệt, điện trường điện tích điểm (có kích thước nhỏ) Q gây xác định E
điểm cách Q đoạn r theo cách đơn giản sau : Có độ lớn E k Q2
.r
Có phương trùng với đường nối điện tích với điểm Có chiều : Nếu Q > E
hướng xa Q, Q < E
(14)- Nếu có hệ điện tích điểm Q1, Q2, …, Qn cường độ điện trường tổng hợp chúng gây
điểm xác định theo công thức :
1 n
E E E E
6 Khi đặt điện tích điện trường chịu tác dụng lực điện dịch chuyển Như lực điện sinh công, ta gọi công điện trường Người ta chứng minh, công điện trường không phụ thuộc dạng đường điện tích, phụ thuộc vị trí đầu cuối
7 Để đặc trưng cho điện trường phương diện sinh cơng, cần có thêm đại lượng vật lí Đó hiệu điện hai điểm
- Để xác định hiệu điện hai điểm M, N, ta cần xác định công AMN lực điện trường làm dịch
chuyển điện tích q từ điểm M đến N Khi hiệu điện : MN MN M N
A
U V V
q
Hiệu điện đại lượng đại số, trị tuyệt đối cho biết khả sinh công lớn hay nhỏ điện trường, dấu cho biết cơng sinh trường hợp cụ thể công phát động hay công cản
- Ngược lại biết hiệu điện UMNthìcó thể xác định công lực điện trường theo công thức
:
AMN = qUMN
- Trong trường hợp đặc biệt, điện trường cơng : AMN = q.E.M ' N '
Trong M’, N’ hình chiếu M N lên trục Ox trùng với đường sức điện ; M ' N ' độ dài đại số đoạn M’N’
Nếu AMN > lực điện trường sinh công phát động làm tăng tốc độ điện tích Nếu AMN <
điện trường sinh công cản làm giảm tốc độ điện tích 8 E
U hai đại lượng khác đặc trưng cho điện trường, chúng phải có mối liên hệ với Trong trường hợp điện trường đều, mối quan hệ độ lớn chúng :
MN
U U
E
d M ' N '
Với d khoảng cách M’, N’ 9 Tụ điện dụng cụ tích điện
- Điện dung tụ đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ Nó xác định theo cơng thức :
Q C
U
Với Q độ lớn điện tích tụ, U hiệu điện hai
- Trong trường hợp đơn giản tụ phẳng xác định điện dung dựa vào cấu tạo tụ
9
.S C
9.10 d
Trong đó, S diện tích phần đối diện hai tụ, số điện môi môi trường hai tụ
(15)1 n
1 1
C C C C
10 Vì hai tụ điện có điện trường nên có chứa lượng : 2
QU CU Q
W
2 2C
II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP
Chương có loại tập bản, ứng với kiến thức trọng tâm Lực Cu-lông ; Cường độ điện trường ; Hiệu điện – công lực điện trường ; Tụ điện
1 Ứng dụng định luật Cu-lông
Loại có dạng
a Vận dụng định luật Cu-lông để xác định lực điện biết đại lượng điện tích, khoảng cách điện tích, số điện mơi môi trường ngược lại Chú ý việc xác định lực bao gồm độ lớn hướng Việc xác định điện tích bao gồm độ lớn dấu Để làm tập cần hiểu rõ nhớ nội dung định luật Cu-lông vận dụng linh hoạt
b Tìm lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích hệ có từ điện tích điểm trở lên Ngun tắc chung :
- Tìm độ lớn lực tác dụng điện tích - Vẽ vectơ lực thành phần (vẽ tỉ lệ)
- Tìm vectơ hợp lực theo quy tắc cộng vectơ : F1 F21 F31 Fn1
- Dựa vào hình vẽ vectơ hợp lực tìm độ lớn hợp lực
c Tìm điều kiện để hệ điện tích cân Phải xuất phát từ điều kiện cân chất điểm :
1 21 31 n1
F F F F
Thông thường tập cho hệ điện tích điểm, ta cần xét điều kiện cân đủ điều kiện cho hệ cân Khi ta có F1 F21 F31
Từ suy F21
và F31
phải giá, ngược chiều có độ lớn
Thí dụ : Cho điện tích điểm q1 = 4μC ; q2 = 9μCđặt hai điểm A,
B chân không cách 50cm Xác định vị trí điểm đặt điện tích thứ ba qo để lực điện tác dụng lên điện tích khơng Điện tích qo
phải có giá trị để lực điện tác dụng lên q1 cũngbằng không
- Hướng dẫn giải :
Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 M : F0 F10 F20
(hình 1.1) Để F0
hai lực thành phần phải
- giá : M phải nằm đường thẳng AB
- ngược chiều : M phải nằm khoảng AB (vì hai điện tích dấu) - Bằng độ lớn : M phải thỏa điều kiện k q q1 02 k q q2 02
AM BM Từ có :
2
1
q BM
AM q
3
; Mặt khác AM = AB – BM = 50 – BM - Suy : AM = 20cm ; BM = 30cm
Lực điện tổng hợp tác dụng lên q1 : F1 F01 F21
Hai lực thành phần giá nên để F1
cần điều kiện
Hình 1.1.a
Hình 1.1.b
(16)- F01
phải ngược chiều với F21
Mà F21
đã hướng từ B sang A nên F01
phải hướng từ A sang B Suy q0<0
- Về độ lớn F01 phải F21 ; 02 21
q q q q
k k
AM AB ; Do :
2
0
q AM
q 1,44
AB
C
- Cuối : q0 = – 1,44μC
- Có thể lập luận để thấy với q0 q2 cân
2 Xác định cường độ điện trường
Loại có dạng
a Xác định cường độ điện trường điểm hệ điện tích điểm Q1, Q2,…Qn gây
Nguyên tắc chung :
- Tìm độ lớn cường độ điện trường điện tích gây - Vẽ vectơ cường độ điện trường thành phần
- Tìm vectơ cường độ điện trường tổng hợp theo quy tắc cộng vectơ :
1 n
E E E E
- Dựa vào hình vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp để tìm độ lớn b Bài tốn ngược, biết E
, tìm vectơ cường độ điện trường thành phần Nguyên tắc chung phải dựa vào công thức E E1 E E 2 n
Các bước tiến hành thay đổi
Thí dụ : Cho hai điểm A B nằm đường sức điện trường điện tích điểm Q gây Biết độ lớn cường độ điện trường A 36V/m, B 9V/m
- Tính độ lớn cường độ điện trường trung điểm M AB
- Nếu đặt thêm điện tích thứ hai Q vị trí đối xứng với điện tích thứ M cường độ điện trường A, M, B có giá trị ?
- Hướng dẫn giải :
- Cường độ điện trường Q gây A B có độ lớn :
A
Q
E k 36V / m
OA
; EB k Q2 9V / m
OB
Từ thấy OB OA
Mà OM OA OB
2
nên OM = 1,5.OA Cường độ điện trường M có độ lớn :
M 2 A
Q Q
E k k E
OM (1, 5.OA)
Do EM = 16V/m
- Nếu đặt thêm Q’ đối xứng với Q qua M điểm A, M, B có cường độ điện trường Q Q’ gây
Vì Q Q’ dấu nên cặp vectơ E EA 'A
; E EM 'M
; E EB 'B
đều ngược chiều Nhận xét độ lớn E’A = EB = 9V/m ; E’M = EM = 16V/m ;
E’B = EA = 36V/m
Do độ lớn cường độ điện trường tổng hợp A :
E = E – E’ = 27V/m ; M có E = ; B giống A, E= 27V/m
(17)3 Xác định hiệu điện công điện trường
Loại có dạng
a Trường hợp điện trường
- Sử dụng công thức AMN = q.E.M ' N ' Chú ý công thức AMN, Q, M ' N ' đại số
E độ lớn, dương Dấu AMN M ' N ' trình bày phần tóm tắt
- Sai sót thường gặp chưa xác định đại lượng M ' N ' Cách xác định : M ' N 'ON ' OM '.
- Thí dụ : Ba điểm A, B, C điện trường tạo thành tam giác vuông A, AC = 3cm Vectơ E
song song với AC, hướng từ A đến C có độ lớn 5.103V/m Tính cơng lực điện trường làm dịch chuyển êlectron từ B đến C
- Hướng dẫn giải :
Vì điện trường nên dùng công thức ABC = q.E
B' C'
Ở : B ' C 'OC ' OB ' = – B’C’ = –AC = –3cm
Do : ABC = –1,6.10–19.5.103(–3.10–2) = 24.10–18J Cơng dương
nên lực điện trường làm tăng động êlectron b Trường hợp tổng quát
- Sử dụng công thức MN MN M N
A
U V V
q
Các đại lượng công thức đại số - Cần lưu ý thứ tự điểm đầu cuối dịch chuyển điện tích Đơi cần áp dụng thêm định lí động phải ý đến động vị trí đầu cuối
- Thí dụ : Khi êlectron chuyển động từ điểm M đến N có hiệu điện UMN = –250V động
năng thay đổi ? - Hướng dẫn giải :
Công điện trường sinh làm êlectron chuyển động từ M đến N AMN = qUMN = –1,6.10 –19
.(–250) = 4.10–17J
Theo định lí động : ΔWđ = AMN = 4.10–17J
Vì ΔWMN>0 nên động êlectron tăng lượng 4.10–17J
4 Tụ điện
Loại có dạng
a Bài tốn cho hiệu điện thế, tìm điện tích tụ điện mắc thành
- Sử dụng công thức Q = CU Chú ý hiệu điện U đoạn mạch điện tích Q đoạn mạch
- Nếu có tụ bước : tìm điện dung tương đương tụ ; Tính Q ; Tính U đoạn ; Tính Q tụ Việc tính tốn theo trình tự mạch song song tính U trước (vì U giống nhau), mạch nối tiếp tính Q trước (vì Q giống nhau)
- Công thức sau quan trọng : tụ nối tiếp Q = Q1 = Q2 =…= Qn Nếu tụ mắc song
song Q = Q1 + Q2 +…+ Qn
b Bài tốn ngược, cho điện tích tụ, tìm hiệu điện điện dung tụ - Bài toán từ ngoài, tức từ tụ đến tụ
- Cách làm tốn xi
c Bài tốn thay đổi điện dung, điện tích tụ
- Theo công thức Q = CU, thay đổi điện dung mà hệ cô lập điện tích khơng đổi, hiệu điện phải thay đổi Nó biến đổi tỉ lệ nghịch với điện dung
(18)- Nếu điện tích biến đổi tụ theo định luật bảo tồn điện tích, phải có thay đổi điện tích tụ thứ hai Hãy tìm tụ dùng định luật bảo tồn điện tích cho chúng Nhưng ý đến dấu tụ có hai loại điện tích khác
Thí dụ : Cho hệ tụ điện mắc hình vẽ 1.4 Trong : UAB = 2V ;
C1 = C2 = C4 = 6μF ; C3 = 4μF Tính điện tích tụ điện lượng di chuyển qua khóa K đóng K
- Hướng dẫn giải :
- Khi K mở, C1nt [(C2 nt C3)//C4]
(hình 1.4a) Vì C2 nối tiếp với C3 nên
điểm N cô lập điện tích QN = ;
Khi K đóng, [(C1//C2)ntC4]//C3 (hình
1.4b)
C12 = C1 + C2 = 12μF ;
12
124
12
C C 12.6
C F
C C 12
;
Giả sử A dương, B âm Ta có : Q124 = C124.UAB = 4.10–6.2 = 8.10–6C
Q12 = Q124 = 8.10–6C ;
U12 =
6 12
6 12
Q 8.10
C 12.10
V ;
Q1 = Q2 = C1 U12 = 6.10–6
2
3 = 4.10
–6
C ; Q3 = C3.UAB = 4.10–6 = 8.10–6C ;
Q4 = Q124 = 8.10 –6
C
Vì K đóng, C2 khơng nối tiếp với C3, điểm N không cô lập mà có điện tích chạy qua khóa K đến Vì
điểm N nối với cực dương nên điện tích lúc sau N : QN = Q2 + Q3 = 4.10–6 + 8.10–6C = 12.10–6C ;
Như vậy, có dịng êlectron mang điện lượng 12.10–6C dịch chuyển qua khóa K theo chiều từ N đến A
III BÀI TẬP TỰ LUẬN A ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG
1 Hai điện tích điểm nhau, đặt chân không Khi khoảng cách chúng r = 2cm chúng đẩy với lực F = 1,6.10–4 N Tìm độ lớn điện tích Khoảng cách r'giữa chúng phải để lực tác dụng F' = 2,5.10–4N ?
2 Cho hai điện tích điểm q1, q2 cách 30cm khơng khí, lực tác dụng chúng F Nếu
đặt chúng dầu lực yếu 2,25 lần Vậy cần dịch chuyển chúng khoảng để lực F ?
3 Hai chất điểm giống nhau, nhận 106 êlectron Tìm khối lượng chất điểm để lực tĩnh điện lực hấp dẫn
4 Hai cầu nhỏ tích điện giống đặt khơng khí cách đoạn 1m, đẩy với lực 1,8N Điện tích tổng cộng chúng 3.10–5C Tìm điện tích cầu
5 Hai cầu kim loại nhỏ giống mang điện tích q1 ,q2 trongkhơng khí cách 2cm
Chúng đẩy với lực F = 2,7.10–4N Cho hai cầu chạm đưa vị trí cũ chúng đẩy với lực F’= 3,6.10–4N Tính q1, q2
6 Ba điện tích điểm q1 = –10–8C, q2 = 2.10–8C, q3 = 4.10–8C đặt ba điểm A,B,C
Hình 1.4
Hình 1.4a
(19)khơng khí với AB = 5cm, AC = 4cm, BC = 1cm Tìm lực tác dụng lên điện tích
7 Ba điện tích điểm q1 = 4.10–8C ; q2 = –4.10–8C ; q3 = 5.10–8C đặt khơng khí ba đỉnh A, B,
C tam giác cạnh a = 2cm Xác định vectơ lực tác dụng lên ba điện tích
8 Hai điện tích q1 = 4.10–8C ; q2 = –8.10–8C đặt A, B nước có số điện mơi 81
Xác định lực tác dụng lên q3 = 2.10–8C đặt điểm C nước với CAAB, biết CA = 3cm, AB =
4cm
9 Hai điện tích điểm q1 = 2.10–8C ; q2 = 1,8.10–7C đặt A, B khơng khí với AB = 12cm Đặt
một điện tích q3 điểm C Hỏi C nằm đâu để q3 cân ? Cân bền hay khơng bền ? Tìm dấu
và độ lớn q3 để q1, q2 cân
10 Cho hai điện tích dương q1 = q q2 = – 4q đặt hai điểm A B khơng khí cách
một khoảng a = 30cm Phải chọn điện tích thứ ba q0 đặt đâu để hệ cân ? Trong
trường hợp :
a q1 q2 giữ cố định
b q1 q2 không giữ cố định
11 Ở đỉnh hình vng cạnh a đặt điện tích q = 10–8C Xác định dấu, độ lớn điện tích điểm q0 đặt tâm hình vng để hệ điện tích cân ?
12 Hai cầu nhỏ giống có khối lượng m = 0,1g, mang điện tích q = 10–8Cđược treo vào điểm hai dây mảnh khơng khí Khoảng cách hai cầu a = 3cm Tìm góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng (g = 10m/s2)
B CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG
1 Một cầu nhỏ mang điện tích q =10–6 C Xácđịnh vectơ cường độ điện trường điểm M cách tâm cầu 12cm Tìm lực tác dụng lên điện tích điểm q0 = –5.10–6C đặt điểm
2 Cho hai điện tích điểm q1 = 8.10–8C ; q2 = –8.10–8C Đặt A, B khơng khí với AB = 10cm
Xácđịnh vectơ cường độ điện trường : a trung điểm O AB
b điểm M với MA = 5cm, MB = 15cm
3 Hai điện tích điểm q1 = –4.10–8C ; q2 = 4.10–8C đặt A, B khơng khí với AB = 6cm Xác
định vectơ cường độ điện trường điểm M trung trực AB, cách AB đoạn 4cm
4 Hai điện tích điểm q1 = q2 = 10–8C đặt hai điểm A, B khơng khí với AB = 8cm Một điểm
M trung trực AB, cách AB đoạn h Xác định h để cường độ điện trường điểm M cực đại 5 Hai điện tích điểm q1, q2 đặt hai điểm A B cách 60cm Khi điện trường điểm C
nằm đoạn AB, cách A 20cm 2160V/m Nếu đổi chỗ q1 q2 điện trường C có độ lớn
là 7290V/m Xác định q1, q2
6 Hai điện tích điểm q1, q2 đặt A,B khơng khí, AB = 10cm Tìm điểm C cường độ
điện trường tổng hợp không Xét hai trường hợp : a q1 = 36.10–6C q2 = 4.10–6C
b q1 = –36.10–6C q2 = 4.10–6C
7 Tại đỉnh A,C hình vng ABCD đặt q1 = q2 = q Hỏi phải đặt B điện tích q3
bao nhiêu để cường độ điện trường D không ?
8 Một lắc điện có l = 0,5m, đặt điện trường có phương ngang, E = 3000V/m Quả cầu tích điện q = 4C Ở trạng thái cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc Nếu đổi chiều điện trường vị trí cân cách vị trí cân cũ 0,5m Hãy xác định khối lượng cầu C CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG - ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
(20)2 Êlectron chuyển động không vận tốc đầu từ A đến B điện trường có UBA = 45,5V Tìm
vận tốc êletron B
3 Hai kim loại phẳng đặt nằm ngang, song song cách d = 10cm Hiệu điện hai U = 100V Một êlectron có vận tốc đầu vo = 5.106m/s chuyển động dọc theo đường sức phía
âm Êlectron chuyển động ? Giả định cho điện trường bỏ qua trọng lượng êlectron 4 Hai kim loại phẳng đặt nằm ngang, song song cách d = 1cm Hiệu điện hai U = 1000V Một giọt thủy ngân nằm lơ lửng hai Hiệu điện hai giảm U’ = 995V Hỏi sau giọt thủy ngân rơi chạm ?
5 Xét tam giác vuông ABC vuông A điện trường có E = 4.103V/m cho AB song song với đường sức Chiều điện trường hướng từ A đến B AB = 8cm, AC = 6cm Tính UAB UBC Tính cơng cần thiết để dịch chuyển êlectron từ C đến B
