BT VAT LY 11 TRON BO

Định luật Cu_Lông Coulomb: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn c[r]

CHUƠNG I : TĨNH ĐIỆN B1: ĐỊNH LUẬT CU - LÔNG I LÍ THUYẾT: Vật nhiểm điện_ vật mang điện, điện tích_ là vật có khả hút các vật nhẹ Có tượng nhiễm điện là nhiễm điện cọ xát, nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện hưởng ứng Điện tích điểm: Một vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét gọi là điện tích điểm Tương tác điện: Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút Định luật Cu_Lông (Coulomb): Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng * Lực tương tác điện tích điểm q 1; q2 đặt cách uur uur khoảng r môi trường có số điện môi ε là F , F có: - Điểm đặt: trên điện tích - Phương: đường nối điện tích - Chiều: + Hướng xa q1.q2 > (q1; q2 cùng dấu) + Hướng vào q1.q2 < (q1; q2 trái dấu) 12 q q F k 22  r ; - Độ lớn: k= điện  N m    9.109  C  21 ; F là lực tĩnh r - Biểu diễn: tự vẽ II LUYỆN TẬP: Hai điện tích điểm giống đặt chân không, cách đoạn 4cm Lực đẩy chúng là F = 10-5N a Tính độ lớn điện tích? b Tính khoảng cách R1 chúng để lực đẩy tĩnh điện là 2,5.10 N? ĐS: 1,3.10-9C; 8cm Hai cầu nhỏ mang điện tích q1 = q2 = 5.10-7C, đặt chân -1- không a Nếu khoảng cách hai điện tích là 3cm thì lực tương tác chúng là bao nhiêu? b Khoảng cách hai điện tích là bao nhiêu để lực tương tác chúng có độ lớn là 2,5.10-4 N? ĐS: 2,5N, 3m Hai cầu mang điện tích q1 = 2q2 đặt hai điểm A và B không khí (AB = 10cm) Chúng đẩy lực 72.10-5N a Tính điện tích cầu? b Nhúng hệ thống vào dầu có  = 4, muốn lực tương tác hai điện tích là 72.10-5N thì khoảng cách chúng là bao nhiêu? ĐS: 2.10-8C; 0,05m B2: THUYẾT ELECTRON I LÍ THUYẾT: Nội dung: Thuyết electron (e) dựa vào cư trú và di chuyển các e để giải thích các tượng điện và các tính chất điện các vật - Electron có thể roiừ nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác - Nguyên tử bị e trở thành hạt mang điện dương, gọi là ion dương - Một nguyên tử trung hòa nhận thêm e trở thành hạt mang điện âm, gọi là ion âm - Một vật nhiễm điện âm số e mà nó chứa lớn số điện tích dương (proton) Nếu số e ít số p thì vật nhiễm điện dương Định luật bảo toàn điện tích: Trong hệ vật cô lập điện, tổng đại số các điện tích là không đổi * Lưu ý: - Khi cho hai vật tích điện q1, q2 tiếp xúc nhau, sau tiếp xúc q1  q2 điện tích vật và q = - Nếu chạm tay vào vật tích điện thì vật đó trở nên trung hòa II LUYỆN TẬP: Hai vật nhỏ giống nhau, vật thừa electron Tìm khối -2- lượng vật để lực tĩnh điện lực hấp dẫn? ĐS: 1,859.10-9kg Hai vật nhỏ mang điện tích đặt không khí cách m, đẩy lực F = 1,8N Điện tích tổng cộng hai vật là 3.10 C Tính điện tích vật? ĐS: 2.10 C;10 C Hai cầu kim loại mang điện tích q 1, q2 đặt không khí cách 2cm, đẩy lực F = 2,7.10 -4N Cho hai cầu tiếp xúc đưa vị trí cũ thì chúng đẩy với lực F ’ = 3,6.10-4N Tính q1, q2? ĐS: 6.10 C ; 2.10 C 5 5 9 9 Bài toán 1:TÌM LỰC ĐIỆN TỔNG HỢP ( quy tắc cộng vectơ lực) TH có nhiều điện tích điểm: Lực tác dụng lên điện tích là hợp lực cùa các lực tác dụng lên điện tích đó tạo các điện tích còn lại - Xác định phương, chiều, độ lớn lực, vẽ các vectơ lực - Vẽ vectơ hợp lực - Xác định hợp lực từ hình vẽ Khi xác định tổng vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt là tam giác vuông, cân, đều, … - Quy tắc tổng hợp lực: Quy tắc hình bình hành     F,F F F  F Nếu vật chịu tác dụng lực  thì   F   F  F F  F F   F  F F  F + +     ( F , F ) 90  F  F  F ( F , F )   F  F  F  F F cos + + Nhận xét: F  F F F  F Nếu vật chịu tác dụng nhiều lực thì tiến hành tổng hợp hai lực lấy hợp lực lực đó tổng hợp tiếp với lực thứ 3… Nếu không xảy các trường hợp đặc biệt đó thì có thể tính độ dài vec tơ định lý hàm số cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA hay F2 = F12+F22+2F1F2cosα LUYỆN TẬP: Ba điện tích điểm q1 = -10-7C, q2 = 5.10-8C, q3 = 4.10-8C đặt A, B, C không khí, AB = 5cm, AC = 4cm, BC = cm Tính lực tác dụng lên điện tích q1? 1 2 1 1 2 2 2 -3- 2 2 2 ĐS: F1 = 4,05.10-2N Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8C, q2 = -4.10-8C, q3 = 5.10-8C đặt không khí đỉnh tam giác cạnh a = 2cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3? ĐS: 0,045N Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -.10-7C đặt theo thứ tự không khí đỉnh tam giác ABC vuông C Biết AC = 30cm, BC = 40 cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3? ĐS: 4,5.10-3N Bài toán 2: TÌM ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA HỆ ĐIỆN TÍCH PP Chung Khi khảo sát điều kiện cân điện tích ta thường gặp hai trường hợp:  Trường hợp có lực điện:   F - Xác định phương, chiều, độ lớn tất các lực điện , F2 , … tác dụng lên điện tích đã xét    F  F   - Dùng điều kiện cân bằng: - Vẽ hình và tìm kết  Trường hợp có thêm lực học (trọng lực, lực căng dây, …) - Xác định đầy đủ phương, chiều, độ lớn tất các lực tác dụng lên vật mang điện mà ta xét - Tìm hợp lực các lực cơhọc và hợp lực các lực điện   R  F  R   F - Dùng điều kiện cân bằng:  (hay độ lớn R = F) LUYỆN TẬP: Hai điện tích điểm q = q2 = -4 10-6C, đặt A và B cách 10 cm không khí Phải đặt