6 Giữa hai điểm A, B có hiệu điện có điện tích q = 10 – 6C thu lượng W = 2.10 –4J dịch chuyển từ A đến B ?
7 Một êlectron bay với vận tốc v = 1,2.107m/s từ điểm có điện V1 = 600V theo hướng điện
trường Hãy xác định điện V2 điểm mà êlectron dừng lại
8 Giữa hai điểm M, N có UMN = 100V Tính cơng lực điện trường êlectron dịch chuyển
từ M đến N
9 Để di chuyển điện tích q = 10 –4C từ xa vào điểm M điện trường cần thực cơng 5.10–5 J Tìm điện M
10 Khi bay qua hai điểm M, N điện trường, êlectron tăng động thêm 250eV (1eV = 1,6.10–19J) Tính UMN
D TỤ ĐIỆN
1 Tính điện dung tụ hình 1.5, biết C1 = 2C2 =
4C3 = 8C4 = 8C
2 Tính điện dung tương đương tụ, điện tích hiệu điện tụ hình 1.6 Biết C1 = 2F, C2 = 4F, C3 = 6F, U = 100V
;
3 Hai tụ khơng khí phẳng có C1 = 0,2F, C2 =
0,4F, mắc song song Bộ tụ tích điện với U = 450V ngắt khỏi nguồn Lấp đầy tụ C2 chất điện mơi có
= Tính hiệu điện tụ điện tích tụ
4 Một tụ điện phẳng
khơng khí, hai hình vuông cạnh a = 20cm, khoảng cách hai b = 5mm a Nối hai với hiệu điện 50V Tính điện tích tụ điện
b Đưa đồng thời hai tụ vào mơi trường có số điện mơi = Tính điện tích lúc tụ điện
5 Hai tụ C1 = 3F, C2 = 2F, tích điện đến hiệu điện U1 = 300V U2 = 200V Sau ngắt
tụ khỏi nguồn nối tụ với Tính hiệu điện tụ, điện tích tụ điện lượng qua dây nối trường hợp :
1 Nối dấu với Nối trái dấu với
6 Hai tụ phẳng có C1 = 1F, C2 = 0,2F chịu hiệu điện tối đa U1 = 200V, U2 = 600V
Hình 1.5
(21)Khoảng cách 0,02mm, khoảng khơng gian hai tụ có chất điện mơi = a Tính diện tích tụ
b Tính điện dung tụ hiệu điện lớn mà tụ chịu + mắc nối tiếp ;
+ mắc song song
7 Cho C1 = 2F, C2 = 6F C3 = 16F mắc theo sơ đồ hình 1.7
a Biết điện trường cực đại mà tụ chịu E = 3.105V/m Khoảng cách hai tụ d1 = 0,08mm, d2 = 0,09mm, d3 = 0,05mm Hãy
xác định hiệu điện cực đại đặt vào tụ
b Khi mắc tụ với hiệu điện U = 40V điều xảy
8 Một tụ điện phẳng có điện dung C0 = 1F, khoảng cách hai tụ
là d = 5mm
a Điện dung tụ hai tụ đặt kim loại song song đối diện với hai bản, có chiều dày 1mm
b Nối tụ với U = 200V Cho kim loại di chuyển tới sát tụ Trong q trình tụ có bị đánh thủng hay không ? Biết điện trường khơng khí đạt tới giá trị 3.106V/m khơng khí trở thành dẫn điện
9 Bốn kim loại A, B, C, D giống đặt song song cách Diện tích S = 1m2, khoảng cách hai liên tiếp d = 1mm Hãy tìm điện dung tương đương tụ tạo thành sau :
a Hai cực tụ A D
b Hai cực B C, A nối với D
10 Một hạt điện tử bay vào khoảng không gian hai kim loại tụ điện phẳng với vận tốc ban đầu v0 = 2,5.107m/s theo hướng nghiêng góc = 15o so với tích điện dương, độ dài l
= 5cm, khoảng cách hai d = 1cm Tính hiệu điện hai biết khỏi tụ điện, hạt điện tử bay theo hướng song song với hai
IV ĐÁP ÁN THAM KHẢO
A Định luật Cu – Lông 1
Ta có: F 1, 6.10 ;4 r0, 02m
Độ lớn lực tương tác điện
2
1
1 2
q q F r 2, 67.10
F k q q
r k
Để
2
2 2, 5.10 0, 016 1,
kq
F N r m cm
F
2
Khi đặt dầu, lực tương tác điện tích yếu 2,25 lần nên 2, 25 Khi đặt ngồi khơng khí lực tương tác hai điện tích F k q q1 22
r
Khi đặt dầu, lực tương tác điện tích ' 22 ' q q
F k
r
(22)Để 2
2
' ' 13, 333
'
q q q q r
F F k k r cm
r r
3
Lực tĩnh điện hai vật
2
2
q q q
F k k
r r
Lực hấp dẫn hai vật
2
2
' m m m
F G G
r r
Để
2
6 19
2 11
9.10
' 10 1, 6.10 1,86.10
6, 67.10
kq Gm k
F F m q kg
r r G
4
Hai điện tích tích điện giống nhau, đặt cạnh đẩy tổng điện tích chúng dương nên hai cầu mang điện tích dương gọi điện tích cầu q q 1, 2
Khi ta có
2 10 2 2.10
kq q r F
F q q
r k
Lại có q1q23.105q12.10 C,5 q2105C 5
Khi đặt cầu khơng khí:
2
1 17
1
2 1, 2.10
q q Fr
F k q q
r k
(1)
Sau cho hai qủa cầu chạm đưa vị trí cũ 1' 2'
2
q q
q q , đó: 2 2 ' 8.10 ' q q k
F q q
r
(2)
Giải pt (1) (2) ta q1 6.109C q, 2 2.109C
q1 6.10 C,9 q2 2.109C
6
Tại điện tích điểm q1 ta có: 21 31 22 32 2,97.10
q q q q
F F F k k N
AB AC
Tại điện tích điểm q2 ta có:
1 2
2 12 32 2 0, 07128
q q q q
F F F k k N
AB BC
Tại điện tích điểm q3 ta có:
1 3
3 13 23 0, 07425
q q q q
F F F k k N
AC BC
7
Ta có: F12 F21 k q q1 22 0, 036N AB B F F F 32 F 23 F 21 F 12 F B C
A F12
(23)1
13 31 23 32 0, 045
q q
F F F F k N
a
Tại điểm A:
2 2
1 21 31 21 31
2 .cos 120 1, 701.10 0, 04124
F F F F F
F N
Tại điểm B ta có:
2 2
2 12 32 12 32
2 cos 60 4, 941.10 0, 0703
F F F F F
F N
Tại điểm C ta có:
2 2
3 13 23 13 23
2 cos 120 2, 025.10 0, 045
F F F F F
F N 8 Ta có:
2 3
23 32
1 3
13 31
5, 76.10
8.10 q q
F F k N
BC q q
F F k N
AC
Hợp lực tác dụng lên q là: 3
2 2
3 23 13 23 13
3
2 cos 4,18816.10
6, 47.10
F F F ACB F F
F N 9
Để hệ điện tích cân lực điện điện tích tác dụng lên điện tích cịn lại phải Để điện tích q cân 3 q phải nằm 3 q q 1, 2
Để q1, q2 cân q phải mang điện tích âm 3
Ta có: 1
13 23 2
1 2
1
3
q q r q
F F r r
r r r q
Mà r1r212r13cm r, 29cm Để q2 cân
3 8
32 12 2 2 3
2 2
2 1,125.10 1,125.10 16
q q q q
F F q q C q C
r r r r
r r 10
a q1 q2 giữ cố định hệ cân q0
nằm q1 q2 gần q1 q0
dương âm
Hệ cân
10 20 2 2
1 2
1
2
q q
F F r r
r r r r
A B C F F 23 F 32 F F 31 F 13 F 21 F 12 F
q q0
2 q r r
q q3 q2
(24)Mà r2r130r130cm r, 260cm b q1 q2 không giữ cố định
Hệ cân vị trí q0 giống câu a q0 phải mang điện tích âm
Điều kiện cân q1
2
0 2
01 21 2
1 2
q q q r
F F q q
r r r
11 Ở đỉnh hình vng cạnh a đặt điện tích q = 10–
8
C Xác định dấu, độ lớn điện tích điểm q0 đặt tâm
hình vng để hệ điện tích cân ?
Do đỉnh hình vng đặt điện tích q có dấu độ lớn nên điện tích đặt tâm hình vng nói trạng thái cân nên hệ cân hợp lực tác dụng lên điện tích đỉnh hình vng
Tại điện tích q2 ta có: F F32F12F42
Gọi
7
32 12 21
9 2.10 cos 45
A A
F F F F F N
a
4
42 2
4, 10
2
A A
q q
F F F k F N
a a
Để q2 cân thìF phải ngược chiều độ lớn với F nên q02 phải mang điện tích âm
Ta có:
7
0
9
02 2
4, 10 10
9.10 9, 6.10
2
q
F F q C
a a 12 Ta có:
2
9
2
3 9.10 10 0, 03
tan 45
0,1.10 10 đ kq F a P mg
B Cường độ điện trường 1
Một cầu nhỏ mang điện tích q =10–6 C Xácđịnh vectơ cường độ điện trường điểm M cách tâm cầu 12cm Tìm lực tác dụng lên điện tích điểm q0 = –5.10–6C đặt điểm
- Vectơ cường độ điện trường EM điểm M có:
+ Phương: nằm đường thẳng nối từ điểm M đến tâm cầu + Chiều: Hướng xa cầu (do q > 0)
+ Độ lớn: EM k q2 625000 V / m r
- Lực tác dụng lên điện tích điểm M là: F q E0 M3,125 N 2
Cho hai điện tích điểm q1 = 8.10–8C ; q2 = –8.10–8C Đặt A, B khơng khí với AB = 10cm Xác
định vectơ cường độ điện trường :
(25)a trung điểm O AB
b điểm M với MA = 5cm, MB = 15cm
a Gọi E1,E2 cường độ điện trường điện tích q1, q2 gây O
+ Do O trung điểm AB nên: OA OA AB cm 0, 05 m
+ Ta có:
1
1
2
2
q
E k 28,8.10 V / m
OA q
E k 28,8.10 V / m
OB
+ Các E1,E2được biểu diễn hình vẽ
+ Gọi EO
là vecto cường độ điện trường tổng hợp O Ta có: EO E1E2
Do E1,E2cùng phương, chiều, độ lớn nên: 5 O
E E E 57, 6.10 V / m
+ Vậy cường độ điện trường tổng hợp O có phương AB, chiều từ O đến B độ lớn 57,6.105 (V/m)
b Gọi E1,E2 cường độ điện trường điện tích q1, q2 gây M
+ Ta có:
1
1
2
2
q
E k 28,8.10 V / m
MA q
E k 32.10 V / m
MB
+ Các E1,E2được biểu diễn hình vẽ
+ Gọi EOlà vecto cường độ điện trường tổng hợp O Ta có: EO E 1E2 Do E1,E2cùng phương, ngược chiều nên: 5
M
E E E 3, 2.10 V / m
+ Vậy cường độ điện trường tổng hợp M có phương AB, chiều từ M đến A độ lớn 3,2.105 (V/m)
3
Hai điện tích điểm q1 = –4.10–8C ; q2 = 4.10–8C đặt A, B khơng khí với AB = 6cm Xácđịnh
vectơ cường độ điện trường điểm M trung trực AB, cách AB đoạn 4cm + Gọi E E cường độ điện trường điện tích 1, 2 q q gây M 1, 2
+ Vì độ lớn hai điện tích điểm M hau điện tích ( nằm đường trung trực AB)
Nên:
+ O
-A B
1
E
2
E
+
-M A B
1
E
2
(26)8
1 2 2 2
4.10
9.10 144000
(3 ).10
q q V
E E k k
r MH HA m
+ Các vecto E E1, 2
biểu diễn hình vẽ: + Vì E1E2 nên ME EE hình thoi nên: 1 2
1
0
2 cos cos
1
2 cos 60 2.144000 144000
ME MK ME E E
V E E m
+ Do ME EE hình thoi nên ME song song với AB Vật vecto cường 1 2 độ điện trường tổng hợp M có điểm đặt M, phương ME, chiều từ M đến E có độ lớn 144000 V
m
4
Hai điện tích điểm q1 = q2 = 10–8C đặt hai điểm A, B khơng khí với AB = 8cm Một điểm M
trung trực AB, cách AB đoạn h Xác định h để cường độ điện trường điểm M cực đại + Gọi E E cường độ điện trường điện tích 1, 2 q q gây M 1, 2
+ Vì độ lớn hai điện tích điểm M hau điện tích ( nằm đường trung trực AB)
Nên:
1 2 2
q q
E E k k
r MH HA
+ Các vecto E E1, 2 biểu diễn hình vẽ: + Vì E1E2 nên ME EE hình thoi nên: 1 2
1 2 2 2
2 2 2
2
2 cos cos
( )
kq HA kq HA
ME MK ME E E
MH HA MH HA
MH HA Ta có: 2
2 2
2
HA HA
MH HA MH
Áp dụng bất đăng thức Cô – Si cho số khơng âm, ta có:
max
3
2
3
2 2
2
27
3
4
2 2
3 3
M M
MH HA HA MH
MH HA MA MH
kq kq MA
E E MH cm
MA MA 5
Hai điện tích điểm q1, q2 đặt hai điểm A B cách 60cm Khi điện trường điểm C nằm
đoạn AB, cách A 20cm 2160V/m Nếu đổi chỗ q1 q2 điện trường C có độ lớn
7290V/m Xác định q1, q2
+ Giả sử q q trái dấu 1, 2
Điện trường C điện tích tác dụng lên hai trường hợp là:
1 q q M A
B H
(27)
9
1 2
1 2 2 2
9
1 2
2 2 2
9.10 2160
40.10 20.10
9.10 7290
40.10 20.10
q q q q V
E k
AC BC m
q q q q V
E k
BC AC m
Giải hệ phương trình gồm hai phương trình trên, ta được:
1
8
1, 6.10
3, 2.10
q C
q C
6 Hai điện tích điểm q1, q2 đặt A,B khơng khí, AB = 10cm Tìm điểm C cường độ điện
trường tổng hợp khơng Xét hai trường hợp : a q1 = 36.10–6C q2 = 4.10–6C
b q1 = –36.10–6C q2 = 4.10–6C
a Hai điện tích tích điện dấu nên ta có:
1
2
q q
E k
AC BC
AC BC AB
Thay số giải hệ phương trình ta được: 0,075
AC m
b Hai điện tích tích điện trái dấu nên ta có:
1
2
q q
E k
AC BC
AC BC AB
Thay số giải hệ phương trình ta khơng thu giá trị AC
7 Tại đỉnh A,C hình vng ABCD đặt q1 = q2 = q Hỏi phải đặt B điện tích q3 bao
nhiêu để cường độ điện trường D không ?
Gọi E E E 1, 2, 3 véc tơ cường độ điện trường điện tích điểm đặt A,C,B gây đỉnh D hình vng ABCD
1 2
2
12 12 2 q
E E k
a
E E E E E E E
Theo nguyên lý chồng chất điện trường: 12 12 D
E E E E E E E E
Suy ra:
3
2
2 2
2
q q
k k q q
a a
8 Một lắc điện có l = 0,5m, đặt điện trường có phương ngang, E = 3000V/m Quả cầu tích điện q = 4C Ở trạng thái cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc Nếu đổi chiều điện trường vị trí cân cách vị trí cân cũ 0,5m Hãy xác định khối lượng cầu
(28)Cùng điện tích độ lớn cường độ điện trường nên độ lớn lực điện trường hai thời điểm trước sau đổi chiều điện trường nên lực điện tác dụng lên điện tích hai trường hợp thời điểm
.sin xl
Theo đề, nhìn vào hình vẽ ta có:
2 sin 0,5 sin
2
s x l m rad
Lại có 3
tan tan 30
3
3 3.4.10 3000
2.07.10 2,07
3 10
đ đ
F F
P P
q E qE
m kg g
mg g
C Công lực điện trường – điện - hiệu điện 1
+ Công lực điện trường q dịch chuyển cạnh AB:
0
.cos 120 10 300.0, 2.cos120 3.10
AB AB
A q E d q E a J
+ Công lực điện trường q dịch chuyển cạnh BC:
8
10 300.0, 6.10
BC BC
A q E d q E a J
+ Công lực điện trường q dịch chuyển cạnh AB:
0
.cos 120 10 300.0, 2.cos120 3.10
CA CA
A q E d q E a J
2
+ Ta có: 2 2.e 6
W W 4.10 /
2
B A
AB
d d AB e B e A AB B
e U
A m v m v eU v m s
m
3
+ Biểu diễn electron chuyển động hai kim loại hinh vẽ
+ Cường độ điện trường hướng thẳng đứng lên (từ dương đến âm)
+ Electron mang điện tích âm điện trường, lực điện hướng ngược chiều điện trường Suy gia tốc ngược hướng điện trường ngược hướng chuyển động e Do vậy, electron chuyển động chậm dần
+ Gia tốc:
19
14 31
1, 6.10 100
1, 758.10 / 9,1.10 0,1
U q
F q E d qU
a a m s
m m m md
+ Vậy electron chuyển động chậm dần với gia tốc 1,758.1014 m/s2
q q T E P
F
(29)4
+ Khi giọt thủy ngân nằm lơ lửng (cân bằng) hai bản:
1
1
q U q g
P F mg
d md U
+ Khi hiệu điện giảm U’:
2
2 '
10
' ' 1000 95 0, 05 /
1000 q U q U
P F ma ma
d d
q g
a U U U U m s
md U
+ Thời gian rơi giọt thủy ngân:
2
1 0, 01
0, 45
2 0, 05
d d
s at t s
a
5
+ . . 4.10 0, 083 320
AB AB
A E d E AB V
+ 3
.AB.cos180 4.10 0, 08 320
BC BC
A q E d E V
+ Công để dịch chuyển electron từ C đến B là:
19 17
1, 6.10 320 5,12.10
CB CB BC
A q U q U J
6
+ Năng lượng thu công lực điện trường:
4 W 2.10
W 200
10
q U U V
q
7
+ Ta có:
2
2
2
2 1 2
1
W W 190,5
2 2
e
d d AB e e
m v
A m v m v e V V V V V
e
8
+ Công lực điện trường êlectron dịch chuyển từ M đến N:
19 17
1, 6.10 100 1, 6.10
MN MN
A e U J
9
+ Điện vô cực V 0
+ 5.10 0, 10
M M M
A
A q V V qV V V
q
10
+ Ta có: W W 250 250 250
N M
d d MN MN MN
eV
A eV eU U V
e
D Tụ điện 1
Từ hình vẽ ta vẽ lại mạch:
(30)Điện dung tụ: 2 3 4
2
4
8
C C
C C C C
C C C C
C C C C
Lúc này, điện dung tụ tính sau:
4
8
b
C C C C C C C C
C C
C C C C C C C C
2
a Ta thấy mạch gồm C nt C nt C nên điện dung tương đương mạch tính theo cơng thức: 1 2 3
1
1 1 1 1 11
.10
2 12
12 11 td
td
C C C C
C F
Điện tích tụ là: 1 2 3 12.100 109 11
td
Q Q Q C U C Điện tụ là:
1 1 2 3 109 54,5 109 27, 25 109 18,17 Q U V C Q U V C Q U V C
b Mạch gồm C ntC1 2/ /C3 nên điện dung tương đương bằng:
1 2.4 7,33 td C C
C C F
C C
Vì cấu tạo mạch nên ta có: U3U12U 100V Điện tích tụ là: QC U 7,33.100733C Điện tích qua tụ C là: 3 Q3C U3 36.100600C
Điện tích tụ cịn lại: Q1Q2Q Q 3733 600 133 C Điện qua tụ C C là: 1; 2
1 1 133 66,5
100 66,5 33,5
Q
U V
C
U U U V
c Mạch gồm: C nt C1 2/ /C3 nên điện dung tụ
1 3
1,67 td
C C C
C F
C C C
Điện tích tụ C : 1
1 23 td 1, 67.100 100 Q QQ C U C Điện qua tụ :
(31)1 1 167 83,5 Q U V C
2 100 83,5 16,5 U U UU V Điện tích tụ lại là:
2 2 3
4.16,5 66 6.16,5 99
Q C U C
Q C U C
3
Ta có: điện dung tụ C sau bị lấp đầy điện môi :2 2' 9 2 2 8.10 7 9.10
S
C C C F
d
Ta thấy rằng: điện tích tụ C khơng đổi, mà điện dung tụ tăng gấp đôi sau lấp đầy chất điện 2 môi
Theo công thức hai tụ mắc song song: '
1 2
C C C
Q Q Q
Ta có hiệu điện tụ
7
1 1 2
' ' 7
1 2
'
1
' '
2
2.10 450 4.10 450 270 2.10 8.10
2.10 270 5, 4.10 8.10 270 2,16.10
Q Q Q C U C U
U V
C C C C C
Q C U C
Q C U C
4
a Điện dung tụ:
2
11
9
1 0,
7,07.10 9.10 9.10 5.10
S C F d
Điện tích tụ: QC U 7,07.10 5011 3,535.109C
b Điện dung tụ sau lấp đầy chất điện môi:
10
9
4 0,
2,83.10 9.10 9.10 5.10
S C F d
c Điện tích tụ lúc bằng: Q C U 2,83.10 50 1, 415.1010 8C
5
a Khi nối dấu, có phân bố lại điện tích Giả sử điện tích tụ lúc Q1' Q2' dấu chúng hình a:
Áp dụng định luật bảo tồn điện tích cho nối A – M:
' ' ' '
1 2 1300
Q Q Q Q Q Q C Sau ghép ta có:
'
' ' ' '
1 2
1 ' '
'
3
2
AB MN
U U U U
Q Q Q Q
C C Q Q
(32)Điện tích A trước sau nối là: ' 900 780 A A Q C Q C
Vậy điện lượng qua dây nối là: q Q1AQ1'A900 780 120 C
b Khi nối trái dấu, có phân bố lại điện tích Giả sử điện tích tụ lúc Q1' Q2' dấu chúng hình b:
Áp dụng định luật bảo tồn điện tích cho nối A – M:
' ' ' '
1 2 500
Q Q Q Q Q Q C Sau ghép ta có:
'
' ' ' '
1 2
1 ' '
'
3
2
AB MN
U U U U
Q Q Q Q
C C
Q Q
1 2 ta giải được: ' ' 300 280 Q C Q C
Điện tích A trước sau nối là: 1' 900 300 A A Q C Q C
Vậy điện lượng qua dây nối là: ' 1A 1A 900 300 1200
q Q Q C
6
a Ta có:
9
9
.9.10
9.10
S S C d
C S
d d
Vậy diện tích tụ là:
9
2
1
9
2
2
.9.10 d 10 9.10 0.02.10
0, 45
.9.10 d 0, 2.10 9.10 0.02.10
0,09 C S m C S m
b Khi tụ mắc nối tiếp:
1
1.0,
0,17 0, b
C C
C F
C C
Hiệu điện lớn mắc vào mạch: Umax U1U2800V Khi tụ mắc song song:
1 0, 1, b
C C C F
Hiệu điện cực đại tụ (để tụ hoạt động): max min( 1; 2) 200
b
U U U V
7
(33)5 1max
5
2 max
5
3max
3.10 0, 08.10 24 3.10 0, 09.10 27 3.10 0, 05.10 15
U E d V
U E d V
U E d V
Ta có: 2
2 16 5,33 16 b
C C C
C F
C C C
Có Ub U12U3UbmaxU12 maxU3max tụ hoạt động bình thường hiệu điện cực đại không vượt hiệu điện tụ,
12 max 1max 24 bmax 12max 3max 24 15 39
U U V U U U V
b Với U 40V QC U 5,33.40213CQ12Q3213C Suy ra:
3 213 13,31 15 16 Q
U V V
C
Từ ta tính U1U2 U U340 13.3 26, 7V
Nhìn vào hiệu điện thế, ta thấy, U 3 U không vượt điệu điện cực đại 2 tụ C C nên chúng hoạt động bình thường 3; 2 U1U1max nên tụ điện C bị đánh thủng 1
8
Sau đặt kim loại song song, ta tạo hệ tụ nối tiếp hình: Bộ tụ lúc gồm tụ mắc nối tiếp
9
2 0.9.10 d 10 9.10 5.10 180
1 C
S m
6
1 9
1
6
2
2 9
2
180 5.10
9.10 9.10 10
180
5.10 9.10 9.10 10
S S
C F
d d a a
S S C F d d 6
3 9
3
180 5.10
1, 25.10 9.10 9.10 (4 ).10
S S
C F
d d a a
Điện dung tụ thỏa mãn:
1
1 1
b
C C C C
9
a Bộ tụ lúc gồm ba tụ mắc nối tiếp; Điện dung tụ là:
9
9
8,84.10 9.10 9.10 10
S C F d
Điện dung tương đương là:
9
1 8,84.10
3 2,95.10 3 b b C C F C C
b Khi nối tụ theo yêu cầu, ta hình vẽ, ta viết lại mạch hình dưới: Khi ấy, điện dung tương có là:
C
C2
3
(34)9
1
2
3
.8,84.10 13,3.10
2 2
b
C C C
C C C C F
C C
10
+ Chuyển động hạt phân tích thành hai chuyển động Theo phương ngang, hạt chuyển động thẳng đều, với vận tốc ban đầu v0x v0cos, theo phương thẳng đứng, hạt chuyển động biến đổi với vận tốc đầu v0y v0sin
+ Phương trình vận tốc theo trục: 0
cos
sin x
y
v v
v v at
+ Vì khỏi điện trường, vận tốc có phương ngang nên thành phần v y , ta có:
0
sin
sin v
v at t
a
+ Phương trình chuyển động theo phương Ox:xv0cost Khi khỏi điện trường xLv0costx 2 Từ 1 2 ta có:
0
sin
cos v
v L
a
Mà gia tốc electron chuyển động điện trường:
q E q U
F a
m m m d
Suy ra:
2
0
0
sin sin
cos 177,
2
v m d v
v L U V
q U q L
m d
(35)CHƯƠNG 2: DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI I LÍ THUYẾT
1 Dịng điện dịng chuyển dời có hướng hạt mang điện Chúng gây tác dụng từ, hóa, nhiệt…
- Khi có dịng điện khoảng thời gian Δt có điện lượng Δq chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn Đại lượng I q
t
cho biết tác dụng dịng điện mạnh hay yếu nên sử dụng gọi cường độ dịng điện
- Vì Δq khơng tỉ lệ với Δt nên I giá trị trung bình Nếu Δt nhỏ I cường độ dòng điện tức thời (tương tự vận tốc tức thời chuyển động học)
- Nếu Δq tỉ lệ với Δt I khơng đổi tính theo cơng thức I q t
(q điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn khoảng thời gian t bất kì)
- Chương khảo sát dịng điện khơng đổi Đó dịng điện có chiều I khơng đổi
2 Như biết, để có dịng điện phải có vật dẫn hiệu điện đặt vào vật Do cần phải có dụng cụ để tạo trì hiệu điện Đó nguồn điện Vậy làm để nguồn điện làm ?
- Khi ta nối hai điểm M, N có hiệu điện UMN > 0, tức điểm M có tích tụ điện tích
dương, điểm N tích tụ điện tích âm Nối MN dây dẫn lực điện trường làm điện tích dương dịch chuyển từ M đến N UMN giảm dần
- Để trì hiệu điện cần phải làm ngược lại, mang điện tích dương từ N đến M Nhưng lực điện trường khơng làm điều này, vậy, phải có lực khác, gọi lực lạ Như vậy, nguồn điện phải có lực lạ đó, lực hóa học (như pin, acquy) hay lực từ (như máy phát điện)
- Khi lực lạ sinh công làm dịch chuyển điện tích dương q từ nơi có điện thấp đến nơi có điện cao sinh công A Đại lượng E =A
q cho biết khả sinh công lớn hay nhỏ nguồn cho biết hiệu điện tạo lớn hay nhỏ gọi suất điện động
- Trên thực tế người ta thường ghép nhiều nguồn thành để tăng suất điện động giảm điện trở nguồn
3 Dựa vào tác dụng dòng điện, người ta chế tạo dụng cụ điện để phục vụ người - Có hai loại dụng cụ dụng cụ biến đổi điện thành nhiệt (bếp điện, bàn là, lò sưởi…) gọi dụng cụ tỏa nhiệt dụng cụ biến điện thành dạng lượng khác năng, hóa năng… (động điện, chuông điện…) gọi máy thu
- Trên thực tế máy thu có phần tỏa nhiệt Phần nhiệt phần điện bị hao phí Thí dụ, quạt máy dụng cụ biến điện thành hoạt động bị nóng lên Điều có hại cần phải giảm hao phí nhiệt máy thu
- Khi máy thu hoạt động tương tự ta mắc nguồn điện có suất điện động E’ xung nguồn E khác Đại lượng E’ gọi suất phản điện máy thu Mỗi máy thu có giá trị E’ điện trở tỏa nhiệt r’ khác
(36)- Định luật Ôm cho đoạn mạch (hở) chứa điện trở R (dụng cụ tỏa nhiệt) : I U R
(I tỉ lệ thuận với U tỉ lệ nghịch với R)
- Định luật Ơm cho tồn mạch I
R r E
5 Điện công suất tiêu thụ mạch điện Khi sử dụng dụng cụ điện chúng tiêu thụ lượng
- Công suất điện điện dụng cụ điện mạch điện tiêu thụ giây Nếu biết cơng suất điện dễ dàng tính điện tiêu thụ khoảng thời gian t
- Công thức công suất điện tổng quát : P = U.I Điện : A = U.I.t
- Trong trường hợp có dụng cụ tỏa nhiệt R gọi cơng suất nhiệt : P = RI2 điện tiêu thụ nhiệt lượng tỏa : A = Q = RI2t
6 Công suất hiệu suất nguồn
- Điện tiêu thụ mạch điện hoàn tồn nguồn cung cấp Cơng suất nguồn điện cho biết điện cung cấp cho mạch điện giây : P n= EI
- Khi hoạt động, nguồn tiêu thụ điện tỏa nhiệt điện trở Đó phần lượng hao phí Nguồn hao phí tốt Đại lượng cho biết nguồn hao phí hay nhiều hiệu suất nguồn
I rI rI U R
H
I R r
E E
E E E Với U hiệu điện hai cực nguồn
II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP
Chương có loại tập bản, ứng với kiến thức trọng tâm định luật Ơm Cơng suất mạch điện, nguồn điện Việc phân định tương đối thơng thường nhiều tập phải sử dụng kiến thức tổng hợp
1 Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa R
Thực chất loại tập làm THCS, phần nhắc lại Hai kiến thức cần sử dụng I U
R
cách tính điện trở tương đương mạch điện có nhiều điện trở mắc nối tiếp, song song, hỗn hợp
Có số mạch điện khơng thấy cách mắc điện trở theo kiểu nào, nên vẽ lại cho tường minh : điện trở nối tiếp đặt ngang hàng, điện trở song song đặt thành hai hàng Nguyên tắc : Nếu hai điện trở nối tiếp có đầu nối chung đầu nối khơng có nhánh rẽ điện trở khác Hai điện trở mắc song song có hai đầu nối chung có nhiều nhánh rẽ điện trở khác
Loại có hai dạng
a Bài tốn thuận, biết hiệu điện U, tìm I qua điện trở
- Đầu tiên thường phải tìm điện trở tồn mạch áp dụng định luật Ơm tìm I mạch - Từ tìm hiệu điện đoạn suy cường độ dòng điện qua điện trở
b Bài tốn ngược, biết I qua điện trở, tìm U đại lượng khác Bài toán làm ngược lại với toán thuận
(37)Hai kiến thức cần sử dụng I
R r E
cách tính điện trở tương đương mạch điện hỗn hợp Nếu làm tốt loại tập loại tập đơn giản không khác
nhiều, có điều thay dùng định luật Ơm đoạn mạch phải dùng định luật Ơm cho mạch kín
Loại có hai dạng cách giải giống loại
a Bài tốn thuận, biết E nguồn, tìm I qua điện trở
-Thứ làm tập cần phải biết tính suất điện động điện trở nguồn Lưu ý rằng, nguồn mắc song song phải có cực tên đấu chung với phải có suất điện động Các nguồn mắc nối tiếp phải có cực khác tên nối với khác suất điện động
- Thứ hai phải phân biệt nguồn máy thu chúng thường có kí hiệu giống Nếu có hai nguồn mắc xung đối nguồn có suất điện động lớn có vai trò nguồn, lại máy thu
b Bài tốn ngược, biết I, tìm E, E’ đại lượng khác
Thí dụ : Cho mạch điện hình.2.1 ; R1 = R2 = R3 = 40Ω ; R4 = 30Ω ;
r = 10Ω ; RA = Ampe kế 0,5A Tính suất điện động nguồn
- Hướng dẫn giải :
Dòng điện từ cực dương nguồn đến A qua R1 ampe kế
Do I = I1 + Ia
Vẽ lại mạch điện cho thấy cách mắc điện trở hình Khi vẽ lại ta chập điểm A B lại, khơng cịn thấy ampe kế Hình 2.2
Vì R1 = R2 = R3/2 nên I1 = I2 = I12/2 = I123/2
Vì R123 = 2R4 nên I123 = I4/2
Mà I = I123 + I4 = I123 + 2I123 = 3I123 = 6I1 ;
Theo giả thiết I = I1 + Ia ; I = I/6 + 0,5
Suy I = 0,6A
Theo định luật Ơm cho mạch kín : E = RI + rI = 20.0,6+10.0,6 = 18V 3 Định luật Ơm cho đoạn mạch có chứa R, E, E ’
Công thức cần sử dụng AB AB
U '
I
R r r '
E E
Điều quan trọng cần phải biết chiều dịng điện vận dụng công thức (để xác định nguồn hay máy thu : dòng điện chạy vào cực âm là nguồn, chạy vào cực dương máy thu) Nếu chưa biết phải giả thiết dịng điện chạy theo chiều kết cuối tính I > giả thiết chiều đúng, I < giả thiết chiều sai, dòng điện phải chạy ngược lại giá trị tuyệt đối
Loại có hai dạng cách giải giống loại
a Bài toán thuận, biết hiệu điện U đoạn mạch chứa nguồn, tìm I qua điện trở
b Bài toán ngược, biết I qua điện trở, tìm U đoạn mạch chứa nguồn đại lượng khác
c Thí dụ : Cho mạch điện hình 2.3 ; E1=20V ; R = 2Ω ; r1 =
1Ω ; r2 = 0,5Ω ; Dòng điện qua nhánh chứa nguồn E1 4A Tìm E2
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3 Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
(38)cường độ dòng điện qua nhánh lại - Hướng dẫn giải :
- Vì E1 khác E2 nên hai nguồn không mắc song song với Do ta dùng định luật Ơm cho
đoạn mạch có chứa nguồn
- Để viết cơng thức, ta giả sử chiều dòng điện đoạn mạch từ A sang B Khi E1 E2 giả thiết nguồn dịng điện chạy vào cực âm : 1 AB
1 U I
r
E (1) ;
AB 2
2 U I
r
E (2) I UAB
R (3)
- Từ (1) tìm UAB = –16V Điều vơ lí dịng điện khơng thể chạy nhánh
từ A đến B Vậy chiều I1 phải từ B đến A E1 suất phản điện Viết lại phương trình (1) :
BA 1
1 U I
r
E (1’) Từ suy UBA = 24V
- Dòng điện chạy qua R phải từ B đến A (3) viết lại : I UBA 12A
R
- Chiều I2 phù hợp E2 suất điện động nguồn I2 = I1+ I
= 12 + =16A Thế kết vào (2) ta có : E = 32V
4 Công suất tiêu thụ đoạn mạch công suất nguồn
Loại có hai dạng
a Tính cơng suất điện tiêu thụ dụng cụ điện mạch điện Các công thức phải sử dụng :
- Tổng quát : P = U.I A = U.I.t
- Công suất nhiệt nhiệt lượng tỏa : P = RI2 Q = RI2t - Công suất máy thu : P = E’I + r’I2 Hiệu suất máy thu :
2
' I ' '
H'
' I r ' I ' r ' I U
E E E
E E
Chú ý rằng, tính cơng suất đoạn mạch nào, dụng cụ phải xác định U, I, R đoạn mạch dụng cụ
b Tính cơng suất hiệu suất nguồn điện Các cơng thức cần sử dụng P n= E I
2
I rI rI U
H I
E E
E E E
Thí dụ : Cho mạch điện hình 2.4 Trong E = 20V ; r = 1,6Ω ; R1 = R2 = 1Ω Hai đèn có điện
trở Biết công suất tiêu thụ mạch ngồi 60W Tính cơng suất tiêu thụ đèn hiệu suất nguồn
- Hướng dẫn giải :
Ta có P = U.I = (E–Ir)I = E.I – I2r Thay số vào ta có phương trình : 1,6I2 – 20I + 60 = Nghiệm I = 5A I’=7,5A Như có trường hợp :
- Trường hợp : I = 5A
Từ P = RI2 ta có điện trở mạch ngồi R = 2,4Ω Mà
d d
1 1
R R R 2 tính Rd = 4Ω Công suất qua đèn P = U2/Rd = 122/4 = 36W
Cường độ dòng điện qua đèn I2 = U/Rd + = 2A Công suất đèn P
= R I = 16W Hình 2.4
1 R
R
E,r
2 D
(39)Hiệu suất nguồn : H = U
E = 12/20 = 0,6 = 60% - Trường hợp I’=7,5A
Làm tương tự có kết : P = 41,8W ; P = 7,9W ; H = 0,4
5 Cách vẽ lại mạch điện
Bước 1: Đặt tên cho điểm nút mạch điện
Bước 2: Xác định điểm có điện thế: điểm nối với dây dẫn ampe kế có điện trở khơng đáng kể
Bước 3: Xác định điểm đầu điểm cuối mạch điện
Bước 4: Liệt kê điểm nút mạch điện theo hàng ngang theo thứ tự nút mạch điện ban đầu, điểm đầu điểm cuối mạch điện để hai đầu dãy hàng ngang, điểm nút thay dấu chấm, điểm nút có điện dùng chấm điểm chung chấm điểm có ghi tên nút trùng
Bước 5: Lần lượt điện trở nằm hai điểm đặt điện trở vào hai điểm
Ví dụ ( Bài 2.22 – trang 23 – sách tập vật lý 11 nâng cao ) Cho mạch điện hình vẽ
Cho biết:R1 = R2 = 2; R3 = R4 = R5 = R6 = 4
Điện trở ampe kế nhỏ khơng đáng kể a Tính RAB
b Cho UAB = 12 V Tìm cường độ dòng điện qua
các điện trở số ampe kế
Áp dụng giải ví dụ:
Bước 1: Đặt tên cho điểm nút A, B, C, D, E, F, H hình vẽ Bước 2: Xác định điểm có điện : VC = VD = VE = VB
Bước 3: Xác định điểm đầu mạch điện:A; điểm cuối mạch điện (B,C,D,E) Bước 4: Liệt kê điểm nút mạch điện theo hàng ngang hình
Bước 5: Lần lượt điện trở nằm hai điểm đặt điện trở vào hai điểm ( Hình ) Cụ thể:
Điện trở R1 nằm hai điểm A F
Điện trở R2 nằm hai điểm F H
Điện trở R3 nằm hai điểm H B
R1 R2 R3
R4 R5 R6
.
A1 A2
A B
F H
C D
Hình A3
.
(40)Điện trở R4 nằm hai điểm A C ( nằm A B )
Điện trở R5 nằm hai điểm F D ( nằm F
và B )
Điện trở R6 nằm hai điểm H E ( nằm H
và B )
Bước 6: Áp dụng công thức đặc điểm đoạn mạch song song nối tiếp, ta dễ dàng tính tốn đại lượng theo yêu cầu đề (Trong nội dung giới hạn đề tài, tập trung việc vẽ lại mạch điện, việc
giải tốn có sơ đồ mắc tơi khơng đề cập đến tuân theo cách giải thơng thường)
Ví dụ áp dụng: Các ampe kế có điện trở khơng đáng kể, vơn kế có điện trở lớn
Đáp số: R1//R3//R4ntR5//R6ntR7
III BÀI TẬP TỰ LUẬN
A ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH ĐIỆN
1 Cho mạch điện hình 2.5 R1 = 15 ; R2 = R3 = R4 = 10
UAB = 30V Tìm cường độ dòng điện qua điện trở số ampe
kế
2 Cho mạch điện hình 2.6 UAB = 9V ; R1 = 8 ; R2 = 2 ; R3
= 4 ; R4 = 4 ; RA = Tìm số chiều dòng điện qua ampe
kế
3 Cho mạch điện hình 2.8 UAB = 16V ; R1 = 6 ; R2 = 12 ;
RA = 1 ; Rx biến trở
a Rx = 18 Tính số ampe kế
b Rx có giá trị ampe kế 1A
c Khi Rx giảm số ampe kế tăng hay giảm
4 Cho mạch điện hình 2.9 U = 18V ; R1 = R3 = 3Ω ; R2 = 4Ω ; R4 = 6Ω ; I1 = 3A Hãy xác định
Rx số ampe kế
5 Cho mạch điện hình 2.10 R1 = 15 Ω ; R2 = R3 = R4 = 10Ω IAB = 3A Tìm cường độ dịng điện
qua điện trở số ampe kế 6 Cho mạch điện hình 2.11
UAB = 12V ; R1 = 3 ; R2 = 4 ; R3 = 5 Hãy xác định số vôn kế
7 Cho mạch điện hình 2.12 R1 = R2 = 10, R4 = 3 ; UAB = 18V
Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15 R1 R2
R3 R4
R5
R6
R7
A1
A2
A
B
M N P
Q
Hình V F
(41)a Nối M B vơn kế có điện trở vơ lớn Số vơn kế 10V Tính R3
b Nối M B ampe kế có điện trở RA= Xác định số ampe kế
Hình 2.10 Hình 2.12 Hình 2.11 B ĐỊNH LUẬT ƠM CHO TỒN MẠCH
1 Cho mạch điện hình 2.13 E = 30V ; r = 3 ; R1 = 12 ; R2 = 36 ; R3 = 18 ; RA = Tìm số
chỉ ampe kế chiều dịng điện qua 2 Cho mạch điện hình 2.14
E = 7,8V ; r = 0,4 ; R1 = R2 = R3 = 3 ; R4 = 6
a) Tìm UMN
b) Nối M N dây dẫn Tìm IMN
3 Cho mạch điện hình 2.15
E = 12V ; r = 0,1 ; R1 = R2 = 2 ; R3 = 4 ; R4 = 4,4 Tìm I qua điện trở
4 Cho mạch điện hình 2.16 E = 30V ; r = 2,4 ; R1 = 4 ; R2 = 6 ; R3 = 2 ; R4 = 3 ; R5 =
1 Tính cường độ dòng điện qua điện trở
5 Cho mạch điện hình 2.17 R1 = R2 = 6 ; R3 = 3 ; r = 5 ; RA= Ampe kế 0,6A Tìm E
và số ampe kế
6 Hai nguồn điện mắc nối tiếp với với điện trở cho dịng điện 4A qua điện trở Nếu đảo cực nguồn dịng điện 1A Suất điện động nguồn 12V Điện trở hai nguồn không đáng kể Tìm suất điện động nguồn thứ hai
7 Cho mạch điện hình 2.19 E : 20V – 2 ; R = 1 ; R3 = 1 Khi K mở K đóng I2 ln
1A Tính R2 R4
Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19
C CÔNG – CÔNG SUẤT – ĐỊNH LUẬT JUN–LENXƠ
1 Một động điện có r’ = 2, hoạt động bình thường cần hiệu điện U = 9V I = 0,75A a Tính công suất, hiệu suất suất phản điện động
b Động bị kẹt không quay Tính cơng suất động hiệu điện đặt vào khơng đổi 2 Cho mạch điện hình 2.20 E = 12V ; r = 2 ; R1 = 4 ; R2 = 2 ;
a Tìm R3 để cơng suất mạch ngồi cực đại
R3 R
1 R V V3
2 V AB U
R1
3
R
R4
R2
5
R E
R
R1 R3
1
A
A2
,r
E
R R3
R
1
E E2
V
2
R R3
R1
E R4
K
R R2
N R
M
1
R4
3
A B
A
D
3
R R
4
R
B
1 C
R
(42)b Tìm R3 để cơng suất tiêu thụ R3 4,5W
3 Cho mạch điện hình 2.21 E = 24V, E = 6V ; r1 = r2 = 2 ; Đ : 12V–6W Đèn sáng bình
thường
a Tính cường độ dịng điện qua E
b Tính R
Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 2.24 Hình 2.25
4 Cho mạch điện hình 2.22 Đ1 : 6V – 3W ; Đ2 : 12V–12W, hai hoạt động bình thường Nguồn E : 24V – 4 Hãy xác định R3 R4
5 Một nguồn điện có suất điện động 2V điện trở 1 Xác định cường độ dòng điện mạch ngồi tiêu thụ cơng suất 0,75W
6 Một mạch điện kín gồm nguồn điện biến trở Khi R = R1 = 4Ω công suất nhiệt
với R = R2 = 9Ω Tính điện trở nguồn điện
7 Bếp điện có cơng suất 600W, hiệu điện định mức 120V Dùng bếp đun sơi lít nước từ 20oC Hiệu suất bếp 80% Nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước 4200J/kg độ 1000kg/m3 Tìm điện tiêu thụ thời gian đun nước
8 Các nguồn giống nhau, nguồn E0 = 1,5V ; r0 = 1,5 mắc thành đối xứng thắp sáng bình
thường đèn 12V – 18W a Tìm cách mắc nguồn
b Cách mắc có số nguồn Tính cơng suất hiệu suất nguồn lúc
9 Cho mạch điện hình 2.23 E1 = 18V ; r1 = r2 = 1 Đ1 : 6V – 12W ; Đ2 : 12V – 6W Hai đèn
sáng bình thường
a Tính cường độ dịng điện định mức điện trở bóng đèn b Tính R c Tính E2
Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.26 Hình 2.27 Hình 2.28
10 Hai nguồn có suất điện động E = E = E ; điện trở r1 r2 khác Biết
cơng suất lớn mà nguồn cung cấp cho mạch 15W P2 = 20W Tính cơng
suất lớn mà hai nguồn cung cấp cho mạch ngồi chúng mắc nối tiếp chúng mắc song song
11 Nguồn E = 15V ; r = 1 nối với mạch gồm R1 = 2 R2 mắc song song Tìm R2 để cơng
suất tiêu thụ R2 cực đại
12 Hai nguồn suất điện động E = 1,9V ; E = 1,1V ; điện trở r1 = 0,1 ; r2 = 0,8 mắc song
song với thành Bộ nguồn mắc với điện trở R = 10 Tìm cơng suất tỏa nhiệt
3
R R
§1
2
§ E
R §2
1
§
E 1
E ,r 2,r2
A
M B
R ,r E
R ,r E2
E ,r1
A B
R3 R2
1 R
E,r R
§ 1 E ,r E ,r2
E,r
2
R R R3
V
1
R
1,r1 E
3
R K
R2 E2,r2
2
1
R ,r
E 3
3
R ,r E
A B
E ,r1
(43)nguồn công suất nguồn phát
13 Cho mạch điện hình 2.24 E = 16V ; r = 4 ; R = 12 Công suất tiêu thụ R 9W Tính cơng suất hiệu suất nguồn
D ĐỊNH LUẬT ÔM TỔNG QUÁT 1 Cho mạch điện hình 2.25
E = 20V ; r1 = 1 ; E = 32V ; r2 = 0,5 ; R = 2 Tìm cường độ dịng điện qua nhánh
2 Cho mạch điện hình 2.26
E = 170V ; r = 5 ; R1 = 195 ; R2 = R3 = 200 Vôn kế 100V Tìm điện trở vơn kế
3 Cho mạch điện hình 2.27 E = 24V ; r1 = 1
E = 4V ; r2 = 2 ; R1 = 1 ; R2 = 1 ; R3 = 4 Xác định cường độ dòng điện qua E 1, E R3
K đóng K mở
4 Cho mạch điện hình 2.28
E = 15V ; r1 = 1 ; E = E = 7,5V ; r2 = r3 = 1 ; R1 = 16 ; R2 = 8
a Tính UAB b Tính cường độ dịng điện qua E ; E ; R1
5 Cho mạch điện hình 2.30
E = 6V ; r1 = 2 ; r2 = 0,5 ; R = 2 ; RA= Ampe kế 2A Tìm E
6 Cho mạch điện có cấu tạo hình 2.31 Biết E = 25V ; r1 = 2 ; E = 12V ; r2 = 1 ; R1 = 3 ;
R2 = 6 ; R3 = 3 ; R4 = 7,5
a Tính cường độ dịng điện qua điện trở, nguồn, ampe kế
b Thay ampe kế tụ có điện dung C = 6F Hãy tính điện tích tụ điện
Hình 2.29 Hình 2.30 Hình 2.31
Một acquy có suất điện động 12V Dịng điện nạp có cường độ 1A hiệu điện hai cực acquy 15V Tìm điện trở acquy
IV ĐÁP ÁN THAM KHẢO A Định luật ôm cho đoạn mạch điện 1
Vẽ lại mạch hình vẽ
R3/ /R4 nt R2 / /R1
+ 34
3
10.10 10 10
R R R
R R
+ R234R2R3410 5 15
+ Điện trở tương đương toàn mạch: 234
234
15.15 30
7,5
15 15 7,5
AB td
R R U
R I A
R R R
R
R1 2
3
R
2
R
E,r R
A E1,r1
,r
2
E
A B
1,r1
E R1
R2 E ,r2
R3
R4
A N
M
R2
R2
R3
R4
(44)+
1 234
1 30 30 15 AB U
U U U V I A
R
+ I234 I I1422 A I2I34 + U2 I R2 2 2.1020 V
+ U34I34.R34 2.510 V U3U4
3
3
3
10 10
1 ,
10 10
U U
I A I A
R R
+ Vì I2I3I4 nên dòng điện qua R3 từ D đến C IAI3I12 1 3 A
2
+ Mạch điện: (R1 // R2) nt (R3 // R4)
+
12 8.2 1, R R R R R
+
34 4.4 4 R R R R R
+ Điện trở tương đương mạch: Rtd R12R343, 6
+ Cường độ dịng điện tồn mạch: 2,5 12 34 3,
AB
td
U
I A I I
R
+ U12 U1U2 I12.R122, 5.1, 64 V + U34U3 U4I34.R342, 5.25 V
1 3 0,5 1, 25 U I A R U I A R