điện tích q = 10-8C đâu để q3 nằm cân bằng? Đ s: CA = CB = cm Hai điện tích q1 = 2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt A và B không khí (AB = 8cm) Một điện tích q3 đặt C Hỏi; a C đâu để q3 nằm cân bằng? Biết q3 > b Tìm độ lớn q3 để q2 và q1 cân ĐS: CA = 8cm, CB = 16cm, q3 = -8.10-8C Hai điện tích q1 = -2.10-8C và q2 =1,8.10-7C đặt không khí -4- hai điểm A, B, AB = cm Xác định vị trí và độ lớn q để các điện tích nằm cân bằng? ĐS: 4,5.10-8C Hai cầu kim loại nhỏ giống treo vào điểm hai dây l = 20 cm Truyền cho hai cầu điện tích tổng cộng q =8.10 -7C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc  = 900 Cho g = 10 m/s2 Tính khối lượng cầu? ĐS: 1,8g Hai cầu nhỏ khối lượng m = 0,6g treo không khí hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài l = 50cm vào cùng điểm Khi hai cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy và cách khoảng R = 6cm Tính điện tích cầu, lấy g = 10 m/s2 ĐS: 12.10-9C B3: ĐIỆN TRƯỜNG I LÍ THUYẾT: Khái niệm: Là môi trường tồn xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt nó Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường khả tác dụng lực  F  E= ⇒  F =q  E Đơn vị: E(V/m) q q > : F cùng phương, cùng chiều với E Q < : F cùng phương, ngược chiều với E Đường sức điện trường: Là đường vẽ điện trường cho hướng tiếp tưyến điểm nào trên đường trùng với hướng véc tơ CĐĐT điểm đó Tính chất đường sức: - Qua điểm đ.trường ta có thể vẽ và đường sức điện trường - Các đường sức điện là các đường cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dương,tận cùng các điện tích âm - Các đường sức điện không cắt - Nơi nào có CĐĐT lớn thì các đường sức đó vẽ mau và ngược lại Điện trường đều: -5- - Có véc tơ CĐĐT điểm - Các đường sức điện trường là các đường thẳng song song cách  Véctơ cường độ điện trường E điện tích điểm Q gây điểm M cách Q đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M - Phương: đường nối M và Q - Chiều: Hướng xa Q Q > Hướng vào Q Q <0 Q E k  r - Độ lớn: - Biểu diễn: k= r  N m     C2  9.10 r II LUYỆN TẬP: Tính cường độ điện trường điện tích điểm q = 4.10 -8C gây M cách nó 5cm môi trường có hắng số điện môi là 2? ĐS: 7,2.104V/m Quả cầu kim loại, bán kính R = 5cm tích điện q = 2.10 C, đặt không khí Tính cường độ điện trường điểm cách mặt cầu khoảng cm? ĐS: 1,8.106V/m Quả cầu nhỏ mang điện tích q = 10-5C đặt không khí a Tính độ lớn cường độ điện trường điểm M cách tâm cầu 10 cm? b Xác định lực điện tác dụng lên q ’ = - 10-7C đặt M? Suy lực tác dụng lên q? ĐS: 9.106V/m; 0,9N Điện trường khí gần mặt đất có cường độ 200V/m, hướng thẳng đứng từ trên xuống Một electron điện trường này chịu tác dụng lực có cường độ và hướng nào? ĐS: 3,2.10-17N Một điện tích q = 8.10-9C đặt điểm M điện trường điện tích Q chịu tác dụng lực F = 4.10-4N a Tìm cường độ điện trường điểm M? -6- b Biết điểm M cách điện tích Q đoạn 10cm Tìm độ lớn của điện tích Q? ĐS: 5.104V/m; 5,56.10-8C Tại hai điểm A, B cách cm môi trường có số điện môi là 2, có hai điện tích q = 16.10-8C và q2 = - 9.10-8C Tính cường độ điện trường C cách A, B khoảng là: a cm và cm? b cm và 10 cm? c cm và cm? ĐS: 2,25.106V/m; 247500V/m; 636396V/m Cho hai điện tích q1 = 4.10-10C, q2 = -4.10-10C đặt A, B không khí, AB = 2cm Xác định vectơ cường độ điện trường : a H, trung điểm AB? b N hợp với A, B thành tam giác đều? ĐS: 72.103V/m; 9.103V/m Cho hai điện tích q1 = 8.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt A, B không khí, AB = 6cm Xác định vectơ cường độ điện trường M nằm trên đường trung trực AB, cách AB 4cm? ĐS: 3,5.105V/m Hai điên tích q1 = 3.10-8C và q2 = -4.10-8C đặt cách 10 cm chân không Hãy tìm các điểm mà đó cường độ điện 0? ĐS: 74,cm; 64,6cm 10 Cho hai điện tích q1, q2 đặt A, B không khí, AB = 100cm Tìm điểm C đó cường độ điện trường tổng hợp không với: q1 = 36.10-6C, q2 = 4.10-6C? ĐS: CA = 75cm; CB = 25cm 11 Cho hai điện tích q1, q2 đặt A và B không khí, AB = cm Biết q1 + q2 = 7.10-8C và điểm C cách q1 6cm, cách q2 8cm có cường độ điện trường E = Tìm q1, q2? ĐS: - 9.10-8C; 1,6.10-7C; 12 Cường độ điện trường hai điểm A, B nằm trên cùng đường sức điện điện tích Q đặt O sinh ra, có độ lớn là 16.104V/m và 9.104V/m Gọi M là trung điểm đoạn AB Tính cường độ điện trường M? -7- ĐS: EM 117551V/m 13 Hai điện tích q1 = q2 = q đặt hai điểm A, B cách cm Gọi M là điểm nằm trên trung trực AB cách trung điểm O AB đoạn x Tìm x để cường độ điện trường M có độ lớn cực đại? ĐS: x = 4cm B4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG ĐIỆN THẾ VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ I LÝ THUYẾT: khái niệm: công lực điện là đại luợng đuợc đo tích số lực điện tác dụng lên điện tích dịch chuyển điện tích điện trường đoạn đường S AMN = q.E M ' N ' = q.E.dMN -8- u r ur S , E )là (với d MN = M N = Scos( độ dài đại số hình chiếu đường MN lên trục toạ độ ox với chiều dương trục ox là chiều đường sức) Nhận xét: Công lực điện tác dụng vào điện tích không phụ thuộc vào dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối đường điện trường ' ' W A VM  M  M  q q Điện thế: Điện điểm M điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả điện trường việc tạo điện tích q đặt M *Là đại luợng đo AM là công điện trường dịch chuyển điện tích q từ điểm M đến vô cực (mốc để tính năng.) Thế tĩnh điện: Thế điện tích q điểm M điện trường tỉ lệ với độ lớn điện tích q: WM = AM = q.VM U MN VM  VN  AMN q Hiệu điện thế: Hiệu điện UMN hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích q từ M đến N * Đơn vị đo điện thế, hiệu điện là Vôn (V) Liên hệ công lực điện và hiệu điện tích: Hiệu điện điểm điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả thực công điện trường có điện tích di chuyển điểm đó AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN Liên hệ E và U E U MN M 'N ' hay: U E d => U MN VM  VN  AMN E.d MN q II LUYỆN TẬP Công lực điện trường dịch chuyển điện tích C dọc theo chiều đường sức điện trường E = 1000V/m trên quãng đường dài 1m là bao nhiêu? ĐS: 5.10-3J Công lực điện trường dịch chuyển điện tích q = -2  C -9- ngược chiều đường sức điện trường E = 1000V/m trên quãng đường dài 1m là bao nhiêu? ĐS: 2.10-3J Một điện tích điểm q = -4 10 -8C di chuyển dọc theo chu vi tam giác MNP, vuông P, điện trường đều, có cường độ  200 V/m Cạnh MN = 10 cm, MN  E NP = cm Môi trường là không khí Tính công lực điện các dịch chuyển sau q: a từ M  N b Từ N  P c Từ P  M d Theo đường kín MNPM -7 Đ s: AMN=-8 10 J ANP= 5,12 10-7J, APM = 2,88 10-7J, AMNPM = 0J Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo cạnh tam giác ABC cạnh a = 10 cm điện  trường có cường độ là 300 V/m E // BC Tính công lực điện trường q dịch chuyển trên cạnh tam giác Đ s: AAB = - 1,5 10-7 J, ABC = 10-7 J ACA = -1,5 10-7 J Để di chuyển điện tích q = 10 -4C từ điểm M điện trường xa vô cùng lực điện trường đã thực công A = 5.10-5J a Tính điện M? ( gốc điện  ) b Tính tĩnh điện điện tích q M? ĐS: 0,5V; 5.10-5J Muốn đưa điện tích q = 10 -4C từ xa vào điểm M điện trường, người ta phải tốn công là 5.10 -5J Tính điện điểm M? ĐS: - 0,5V Công lực điện trường làm di chuyển điện tích hai điểm có hiệu điện U = 2000V là A = 1J Tính độ lớn điện tích đó ĐS: 5.10-4J Hai điểm trên đường sức điện trường cách 2m Độ lớn cường độ điện trường là 100V/m Tính hiệu điện hai điểm đó? ĐS: 200V - 10 - Giữa hai kim loại phẳng song song cách 4cm có hiệu điện không đổi 200V Tính cường độ điện trường khoảng hai kim loại đó? ĐS: 5000V/m 10 Trong điện trường đều, trên đường sức, hai  điểm cách 4cm có hiệu điện 10V, hiệu điện giữa haiEđiểm cách 6cm có hiệu điện là bao nhiêu? E1 ĐS: 15V 11 Cho kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song hình Cho d1 = cm, d2= cm Coi điện trường các là và có chiều hình vẽ Cường độ điện trường tương ứng là E1 =4.104V/m , E2 = 104V/m Tính điện B và C lấy gốc điện là điện A Đ s: VB = -2000V VC = 2000V Bài toán: CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG PP Chung:  Khi hạt mang điện thả tự không vận tốc đầu điện trường thì tác dụng lực điện , hạt mang điện chuyển động theo đường thẳng song song với đưởng sức điện Nếu điện tích dương (q >0) thì hạt mang điện (q) chuyển động cùng chiều điện trường Nếu điện tích âm (q <0) thì hạt mang điện (q ) chuyển động ngược chiều điện trường Khi đó chuyển động hạt mang điện là chuyển động thẳng biến đổi Ta áp dụng công thức: Phương trình tọa độ: x = x0 +v0.t + 1 AMN q.U MN  m.v N  v M 2 2 a.t2 Vận tốc điện tích: v = v0 + a.t , v2 – v02 = 2.a.s , s = x  x Định lí động năng:  v  Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu o vuông góc với các đường sức điện E chịu tác dụng lực điện không đổi có - 11 -  vo hướng vuông góc với , chuyển động e tương tự chuyển động vật bị ném ngang trường trọng lực Quỹ đạo e là phần đường parapol Ta áp dụng các công thức sau: Gia tốc điện tích: Phương trình quỹ đao: Vận tốc: v  v02   at  q E qU  m md a y  x2 v0 a tan   at v0 Độ lệch điện tích so với phương Ox: * Khi điện tích bay vào điện trường theo phương hợp với đường sức điện góc bất kì ta đưa bài toán dạng chuyển động ném xiên LUYỆN TẬP: Khi bay qua hai điểm M, N điện trường, electron tăng tốc, động tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J) Tính UMN? ĐS: -250V Proton đặt vào điện trường E = 1,7.106V/m a Tính gia tốc proton, biết mp = 1,67.10-27 kg? b Tính vận tốc proton sau đoạn đường 20 cm( vận tốc đầu không)? ĐS: 1,63.1014m/s2; 8,07.106m/s Một Proton chuyển động điện trường theo hướng các đường sức điện với gia tốc a = 1,6.10 10 m/s2, biết mp = 1,67.10-27 kg.Tính: a Cường độ điện trường E? b Vận tốc proton chuyển động đoạn s = 50 cm Biết vận tốc đầu proton ĐS: 167V/m; 1,3.105m/s Một e có vận tốc ban đầu v o = 106 m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m Bỏ qua tác dụng trọng trường, e chuyển động nào? Đ s: a = -2,2 1014 m/s2, s= cm Một electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu v = - 12 - 2.106 m/s theo phương vuông góc với các đường sức điện Tính vận tốc electron nó chuyển động 1.10 -7s điện trường đó Biết E = 100 V/m ĐS: 2,7.106m/s Một electron có vận tốc v = 2.107 m/s bay vào khoảng hai kim loại phẳng theo hướng song song với các kim loại Biết hai cách 1cm, chiều