+ Ta thấy I3I1, nên C phải có I3I1IA Vậy dòng điện chạy qua ampe kế theo chiều từ D đến C
+ IA I3I10, 75 A 3
a + Mạch điện: [(R1 nt R2) //Rx] nt RA
+ R12R1R2 6 1218
+ 12
12 12 18.18 18 18 x x x R R R R R
+ Rtd R12x RA 9 10
+ Cường độ dịng điện tồn mạch là: 16 1, 6 10 AB td U I A R
Ampe kế 1,6A
b + Khi ampe kế 1A II12x 1 A
+ 16 18 16 90
18 x AB td x x R U R R I R
(45)Ta có I tỉ lệ nghịch với R nên Rtd giảm I tăng Số ampe kế tăng lên
4
+ Vẽ lại mạch hình vẽ
+
34 3.6 R R R R R
+ R234R2R34426
+ 234
234 234 6 x x x x x
R R R
R
R R R
+ 234 1
6 x
td x
x
R
R R R
R
+ Ta có 1 3 3 18 6 6 6
3 x td x x R U
I A I A R R
I R
+ 234
234 234 234 234 34
234 18
3.6 18
5
x x
U
U U I R V I I A
R
+
34 34 34
4
3.2
6
U
U U U I R V I A
R
+ Ta thấy II4IA I I4 3 2 A 5
+ Vẽ lại mạch hình vẽ
+
34 10.10 10 10 R R R R R
+ R234R2R3410 5 15
+ 234
1 234 15.15 7,5 15 15 td R R R R R
+ Hiệu điện hai đầu AB là: UAB IABRtd 3.7, 522, 5 V
234 AB 22,
U U U V
+ Cường độ dòng điện qua R1: 1 22, 1, 15 U I A R
+ 234
234 34 234
234
22,5
1, 1,5
15
U
I A I I I A
R
+ U34 U3U4 I34.R341, 5.57, 5 V
+ Cường độ dòng điện qua R3: 3 7,5 0, 75 10 U I A R
+ Cường độ dòng điện qua R4: 4 7, 0, 75 10 U I A R
+ Cường độ dòng điện qua ampe kế: IA I1I3 1, 0, 75 0, 75 A Ampe kế 0,75A
(46)+ Điện trở tương đường mạch: Rtd R1R2R3 3 12 + Cường độ dòng điện qua mạch: 12 1 1 2 3
12 AB
td
U
I A I I I
R
1 1 , 2 , 3
U I R V U I R V U I R V
+
1
V
U U U V
+
2
V
U U V
+
3
V
U U V 7
a Nối M B vơn kế dịng khơng qua M B nên mạch có:
R nt R1 3/ /R2 nt R4
+ R13R1R310R3
+ 13 3
123
13
10 10 20 R R R R
R R R
+ Điện trở tương đường mạch: 3
3
10 10 160 13
3 20 20 td R R R R R
+ Cường độ dòng điện qua mạch: 3 123 18 20 160 13 AB td R U I I R R
+ 123 123 123 3 13
10 180
160 R
U I R U
R
+ 13
13 13 180 160 13 U I I R R
+ Ta có: 3
3 4
3
54 20 180
10
160 13 160 13
MB MN NB
R R
U U U I R I R R
R R
b Khi nối ampe kế vào M B mạch điện vẽ lại:
R3/ /R4 nt R2 / /R1
+
34 5.3 1,875 R R R R R
+ R234R2R3410 1,875 11,875
+ Điện trở tương đương toàn mạch: 234
234
11,875.10 38 63
11,875 10 19
AB td
R R U
R I A
R R R
+
1 234
1 18
18 1,8
10
U
U U U V I A
R
+ 234 1 63 1,8 144 2 34
19 95
I I I A I I + 2 2 2 288
19
U I R V
+ 34 34 34 54 3 4 19
U I R V U U
R4
R1 R3
R2
A B
R2
R3
R4
(47) 4 54 18 , 95 19 U U
I A I A
R R
+ Vì I2I3I4 nên dòng điện qua R3 từ N đến M 45 19 A
I I I A
B Định luật ơm cho tồn mạch 1
Ta có: R2/ /R ntR 3 1
Điện trở tương đương là: 3 36.18 12 24 36 18 R R R R R R
Cường độ dòng điện toàn mạch 30 10 1 23 10
3 24 9
E
I A I I A
r R
Ta có:
23 23 23 23
2
10 36.18 40
9 36 18
R R
U U U I R I V
R R
Cường độ dòng điện qua điện trở R2 2 10 27 U I A R
Cường độ dòng điện qua ampe kế 1 2 20 27
A
I I I A có chiều từ M đến N
2
a) Ta có: R ntR1 3 / / R ntR2 4
13 3
R R R , R24 R2R4 3 69 Điện trở toàn mạch 13 24
13 24 6.9 3, 6 R R R R R
Cường độ dịng điện chạy tồn mạch
7,8
1, 95 0, 3, E
I A
r R
Hiệu điện đầu đoạn mạch
7,8 1, 95.0, 7, 02
U EI r V
Ta có: 1 13
13
7, 02 1,17
U
I I A
R 24 24 7, 02 0, 78 U
I I A
R
Lại có: UMN UMAUAN U1U2 I R1 1I R2 2 1,17 V b) Khi nối M với N mạch điện trở thành R1/ /R nt R2 3/ /R4
Ta có:
12 34
1
1,5 , R R
R R
R R
R R R R
Điện trở toàn mạch RR12R343, 5
R1 R2 R3
A E,r M N A R N R2 B M
R1 R3
(48)Lại có 7,8 2 0, 3,
MN
E
I I A
r R
3
Ta có mạch điện R ntR2 3/ /R ntR1 4
1 23
23 123
1 23 123
6 , 1,5
4, 1, 5,9 R R
R R R R
R R
R R R
Ta có: 4 123 12 2
0,1 5,9 E
I I I A
r R
1 23 123 123 2.1,
U U I R V
23
1
1 23
3
1,5 ,
2 1,5
U U
I A I I A
R R
4
Ta có:
2
2
R R
R R nên mạch điện cho mạch cầu cân I5 ,
khi mạch điện trở thành R ntR1 3 / / R ntR2 4 Lại có: R13R1R3 6 ,R24 R2R49
13 24 13 24 3, R R R R R
5
E I A r R 13 13 13 24 24 24 18 U
I I A
R
U U U E I r V
U
I I A
R 5
Cho mạch điện hình 2.17 R1 = R2 = 6 ; R3 = 3 ; r = 5 ; RA= Ampe kế 0,6A Tìm E số
chỉ ampe kế
(Đánh dấu điểm lần lượt: A,B,C,D) + Mạch vẽ lại hình
Điện trở tương đương:
1
1 1
R 1, R R R R 3
+ Vì R / /R /1 2 /R3U1U2U3UAB + Mà R1R22R3I1I2 0 5I, 3I0
+ Vì số Ampe kế 0,6A Mà I1I2nên từ hình suy dòng I1, I2 phải qua Ampe kế A1
Phương trình dịng B:
3 2
3
I I 0, A I I 0, A
I 0, A
+ Cường độ dòng điện qua mạch là: II1I2I30,8 A + Phương trình dịng A: II1IA1IA1 I I10, A
(49)+ Áp dụng định luật Ôm cho tồn mạch ta có: I E E I R r 0,8 1,5 5 5, V R r
6
+ Hai nguồn điện mắc nối tiếp EE1E2
Áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch ta có: E E1 E2
I 4A
R R
+ Nếu đảo cực nguồn E ' E1E2
Áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch ta có: I ' E ' E1 E2 1A
R R
+ Xét tỷ lệ:
2
1 2
1 2
E 7, V
E E 12 E
I
4
I ' E E 12 E E 20 V
7
Khi K mở: R ntR1 3 / / R ntR2 4
13
R R R , R24 R2R4 Điện trở tương đương: 24
24 24 24 20 2 2 R E R I R
R r R
R 24 24 24 24 10 40 20 1 2 R U E I r
R R R
Ta có: 2 2 4 4 2
24 24
10 10
1 9
1
U
I R R R R
R R R R
Khi K đóng: R1/ /R2 nt R3/ /R4
Điện trở tương đương:
2
1 2 2 2
1 4 2 2
9 18
1 1 10 10
R R
R R R R R R R R
R
R R R R R R R R R R
Cường độ dòng điện chạy toàn mạch:
2 2
2
2 2
2
20 10
20
2 18 36 29
2 10 R R E I R R
r R R R
R R
Ta có: 2 2 2 2
2 12 2
2 2 2
20 10 20 10
4 36 29 36 29
R R R R R
U I R
R R R R R
2
2
2 2
2 2
20 10
1 4, 0,9
4 36 29
R U
I R R
R R R
C Công – Công suất – Định luật Jun-Lenxơ
1
a + Công suất tiêu thụ động cơ: PUI9.0, 756, 75 W
+ Công suất tiêu hoa tỏa nhiệt động cơ: 2 ' ' 2.0, 75 1,125 W
P r I
+ Công suất có ích động cơ: P''PP'6, 75 1,125 5, 625 W
2
R R3 R1
E R4
(50)+ Hiệu suất động cơ: '' 5, 625 0,833 83,3% 6, 75 P H P
+ Suất phản điện động cơ: '' '' 5, 625 7,5 0, 75
P
E V
I
b + Động bị kẹt khơng quay được, cơng suất dịng điện cung cấp cho động biến thành nhiệt điện trở động Động có tác dụng điện trở
+ Cường độ dòng điện qua động khơng quay: 4, 5 '
U
I A
r
+ Công suất tiêu thụ động cơ: 2 ' 2.4, 40, W
Pr I
2
a + Cơng suất mạch ngồi:
2 2 N N N N N E E
P R I R
r
R r R r
R
+ Để cơng suất mạch ngồi cực đại
2 N N r R R
phải nhỏ
+ Áp dụng bất đẳng thức Cơ-si ta có:
2
2
N N
N N
r r
R R r
R R
+ Dấu “=” xảy khi: 1 3 3
2 N
R R R
R r r R
R R R
b + Điện trở mạch ngoài: 1 3 3
1 3
4
4
N
R R R R R
R
R R R R R
+ Cường độ dịng điện mạch là:
3 3
3
72 12 12
8 20
2 N R E I R
R r R
R
+ 3
23
3 3
72 12 48 24
20 6 10
N
R R R
U I R
R R R
+ Cường độ dòng điện qua R3 là: 23 3
23 3
48 24 24
:
10 10
U R
I R
R R R
+ Công suất tiêu thụ R3 là:
2
3 3 3
3
24 50
4, W
10
P R I R R
R 3 a
+ Ta có: Eb E1E224 6 30V , rb r1r2 2 + Đèn sáng bình thường U UD 12V
+ Điện trở đèn:
2 12 24 D U R P
+ Cường độ dòng điện qua E1 là:
30 12 4,5 b b E U
I I A
r
(51)+ Điện trở mạch là: 12 8 4,5 N U R I
+ Điện trở R: 1 1 1 1 3
8 24
N D N D
R
R RR R R R
4
+ Đèn sáng bình thường: U1U46V + Đèn sáng bình thường: U2U34U 12V
+ Ta có: 24 12 3
4
E U
U E Ir I A
r
+ Cường độ dòng điện qua đèn là: 2 12 12 P I A U
34 2
I I I I I A
+
4 U R I
+ Hiệu điện R3: U3 U34U412 6 6 V
+
3 U R I 5
+ Công suất tiêu thụ mạch ngoài:
2
2
3 0,
2
0, 75 W
1
1,5
E
R I A
E R r
P R I R R
R r R
R I A
6 + 2
2
1 1 2 2 2
2
1 2
2
3 R r
R
E E r
P P R I R I R R r
R r
R r R r R r
7
+ Nhiệt lượng cần để đun sôi nước là: Qim c t . 2.4200 100 20672000 J + Điện tiêu thụ bếp: 672000.100 840000
80 i
tp
Q
A Q J
H
+ Thời gian đun nước: 840000 1400 600 A t s P 8
a Gọi số nguồn mắc nối tiếp dãy n, số dãy m
0 1, 1,5 b b
E nE n
n n r r m m
+ Cường độ dòng điện mạch: 18 1,5 12
D
P
I I A
U
+ Ta có: Eb U I r.b 1, 5n 12 1, 5.1,5n
m
16 24
3 2 3
(52)+ Vì n, m số nguyên dương nên 2m 3 ước 24 Mà 2m 3là số lẻ nên 2m 3
+ Vậy m 2 n 32 Đèn sáng bình thường ta ghép 64 nguồn thành dãy, dãy 32 nguồn m 3 n 16Đèn sáng bình thường ta ghép 48 nguồn thành dãy, dãy 16 nguồn b + Cách mắc số nguồn
+ Cơng suất nguồn lúc đó: 0 1,5.1,5 0, 75 W
3
I
PE
+ Hiệu suất nguồn lúc đó: 0
.r 1,5.1,5
1 0,5 50%
3 3.1,5 I H E 9
a + Cường độ dòng điện định mức đèn 1: 1 12 P I A U
+ Điện trở đèn 1: 1 U R I
+ Cường độ dòng điện định mức đèn 2: 2 0,5 12 P I A U
+ Điện trở đèn 2: 2 12 24 0, U R I
b + Vì R // Đ2 UR U2 12 V
+ IR I1I2 2 0, 5 1, 5 A
+ 12 8
1,5 R R U R I
c +
2 8.24 ' 24 R R R R R
+ RN R1R' 3 69
+ Cường độ dòng điện
1 2
1
4 N
N
E E
I I E I r r R E V
r r R
10 + Công suất nguồn điện:
2
2
2
E E
P I R R
R r r
R R
+ Công suất đạt giá trị cực đại
2 max
E
R r P
r
+ Ta có:
2 1 1 4 E E P r r P , 2 2 2 4 E E P r r P
+ Khi ghép nối tiếp:
2
1 2
2 240
W
4
nt
E PP
P
r r P P
+ Khi ghép song song:
2 2 35 W ss
E r r
P P P
r r
(53)11
+ Ta có 2
1 2
2
R R R
R
R R R
+ Cường độ dòng điện mạch:
2 2
2
6
6
2 1
2
R E
I
R
R r R
R
+ Hiệu điện hai đầu R2 là: 2 2
2 2
6 2 12
3 2
R R R
U U I R
R R R
+ Công suất tiêu thụ R2:
2 2 2 2 2 12 12
3 9 12
U R
P
R R R
R
+ Để công suất R2 cực đại 2 9R R
phải nhỏ
+ Áp dụng bất đẳng thức Cơ-si ta có: 2 2
2
4
9R 9R 12
R R
+ Dấu “=” xảy khi: 2 2 R R R
+ Vậy 2 0,5 W
max
P 2 2
R
12
+ Cường độ dòng điện qua E1: 1 AB E U I r
+ Cường độ dòng điện qua E2: 2 AB E U I r
+ Cường độ dịng điện tồn mạch: I UAB
R
+ Ta có:
1 2
1
1, 1,1 0,1 0,8
1,8
1 1 1
10 0,1 0,8 AB
E E
r r
I I I U V
R r r
1 2 1,9 1,8 0,1 1,8 1,1 0,125 0,8 AB AB E U I A r U E I A r
+ Công suất tỏa nhiệt nguồn: 2 2
1 1 0,1 0,1 W , 2 0,125 0,8 0, 0125 W
P I r P I r
+ Công suất nguồn phát ra: ' '
1 1 1, 9.1 1, W , 2 1,1.0,125 0,1375 W
P E I P E I
13
+ Cường độ dòng điện mạch: . 3 12 P
P R I I A
R
(54)+ Công suất nguồn: 16 W
ng
P E I
+ Hiệu suất nguồn: 0, 6495 64, 95% ng P H P
D Định luật ôm tổng quát
1
Nhìn vào hình vẽ ta có áp dụng định luật Kiếp – Xốp ta có hệ phương trình sau:
1 1 3
2 2 3
3
3
20
32 0,5 16
12
E I r I R I I I
E I r I R I I I
I
I I I I I I
Vậy độ lớn cường độ dòng điện qua nhánh 4A, 16A, 12A với I1 ngược chiều với
2; I I
2
Từ mạch điện ta thấy: R nt V1 / /R ntR2 3
23 400 R R R
23 23
100
100 0, 25
400 V
U U V I V
Theo đề ta có phương trình:
23
170 100
0, 25 1000
400
195 400
tp v v
v v
V
I I I R
R R R 3
Khi K mở, mạch không chứa R3
Mạch gồm điện trở nguồn nối tiếp hình bên Giả sử cường độ dòng điện chạy từ A đến B ta có:
1 2
1
1 2 2
24 4 1 AB
AB
U E E E E
I I I A
r r R r r r R R
Khi khóa k đóng, mạch điện lúc giải sử có dịng điện qua nhánh chạy chiều ta có:
1 1 3 1 3 1
2 2 3
3
3
24 2 4 5,58
4 2, 77
3, 07
E I r R I R I I I
E I r R I R I I I
I
I I I
I I I
R ,r E2 E ,r1
A B
E,r
2
R R R3
V
1
R
1,r1 E
3
R K
(55)Vậy dòng qua E2 ngược chiều với nhánh cịn lại có độ lớn cường độ dịng điện
2,77A; cường độ dòng điện qua E1 5,58A
4
a Nhìn vào hình vẽ ta có nguồn E r nt E r2, 2 3, 3
Nên ta có: E23E2E315 ;V r23r2r3 2
13 16 24 R R R
Mạch điện lúc trở mạch điện Nên ta dễ dàng suy
1 1 13
23 23 23 13 23 23
3 23 23
15 24 0, 41
15 24 0,
0, 61
E I r I R I I I
E I r I R I I I
I I I I I I I
Ta có: IABI1I23I30, 41 0, 0,61 1, 22 A
1 23 13
1 1 1 1 37 24
0,65
1 24 24 AB 37
AB
R
R r r R
Vậy UABIAB.RAB 1, 22.0,650,79V b Dòng điện qua E E R1; 2; 1 là:
1
1 0, 41 ; 23 0, ; R R 0,61
I A I I I A I I I A
5
Xét nhánh vịng mạch ta có chiều dòng điện nhánh:
Tại nút A, B, ta có biểu thức:
1 1
2
AB AB AB
U E I r
U I R
U E I r
1 1 2 2
E E I r I r I R I r E
I I1I2
Thay số ta hệ phương trình
2
2
2
1
3
2 0,5
5,5 0,5
5
E I I
E V
E I I
I A
I I I
I A I
Vậy: E25,5V
6
Vì Ampe kế có điện trở khơng đáng kể nên chập đầu ampe kế lại ta có hệ a Giả sử E1 nguồn, E2 máy thu
Ta có:
23 6.3 R R R R R 2 R ,r
E 3
3
R ,r E
A B
E ,r1
(56)Ta có:
1 1 1 23 23 2 4
1 23 AB
AB
AB
U E I r I R
U E I R i r
U I R
I I I
1 1 4 23 23 4 23 23
E I R r I R
E I R r I R
I I I
Thay số, giải ta được:
1 23
2, 1,8 0,
I A
I A
I A
23 23 23
2
2
2
0,5.2
1
;
6
U I R V U U
U U
I A I A
R R
3
1 32
1,8
3 15
A
I I I A Vậy: điều giả sử
b Nếu thay Ampe kế Tụ điện C, điện trở tụ lớn nên bỏ tụ ta sơ đồ hình vẽ
7
Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa máy thu ta có: UEIr
Thay số ta có: 15 12
1
U E
r I
(57)CHƯƠNG 3: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG A DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Câu Một dây bạch kim 200 C có điện trở suất 10,6.10−8 Ω.m Xác định điện trở suất dây bạch kim 11200 C Cho biết điện trở suất dây bạch kim khoảng nhiệt độ tăng bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi bang 3,9.10−3 K
A 56,9.10−8 Ω.m B 45,5.10−8 Ω.m C 56,1.10−8 Ω.m D 46,3.10−8 Ω.m Lời giải chi tiết
3 8
0 t t0 10, 6.10 3, 9.10 1120 20 56,1.10 m
Đáp án C
Câu Dựa vào quy luật phụ thuộc nhiệt độ điện trở suất dây kim loại, tìm cơng thức xác định phụ thuộc nhiệt độ điện trở dây kim loại có độ dài và tiết diện S Giả thiết ửong khoảng nhiệt độ ta xét, độ dài tiết diện dây kim loại không thay đổi
A 56,9.10−8 Ω.m B 56,1.10−8 Ω.m C 56,5.10−8 Ω.m D 46,3.10−8 Ω.m Lời giải chi tiết
3 8
0 t t0 10, 6.10 3, 9.10 1120 20 56,1.10 m
Đáp án B
Câu Một bóng đèn 220 V − 100 W có dây tóc làm vơnửam Khi sáng bình thường nhiệt độ của dây tóc bóng đèn 2000° C Biết nhiệt độ môi trương 20° C hệ sẾ nhiệt điện trở vônFram α = 4,5.10° K−1 Điện trở bóng đèn thắp sáng bình thường không thắp sáng
A 560 Ω 56,9 Ω B 460 Ω 45,5 Ω C 484 Ω 48,8 Ω D 760 Ω 46,3Ω Lời giải chi tiết
+ Khi thắp sáng điện trở bóng đèn:
2 2
d d
d
d
U U 220
P R 484
R P 100
+ 3
0 0
R R 1 tt 484R 1 4, 5.10 2000 20 R 48,84
Đáp án C
Câu Một bóng đèn 220 V − 40 W có dây tóc làm vơnfram Điện trở dây tóc bóng đèn 20°C R0 = 12 Ω Cho biết hệ số nhiệt điện trở vonfram α = 4,5.10−3 K−1 Nhiệt độ dây tóc
bóng đèn sáng bình thường
A 2020°C B 2220°C C 2120°C D 19800C
Lời giải chi tiết
+ Khi thắp sáng điện trở bóng đèn:
2 2
d d
d
d
U U 220
P R 1210
R P 40
+ 3
0 0
R R 1 tt 1210R 1 4, 5.10 t20 t 2020 C Đáp án A
Câu Khi cho dịng điện chạy qua sợi dây thép nhiệt độ sợi dây tăng thêm 2500 C điện trở tăng gấp đơi Xác định hệ số nhiệt điện trở sợi dây thép
A 0,004 K−1 B 0,002 K−1 C 0,04 K−1 D 0.005 K−1
Lời giải chi tiết
+ 1
1
R
1 t t 250 0,004K
R
(58) Đáp án A
Câu Dây tóc bóng đèn 220 V − 200 W sáng binh thường nhiệt độ 2500°C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở 100° C Hệ số nhiệt điện trở α điện trở R0 cua dây tóc 100° C
A 4,1.10−3 K−1 22,4 Ω B 4,3.10−3 K−1 45,5 Ω C 4,1.10−3 K−1 45,5 Ω D 4,3.10−3 K−1 22,4 Ω Lời giải chi tiết
+ Khi thắp sáng điện trở bóng đèn:
2 2
d d
d
d
U U 220
P R 242
R P 200
R
R 22, 4
10,8
+ 1
1
R
1 t t 10,8 2500 100 4,1.10 K
R
Đáp án A
Câu Ở nhiệt độ t1 = 25°C, hiệu điện hai cực bóng đèn U1 = 20 mV cường độ dòng
điện qua đèn I1 = mA Khi sáng bình thường, hiệu điện thê giừa hai cực bóng đèn U2 = 240 V
thì cường độ dịng điện chạy qua đèn I2 = A Biết hệ nhiệt điện trở dây tóc làm bóng đèn α =
4,2.10° K Nhiệt độ dây tóc bóng đèn đèn sáng bình thường
A 20200C B 22200C C 21200C D 26440C Lời giải chi tiết
+ Điện trở dây tóc 250C sáng bình thường:
3
1
1 2
2
U 20.10
R 2,5
I 8.10
U 240
R 30
I
+ 1 3
1
R 30
1 t t 4, 2.10 t 25 t 2644 C
R 2,5
Đáp án D
Câu Điện trở graphit (than chì) giảm từ 5Ω xuống 3,75Ω nhiệt độ tăng từ 500C đến 5450C Hệ số điện trở graphit là:
A + 5.10−4K−1 B – 5.10−4K−1 C 10−4K−1 D −6 10−4K−1
Lời giải chi tiết
+ 1
1
R 3,75
1 t t 545 50 5.10 K
R
Đáp án B
Câu Một đồng graphit (than chì) có tiết diện S ghép nơi tiếp với Cho biết điện trở suất 0°C hệ số nhiệt điện trở đồng 01 1,7.108m α1 = 4,3.10−3K−1 ,
của graphit 02 1,2.105mvà α2 = 5,0.10−4K−1 Xác định tỉ số độ dài đồng graphit để
thanh ghép nối tiếp chúng có điện trở khơng phụ thuộc nhiệt độ
A 0,013 B 75 C 0,012 D 82
Lời giải chi tiết
1 01 02 01 02 01 02
RR R R 1 t R 1 t R R R R tt
02
1
01 02 01 02
2 01
R R 82
S S
(59)Câu 10 Khối lượng mol nguyên tử đồng 64.10−3 kg/mol Khối lượng riêng đông 8,9.103 kg/m3 Biết rằng, nguyên tử đồng đóng góp electron dẫn Số Avogdro NA = 6,023.1023/mol Mật độ
electron tự đồng
A 8,4.1028/m3 B 8,5 1028/m3 C 8,3 1028/m3 D 8,6 1028/m3 Lời giải chi tiết
+ Xét 1m3 đồng, số nguyên tử đồng:
3
23 28
A
m 8,9.10
N N .6,023.10 8,4.10
A 64.10
+ Số electron tự 1m3 đồng 8,4.1028 Đáp án A
Câu 11 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 65µV/K đặt khơng khí
ở 200C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 3200C Suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện bằng?
A.1,95 mV B 4,25 mV C 19,5 mV D 4,25 mV Lời giải chi tiết
6 3
nd T T1 T2 6,5.10 320 20 19,5.10 V
Đáp án C
Câu 12 Nối cặp nhiệt đồng − constantan với milivơn kế thành mạch kín Nhúng mối hàn vào nước đá tan mối hàn vào nước sơi milivơn kế 4,25 mV Xác định hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt
A 42,5 µV/K B 4,25 µV/K C 42,5 µV/K D 4.25 µV/K Lời giải chi tiết
5
nd T T1 T2 4, 25.10 T 100 0 T 4, 25.10 V / K
Đáp án A
Câu 13 Dùng cặp nhiệt điện đồng − constantan có hệ số nhiệt điện động 42,5 µV/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy thiếc Đặt mối hàn thứ cặp nhiệt điện nước đá tan nhúng mối hàn thứ hai vào thiếc chảy lỏng, đỏ milivôn kế 10,03 mV Nhiệt độ nóng chảy thiếc
A 2020C B 2360C C 2120C D 2460C Lời giải chi tiết
6
nd T T1 T2 10,03.10 42,5.10 t 0 t 236 C
Đáp án B
Câu 14 Nhiệt kế điện thực chất cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ cao rât thấp mà ta không thể dùng nhiệt kế thơng 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 khơng khí 20° C cịn mối hàn đặt vào lị thấy milivơn kế 50,2 mV Nhiệt độ lò nung
A 1202° C B 1236° C C 1215°C D 1246°C Lời giải chi tiết
6
nd T T1 T2 50, 2.10 42.10 t 20 t 1215 C
Đáp án C
Câu 15 Cặp nhiệt điện sắt − constantan có hệ số nhiệt điện động 52 µV/K điện trở r = 0,5Ω Nối cặp nhiệt điện với điện kế G có điện trở 20 Ω Đặt mối hàn−cua cặp nhiệt điện trong không khí 20°C nhúng mối hàn thứ hai vào lị điện có nhiệt độ 620°C Cường độ dịng điện chạy qua điện kế G
(60)Lời giải chi tiết
6
nd T T1 T2 50, 2.10 42.10 t 20 t 1215 C
Đáp án A
Câu 16 Nối cặp nhiệt điện sắt − constantan có điện trở 0,8 Ω với điền kế có điện trở 20 Ω thành mạch kín Nhúng mối hàn cặp nhiệt vào nước đá tan đưa mối hàn lại vào trong lò điện Khi điện kế 1,60 mA Cho biết hệ fố nhiệt điện động cặp nhiệt điện 52 µV/K Nhiệt độ bên lò điện
A 902°K B 686°C C 640°C D 913°K Lời giải chi tiết
nt T
G T
nt
G
T T
I R r T T
I
R r
3
1
1, 6.10 20 0,8 52.10 T 273 T 913 K
Đáp án D
Câu 17 Cặp nhiệt điện sắt - Constantan có hệ số nhiệt điện động 1 50,4 V/ K điện trở r = 0,5 Ω Nối cặp nhiệt điện với điện kế G có điện trở R0 = 19,5 Ω Đặt mơi hàn thứ vào
khơng khí nhiệt t1 = 27 C, nhúng mối hàn thứ hai vào bếp điện có nhiệt độ 327°C Cường độ dòng
điện chạy qua diện kế G gần với giá trị sau đây?
A 0,775 mA B 0,755 A C 0.755 pA D 0,755 mA Lời giải chi tiết
+ Suất điện động: ET T2T1 50, 327 27 1520 C 15,120 mV
+ Dòng điện qua điện kế: T
G
E 15,12
I 0,756 mA
R r 19,5 0,5
Đáp án D
B DÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
1 Bài tốn liên quan đến bình điện phân mạch điện đơn giản
Câu Đương lượng điện hóa niken k = 0,3.10-3 g/C, Một điện lượng C chạy qua binh điện phân có anot niken khối lượng niken bám vào catot là:
A 6.10-3 g B 6.10-4 g C 1,5.10-3 g D 1,5.10-4 g Lời giải chi tiết
3
m kq 0,3.10 g / C C 1,5.10 g
Đáp án C
Câu Đương lượng điện hóa đồng k = 3,3.10-7 kg/C Muốn cho catôt bình điện phân chửa dung dịch CuSO4, với cực dương đồng xuất 1,65 g đồng điện lượng chạy qua bình
phải
A 5.103 C B 5.104 C C 5.105C D 5.106C Lời giải chi tiết
3
m 1,65g
m kq q 5.10 C
k 3,3.10 g / C
Đáp án A
(61)chạy qua dung dịch tương ứng với hiệu điện giừa điện cực 5,0 V Nhôm có khối lượng mol A = 27 g/mol hóa trị n = Để thu nhôm thời gian điện phân lượng điện tiêu thụ
A 7,2 ngày 53,6 MJ B 6,2 ngày 53,6 MJ C 7,2 ngày 54,6 MJ D 6,2 ngày 54,6 MJ Lời giải chi tiết
6
1 A 27 4825000
m It 10 20.10 t t 6,
F n 96500 86400 s
3 4825000 10
Q UIt 5.20.10 5, 36.10 J
Đáp án B
Câu Người ta muốn bóc lớp đồng dày d = 10 µm đồng diện tích S = cm2 phương pháp điện phân Cường độ dòng điện 0,01 A Biết đương lượng gam đồng 32 g/mol, khối lượng riêng đồng 8900 kg/m3 Tính thời gian cần thiết để bóc lớp đồng
A 45 phút B 2684 phút C 22 phút D 1342 phút
Lời giải chi tiết m VD dSD
1 A A
m It dSD It
F n F n
6 64
10.10 10 8900.10 0, 01.t t 2684 s 45 phut 96500
Đáp án A
Câu Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại h = 0,00496 cm sau điện phân 30 phút Diện tích mặt phu kim loại S = 30 cm2 Biết niken có A = 58, n = có khơi lượng riêng D = 8,9 g/cm3 Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân
A 1,96 A B 2,85 A C 2,68 A D 2,45 A
Lời giải chi tiết m VD dSD
1 A A
m It dSD It
F n F n
1 58
0, 00496.30.8, I.30.60 I 2, 45 A 96500
Đáp án D
Câu Muốn mạ đồng sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng tâm sắt làm catôt
một bình điện phân đựng dùng dịch CuSO4 anôt đồng nguyên chất, cho dịng điện có
cường độ I = 10 A chạy qua thòi gian giò 40 phút 50 giây Cho biết đồng có A = 64; n = có khối lượng riêng D = 8,9.103 kg/m3 Tìm bề dày lớp đồng bám mặt sắt
A 0,196 mm B 0,285 mm C 0,180 mm D 0,145mm Lời giải chi tiết
m VD dSD
1 A A
m It dSD It
F n F n
4 64
h.200.10 8, 9.10 10.9650 h 1, 8.10 m 96500
Đáp án C
Câu Hai bình điện phân (FeCl3/Fe CuSO4/Cu) mắc nối tiếp Sau khoảng thời gian bình thứ
giải phóng lượng sắt 1,4 gam Biết khối lượng mol đồng sắt 64 56, hóa trị đồng sắt Tính lượng đồng giải phóng bính thứ hai khoảng thời gian đó?
(62)Lời giải chi tiết
2
2 2
2 1
1
1 A
It
m F n A n
1 A 64 12
m It m m 2, gam
A
F n m It A n 56
F n
Đáp án B
Câu Hai bình điện phân: (CuSO4/Cu AgNO3/Ag) mắc nối tiếp, mạch điện Sau thời
gian điện phân, tổng khối lượng catot hai bình tăng lên 2,8g Biết khối lượng mol đồng bạc 64 108, hóa trị đồng bạc Gọi điện lượng qua bình điện phân q, khối lượng Cu Ag giải phóng caot m1 m2 Chọn phương án đúng?
A q = 193C B m1 – m2 = 1,52g
C 2m1 – m2 = 0,88g D 3m1 – m2 = - 0,24g
Lời giải chi tiết
1
1
1
A A
1 A 1
m q m m q q
F n F n F n
1
1 2
2 A
m q 0, 64g
F n 64 108
2,8 q q 1930 C
A 96500
m q 2,16g
F n
Đáp án D
Câu Hai bình điện phân: (CuSO4/Cu AgNO3/Ag) mắc nối tiếp, mạch điện có cường độ
0,5 A Sau thời gian điện phân t, tổng khối lượng catơt hai bình tăng lẽn 5,6 g Biét khối lượng mol đồng bạc 64 108, hóa trị đồng bạc Tính t
A h 28 phút 40 s B 7720 phút C h phút 40 s D 8720 phút
Lời giải chi tiết
1
1
1
A A
1 A 1 64 108
m It m m It It 5, 0,5t
F n F n F n 96500
/ / /
t 2h8 40
Đáp án C
Câu 10 Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có điện trở Ω Anơt bình bạc
và hiệu điện đặt vào hai điện cực bình điện phân 12 V Biết bạc cỏ A = 108 g/mol, có n = Khối lượng bạc bám vào catôt bình điện phân sau 16 phút giây
A 4,32 mg B 4,32 g C 6,486 mg D 6,48 g Lời giải chi tiết
1 A A U 108 12
m It t 965 6, 48 g F n F n R 96500
Đáp án D
Câu 11 Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, với cực điện cực đồng, diện tích catot
bằng 10 cm2, khoảng cách từ catot đến anot cm Đương lượng gam đồng 32 Hiệu điện đặt vào U = 15 V, điện trở suất dung dịch 0,2 Ωm Sau thời gian t = h, khối lượng đồng bám vào catot gần giá trị sau đây?
(63)
1 A 1 A U 1 A U 1 15 1
m It t . St .32. .10 3600. 1,79 g
F n F n R f n 96500 0, 2 0,05
Đáp án C
Câu 12 Người ta bố trí điện cực bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 hình vẽ, với điện cực đồng có diện
tích 10cm2, khoảng cách từ chúng đến anot 30cm,
20 cm 10cm Đương lượng gam đồng 32 Hiệu điện đặt vào U = 15V, điện trở suất dung dịch 0,2 Ωm Sau thời gian 1h, khối lượng đồng bám vào điện cực 1, m1, m2
m3 Giá trị (m1 + m2 + m3) gần giá trị sau ?