dài cm và hiệu điện hai là 90 V Tính độ lệch so với phương ban đầu electron sau nó bay qua khỏi tụ? ĐS: 110 Một e bắn với vận tốc đầu 10 m/s vào điện trường theo phương vuông góc với các đường sức điện Cường độ điện trường là 103 V/m Tính: a Gia tốc e b Vận tốc e nó chuyển động 10-7 s điện trường Đ s: 1,76 1014 m/s2; 5,3 107 m/s B5: TỤ ĐIỆN Bài toán 1: TÍNH CÁC ĐẶI LƯỢNG LIÊN QUAN ĐẾN TỤ ĐIỆN ( C; Q; U) Định nghĩa: Hệ vật dẫn đặt gần nhau, vật là tụ Khoảng không gian là chân không hay điện môi * Tụ điện phẳng có tụ là kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với Điện dung tụ : Là đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ Q C U (Đơn vị là F, mF….) Công thức tính điện dung tụ điện phẳng: C  S 9.10 9.4 d Với S là phần diện tích đối diện Ghi chú : Với tụ điện có hiệu điện giới hạn định, sử dụng mà đặt vào tụ hđt lớn hđt giới hạn thì điện môi bị đánh thủng - 13 - LUYỆN TẬP : Một tụ điện có điện dung 20nF tích điện hiệu điện 40V Tính điện tích tụ? ĐS: 8.10-7C Một tụ có điện dung là 500pF mắc vào hiệu điện là 100V Tính điện tích tụ? ĐS: 5.10-8C Một tụ điện có điện dung  F Khi đặt hiệu điện 4V vào hai tụ thì tụ tích lượng điện lượng là bao nhiêu? ĐS: 8.10-6C Đặt vào hai đầu tụ hiệu điện 10V thì tụ tích lượng điện lượng 2.10-8C Tính điện dung tụ? ĐS: 2nF Một tụ điện phẳng gồm hai tụ có dạng hình tròn, bán kính 3cm, đặt cách 2cm không khí Tính điện dung tụ điện đó? ĐS: 1,25pF Một tụ điện phẳng gồm hai tụ có dạng hình tròn, đặt cách 2cm không khí Điện trường đánh thủng không khí là 3.105V/m Tính hiệu điện lớn có thể đặt vào hai tụ này? (Điện trường đánh thủng tụ là điện trường đặt vào tụ làm tụ hư, không còn khả tích điện) ĐS: 6000V Một tụ phẳng có ghi (2nF – 100V) a Tính điện tích cực đại mà tụ có thể tích điện ? b Biết khoảng cách hai tụ là d = 2mm Tính điện trường lớn mà tụ có thể chịu ? ĐS : 2.10-7C ; 50000V/m Trên tụ phẳng có ghi : 5pF – 200V Biết khoảng cách hai tụ là d = 5mm Tích điện cho tụ với hiệu điện 100V a Tính điện tích tụ ? b Nếu đặt vào tụ điện trường E = 104V/m tụ có hỏng không ? ĐS : 5.10-10C ; không hỏng Tụ phẳng có diện tích là S = 100cm 2, khoảng cách - 14 - hai d = 1mm, hai là không khí Tìm hiệu điện tối đa có thể đặt vào hai tụ và điện tích cực đại mà tụ có thể tích Biết điện trường giới hạn không khí là 3.106V/m ĐS: 3000V, Q = 26,55.10-8C Bài toán 2: TÍNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG TRONG TỤ I LÍ THUYẾT Q.U C.U Q W   2 2C - Năng lượng tụ điện: - Năng lượng điện trường: Năng lượng tụ điện chính là lượng điện trường tụ điện W  E V 9.109.8. * Tụ điện phẳng với V=S.d là thể tích khoảng không gian tụ điện phẳng W  E2 w  V k 8 *Mật độ lượng điện trường: II LUYỆN TẬP: Hai đầu tụ 20  F có hiệu điện 5V thì lượng tụ tích là bao nhiêu? ĐS: 2,5.10-4J Một tụ điện không khí phẳng mắc vào nguồn điện có hiệu điện U = 200V Hai tụ cách 4mm Tính mật độ lượng điện trường tụ điện? ĐS: 0,011J/m3 Một tụ tích điện hiệu điện là 10V thì lượng tụ là 10mJ Nếu muốn lượng tụ là 22,5mJ thì hai tụ phải có hiệu điện là bao nhiêu? ĐS: 15V Tụ điện không khí d = 5mm, S = 100cm 2, nhiệt lượng tỏa tụ phóng điện là 4,19.10-3J Tìm U đặt vào hai đầu tụ? ĐS: 21,7kV Tụ phẳng không khí C = 10-10F tích điện đến hiệu điện U = 100V rối ngắt khỏi nguồn Tính công cần thực để tăng khoảng cách hai tụ lên gấp đôi? ĐS: 2,5.10-7J Tụ điện phẳng gồm hai tụ hình vuông cạnh a = 20 cm, đặt - 15 - cách cm, chất điện môi hai tụ là thủy tinh có  = Hiệu điện hai tụ là 50V a Tính điện dung tụ? b Tính điện tích mà tụ đã tích được? c Nếu tụ tích điện hiệu điện U’ thì lượng điện trường tích lũy tụ là 531.10-9 J Tính điện tích trên tụ đó? ĐS:2,12.10-10F; 1,06.10-8C; 1,5.10-8C Bài toán 3: GHÉP TỤ VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA BỘ TỤ GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG Cách mắc : Bản thứ hai tụ nối với Bản thứ tụ thứ tụ 2, nối với thứ tiếp tục tụ 2, 3, … Điện tích QB = Q = Q = … = Q n QB = Q + Q + … + Q n Hiệu điện UB = U1 + U2 + … + Un UB = U = U = … = U n 1 1 Điện dung CB = C + C2 + … + C n     CB C1 C2 Cn Ghi chú CB < C1, C2 … Cn CB > C1, C2, C3 LUYỆN TẬP: Hai tụ điện có điện dung C =  F và C2 =  F nạp điện hiệu điện là 20V và 50V Sau nạp người ta nối các cùng dấu với dây dẫn Tính hiệu điện tụ? ĐS: 40V Hai tụ điện có điện dung C = 0,4  F, C2 = 0,6  F ghép song song với Mắc tụ đó vào nguồn điện có hiệu điện nhỏ 60V thì hai tụ đó có điện tích 3.10 -5C Tính hiệu điện nguồn? ĐS: 50V Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C = 20  F, C2 = 30  F mắc với nhau, mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện là 60V Tính điện tích và hiệu điện tụ hai trường hợp sau: a hai tụ mắc nối tiếp b hai tụ mắc song song ĐS: 7,2.10-4C, 36V, 24V; 1,2.10-3C, 1,8.10-3C, 60V - 16 - Năm tụ giống nhau, tụ C = 0,2  F mắc nối tiếp Bộ tụ tích điện, thu lượng 2.10-4J Tính hiệu điện tụ ĐS: 20V Có hai tụ điện: tụ có C =  F tích điện đến hiệu điện U = 300V, tụ hai có C2 =  F, tích điện đến hiệu điện U2 = 200V Nối các tích điện cùng dấu với a Tính hiệu điện các tụ sau nối? b Tính nhiệt lượng tỏa sau nối? ĐS: 260V, 6.10-3J Một tụ gồm 10 tụ giống (C =  F) ghép nối tiếp với Bộ tụ nối với hiệu điện không đổi U = 150V Tính độ biến thiên lượng tụ sau tụ bị đánh thủng? ĐS: 10-3J Tụ điện phẳng gồm tất 19 nhôm có diện tích S = 3,14cm2, khoảng cách hai liên tiếp là d = 1mm Tính điện dung tụ này? ĐS: 1,54.10-13F C2 Cho tụ hình vẽ: C1 =  F, C2 = C3 =  C1 F Mắc tụ vào hai cực nguồn điện U = 4V Tính C3 điện tích các tụ? ĐS:  C,  C C1 Cho tụ hình: C1 =  F, C2 =  C   C F, C3 = 3,6 F, C4 = F Đặt vào hai đầu C tụ hiệu điện không đổi U = 100V C Tính điện dung tụ và điện tích mà tụ tích được? ĐS:  F; 0,3mC C1 10 Cho tụ hình vẽ: C =  F, C2 =  C F, C3 =  F, C4 =  F.