A 0,327 g B 0,164 g C 0,178 g D 0,265 g Lời giải chi tiết
1
1
1 A A U A U A U 1
m It t St m m m st
F n F n R f n F n I I I
4
1 15 1
m m m 32 .10.10 3600 0,164 gam
96500 0, 0,3 0, 0,1
Đáp án B
Câu 13 Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có điện trở 2Ω Anot bình bạc
có đương lượng gam 108 Nơi shai cực bình điện phân với nguồn điện có suất điện động 12V điện trở Ω Khối lượng bạc bám vào catot bình điện phân 16 phút giây là:
A 4,32 mg B 4,32 g C 3,42 mg D 3,24 g
Lời giải chi tiết
1 A A 108 12
m It t 965 3, 24 gam F n F n R r 96500 2
Đáp án D
Câu 14 Xác định khối lượng đồng bám vào catôt binh điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO4) dòng điện chạy qua bình phút có cường độ thay đổi theo thời gian với quy
luật I = 0,05t (A) với t tính s Đồng có khối lượng mol A = 63,5 g/mol hóa trị n =
A 4,32 mg B 4,32 mg C 29,6 mg D 29,6 mg
Lời giải chi tiết
+ Điện lượng chuyển qua:
60
0 q dq
I dq Idt q 0, 05tdt 90 C
t dt
+ A 63, 3
m q 90 29, 6.10 g F n 96500
Đáp án C
Câu 15 Xác định độ lớn điện tích nguyên tố e cách dựa vào định luật II Fa-ra- điện phân Biết số Fa-ra-đây F - 96500 C/mol, số Avo-ga-dro NA = 6,023.1023
A 1,606.10-19 C B 1,601.10-19 C C 1,605.10-19 C D 1,602.10-19C Lời giải chi tiết
+ m Aq, F n
xét nguyên tố hóa trị n = m 1Aq F
+ Khi có mol chất (số hạt NA) giải phóng điện cực tức m = A q = F = 96500C → Độ lớn điện
tích hạt ion hóa trị (bằng độ lớn điện tích nguyên tố): q0 9650023 1,602.1019 C 6,023.10
(64)2 Bài tốn liên quan đến bình điện phân mạch điện phức tạp
Câu Một nguồn điện gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp, nhóm có 10 pin mắc song song; pin có suất điện động 0,9 V điện trở 0,6 Ω Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có
điện trở 1,82 Ω mắc vào hai cực nguồn nói Anơt bình điện phân đồng Biết Cu có A = 64; n = Tính khối lượng đồng bám vảo catơt bình thời gian 50 phút
A 2,8 g B 2,4 g C 2,6 g D 1,34 g
Lời giải chi tiết b
b b b
3 2, 7V
2,
I 1, 35A
r
R r 1,82 0,18 r 0,18
10
1 A 64
m It 1, 35.50.60 1, 34g F n 96500
Đáp án D
Câu Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở 0,9 Ω để cung cấp điện cho bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương kẽm, có điện trở R =
3,6 Ω Biết đương lượng gam kẽm 32,5 Bộ nguồn mắc thành n dãy song song dãy có m nguồn nối tiếp khối lượng kẽm bám vào catôt thời gian phút 20 giây lớn
A 3,25 g B 4,25 g C 5,15 g D 2,15g
Lời giải chi tiết
b b 2 b b 144 m 1,5m 1,5m 60 I 2,5
mr 0,9m 144
R r 3, 0, 025m
r 0, 025m m
n n m
max max
1 A
m I t 32, 5.2, 5.3860 3, 25 g 96500 n 96500
Đáp án A
Câu Cho mạch điện hình vẽ Biết nguồn có suất điện động 24 V, điện trở 1Ω tụ điện có điện dung C = µF; đèn Đ loại V - W; điện trở có giá trị R1 = Ω; R2 = Ω bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có anốt làm
bằng Cu, có điện trở RP = Ω Đương lượng gam đồng 32 Coi điện trở
của đèn không đổi Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút giây điện tích tụ điện
A 1,38 g 28 µC B 1,38 g 56 µC C 1,28 g 56 µC D 1,28 g 28 µC Lời giải chi tiết
+ Phân tích mạch: R nt R nt R / /RP 1 d 2
1d d
2 d
d 1d P 1d2
1d2 d
1d
R R R 12
U
R 6 R R R R R 5
R 3 P R R P 1d 1d
1d 1d
1 A
m I t 32.4.965 1, 28g
96500 n 96500 24
I 4A
U IR
R r I 1A
(65)
C P 1 C
U IR I R 14V q CU 56.10 C
Đáp án A
Câu Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có n pin mắc nối tiếp, pin có suất điện động 1,5V điện trở 0,5Ω Mạch gồm điện trở R1 = 20Ω, R2 = Ω, R3 = Ω, đèn Đ loại 3V – 3W, RP bình điện phân
đựng dung dịch AgNO3, có cực dương bạc Điện trở ampe kế dây
nối không đáng kể, điện trở vôn kế lớn Biết ampe kế A1 0,6A, ampe
kế A2 0,4A Coi điện trở đèn không đổi Đương lượng gam bạc
108 Chọn phương án
A Điện trở bình điện phân 20 Ω B n = 15
C Khối lượng bạc giải phóng catot sau 32 phút 10 giây 0,432 D Đèn Đ sáng bình thường
Lời giải chi tiết
d d
d d
d d
P U
I 1A R
U I
+ Phân tích mạch: R nt R nt R1 2 d / / R nt R3 P
2 d A P P
R R I R R I
P A1 A P P
I I I 0, 2A 12.0, 4 R 0, 2R 22
n
I
2 d P R nr
1
2 d P
R R R R n.1,5
R R 28 0, n 14
R R R R 28 n.0,5
+ Khối lượng bạc: m AI tP 108.0, 2.1930 0, 432 g 96500 n 96500
Vì cường độ dịng điện qua đèn IA20,4A I d nên đèn sáng yếu
Đáp án A
Câu Cho mạch điện hình vẽ Ba nguồn điện giống R1 =
Ω, R2 = Ω, bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 với cực dương
bằng đồng có điện trở RP = 0,5 Ω Đương lượng gam đồng
32 Sau thời gian điện phân 386 giây ngườ ta thấy khối lượng cực làm catot tăng lên 0,64g Dùng vơn có điện trở lớn mắc vào đầu A C nguồn Nếu bỏ mạch ngồi vơn kế 20V Điện trở nguồn điện là:
A 1,0 Ω B 0,5 Ω C 1,5 Ω D 2,0Ω Lời giải chi tiết
P P P
1 A
m I t 0, 64 32.I 386 I 5A I 96500 n 96500
+ Điện trở mạch ngoài: P
1
R R
R R 2,5
R R
b V
b b b
2 U 20V
20
I r
r
R r 2, 1, 5r r r 1, 5r
2
Đáp án A
(66)động 1,5V, có điện trở 0,5Ω mắc thành nhánh, nhánh có nguồn mắc nối tiếp Đèn Đ loại 3V – 3W, R1 = 2Ω, R2 = Ω, R3 = Ω, Rp = Ω bình điện phân
đựng dung dịch CuSO4 có cực dương Cu Biết Cu có khối lượng mol 64 có hóa trị Coi điện trở đèn khơng thay đổi Khối lượng Cu giải phóng cực âm thời gian 32 phút 10 giây hiệu điện UMN là:
A 0,512 g + 0,4V B 0,512 gam – 0,4V C 0,28g + 0,8V D 0,28g – 0,8V Lời giải chi tiết
b
b
4 6V
4r
r
2
+ Phân tích mạch: R nt1 R nt Rd 2/ / R nt R p 3
d p3 2
CD d d
d
d p3 d
p3 P d
1 CD R R
R
R R R
U
R R
R
R R R
P
R R R
CD CD
d d CD CD P
p3 p3
U IR 1, 2.2
I 0, 4A
R R
6
I 1, 2A
U IR 1, 2.2
R r
I 0,8A
R R
p
MN MC CN d P P
1 A 64
m I t 0, 8.1930 0, 512g
96500 n 96500
U U U I R I R 0, 4V
Đáp án B
C DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ VÀ TRONG CHÂN KHƠNG Câu Dịng điện chất khí dịng dịch chuyển có hướng các: A electron theo chiều điện trường
B ion dưcmg theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường
C ion dưcmg theo chiều điện trường, ion âm electron ngược chiều điện trường D ion dương ngược chiều điện trường, ion âm electron theo chiều điện trường Lời giải chi tiết
+ Là dòng dịch chuyển có hướng theo chiều điện trường, ion âm electron ngược chiều điện trường Đáp án C
Câu Đường đặc trưng vôn − ampe chất khí có dạng:
A B C D
Đáp án D
Câu Chọn đáp án sai:
A Ở điều kiện bình thường khơng khí điện mơi B Khi bị đốt nóng khơng khí dẫn điện
(67)D Dòng điện chất khí tn theo định luật Ơm Lời giải chi tiết
+ Dòng điện chất khơng tn theo định luật Ơm nên phương án C phương án sai Đáp án D
Câu Khi nói phụ thuộc cường độ dịng điện chất khí vào hiệu điện thế, nhận xét sau sai:
A Khi tăng dần hiệu điện từ giá trị đến UC phóng điện sảy có tác nhân ion hóa,
sự phóng điện khơng tự lực
B Khi U ≥ Ub cường độ dòng điện đạt giá trị bão hịa dù u có tăng
C Khi U > UC cường độ dịng điện giảm đột ngột
D Đường đặc tuyến vôn − ampe đường thẳng Lời giải chi tiết
+ Khi U > UC cường độ dịng điện tăng vọt lên có nhiều ion electron tạo thành có ion
hóa va chạm electron với phân tử khí Đáp án C
Câu Chọn đáp án sai:
A Trong q trình phóng điện thành tia có ion hóa va chạm B Sự phóng điện chất khí thường kèm theo phát sáng
C Trong khơng khí tia lửa điện hình thành có điện trường mạnh cỡ 3.106V/m D Hình ảnh tia lửa điện khơng liên tục mà gián đoạn
Lời giải chi tiết
+ A sai q trình phóng điện thành tia khơng chi có ion hóa va chạm mà cịn có ion hóa tác dụng xạ phát tia lửa điện
+ B va chạm phân tử chuyển sang trạng thái kích thích + C
+ D
Đáp án A
Câu Chọn đáp án sai:
A Hồ quang điện q trình phóng điện tự lực B Hồ quang điện xảy chất khí áp suất cao
C Hồ quang điện sảy chất khí áp suất thường áp suất thấp điện cực có hiệu điện khơng lớn
D Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt tỏa sáng mạnh Lời giải chi tiết
+ A theo định nghĩa hồ quang điện
+ B sai hồ quang điện xảy chất khí áp suất thường thấp + C
+ D
Đáp án B
Câu 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 khơng khí nhiệt độ 27° C, mối hàn thứ bếp có nhiệt độ 327° C Tính hiệu điện hai đầu điện kế G:
A 14,742mV B 14,742µV C 14,742nV D 14,742V Lời giải chi tiết
T T 15,12mV UG R 14, 742mV
R r
(68)Câu Tia lửa điện hình thành
A Caot bị ion dương đập vào làm phát electron B Catot bị nung nóng phát electron
C Quá trình tạo hạt tải điện nhờ điện trường mạnh D Chất khí bị ion hóa tác dụng tác nhân ion hóa Lời giải chi tiết
+ Nhờ điện trường mạnh tạo hạt tải điện hình thành tia lửa điện Đáp án C
Câu Đối với dịng điện chất khí:
A Muốn có qúa trình phóng điện tự lực chất khí phải có electron phát từ catot B Muốn có q trình phóng điện tự lực chất khí caot phải đốt nóng đỏ
C Khi phóng điện hồ quang, ion khơng khí đến đập vào caot làm catot phát electron
D Hiệu điện hai điện cực để tạo tia lửa điện khơng khí phụ thuộc vào hình dạng điện cực, không phụ thuộc vào khoảng cách chúng
Lời giải chi tiết
Với hồ quang, ion khơng khí đến đập vào catot làm catot phát electron Đáp án C
Câu 10 Câu nói phụ thuộc cường độ dòng điện I vào hiệu điện U hai cực tụ điện chứa chất khí q trình dẫn điện khơng tự lực không
A Với giá trị U: I tăng tỉ lệ với U B Với U nhỏ: I tăng theo U
C Với U đủ lớn: I đạt giá trị bão hòa D Với U lớn: I tăng nhanh theo U Lời giải chi tiết
+ Lúc đầu tăng tỉ lệ sau đạt giá trị bão hịa, tăng vọt U lớn Đáp án A
Câu 11 Câu nói q trình dằn điện tự lực chất khí khơng đúng? Q trình dẫn điện tự lực chất khí q trình dẫn điện chất khí
A có tượng nhân số hạt tải điện B tác nhân ion hóa từ ngồi
C khơng càn tác nhân ion hóa từ D thường gặp: tia lửa điện, hồ quang điện Lời giải chi tiết
+ Q trình dẫn điện khơng tự lực tác nhân ion hóa từ ngồi Đáp án B
Câu 12 Câu nói hồ quang điện không đúng? Hồ quang điện trình phóng điện tự lực chất khí
A đặt điện trường đủ mạnh để ion hóa chất khí
B mà hạt tải điện sinh êlectron tự thoát khỏi catôt phát xạ nhiệt C không cần hiệu điện cao, cần có cường độ dịng điện đủ lớn để đốt nóng D ứng dụng hàn điện, nấu chảy kim loại
Lời giải chi tiết
+ Quá trình phóng điện tự lực chất khí đặt điện trường đủ mạnh để ion hóa chất khí tia lửa điện
(69)Câu 13.Câu nói tia lửa điện khơng đúng? Tia lửa điện q trình phóng điện? A tự lực chất khí đặt điện trường đủ mạnh (khoảng 3.106 V/m) để ion hóa chất khí B khơng tự lực chất khí mà hạt tải điện sinh êlectron tự khỏi catơt ion dương tới đập vào catơt
C tự lực chất khí tự trì, khơng cần có tác nhân ion hóa từ ngồi
D tự lực chất khí sử dụng làm buigi (bộ đánh lửa) để đốt cháy hỗn hợp nổ động nổ Lời giải chi tiết
+ Tia lửa điện q trình phóng điện tự lực chất khí đặt điện trường đủ mạnh để ion hóa chất khí
Đáp án B
Câu 14 Sự phụ thuộc cường độ dòng điện chân không vào hiệu điện biểu diễn đồ thị sau đây:
Lời giải chi tiết
+ Hình A biểu thị cho phụ thuộc cường độ dòng điện chân không vào hiệu điện Đáp án A
Câu 15 Đặc tuyến vôn − ampe chất khí có dịng điện chạy qua có dạng hình vẽ Ở đoạn hạt tải điện tạo tác nhân ion hóa?
A OA B AB C BC D OA AB Lời giải chi tiết
+ Đoạn OA AB hạt tải điện tạo tác nhân ion hóa Đáp án D
D DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
Câu Chọn đáp án sai nói tính chất điện bán dẫn:
A Điện trở suất ρ bán dẫn có giá trị trung gian kim loại điện môi B Điện trở suất ρ bán dẫn tinh khiết giảm mạnh nhiệt độ tăng
C Tính chất điện bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất có mặt tinh thể D Điện dẫn suất σ bán dẫn tinh khiết giảm mạnh nhiệt độ tăng
Lời giải chi tiết
+ Đáp án D sai điện trở suất bán dẫn tinh khiết giảm mạnh nhiệt độ tăng Đáp án D
Câu Chọn đáp án sai nói bán dẫn:
A Nếu bán dẫn có mật độ electron cao mật độ lỗ trống bán dẫn loại n B Nếu bán dẫn có mật độ lỗ trống cao mật độ electron bán dẫn loại p C Nếu bán dẫn có mật độ lẽ trống mật độ electron bán dẫn tinh khiết
D Dòng điện bán dẫn dịng chuyển dời có hướng lỗ trống hướng điện trường Lời giải chi tiết
(70)Câu Dòng điện bán dẫn dịng chuyển dời có hướng hạt:
A electron tự B ion
C electron lỗ trống D electron, ion dương ion âm Lời giải chi tiết
+ Là dòng chuyển dời có hướng hạt electron lỗ trống Đáp án C
Câu Chọn đáp án sai nói bán dẫn:
A Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện giống điện môi B Ở nhiệt độ cao bán dẫn dẫn điện tốt giống kim loại
C Ở nhiệt độ cao, bán dẫn có phát sinh electron lỗ trống D Dịng điện bán dẫn tn theo định luật Ơm giống kim loại Lời giải chi tiết
Dịng điện bán dẫn khơng tn theo định luật Ôm giống kim loại Đáp án D
Câu Mối liên hệ điện trở suất bán dẫn vào nhiệt độ biểu diễn đồ thị sau đây:
Lời giải chi tiết
+ Hình D biểu diễn mối quan hệ nghịch biến điện trở suất bán dẫn nhiệt độ Đáp án D
Câu Đáp án sau sai nói lóp chuyển tiếp p − n: A có điện trở lớn, gần khơng có hạt tải điện tự B dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n
C dẫn điện tốt theo chiều từ n sang p D có tính chất chỉnh lưu
Lời giải chi tiết
+ Lớp chuyển tiếp p−n dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n khơng có chiều ngươc lại nên đáp án C sai
Đáp án C
Câu Chọn đáp án sai:
A Khi dịng điện chạy qua điơt phát quang, lớp chuyển tiếp p − n có ánh sáng phát B Tranzito dụng cụ bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp p − n
C Cặp nhiệt điện bán dẫn có hệ số nhiệt điện động lớn gấp trăm lần so với cặp nhiệt điện kim loại D Phơtơđiốt dùng để biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu âm
Lời giải chi tiết
+ Đáp án D sai photodiot dùng để biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện loại dụng cụ không thiếu thông tin quang học
Đáp án D
Câu Chọn đáp án sai nói điện trỏ quang:
A linh kiện bán dẫn có độ dày vài chục micromet, gắn hai điện cực kim loại B linh kiện áp dụng tính chất điện trở thay đổi theo cường độ chiếu sáng
(71)D linh kiện ứng dụng phổ biến mạch tự động hóa Lời giải chi tiết
+ Đáp án C sai quang điện trở linh kiện có điện trở lớn bề mặt rộng chiếu ánh sáng thích họp vào điện trở giảm mạnh
Đáp án C
Câu Điốt chinh lưu bán dẫn:
A có lớp tiếp xúc p − n chi cho dòng điện chạy qua theo chiều từ p sang n B có lớp tiếp xúc p − n chi cho dòng điện chạy qua theo chiều từ n sang p
C Nối với nguồn điện ngồi để cực dương nguồn nối với n, cực âm nguồn nối với p, cho dịng qua
D Nối với nguồn điện để cực dương nguồn nối với p, cực âm nguồn với n, khơng cho dịng qua
Lời giải chi tiết
+ Điốt chinh lưu bán dẫn có lớp tiếp xúc p−n cho dòng điện chạy qua từ p đến n Đáp án A
Câu 10 Chọn đáp án sai nói cấu tạo tranzito: A Cực phát Emito B Cực góp Colecto C Cực gốc Bazo D Cực gốc Colecto
Lời giải chi tiết
+ Đáp án D sai cực gốc bazo colecto Đáp án D
Câu 11 Mối quan hệ dòng điện chạy tranzito là:
A IC = IB + IE B IB = IC + IE C IE = IC + IB D IC=IB IE
Lời giải chi tiết
+ IE = IC + IB mối quan hệ dòng điện chạy tranzito IB << IE → IC << IE Đáp án C
Câu 12 Chất bán dẫn có tính chất:
A điện trở suất lớn nhiệt độ thấp, giảm mạnh nhiệt tăng, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến tính chất điện
B điện trở suất lớn nhiệt độ thấp, tăng nhiệt tăng, tạp chất khơng ảnh hưởng đến tính chất điện C điện trở suất nhỏ nhiệt độ thấp, giảm mạnh nhiệt tăng, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến tính chất điện
D điện trỏ suất nhỏ nhiệt độ thấp, tăng nhiệt tăng, tạp chất khơng ảnh hưởng đến tính chất điện
Lời giải chi tiết
+ Chất bán dẫn có tính chất: điện trờ suất lớn nhiệt độ thấp, giảm mạnh nhiệt tăng, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến tính chất điện
Đáp án A
Câu 13 Lỗ trống bên bán dẫn có đặc điểm nào:
A mang điện dương, có độ lớn điện tích > e, di chuyên từ nguyên tử đến nguyên tử khác
B mang điện dương âm, có độ lớn điện tích e, di chuyển khoảng trống phân tử C mang điện dương, có độ lớn điện tích e, di chuyên từ nguyên tử đến nguyên tử khác
(72)+ Lỗ trống bán dẫn mang điện dưong, có độ lớn điện tích e, di chun từ nguyên tử đến nguyên tử khác
Đáp án C
Câu 14 Trong chất bán dẫn loại tồn đồng thời hạt mang điện không bản: A bán dẫn tinh khiết B bán dẫn loại n
C bán dẫn loại p D hai loại bán dẫn loại n p Lời giải chi tiết
+ Hai loại bán dẫn loại n p tồn đồng thời hạt mang điện không Đáp án D
Câu 15 Sự dẫn điện riêng sảy loại bán dẫn nào: A bán dẫn tính khiết B bán dẫn loại n
C bán dẫn loại p D loại bán dẫn Lời giải chi tiết
+ Sự dẫn điện riêng xảy loại bán dẫn Đáp án D
Câu 16 Sự dẫn điện riêng loại hạt mang điện gây ra: A electron tự B lỗ trống
C hạt tải điện không D electrón tự lỗ trống Lời giải chi tiết
+ Sự dẫn điện riêng hạt tài điện không gây Đáp án C
Câu 17 Kí hiệu tranzito p − n − p hình vẽ Chỉ tên theo thứ tự cực phát − góp − gốc:
A l − − B − –
C − – D − – Lời giải chi tiết
+ Cực phát kí hiệu số 2, góp số 3, gốc số Đáp án C
Câu 18 Dịng điện ngược qua lóp tiếp xúc p − n tạo khi:
A Điện trường đặt vào chiều với điện trường lớp tiếp xúc p − n B Nối bán dẫn p với cực âm, bán dẫn n với cực dương nguồn điện bên
C có dịng chuyển dời có hướng hạt mang điện không qua lớp tiếp xúc p − n D A B
Lời giải chi tiết
Dòng điện qua lớp tiếp xúc p−n tạo có điện trường đặt vào chiều điện trường lớp tiếp xúc p−n nối bán dẫn p với cực âm, bán dẫn n với cực dương nguồn điện bên
Đáp án D
Câu 19 Cho đặc tuyến vôn − ampe lớp tiếp xúc p − n hình vẽ câu 17 Ở đoạn OB có tượng:
A phân cực ngược B dòng điện chủ yếu hạt mang điện tạo
C phân cực thuận D B C
Lời giải chi tiết
+ Ở đoạn OB bao gồm tượng: dòng điện chủ yếu hạt mang điện tạo phân cực thuận Đáp án D
Câu 20 Ở trường hợp lỗ trống tạo ra:
(73)dẫn
B nguyên tử tạp chất hóa trị electrón cho mối liên kết nguyên tử bán dẫn C nguyên tử tạp chất hóa trị nhận thêm electron từ mối liên kết nguyên tử bán dẫn D A C
Lời giải chi tiết
+ Lỗ trống tạo electron hóa trị giải phóng khỏi liên kết nguyên tử bán dẫn
+ Lỗ trống tạo nguyên tử tạp chất hóa trị nhận thêm electron từ mối liên kết nguyên tử bán dẫn
Đáp án D
Câu 21 Ở trường hợp electron dẫn tạo ra:
A electron hóa trị giải phóng khỏi liên kết nguyên tử bán dẫn
B nguyên tử tạp chất hóa trị electron cho mối liên kết nguyên tử bán dẫn C nguyên tử tạp chất hóa trị nhận thêm electron từ mối liên kết nguyên từ bán dẫn D A B
Lời giải chi tiết
+ Electron dẫn tạo electron hóa trị giải phóng khỏi liên kết nguyên tử bán dẫn nguyên tử tạp chất hóa trị electron cho mối liên kết nguyên tử bán dẫn
Đáp án D
Câu 22 Cho tranzito có dạng hình vẽ Cực tạo lớp bán dẫn bề dày nhỏ cỡ vài pm có mật độ hạt tải điện nhỏ:
A cực B cực
C cực D không cực Lời giải chi tiết
+ Cực tạo lớp bán dẫn bề dày nhỏ Đáp án A
Câu 23 Khi pha tạp chất hóa trị vào bán dẫn hóa trị ta bán dẫn:
A bán dẫn loại p B bán dẫn loại n
C bán dẫn loại p loại n D bán dẫn tinh khiết
Lời giải chi tiết
+ Khi pha tạp chất hóa trị vào bán dẫn hóa trị ta bán dẫn loại m hay bán dan electron Đáp án B
Câu 24 Khi pha tạp chất hóa trị vào bán dẫn hóa trị ta bán dẫn:
A bán dẫn loại p B bán dẫn loai n
C biểu diễn hình D bán dẫn tinh khiết Lời giải chi tiết
(74)PHẦN MỘT SỐ ĐỀ THI HỌC KỲ ĐỀ 01
I TRẮC NGHIỆM (4 điểm)
Câu 1: Dịng điện chất điện phân chuyển động có hướng : A Các chất tan dung dịch
B Các iôn dương dung dịch
C Các iôn dương iôn âm tác dụng điện trường dung dịch D Các iôn dương iôn âm theo chiều điện trường dung dịch
Câu 2: Một sợi dây đồng có điện trở 74 500C, có hệ số nhiệt điện trở = 4,1.10-3K-1 Điện trở sợi dây 1000C là:
A 89,2 B 95 C 86,6 D 82
Câu 3: Một tụ điện điện dung 5μF tích điện đến điện tích 86μC Hiệu điện hai tụ là:
A 17,2V B 27,2V C 37,2V D 47,2V
Câu 4: Dòng điện kim loại dịng chuyển động có hướng
A ion âm ngược chiều điện trường B electron tự ngược chiều điện trường C ion dương chiều điện trường D prôtôn chiều điện trường
Câu 5: Hai điện tích điểm đặt gần khơng khí, tăng khoảng cách chúng lên lần lực tương tác hai điện tích điểm sẽ:
A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần
Câu 6: Cho mạch điện kín gồm nguồn có suất điện động E , điện trở r, mạch điện trở R, cường độ dịng điện chạy mạch I Cơng nguồn điện xác định biểu thức
A A = E.I.t B Q = I2(R+r).t C Q = I2.R.t D A = U.I.t
Câu 7: Nhiệt lượng tỏa phút dòng điện 2A chạy qua điện trở 100Ω là:
A 400J B 24000kJ C 24kJ D 24J
Câu 8: Một cầu nhỏ (được coi chất điểm) mang điện tích q = 10-9C đặt khơng khí Cường độ điện trường điểm cách cầu 3cm là:
A 5.103V/m B 104 V/m C 3.104V/m D 105V/m Câu 9: Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho
A khả dự trữ điện tích nguồn điện B khả tác dụng lực nguồn điện C khả thực công nguồn điện D khả tích điện cho hai cực
Câu 10: Một nguồn điện suất điện động E điện trở r nối với mạch ngồi có điện trở tương đương R Nếu R = r
A dịng điện mạch có giá trị cực tiểu B dịng điện mạch có giá trị cực đại C cơng suất tiêu thụ mạch ngồi cực tiểu D công suất tiêu thụ mạch ngồi cực đại
Câu 11: Có hai điện tích điểm q1 q2, chúng đẩy Khẳng định sau đúng?