Điện tích tụ C1 là Q1 = 2.10-6C Tính điện tích tụ? C3 C  ĐS:8 C 11 Cho tụ hình: C1 =  F, C2 =  C1 C   F, C3 = F, C4 = F, UAB = 20V Tính điện dung tụ, nếu: A k B C3 a k mở? b k đóng? C - 17 - ĐS:a 3,15  F ; b 3,5  F 12 Hai tụ điện có điện dung và hiệu điện giới hạn C =  F, Ugh1 = 500V, C2 = 10  F, Ugh2= 1000V Ghép hai tụ thành Tìm hiệu điện giới hạn tụ điện, hai tụ: a Ghép song song? b Ghép nối tiếp? ĐS: 500V, 750V 13 Hai tụ C1 = 5.10-10F, C2 = 15.10-10F mắc nối tiếp, khoảng tụ lấp đầy điện môi có chiều dày d = 2mm và điện trường giới hạn 1800V/mm Hỏi tụ điện chịu hiệu điện giới hạn bao nhiêu? ĐS: 4800V 14 Ba tụ C1 = 2.10-9F, C2 = 4.10-9F, C3 = 6.10-9F mắc nối tiếp hiệu điện giới hạn tụ là 500V Hỏi tụ có chịu hiệu điện 1100V không? ĐS: không 15 Hạt bụi có khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10 -5C đặt sát dương tụ phẳng không khí Hai tụ có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện U = 500V Tìm thời gian hạt bụi chuyển động hai và vận tốc nó đến tụ âm Bỏ qua tác dụng trọng lực ĐS: 2.10-3s, 50m/s 16 Tụ phẳng không khí, hai tụ có khoảng cách d = 1cm, chiều dài tụ l = 5cm, hiệu điện hai U = 91V Một electron bay vào tụ điện theo phương song song với các với vận tốc đầu v = 2.107m/s và bay khỏi tụ điện bỏ qua tác dụng trọng lực a Viết phương trình quỹ đạo electron? b Tính độ di chuyển electron theo phương vuông góc với các nó vừa khỏi tụ điện? c Tính vận tốc electron rời tụ điện? ĐS: y =2x2; 5mm; 2,04.107m/s; 110 17 Một electron có động ban đầu Wđ0 = 1500eV bay vào tụ phẳng theo hướng hợp với dương góc 15 Chiều dài tụ l = 5cm Khoảng cách hai tụ d = 1cm Tính hiệu điện hai để electron rời tụ theo phương song song với hai tụ? - 18 - ĐS: 150V 18 Tụ điện phẳng không khí C = pF Nhúng chìm nửa tụ vào điện môi lỏng có số điện môi Tìm điện dung nhúng các đặt: a thẳng đứng? b nằm ngang? ĐS: 4pF, pF 19 Tụ phẳng không khí d = 1,5cm nối với nguồn U = 39kV (không đổi) a Tụ có hư không biết điện trường giới hạn không khí là 30kV/cm? b Sau đó đặt thủy tinh có  =7 l = 0,3cm và điện trường giới hạn 100kV/cm vào khoảng giữa, song song với hai Tụ có hư không? ĐS: a tụ bị hỏng; b tụ không hỏng 20 Tụ điện phẳng không khí, tụ hình tròn bán kính R = 48cm, cách đoạn d = 4cm Nối tụ với hiệu điện U = 100V a Tìm điện dung và điện tích tụ điện, cường độ x l điện trường hai tụ điện? d b Ngắt tụ khỏi nguồn đưa vào khoảng hai tụ kim loại chiều dày l = 2cm Tìm điện dung và hiệu điện Kết nào kim loại mỏng? c Thay kim loại điện môi có số điện môi là Tìm điện dung và hiệu điện tụ? ĐS: a 160pF; 16nC; 2500V/m- b 320pF; 50V; câu a- c 280pF; 57V ÔN 1: TĨNH ĐIỆN – CB Hai vật nhỏ đặt không khí cách đoạn 1m, đẩy lực F= 1,8 N Điện tích tổng cộng hai vật là 3.10 -5 C Tìm điện tích Đs: q1= 10-5 C, q2 = 10-5 C (hoặc ngược lại) Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8 C, q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt không khí ba đỉnh tam giác vuông (vuông góc C) Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 Đs: 45.10-4 N - 19 - Hai điện tích q1 = -4.10-8 C, q2 = 10-8 C đặt hai điểm A và B cách khoảng cm không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi: a q đặt trung điểm O AB b q đặt M cho AM = cm, BM = cm Đs: 3,6.10-3N; 3,375.10-4N Hai cầu kim loại giống nhau, tích điện 3.10 -5 C và 2.10-5 C Cho hai cầu tiếp xúc đặt cách khoảng 1m Lực điện tác dụng lên cầu có độ lớn là bao nhiêu? Đs: 5,625 N Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 10-8 C đặt A và B cách cm chân không Phải đặt điện tích q3 = 10-6 C đâu để điện tích q3 nằm cân bằng? Đs: Tại C cách A cm, cách B cm Một điện tích điểm dương Q chân không gây điện trường có cường độ E = 104 V/m điểm M cách điện tích khoảng 30 cm Tính độ lớn điện tích Q ? Đs: 10-7 C Một điện tích điểm q = 10-7 C đặt điểm M điện trường điện tích điểm Q, chịu tác dụng lực F = 3.10 -3 N Cường độ điện trường điện tích điểm Q gây M có độ lớn là bao nhiêu ? Đs: 104 V/m Cho hai điện tích q1 = 10-10 C, q2 = -4 10-10 C, đặt A và B không khí biết AB = cm Xác định vectơ cường độ điện trường  E tại: a H, là trung điểm AB b M, MA = cm, MB = cm c N, biết NAB là tam giác Đs: 72 103 V/m 32 103 V/m 103 V/m Một cầu nhỏ khối lượng m= 0,25 g mang điện tích q= 2,5  10-9C treo dây và đặt điện trường E E có phương nằm ngang và có độ lớn E= 10 V/m Tính góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng Lấy g= 10 m/s2 Đs:  = 450 10 Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông C AC = - 20 - cm, BC = cm và nằm điện trường Vectơ cường độ  điện trường E song song với AC, hướng từ A C và có độ lớn E = 5000V/m Tính: a UAC, UCB, UAB b Công điện trường electron di chuyển từ A đến B ? Đs: 200V, 0V, 200V, - 3,2 10-17 J 11 Một electron di chuyển môt đoạn cm, dọc theo đường sức điện, tác dụng lực điện điện trường có cường độ 1000 V/m Hãy xác định công lực điện ? Đs: 1,6 10-18 J 12 Một protôn bay theo phương đường sức điện Lúc protôn điểm A thì vận tốc nó là 2,5 10 m/s Khi bay đến B vận tốc protôn Điện A 500 V, Hỏi điện B ? cho biết protôn có khối lượng 1,67 10-27 kg, có điện tích 1,6 10-19 C Đs: 503,3 V 13 Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện môi là không khí Khoảng cách hai tụ 0,5 cm Tích điện cho tụ điện hiệu điện 20 V Tính: a điện tích tụ điện b Cường độ điện trường tụ Đs: 24 10-11C, 4000 V/m 14 Một tụ điện phẳng không khí có ghi 3,5 pF – 10V, đặt hiệu điện V a Tính cường độ điện trường hai tụ điện Biết khoảng cách hai tụ d = 2mm b Tính điện tích cực đại mà tụ có thể tích Đs: 4000 V/m, 3,5.10-11C ÔN2: TĨNH ĐIỆN - CB Ba điện tích điểm q = 10-8 C, q2 = -4 10-8 C, q3 = 10-8 C đặt không khí ba đỉnh tam giác cạnh cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ? Đs: 45 10-3 N Hai cầu kim loại nhỏ mang các điện tích q và q2 đặt không khí cách cm, đẩy lực 2,7.10 -4 N Cho hai cầu tiếp xúc lại đưa vị trí cũ, chú đẩy lực 3,6.10-4 N Tính q1, q2 ? Đs: 6.10-9 C , 10-9 C, -6 10-9 C, -2 10-9 C - 21 - Hai điện tích q1 = - 10-8 C, q2= 18 10-8 C đặt A và B không khí, AB = cm Một điện tích q đặt C Hỏi C đâu để q cân bằng? Đs: CA= cm,CB= 12 cm Hai cầu nhỏ giống nhôm không nhiễm điện, cầu có khối lượng 0,1 kg và treo vào hai đầu sợi tơ dài 1m móc vào cùng điểm cố định cho hai cầu vừa chạm vào Sau chạm vật nhiễm điện vào hai cầu thì thấy chúng đẩy và tách xa khoảng r = cm Xác định điện tích cầu? Đs: 1,1 10-7 C Trong chân không, điện tích điểm q = 10 -8C đặt điểm M điện trường điện tích điểm Q = 10 -6C chịu tác dụng lực điện F = 9.10 -3N Tính cường độ điện trường M và khoảng cách hai điện tích? Đs: 45.104V/m, R = 0,2 m Trong chân không có hai điện tích điểm q = 10-8C và q2= -32.10-8C đặt hai điểm A và B cách khoảng 30 cm Xác định vị trí điểm M đó cường độ điện trường không Đs: MA = 10 cm, MB = 40 cm Một điện trường có cường độ E = 2500 V/m Hai điểm A , B cách 10 cm tính dọc theo đường sức Tính công lực điện trường thực lên điện tích q nó di chuyển từ A  B ngược chiều đường sức Giải bài toán khi: a q = - 10-6C b q = 10-6C Đs: 25 10-5J, -25 10-5J Cho kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song hình Cho d1 = cm, d2= cm Coi điện trường các là và có chiều hình vẽ Cường độ điện trường tương ứng là E =4.104V/m , E2 = 104V/m Tính điện B và C lấy gốc điện là điện A Đs: VB = -2000V VC = 2000V Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10 m/s dọc theo đường sức điện trường quảng đường 10 cm thì dừng lại a Xác định cường độ điện trường - 22 - b Tính gia tốc e Đs: 284 10-5 V/m -5 108m/s2 10 Một tụ điện phẳng không khí có hai cách mm và có điện dung 10-11 F mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50V Tính diện tích tụ điện và điện tích tụ điện Tính cường độ điện trường hai ? Đ s: 22,6 dm2, 10-9 C, 104 V/m 11 Điện tích điểm q đặt O không khí Ox là đường sức điện Lấy hai điểm A, B trên Ox Đặt M là trung điểm AB Cường độ điện trường A và M đo là E A= 25.104V/m, EM = 16.104V/m Tính cường độ B? ĐS: EB = 106 V/m ÔN1: TĨNH ĐIỆN – NC Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử hiđro theo quỹ đạo tròn với bán kính R = 5.10-11m a Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electron? b Tính vận tốc chuyển động electron? ĐS: 9,216.10-8N; 2,25.106m/s Cho hai điện tích điểm q và q2 đặt cách khoảng 30cm không khí, lực tác dụng chúng là F Nếu đặt dầu thì lực này yếu 2,25 lần cần dịch chúng lại khoảng bao nhiêu để lực tương tác chúng là F ĐS: 10cm Tại đỉnh tam giác đều, người ta đặt điện tích giống q1 =q2 = q3 = 6.10-7C Phải đặt điện tích thứ tư q0 đâu, có dấu và độ lớn nào để hệ thống các điện tích nằm cân không khí? ĐS: -2.10-7C Hai cầu nhỏ khối lượng m = 0,6g treo không khí hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài l = 50cm vào cùng điểm Khi hai cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy và cách khoảng R = 6cm lấy g = 10 m/s2.Nhúng hệ thống vào rượu êtylic(  =27), tính khoảng cách R’ hai cầu, bỏ qua lực đẩy Acsimet Biết  nhỏ: sin  tan  ĐS: 2cm - 23 - Hai cầu kim loại nhỏ giống có điện tích q, khối lượng m = 10g, treo hai dây cùng chiều dài l = 30cm vào cùng điểm Giữ cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo cầu II lệch góc  = 600 so với phương thẳng đứng Lấy g = 10 m/s2 Tìm q? ĐS: 10-6C Hai cầu kim loại giống treo vào cùng điểm treo dây có l = 20cm Truyền cho hai điện tích tổng cộng q = 8.10 C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp với thành góc  = 900 Lấy g = 10 m/s2 Truyền thêm cho cầu điện tích q ’, hai cầu đẩy góc dây treo giảm còn 600 tính q’? ĐS: -2,85.10-7C Hai cầu nhỏ kim loại giống treo