A q1> q2 < B q1< q2 > C q1.q2 < D q1.q2 >
Câu 12: Công thức sau công thức định luật Fa-ra-đây tượng điện phân?
A. B
F n t I
A m
C m = D.V D m 1.A .I t F n
t I n A F
(75)PHẦN II: TỰ LUẬN (4 điểm)
Bài 1: (1 điểm)
Hai điện tích điểm q1 = +3.10-6 C q2 = -3.10-6 C,đặt dầu có số điện mơi ε = cách
khoảng r = (cm) Tính lực tương tác hai điện tích Lực tương tác lực hút hay lực đẩy ?
Bài 2: (1 điểm)
Tại điểm A B cách 10 cm khơng khí có đặt điện tích q1 = q2 = 16.10-8 C Xác định
cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C biết AC = 4cm; BC = cm
Bài 3: (2 điểm)
Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện có suất điện động E = 12V; điện trở r = 1, R1 = 15 ; Đèn Đ (5V- 5W) bình điện
phân đựng dung dịch CuSO4, có Anot Cu điện trở bình
điện phân Rp = 10 Tính
a Cường độ dịng điện mạch
b Khối lượng đồng bám vào Katốt 48 phút 15 giây ? c Đèn sáng ? Vì ?
E,r
Đ
Rp
(76)LỜI GIẢI CHI TIẾT PHẦN I: TRẮC NGHIỆM
BẢNG ĐÁP ÁN
1 C 2 C 3 A 4 B 5 B
6 A 7 C 8 B 9 C 10 D
11 D 12 D
Câu 1:
Dòng điện chất điện phân dịng chuyển dời có hướng ion dương ion âm tác dụng điện trường dung dịch , ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường.
Chọn đáp án C Câu 2:
Áp dụng cơng thức : RR01t Ta có : R1R01t1 R2R01t2
Ta lập tỷ số:
1
1
R t
R t
Các em thay số tính R 2 86, 6
Chọn đáp án C Câu 3:
86
17,
5
Q
Q C U U V
C
Chọn đáp án A Câu 4:
Dòng điện kim loại dòng chuyển dời ngược chiều điện trường electron tự
Chọn đáp án B Câu 5:
2
F r
nên tăng khoảng cách lên lần lực ta giảm lần
Chọn đáp án B Câu 6:
Cơng nguồn điện tính công thức: A = E.I.t
Chọn đáp án A Câu 7:
2
2 100.60 24000 24
QI Rt J kJ
Chọn đáp án C Câu 8:
9
9
2
10
9.10 10 /
0, 03 q
E k V m
r
Chọn đáp án B Câu 9:
Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện
(77)Câu 11:
Khi hai điện tích đẩy chứng tỏ chúng dấu, tích chúng lớn Chọn đáp án D
Câu 12:
Công thức định luật Fa-ra-đây tượng điện phân : m 1.A .I t F n
Chọn đáp án D
PHẦN II: TỰ LUẬN Câu 1:
+ Theo định luật Coulomb, độ lớn lực tương tác điện tích :
9 6
1
2
9.10 3.10 3.10
2.0, 03
k q q F r 45 N
+ Hai điện tích trái dấu → lực tương tác lực hút Câu 2:
+ Do ABAC BC nên C nằm A B
+ Từ nguyên lí chồng chất điện trường có : EC E1E2
Do E1
E2
ngược hướng với ta suy
8
1
1 2 2
1
16.10 16.10
9.10 500000 / 500 /
0, 04 0, 06 C
k q k q
E E E V m kV m
r r Câu 3: a)
+ Phân tích mạch ngồi : Rđ nt ( RP // R1 )
+ Ta có :
2 52 5 dm d dm U R P
điện trở tương đương mạch : 1 10.15 10 15 p n d p R R R R R R 11
+ Định luật Ohm cho toàn mạch : 12 1 11 I A r R b)
+ Hiệu điện hai đầu bình điện phân :
10.15
10 15 p
p p
R R
U I V
R R
+ Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân : 0, 6 10 p p p U I A R
+ Khối lượng đồng bám vào Catốt thời gian 48 phút 15 giây ( 2895 giây ) :
(78)+ Cường độ dòng điện định mức đèn : 1 dm dm
dm
P
I A
U
(79)ĐỀ 02 I TRẮC NGHIỆM (5 điểm)
Câu 1: Hai điện tích điểm: q1 = 4.10-9 C q2 = 4.10-9C đặt điểm A, B khơng khí cách
2cm Cường độ điện trường M nằm đường trung trực AB cho độ dài véc tơ EM đạt giá trị lớn là:
A 2, 77.10 V/m B 6, 4.10 V/m C 4,88.10 V/m D 7, 2.10 V/m Câu 2: Điện tích điểm là:
A điện tích coi tập trung điểm B điểm phát điện tích C vật có kích thước nhỏ D vật chứa điện tích
Câu 3: Công lực điện trường làm dịch chuyển điện tích - μC từ A đến B mJ Hiệu điện điểm A điểm B là:
A – V B 2000 V C V D – 2000 V
Câu 4: Một đoạn mạch có hiệu điện đầu không đổi Khi chỉnh điện trở mạch 100 Ω cơng suất mạch 20 W Khi chỉnh điện trở mạch 50 Ω cơng suất mạch là:
A 10 W B W C 40 W D 80 W
Câu 5: Điện đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường A khả sinh công vùng không gian có điện trường B khả sinh cơng điểm
C khả tác dụng lực điểm
D khả tác dụng lực tất điểm không gian có điện trường
Câu 6: Hai điện tích điểm đặt cách 100 cm parafin có số điện mơi tương tác với lực N Nếu chúng đặt cách 50 cm chân khơng tương tác lực có độ lớn
A 64 N B 48 N C N D N
Câu 7: Ghép song song pin giống loại V – Ω thu nguồn có suất điện động điện trở là:
A V – Ω B V – 1/3 Ω C V – Ω D V – Ω
Câu 8: Trên vỏ tụ điện có ghi (10 F – 220V) Nối hai tụ điện với hiệu điện 160V Điện tích Q tích tụ là:
A 1, 6.10 C4 B
22.10 C C 2, 2.10 C4 D
16.10 C Câu 9: Công lực điện không phụ thuộc vào:
A cường độ điện trường B vị trí điểm đầu điểm cuối đường C độ lớn điện tích bị dịch chuyển D hình dạng đường
Câu 10: Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng của: A ion, electron điện trường
B electron tự theo chiều điện trường C electron tự ngược chiều điện trường
D ion âm, electron tự ngược chiều điện trường
Câu 11: Cho điện trở giống giá trị Ω, hai điện trở mắc song song cụm nối tiếp với điện trở lại Đoạn mạch nối với nguồn có điện trở Ω hiệu điện hai đầu nguồn 12 V Cường độ dòng điện mạch suất điện động mạch là:
A 0,5 A 13 V B 0,5 A 14 V C A 14 V D A 13 V
(80)điện trở Ω Hiệu điện đầu nguồn điện là:
A V B V C 10 V D V
Câu 13: Nhận xét sau ? Theo định luật Ơm cho tồn mạch cường độ dịng điện cho toàn mạch
A tỉ lệ nghịch điện trở nguồn B tỉ lệ nghịch với điện trở nguồn C tỉ lệ nghịch với suất điện động nguồn
D tỉ lệ nghịch với tổng điện trở điện trở
Câu 14: Hai chất điểm mang điện tích đặt gần chúng hút kết luận: A chúng mang điện tích trái dấu B chúng điện tích âm
C chúng điện tích dương D chúng mang điện tích dấu
Câu 15: Một mạch điện kín gồm nguồn điện pin V , điện trở mạch Ω, cường độ dịng điện tồn mạch A; Điện trở nguồn là:
A Ω B 4,5 Ω C Ω D 0,5 Ω Câu 16: Điều kiện để có dịng điện là:
A cần trì hiệu điện hai đầu vật dẫn B có hiệu điện điện tích tự C có nguồn điện D có điện tích tự
Câu 17: Gọi Q, C U điện tích, điện dung hiệu điện hai tụ điện Phát biểu đúng?
A C phụ thuộc vào Q U B C tỉ lệ nghịch với U C C không phụ thuộc vào Q U D C tỉ lệ thuận với Q Câu 18: Trong đơn vị sau, đơn vị cường độ điện trường là:
A V.m B V/m C V/m2 D V.m2
Câu 19: Cho đoạn mạch có điện trở không đổi Nếu hiệu điện hai đầu mạch tăng lần khoảng thời gian điện tiêu thụ mạch:
A tăng lần B giảm lần C không đổi D tăng lần
Câu 20: Một dịng điện khơng đổi, sau phút có điện lượng 24 C chuyển qua tiết diện thẳng Cường độ dịng điện là:
A 1/12 A B 0,2 A C 12 A D 48A
Câu 21: Điện phân cực dương tan dung dịch 20 phút khối lượng cực âm tăng thêm gam Nếu điện phân với cường độ dòng điện trước khối lượng cực âm tăng thêm
A 24 gam B gam C 48 gam D 12 gam
Câu 22: Một bình nước nóng có dây dẫn R1 R2 để đun nước Nếu dùng riêng dây R1 nước
bình sơi thời gian 30 phút Cịn dùng riêng dây R2 thời gian nước sôi 20 phút
Thời gian đun sôi bình nước mắc R1 song song với R2 là:
A 12 phút B 24 phút C 10 phút D 50 phút
Câu 23: Một mạch điện kín gồm nguồn điện suất điện động ξ = 6V, điện trở r = 1Ω nối với mạch biến trở R, điều chỉnh R để công suất tiêu thụ R đạt giá trị cực đại Cơng suất là:
A 24W B 36W C 9W D 18W
Câu 24: Khi điện phân dung dịch CuSO4, để tượng dương cực tan xảy anốt phải làm kim
loại:
(81)Câu 25: Các thao tác sử dụng đồng hồ đa số (hình vẽ) để đo hiệu điện chiều cỡ V gồm:
a-Nhấn nút ON OFF để bật nguồn đồng hồ
b-Cho hai đầu đo dây đo tiếp xúc với hai đầu đoạn mạch cần đo hiệu điện thế, cho cực dương (+) lỗ cắm "V mA ", cực âm (-) lỗ cắm “COM”
c-Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 20, vùng DCV d-Cắm hai đầu nối dây đo vào hai ổ "V mA "và “COM”
e-Chờ cho chữ số ổn định, đọc trị số hiệu điện
g-Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn đồng hồ Thứ tự thao tác là:
A d,a,b,c,e,g B d,b,a,c,e,g C c,d,a,b,e,g D a,b,d,c,e,g PHẦN II: TỰ LUẬN (5 điểm)
Hai nguồn điện có suất điện động điện trở tương ứng 1= 6V, r1 = 1 2 = 12V, r2 = mắc với điện trở bóng
đèn tạo thành mạch kín hình vẽ Biết điện trở có giá trị R= 6, bóng đèn ghi 12V-12W Điện trở dây nối không đáng kể
a Tính suất điện động, điện trở nguồn
b Tính cường độ dịng điện mạch hiệu điện hai điểm A B, B C
c Phải mắc điện trở R0 nối tiếp hay song song với điện trở R có giá trị để đèn sáng
(82)LỜI GIẢI CHI TIẾT I TRẮC NGHIỆM
BẢNG ĐÁP ÁN
1 A A D C B A B D D 10 C 11 C 12 B 13 D 14 A 15 D 16 A 17 C 18 B 19 A 20 B 21 D 22 A 23 C 24 D 25 C
Câu 1:
+ Ta có : E M E1E2 , chiếu xuống phương EM ta
1 2
M
E E cosE cos E cos ( E1E2)
+ Độ lớn véc tơ cường độ điện trường thành phần :
2
1 2 2
sin ,
k q k q
E E q q q r MA MB
r a 2 M
k q sin cos E E cos
a
Lại có :
9
2
2 2
2
2 3 4.9.10 4.10
2, 77.10 /
9 M max 9 9.0, 01
k q k q
sin cos E V m
a a
Đáp án A
Câu 2: Đáp án A Câu 3: 4.10 2000 2.10 A
A q U U V
q
Đáp án D Câu 4:
+ Vì cơng suất đầu mạch khơng đổi nên ta có :
2 U P R
2 1
2
1 2
100
.20 40 W
50
P R R
P P
P R R
Đáp án C
Câu 5:
Điện đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường khả sinh công điểm Đáp án B
Câu 6:
+ Độ lớn lực tương tác điện tích điểm :
2 2 1
2
1 2
k q q F r
F
r F r
2 1 2 2
.8 64
1 0,5
r
F F N
r
Đáp án A Câu 7:
9
b V
3
b
r
(83)+ Ta có : 4 10.10 160 16.10
QCU C Đáp án D
Câu 9:
Công lực điện khơng phụ thuộc vào hình dạng đường Đáp án D
Câu 10:
Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng electron tự ngược chiều điện trường Đáp án C
Câu 11:
+ Ta có R1R2 R38 điện trở tương đương mạch :
8.8 8 N
R R
R R
R R
12
+ Cường độ dòng điện mạch : 12 1 12 N
N
U
I A
R
+ Từ
N
I
r R
suy suất điện động nguồn : I r( RN)1 12 14 V Đáp án C Câu 12:
9 N
R r 1 ta có 10 1A N
I
R r
UN I R N 1.99V Đáp án B
Câu 13:
Tỉ lệ nghịch với tổng điện trở điện trở ngồi Vì cơng thức sau:
N b
I
R r
Đáp án D
Câu 14:
Vì hai điện tích hút nhau, ta kết luận hai điện tích trái dấu Đáp án A
Câu 15:
Ta có 0,5
4
I r
R r r
Đáp án D Câu 16:
Điều kiện để có dịng điện cần trì hiệu điện hai đầu vật dẫn Đáp án A
Câu 17:
C không phục thuộc vào Q U mà phụ thuộc vào cấu tạo tụ điện Đáp án C
Câu 18:
Đơn vị cường độ điện trường E V/m Đáp án B
(84)Khi R khơng đổi lượng điện tiêu thụ tính cơng thức:
2 U
A t
R
2
1
4
A U
A U
Do lượng điện tiêu thụ mạch tăng lên lần
Đáp án A
Câu 20: 24
0, 2A 2.60
q I
t
Đáp án B Câu 21:
+ Khối lượng cực âm tăng thêm tính : 2 1
m t
AIt m
nF m t
2
2
1
60
.4 12
20
t
m m g
t
Đáp án D
Câu 22:
+ Để đun sơi nước ta phải cung cấp cho nước nhiệt lượng :
2
2
U Q
Q t t R
R U
thời gian đun nước t tỉ lệ thuận với điện trở tương đương R mạch
+ Lại có :
1 2
1 1 1 30.20
12 30 20 ss
ss ss
t t t
R R R t t t t t ( phút ) → Đáp án A Câu 23:
+ Cường độ dịng điện mạch ngồi : I
r R
→ công suất tiêu thụ R :
2 2 2 2 2
2
2
6
9 W
4 4.1
R R
P I R R
r R r R rR r
( bất đẳng thức Cauchy : rR2 rR rR24rR) → Đáp án C
Câu 24:
Ion Cu2 dịch chuyển đến catôt (-), nhận thêm hai e trở thành nguyên tử Cu bám vào catôt - Ion SO42 dịch chuyển anơt (+), tác dụng với Cu2 cực đồng, tạo thành phân tử CuSO4 tan vào dung dịch nhường hai êlectron cho anôt
- Kết cực dương làm đồng bị hao dần đi, cịn catơt lại có đồng bám vào → Đáp án D
Câu 25: Các thao tác sử dụng đồng hồ đa số : + Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 20, vùng DCV + Cắm hai đầu nối dây đo vào hai ổ "V mA "và “COM”
+ Nhấn nút ON OFF để bật nguồn đồng hồ
+ Cho hai đầu đo dây đo tiếp xúc với hai đầu đoạn mạch cần đo hiệu điện thế, cho cực dương (+) lỗ cắm "V mA ", cực âm (-) lỗ cắm “COM”
+ Chờ cho chữ số ổn định, đọc trị số hiệu điện
(85)PHẦN II: TỰ LUẬN Câu 1:
a)
+ Suất điện động nguồn nối tiếp : 12 6 1218 V + Điện trở nguồn nối tiếp : r r1r2 1 2 b)
+ Điện trở đèn :
2
12 12 12 dm d
dm U R
P
+ Cường độ dịng điện mạch : 18 0,9 12
d
I A
r R R
+ Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa nguồn :
1
CB
BA U
U I
r r
( dòng điện theo chiều
C→B→A ) → UAB UBA 1Ir1 6 0, 9.15,1 V ;UBC UCB 2Ir212 0, 9.1 11,1 V c)
+ Cường độ dòng điện định mức đèn : 12 1 0,9 12
dm dm
dm
P
I A I A
U
Vậy ta cần tăng I để đèn sáng bình thường
+ Từ
d
I
r R R
để tăng I cần mắc song song R0 với R
+ Ta có : 0
0
0 0
0
18
2 12 12
d
d
R R R
I r R R
R R R R R I
r R
R R
(86)
ĐỀ 03 PHẦN I TRẮC NGHIỆM (6 điểm)
Câu 1: Trong mạch điện kín, hiệu điện mạch ngồi UN phụ thuộc vào điện trở RN
mạch ngoài?
A UN lúc đầu giảm, sau tăng dần RN tăng dần từ tới vô
B UN tăng RN giảm
C UN không phụ thuộc vào RN
D UN tăng RN tăng
Câu 2: Trong khơng khí, ba điện tích điểm q1, q2, q3 đặt ba điểm A, B, C nằm
một đường thẳng Biết AC = 30 cm, q1 = 4q3, lực điện q1 q3 tác dụng lên q2 cân B cách
A C
A 20 cm 10 cm B 50 cm 20 cm C 20 cm 50 cm D 10 cm 20 cm Câu 3: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có anơt bạc, cường độ dịng điện chạy qua bình điện phân A Lượng bạc bám vào cực âm bình điện phân ? Biết bạc có nguyên tử khối 108 (g/mol), hóa trị bạc
A 40,29 g B 40,29.10-3 g C 42,9 g D 42,9.10-3 g
Câu 4: Một êlectron di chuyển đoạn đường cm, dọc theo phương đường sức điện, tác
dụng lực điện điện trường có cường độ điện trường 1000 V/m Hỏi cơng lực điện có giá trị sau đây?
A – 3,2.10-16 J B – 3,2.10-18 J C + 3,2.10-18 J D + 3,2.10-16 J
Câu 5: Dòng điện khơng đổi
A dịng điện có chiều không thay đổi theo thời gian
B dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian
C dịng điện có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng dây không đổi theo thời gian D dịng điện có cường độ không thay đổi theo thời gian
Câu 6: Hiện tượng hồ quang điện ứng dụng
A kĩ thuật hàn điện B điôt bán dẫn C bugi đánh lửa D kĩ thuật mạ điện Câu 7: Phát biểu sau không đúng?
A Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện âm vật nhận thêm êlectron
B Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện dương vật nhận thêm ion dương C Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện dương vật thiếu êlectron
D Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện âm vật thừa êlectron Câu 8: Đơn vị đo công suất điện
A Niutơn (N) B Oát (W) C Culông (C) D Jun (J)
Câu 9: Nếu tăng khoảng cách hai điện tích điểm lên lần lực tương tác tĩnh điện chúng A tăng lên lần B tăng lên lần C giảm lần D giảm lần Câu 10: Trong bán dẫn, bán dẫn loại có mật độ êlectron tự lớn mật độ lỗ trống?
A Bán dẫn tinh khiết B Bán dẫn loại p
(87)Câu 11: Dịng điện kim loại dịng chuyển dời có hướng A ion âm, êlectron tự ngược chiều điện trường
B êlectron, lỗ trống theo chiều điện trường C ion, êlectron điện trường
D êlectron tự ngược chiều điện trường
Câu 12: Gọi Q, C U điện tích, điện dung hiệu điện hai tụ điện Phát biểu
nào sau đúng?
A C phụ thuộc vào Q U B C tỉ lệ thuận với Q C C không phụ thuộc vào Q U D C tỉ lệ thuận với U
PHẦN II: TỰ LUẬN (4 điểm)
Bài 1: (2đ) Cho hai điện tích điểm q1 = 9.10-8 C, q2 = - 4.10-8 C đặt hai điểm A, B cách
khoảng 16 cm khơng khí
a) Xác định vectơ cường độ điện trường tổng hợp hai điện tích q1, q2 gây điểm M
Biết MA = 10 cm, MB = cm
b) Tìm vị trí điểm N mà cường độ điện trường
Bài 2: (2đ) Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ
Nguồn điện có suất điện động = 12 V, điện trở r = 1; điện trở R1 = , R2 = ; bóng đèn Đ loại V – 4,5 W
(88)LỜI GIẢI CHI TIẾT PHẦN I TRẮC NGHIỆM
BẢNG ĐÁP ÁN
1 D 2 A 3 A 4 C 5 B 6 A
7 C 8 B 9 D 10 C 11 D 12 C
Câu 1:
N N
U I rI R
Đáp án A Sai U lúc đầu khơng giảm N Đáp án B Sai U tăng RN N tăng Đáp án C Sai UN I R N
Đáp án D Đúng U tăng RN N tăng Đáp án D
Câu 2:
+ Do q1 q3 dấu nên để lực điện q1 q3 tác dụng lên
q2 cân điểm B phải nằm đoạn AC hình
vẽ
+ Đặt ABx, ta có :
1
12 ; 32
0,
k q q k q q
F F
x x
+
2
1 1
12 32 12 32 2
3
0
0, 0, 0,
k q q k q q q x x q
F F F F
x x q x x q
0, 20 ; 30 20 10
x AB m cm BC cm
Đáp án A
Câu 3:
+ Khối lượng bạc bám vào sau thời gian = 7200 giây : 108.5.7200 40, 29 1.96500
AIt
m g
nF
→ Đáp án A Câu 4:
Ta có A q E d .cos 1, 6.10 1000.0, 02.cos18019 o 3, 2.1018J
Chú ý : Do e bay từ âm đến dương (ngược chiều điện trường ) nên 180o → Đáp án C
Câu 5:
Dịng điện khơng đổi dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian
→ Đáp án B Câu 6: → Đáp án A Câu 7:
Vật nhiễm điện dương vật thiếu e → Đáp án C
Câu 8:
(89)→ Đáp án B Câu 9:
2
F r
Vậy nên, tăng r lên lần F giảm lần → Đáp án D
Câu 10:
Bán dẫn loại n → Đáp án C
Câu 11:
Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng êlectron tự ngược chiều điện trường
→ Đáp án D Câu 12:
Từ công thức QC U nhiều bạn nhầm tưởng C phụ thuộc vào Q U Nhưng thực tế khơng phải C phụ thuộc vào cấu tạo tụ điện → Đáp án C
PHẦN II: TỰ LUẬN Bài 1:
a)
+ Ta có : EM E1E2
Từ hình vẽ suy EM E1E2
+
9
1
1 2 2
1
9.10 9.10
81000 / ; 0,1
k q k q
E V m E
r r
9
1 2
9.10 4.10
100000 / 81000 100000 181000 / 181 /
0, 06 V m EM E E V m kV m
b
Xét cường độ điện trường tổng hợp N: E N EAEB
Theo để
1
2
A B
N A B
E E
E E E
E E
Từ (1) xác định điểm N, A, B thẳng hàng, chưa biết thứ tự
Giải (2) ta có :
2
2
1,5
2
q q AN q
k k
AN BN BN q (3) Ta thấy AN > BN
Mặt khác từ (1) ta xác định N nằm AB Từ ta suy N phải nằm bên phải B để đảm bảo NA > NB Ta có AN BN AB (4)
Kết hợp (3) (4) ta có hệ phương trình 1,5
AN BN
AN BN AB
Thay số giải hệ ta thu 48 32
AN cm
BN cm
Kết luận: Vậy N nằm bên phải B cách B 32 cm cách A 48 cm thỏa mãn điều kiện toán
(90)+ Điện trở đèn : 62
8 4, dm d
dm U R
P
Phân tích mạch ngồi gồm R1 nt ( R2 // Đ )
→ Điện trở tương đương mạch :
2
2
8.8
3
8 d
N
d
R R
R R
R R
+ Cường độ dòng điện mạch : 12 1,5
N
I A
r R
b)
+ Hiệu điện hai đầu đèn Đ :
8.8
1,
8 d
d dm
d
R R
U I V U
R R
(91)ĐỀ 04 I TRẮC NGHIỆM (6 điểm)
Câu Một điện tích điểm dương Q chân khơng gây điện trường có cường độ E =30000V/m điểm M cách điện tích khoảng r = 30cm Độ lớn điện tích Q là:
A 3.10-8C B 3.10-5C C 3.10-7C D 3.10-6C
Câu Công suất nguồn điện đo đơn vị sau đây:
A Jun (J) B Oát (W) C Culông (C) D Niutơn (N) Câu Hai nguồn điện mắc nối tiếp (khơng xung đối ) có 1 3V, r1 50, 2 1,5V, r2 50, Suất điện động điện trở nguồn là:
A b 4,5V , rb 1 B b 1,5V, rb 1 C b 4,5V , rb 0,25 D b 1,5V, rb 0,5
Câu Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 = (Ω), mắc nối tiếp với điện trở R2 = (Ω), hiệu điên
hai đầu đoạn mạch 12 (V) Hiệu điện hai đầu điện trở R1 là:
A U1 = (V) B U1 = (V) C U1 = (V) D U1 = (V)
Câu Trong hệ SI, đơn vị cường độ điện trường là:
A Vôn (V) B Vôn mét (V/m)
C Vôn culông ( V/C) D Niuton mét (N/m)
Câu Một tụ điện có điện dung C Khi đặt vào hai tụ điện hiệu điện U điện tích tụ điện là:
A Q=U/C B Q=C/U C Q=CU D Q=1/2CU2 Câu Cách đổi đơn vị điện dung sau ĐÚNG?
A 1nF=10-6F B 1nF =10-12F
C 1nF=10-3F D 1nF =10-9F Câu Điện trở bóng đèn Đ: 6V- 6Wcó giá trị là:
A 2Ω B 3Ω C 1Ω D 6Ω
Câu Chất khí khơng dẫn điện vì:
A Các phân tử khí trạng thái trung hồ điện, chất khí khơng có hạt tải điện B có nhiều ion dương ion âm
C có nhiều electron tự lỗ trống
D có nhiều electron tự
Câu 10 Một điện tích điểm q=10-4C đặt điểm A điện trường có cường độ điện trường E=1000V/m chịu tác dụng lực điện trường có độ lớn:
A F=0,1N B F=0,2N C F=0,4N D F=0,3N
Câu 11 Hai điện trở R1 = R2 = ghép song song , Điện trở tương đương đoạn mạch :
A 8 B 1,5 C 2,5 D 2 Câu 12 Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho:
A khả nãng tích điện cho cực B khả nãng tác dụng lực nguồn điện
C khả nãng tích trữ điện tích nguồn điện D khả nãng thực công nguồn điện
Câu 13 Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 1(Ω) mắc nối tiếp với điện trở R2 = 3(Ω), điện trở toàn mạch là:
A RTM = (Ω) B RTM = 1(Ω) C RTM = (Ω) D RTM = (Ω)
(92)A tăng lên B ban đầu tăng lên theo nhiệt độ sau lại giảm dần
C giảm D không thay đổi
Câu 15 Một bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có anốt làm Ag, cường độ dịng điện chạy qua
bình điện phân I = (A) Cho A = 108 (g/mol), n = Lượng Ag bám vào catốt thời gian 16 phút giây là:
A 1,08 (g) B.0, 108 (g) C 10,8 (g) D 0,54 (g)
Câu 16 Trong điện trường có cường độ điện trường E, gọi d khoảng cách hai hình chiếu điểm M,N đường sức Hiệu điện hai điểm M,N là:
A U = Ed2 B U =
E d
C U = Ed D U =
d E
Câu 17 Công lực điện trường làm điện tích q=2.10-4C dịch chuyển hai điểm có hiệu điện U=1000V là:
A A=1J B A=0,2J C A= 0,5J D A=2J
Câu 18 Một điện tích dương có khối lượng m = 0,01g tích điện q = 8.10-6C di chuyển từ điểm M đến điểm N dọc theo đường sức điện trường tác dụng lực điện điện trường cho biết vận tốc M v1= Hiệu điện hai điểm M N UMN = 1000V (Bỏ qua tác dụng trọng
lực) Vận tốc điện tích N là:
A 80m/s B 40 m/s C 1,26 m/s D m/s Câu 19 Điện tiêu thụ đo dụng cụ đo điện sau đây?
A ampe kế B vôn kế C công tơ điện D tĩnh điện kế Câu 20 Hạt tải điện chất khí có tác nhân iơn hố là:
A electron tự
B ion dương ion âm
C ion dương, ion âm electron tự D electron tự lỗ trống PHẦN II: TỰ LUẬN (4 điểm)
Câu 1: (2 điểm) Hai điện tích điểm q1 = 4.10-8C q2 = -2.10-8C đặt cố định hai điểm A B cách
nhau 20 cm khơng khí
a) Tính lực tương tác hai điện tích
b) Xác định độ lớn vec tơ cường độ điện trường tổng hợp hai điện tích gây điểm M trung điểm AB
Câu 2: (2 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Nguồn điện có suất điện động điện trở ξ = 12V, r = 2Ω Các điện trở R1 =
R2 = R3 = Ω; R4 = Ω
a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua mạch
(93)LỜI GIẢI CHI TIẾT I TRẮC NGHIỆM (6 điểm)
BẢNG ĐÁP ÁN
1 C B A B B C D D A 10 A 11 B 12 D 13 C 14 A 15 A 16 C 17 B 18 B 19 C 20 C
Câu 1:
2
7
2
30000.0,3
3.10 9.10
Q E r
E k Q C
r k
Chọn đáp án C Câu 2:
Cơng suất điện đo “ốt” – kí hiệu “W” Chọn đáp án B
Câu 3:
1 4,
b V
1 b
r r r A Chọn đáp án A Câu 4:
1
d 12
2 2.4
4 t
U
I A U I R V
R
Chọn đáp án B Câu 5:
Đơn vị cường độ điện trường E V/m Chọn đáp án B
Câu 6:
QC U Chọn đáp án C Câu 7:
Đổi đơn vị đúng:
1nF10 F Chọn đáp án D
Câu 8:
Điện trở đèn :
2 U R
P
Chọn đáp án D
Câu 9:
Chọn đáp án A Câu 10:
4
10 1000 0,1
F q E N
(94)1 2
2.6
1,
R R R
R R
Chọn đáp án B Câu 12:
Chọn đáp án D Câu 13:
1 RR R Chọn đáp án C Câu 14:
Điện trở kim loại tính cơng thức : R S
Trong điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ theo quy luật: 01t Vậy nhiệt độ tăng, điện trở tăng
Chọn đáp án A Câu 15
Khối lượng Ag bám vào Catot: 108.1.965 1, 08 96500.1
AIt
m g
Fn
Chọn đáp án A Câu 16:
. UE d Chọn đáp án C Câu 17:
4
2.10 1000 0,
Aq U J
Chọn đáp án B Câu 18
Áp dụng định lý động ta có:
6
2 2
5
1 1 2.8.10 1000
40 /
2 N M N N 10
qU
mv mv qU mv qU v m s
m
Chọn đáp án B Câu 19:
Công tơ điện dùng để đo điện tiêu thụ hộ gia đình Chọn đáp án C
Câu 20:
Hạt tải điện chất khí có tác nhân iơn hố ion dương, ion âm electron tự Chọn đáp án C
PHẦN II: TỰ LUẬN (4 điểm) Câu 1:
a)
Lực tương tác hai điện tích là:
9 8
1
2
9.10 4.10 2.10
1,8.10 0,
k q q
F N
r
b)
A M E2 B
1
E
(95)Ta có: E E1 E2 E E1 E2 k q12 k q22 54000V m/
AM BM
Câu 2:
a) R ntR2 3/ /R ntR4 1
Ta có: 23 234 23
4 23
1.4
2 , 0,8
1
R R
R R R R
R R
234 0,8 2,8
R R R
Cường độ dòng điện chạy qua mạch là:
12
2, 2,8 E
I A
R r
b) Khi nối M B ampe kế, mạch điện trở thành:
R1/ /R ntR3 4/ /R2
Ta có:
1 134
13 134 13
1 134
2.2 2.2
1 , 1
2 2
R R R R
R R R R R
R R R R
Cường độ dòng điện chạy qua mạch là: 12 4
E
I A
r R
134
134
13 13 13
134
1
12 4.2
4
2 2.1
2
4 A
U U E I r V
U U
I A U I R V I A
R R
I I I A
(96)ĐỀ 05 I Trắc nghiệm (7 điểm)
Câu 1: Hai chất điểm mang điện tích đặt gần chúng đẩy kết luận: A chúng điện tích dương B chúng điện tích âm C chúng trái dấu D chúng dấu
Câu 2: Một nguồn điện có điện trở () mắc với điện trở () thành mạch kín Khi hiệu điện hai cực nguồn điện 12 (V) Suất điện động nguồn điện là:
A E = 12,00 (V) B E = 16 (V) C E = 14,50 (V) D E = 26 (V)
Câu 3: Hai điện tích điểm q1 = (nC) q2 = -1 (nC) đặt hai điểm A, B cách (cm) khơng khí
Cường độ điện trường trung điểm AB có độ lớn là:
A E = (V/m) B E = 5000 (V/m) C E = 10000 (V/m) D E = 20000 (V/m) Câu 4: Hiệu điện hai đầu mạch cho biểu thức sau đây?
A UNIr B UN Ir C UN I R Nr D UN Ir
Câu 5: Hai cầu kim loại nhỏ tích điện q1 = 2μC q2 = -1μC kích thước giống cho tiếp xúc với
rồi đặt chân không cách 5cm Tính lực tương tác tĩnh điện chúng sau tiếp xúc:
A 9N B 0,9N C 14,4N D 900N
Câu 6: Các điện tích q1 q2 gây M điện trường tương ứng E
1 vàE
2 vng góc với nhau.Theo
ngun lí chồng chất điện trường độ lớn cường độ điện trường M A EE 1E2 B EE1E2 C 2
1
E E E D EE 1E2
Câu 7: Một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở R = 100 cường độ dòng điện qua bếp I = 5A Tính nhiệt lượng mà bếp toả 20 phút (1KWh = 3600000J)
A 2500J B 1,25 kWh C 1,25J D Đáp án khác
Câu 8: Hiệu điện hai đầu đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp 12 V Dòng điện chạy qua điện trở
A A B A C A D 16 A
Câu 9: Một điện tích điểm Q=-2.10-8C Độ lớn cường độ điện trường điện tích gây điểm cách 5cm khơng khí :
A -4.105 V/m B 4.105 V/m C 72.103 V/m D -12.103 V/m
Câu 10: Một tụ điện điện dung 5μF tích điện đến điện tích 186μC Tính hiệu điện hai tụ:
A 17,2V B 27,2V C 37,2V D 47,2V
Câu 11: Hạt mang tải điện chất điện phân
A ion dương ion âm B electron ion dương C electron D electron, ion dương ion âm
Câu 12: Hai điện tích điểm đặt chân khơng cách khoảng r = (cm) Lực đẩy chúng F = 2,25.10-5 (N) Độ lớn hai điện tích là:
A q1 = q2 = 10-9 (C) B q1 = q2 = 10-7 (C) C q1 = q2 = 10-9 (C) D q1 = q2 = -10-7 (C)
Câu 13: Phát biểu sau không ?
A Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện dương vật thiếu êlectron B Theo thuyết êlectron, vật nhiễm điện âm vật thừa êlectron
(97)Câu 14: Một dịng điện khơng đổi có cường độ 2A chạy qua dây dẫn Biết e = - 1,6.10-19C Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn giây
A 25.10–20 hạt B 25.10-18 hạt C 1,25.1019 hạt D 25.1020 hạt Câu 15: Mối liên hệ hiệu điện UMN hiệu điện UNM là:
A UMN = UNM B UMN = - UNM C UMN = D UMN =
Câu 16: Hai kim loại song song, cách (cm) nhiễm điện trái dấu Muốn làm cho điện tích q = 5.10-10 (C) di chuyển từ đến cần tốn công A = 3.10-9 (J) Coi điện trường bên khoảng hai kim loại điện trường có đường sức điện vng góc với Cường độ điện trường bên kim loại là:
A E = (V/m) B E = 30 (V/m) C E = 300 (V/m) D E = 400 (V/m)
Câu 17: Hai điểm M N nằm đường sức điện trường có cường độ E, hiệu điện M N UMN, khoảng cách MN = d Công thức sau không đúng?
A UMN = VM – VN B UMN = E.d C AMN = q.UMN D E = UMN.d
Câu 18: Cho mạch điện ξ = 20V, r = 1Ω, R1 = 6Ω, R2 = 3Ω
Hiệu điện mạch mạch :
A 18V B 16V C 8V D 10V
Câu 19: Một nguồn điện có suất điện động 200 mV Để điện lượng 100C qua nguồn lực lạ phải sinh công là:
A 20J B 0,05J C 2000J D 2J
Câu 20: Biểu thức định luật Coulomb tương tác hai điện tích đứng n chân khơng A
2 q q
F k
r
B F k q q1 r
C F k q q12 r
D F q q1
r Câu 21: Phát biểu sau không đúng?
A Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật
B Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua vật
C Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật D Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ nghịch với hiệu điện hai đầu vật dẫn
Câu 22: Để bóng đèn loại 120V – 60W sáng bình thường mạng điện có hiệu điện 150V, người ta phải mắc nối tiếp với bóng đèn điện trở có giá trị
A R = 100 () B R = 120 () C R = 60 () D R = 160 () Câu 23: Khi xảy tượng đoản mạch, cường độ dòng điện mạch:
A tăng lớn B tăng giảm liên tục C giảm D không đổi Câu 24: Theo định luật ơm cho tồn mạch cường độ dịng điện cho toàn mạch
A Tỉ lệ nghịch với suất điện động nguồn B Tỉ lệ nghịch với điện trở nguồn C Tỉ lệ nghịch với điện trở nguồn D Tỉ lệ nghịch với tổng trở toàn mạch
Câu 25: Một nguồn điện có suất điện động E = 10 (V), điện trở r = (), mạch ngồi có điện trở R Để cơng suất tiêu thụ mạch ngồi (W) điện trở R phải có giá trị
A R = 0,5 () B R = () C R = () D R = ()
Câu 26: Cho dịng điện có cường độ A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương
đồng thời gian 16 phút giây Khối lượng đồng giải phóng cực âm
A 0,96 kg B 24 g C 0,96 g D 96 kg
Câu 27: Hai cầu kim loại giống mang điện tích q1 q2 với , đưa chúng lại gần chúng
NM U
1
NM U
1
2
1 q
(98)hút Nếu cho chúng tiếp xúc sau tách cầu mang điện tích A q = 2q1 B q = C q= q1 D q = 0,5q1
Câu 28: Khi ghép n nguồn điện nối tiếp, nguồn có suất điện động E , điện trở r suất điện động điện trở nguồn là:
A n E r/n B E nr C nE nr D E r/n
Câu 29: Khi khoảng cách hai điện tích điểm chân khơng giảm xuống lần độ lớn lực Cu-lơng A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần
Câu 30: Hai tụ điện có điện dung C1 = 8F C2 = 8F mắc nối tiếp Điện dung tụ điện
A 4F B 8F C 16F D 2F
II Tự luận (3 điểm)
Cho mạch điện hình vẽ, R1 = 16Ω, R2 = 4Ω, R3 = 20Ω, R4 = 20Ω, = 6V, r = 0,4Ω Tính cường độ
dịng điện mạch hiệu điện hai điểm M, N
,r
R2 R4
R1 M R3
(99)LỜI GIẢI CHI TIẾT I Trắc nghiệm (7 điểm)
BẢNG ĐÁP ÁN
1 D 2 B 3 D 4 B 5 B 6 C 7 D 8 A 9 C 10 C 11 D 12 C 13 A 14 C 15 B 16 C 17 D 18 A 19 A 20 C 21 D 22 C 23 A 24 D 25 A 26 C 27 B 28 C 29 A 30 A
Câu 1:
Chọn đáp án D Câu 2:
2A
U I r
U I
R
12 2.2 16
U I r V
Chọn đáp án B Câu 3:
Vì E1E2 nên ta có
1
1 2 20000 /
q q
E E E k k V m
r r
Với r0, 03m
Chọn đáp án D Câu 4:
Chọn đáp án B Câu 5:
Sau tiếp xúc, điện tích cầu 2 0,5
2
q q
q C
Lực tương tác tĩnh điện hai điện tích là:
9
2
2
9.10 0, 5.10
0, 0, 05
kq
F N
r
Chọn đáp án B Câu 6:
Chọn đáp án C Câu 7:
2
5 100.20.60 3.10
QI Rt J
Chọn đáp án D Câu 8:
Theo đề bài, tính R td 12 d
1 t
U
I A
R
Chọn đáp án A Câu 9:
8
2
2.10
9.10 72000 / 0, 05
Q
E k V m
r
(100)Hiệu điện hai tụ: 186 37, 2
Q
U V
C
Chọn đáp án C Câu 11: Chọn đáp án D Câu 12:
Ta có :
2
9
2 10
kq Fr
F q C
r k
Chọn đáp án C Câu 13 : Chọn đáp án A Câu 14:
Cường độ dòng điện qua dây dẫn : I q t
I n e
19 19
2
1, 25.10 1, 6.10
I n
e
Chọn đáp án C Câu 15: Chọn đáp án B Câu 16:
Công lực điện trường:
9 10 3.10
300 /
5.10 0, 02 A
A qU q E d E V m
q d
Chọn đáp án C Câu 17: Chọn đáp án D Câu 18:
9 N
R ; 20 2
1 N
I A
r R
Hiệu điện mạch : UAB I R N 2.918 V Chọn đáp án A
Câu 19:
20 A q J Chọn đáp án A Câu 20: Chọn đáp án C Câu 21:
Xuất phát từ công thức QI Rt2 UIt Chọn đáp án D
Câu 22:
240
0,5A d
m
U R
P I
0, 5A R 60
m R
R
U
I I R
I
(101)Câu 23: Chọn đáp án A Câu 24: Chọn đáp án D Câu 25:
Công suất tiêu thụ mạch ngoài:
2
10
0,5
2
E
P R R R
r R R
Chọn đáp án A
Câu 26:
Khối lượng đồng giải phóng cực âm là: .I.t 32.3.965 0,96 96500
A
m g
F n
Chọn đáp án C Câu 27:
Vì hai điện tích đưa lại gần chúng hút
Theo độ lớn chúng lại Cho cầu tiếp xúc hai cầu trung hòa điện cầu có q 0
Chọn đáp án B Câu 28: Chọn đáp án C Câu 29: Vì F 12
r
nên giảm r lần F phải tăng nên lần Chọn đáp án A
Câu 30:
Vì tụ mắc nối tiếp với nhau:
1
4 b
C C
C C
C C
Chọn đáp án A
II Tự luận (3 điểm)
R ntR1 3 / / R ntR2 4 Ta có:
13 16 20 36 , 24 4 20 24 R R R R R R
13 24
13 24
36.24
14, 36 24
R R R
R R
Cường độ dòng điện mạch là:
6 15
0, 14, 37 E
I A
r R
Hiệu điện hai đầu đoạn mạch: 15.0, 216
37 37
U EI r V
,r
R2 R4
R1 M R3
(102)Khi đó: 1 1 13 1
13
6 96
37 37
U
I A U I R V
R
2 2
9 36
37 37
I I I AU I R V
Hiệu điện hai điểm M, N 1 2 60 37
MN
(103)