trên hai dây dài vào cùng điểm, tích điện và cách đoạn a = 5cm Chạm nhẹ tay vào cầu Tính khoảng cách chúng sau đó? Biết a << l ĐS: 3,15cm Một cầu nhỏ tích điện có khối lượng m = 0,1 g, treo đầu sợi mảnh điện trường có phương nằm ngang và có cường độ E = 1.103V/m Lúc đó dây hợp với phương thẳng đứng góc 100 Tính điện tích cầu Lấy g =10 m/s2 ĐS: 1,76.10-7C Một hòn bi nhỏ kim loại đặt dầu, bi có thể tích V = 10mm3, khối lượng m =9.10-5kg Dầu có khối lượng riêng D =  800 kg/m Tất đặt điện trường đều, E hướng thẳng đứng từ trên xuống, E = 4,1.105V/m Tính điện tích bi để nó nằm cân dầu? ĐS: -2.10-9C 10.Hai cầu nhỏ A và B mang điện tích là -2.10 C và 2.10-9C treo hai đầu sợi dây tơ cách điện dài Hai dây treo hai điểm M, N cách cm Khi cân vị trí các dây treo hợp với phương thẳng đứng 1góc  Để đưa các dây treo vị trí thẳng đứng ta phải dùng điện trường có độ lớn và hướng nào? ĐS: Hướng sang phải; 4,5.104V/m 11.Một điện tích q =1  C di chuyển từ điểm A đến điểm B - 24 - điện trường, nó thu lượng W = 0,2mJ Tính hiệu điện hai điểm đó? ĐS: 200V 12 Electron cách prôtôn đoạn r = 5,2.10 -9cm Muốn electron thoát khỏi sức hút prôtôn nó cần có tốc tối thiểu là bao nhiêu? ĐS: 2,2.106m/s 13 Hai điện tích q1 =2.10-6C, q2 = -3.10-6C cách 20cm không khí Di chuyển hai điện tích để chúng cách 50cm Năng lượng hệ hai điện tích này tăng hay giảm Tính độ biến thiên lượng hệ ĐS: 0,16J > 14 Quả cầu tích điện có khối lượng m = 1,5g treo dây nhẹ cách điện điện trường nằm ngang, dây treo nghiêng góc 300 so với phương thẳng đứng Sau đó hướng điện trường đổi ngược cách tức thời Tìm lực căng dây thời điểm dây treo nghiêng góc lớn sau điện trường đổi chiều? ĐS: 8,7.10-3N 15 Tụ điện phẳng gồm hai tụ hình vuông cạch a = 20 cm đặt cách cm Chất điện môi hai là thủy tinh có  = Hiệu điện hai U = 50 V a Tính điện dung tụ điện b Tính điện tích tụ điện c Tính lượng tụ điện? Đs: 212,4 pF ; 10,6 nC ; 266 nJ 16 Có tụ điện C1 = 10 F, C2 = F, C3 = F mắc vào nguồn điện có hiệu điện U = 38 V a Tính điện dung C tụ điện, điện tích và hiệu điện trên các tụ điện b Tụ C3 bị “đánh thủng” Tìm điện tích và hiệu điện trên tụ C1 Đs: a/ Cb ≈ 3,16 F, Q1 = 10-5 C, Q2 = 10-5 C, Q3 = 1,2 10-4 C, U1 = U2 = V, U3 = 30 V b/ Q1 = 3,8 10-4 C, U1 = 38 V ÔN2 : TĨNH ĐIỆN – NC Một cầu khối lượng 10 g, treo vào sợi cách điện Quả cầu mang điện tích q1= 0,1 C Đưa cầu thứ mang điện - 25 - tích q2 lại gần thì cầu thứ lệch khỏi vị trí lúc đầu, dây treo hợp với đường thẳng đứng góc  =300 Khi đó cầu nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang và cách cm Tìm độ lớn q và lực căng dây treo? g=10m/s2 ĐS: Độ lớn q2=0,058 C ; T=0,115 N Hai cầu nhỏ kim loại giống hệt nhau, mang điện tích q đặt cách khoảng R, chúng đẩy lực có độ lớn 6,4 N Sau cho chúng tiếp xúc tách khoảng 2R thì chúng đẩy lực bao nhiêu ? Đ s: 1,6 N 3.q lần Cho hai điện tích q1 = 6q, q2 = lượt đặt A và B cách một khoảng a (cm) Phải đặt điện tích q đâu và có trị số nào để nó cân bằng? a Đ s: Nằm trên AB, cách B: cm Một hạt bụi có khối lượng 5mg mang điện tích q = 5.10 -8C sát dương tụ điện Tính động hạt bụi đập vào âm Biết khoảng cách hai là 1cm, cường độ điện trường bên tụ là điện trường E = 10 5V/m? Nếu hai tụ đặt nằm ngang, tính khối lượng hạt bụi để nó lơ lửng hai tụ? ĐS: Biết cường độ điện trường A, B nằm trên đường sức điện điện tích điểm Q gây có độ lớn là E A = 40000V/m và EB = 30000 V/m Tính cường độ điện trường C là trung điểm AB điện tích điểm Q gây ra? ĐS: 34462,45V/m Nếu mắc C1 nối tiếp với C2 thì thu tụ có điện dung  F Nếu mắc C1 song song với C2 thì thu tụ có điện dung là  F Tính C1, C2? ĐS: Hai tụ có ghi C1( 100V - 50  F ), C2( 200V - 50  F ) Tính hiệu điện thế, điện tích và lượng điện trường lớn tụ : a C1 song song C2? b C1 nối tiếp C2? ĐS: - 26 - Ba tụ điện có điện dung C1=0,002  F; C2=0,004  F; C3=0,006  F mắc nối tiếp thành Hiệu điện đánh thủng tụ điện là 4000 V.Hỏi tụ điện trên có thể chịu hiệu điện U=11000 V không? Khi đó hiệu điện đặt trên tụ là bao nhiêu? ĐS: Không Bộ bị đánh thủng; U1=6000 V; U2=3000 V; U3=2000 V Dùng súng bắn điện tử(e) để đưa e bay từ dương sang âm tụ theo phương hợp với đường sức góc 60 Electron bay đoạn s thì dừng lại Biết q e = - 1,6.10-19C, me = 9,1.1031 kg, E = 103V/m Vận tốc ban đầu e v0 = 4.106m/s a Tính công lực điện trường? b Tính thời gian electron trở lại dương tụ điện? ĐS: 10 Cho kim loại phẳng có độ dài l =5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách d=2 cm Hiệu điện là 910V Một e bay theo phương ngang vào với vận tốc ban đầu v0=5.107 m/s Biết e khỏi điện trường Bỏ qua tác dụng trọng trường a Viết ptrình quĩ đạo e điện trường b Tính thời gian e điện trường? Vận tốc nó điểm bắt đầu khỏi điện trường? c Tính độ lệch e khỏi phương ban đầu khỏi điện trường? ĐS: 0,4 cm 11 Trong hình bên C1 = F, C2 = F, C3 = C4 = F, C5 = F U = 900 V Tính hiệu điện A và B ? Đ s: UAB = - 100V 12 Hai tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R=60 cm,khoảng cách là mm Giữa là không khí a Tính điện dung tụ điện b Có thể tích cho tụ điện đó điện tích lớn là bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng Biết cđđt lớn mà không khí chịu là 3.106 V/m Hiệu điện lớn tụ là bao nhiêu? - 27 - Đs: 5.10-9F, 6.103V; 3.10-5C CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI B1: DÒNG ĐIỆN-NGUỒN ĐIỆN TÓM TẮT GIÁO KHOA: Dòng điện: + Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng các hạt mang điện + Chiều quy ước: chiều chuyển dời có hướng các điện tích dương Δq Cường độ dòng điện: I = Δt q Trong đó: - Δ q (C): điện lượng truyền qua tiết diện thẳng vật dẫn - Δ t (s): thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn - I (A): cường độ dòng điện - I = const : dòng điện không đổi I= q t - 28 - Mật độ dòng điện: j= I S = nqv Trong đó: - S : tiết diện dây dẫn (m2)s - n: mật độ hạt tải điện (hạt/m3) - q: điện tích hạt (C) - v: vân tốc trung bình hạt tải điện (m/s) Nguồn điện: - Là thiết bị có tác dụng trì hiệu điện hai cực nó nhờ lực lạ bên nguồn điện - Đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện di chuyển đơn vị điện tích dương ngược chiều điện A trường bên nguồn điện gọi là Suất điện động  :  = q LUYỆN TẬP: Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,273A Tính điện lượng và số e dịch chuyển qua dây tóc khoảng thời gian phút? ĐS: 1,02.1020e Cho dòng điện không đổi chạy qua dây dẫn kim loại, 10s điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng là 2C Sau 50s điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng đó là bao nhiêu? ĐS: 10C Một dòng điện không đổi, sau phút có điện lượng 24C chuyển qua tiết diện thẳng Tính cường độ dòng điện dòng điện đó? ĐS: 0,2A Một dòng điện có cường độ 3A, sau khoảng thời gian t có điện lượng 4C chuyển qua Cũng khoảng thời gian đó, với dòng điện 4,5A thì điện lượng qua dây là bao nhiêu? ĐS: 6C 5.Trong dây dẫn kim loại có dòng điện không đổi chạy qua có cường độ là 1,6mA Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây phút ? ĐS: 6.1017e - 29 - Một nguồn điện có suất điện động là 1,5V Hỏi nó sinh công là 270J thì nó dịch chuyển lượng điện tích dương là bao nhiêu bên hai cực pin? ĐS: 180C Suất điện động ăcquy là 6V Tính công lực lạ dịch chuyển lượng điện tích là 0,8C bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương? ĐS: 4,8J Lực lạ thực công 0,48J dịch chuyển lượng điện tích 7.10-2C hai cực bên nguồn điện Tính suất điện động nguồn điện này? ĐS: 6,9V Một ăcquy có suất điện động là 6V và sinh công là 360J dịch chuyển điện tích bên và hai cực nó a Tính lượng điện tích dịch chuyển này? b Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là phút, tính cường độ dòng điện chạy qua ăcquy đó? ĐS: 60C, 0,2A 10 Một ăcquy có thể cung cấp dòng điện là 4A liên tục thì phải nạp lại a Tính cường độ dòng điện ăcquy này có thể cung cấp nó sử dụng liên tục 20 thì phải nạp lại? b Tính suất điện động ăcquy này 20 nó sinh công là 86,4kJ? ĐS: 0,2A, 6V 11 Một vật dẫn kim loại có các electron tự chạy qua và tạo thành dòng điện không đổi Dây có tiết diện 0,6 mm 2, thời gian 10 s có điện lượng q = 9,6 C qua Tính: a Cường độ và mật độ dòng điện qua dây dẫn? b Số electron đã qua tiết diện ngang dây 10s? c Vận tốc trung bình chuyển động định hướng các electron? Biết mật độ electron tụ là n = 4.1028 m-3 ĐS: 0,96A, 1,6.106A/m2, 6.1019e, 0,25mm/s 12 Một dòng điện không đổi có cường độ I = 4,8A chạy qua - 30 - dây kim loại tiết diện thẳng S = 1cm2 Tính: a Số electron qua tiết diện thẳng dây 1s? b Vận tốc trung bình electron Biết mật độ e tự là n = 3.1028m-3? ĐS: 3.1019, 0,01mm/s B2: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Bài toán 1: TÍNH ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH TÓM TẮT GIÁO KHOA: 1.Điện trở: Là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện vật dẫn U + Tính theo định luật Ohm: R = I Trong đó: + U (V): Hiệu điện hai đầu điện trở + I (A): Cường độ dòng điện qua điện trở + R ( Ω ): Điện trở vật dẫn l + Tính theo cấu tạo vật dẫn: R = ρ s Trong đó: + ρ ( Ω m): Điện trở suất vật dẫn + l (m): Chiều dài vật dẫn + s(m2): tiết diện vật dẫn Ghép điện trở: Ghép nối tiếp: Ghép song song: + I = I1 = I2 = .= In + I = I1 + I2 + .+ In + UAB = U1 + U2 + + Un + UAB = U1= U2 = = Un 1 1 + Rtđ = R1+ R2 + + Rn + R = R + R + + R tđ n LUYỆN TẬP: Người ta cần điện trở 100  dây nicrôm có đường kính 0,4mm Điện trở suất nicrôm  110.10 m Hỏi phải dùng dây đồng có chiều dài bao nhiêu? ĐS: 11,4m 8 - 31 - Một dây kim loại dài 1m, đường kính 1mm có điện trở  Tính chiều dài dây đồng chất có đường kính 0,4mm và điện trở 125 ? ĐS: 5m Một dây kim loại dài 1m, tiết diện 1,5mm có điện trở 0,3  Tính điện trở kim loại đông chất dài 2m, tiết diện 0,5mm2? ĐS: 1,8  Tính điện trở tương đương đoạn mạch hình bên? Biết R1 = R2 = R3 =  ĐS: ôm Tính điện trở tương đương đoạn mạch hình bên? Biết R1 =  , R2 =  , R3 = R4 =  ĐS: 3,9 ôm Tính điện trở tương đương đoạn mạch hình bên? Biết R1 =  , R2 =  , R3 =  , R4 =  ĐS: 0,48 ôm Tính điện trở tương đương đoạn mạch hình bên? Biết R1 = R2 = R3 = R4 = R5 =  ĐS: 2,28 ôm Hai dây dẫn, mắc nối tiếp có điện trở gấp 6,25 lần mắc song song Tính tỉ số điện trở hai dây dẫn? ĐS: Dây dẫn có điện trở R = 144  Phải cắt dây bao nhiêu đoạn để mắc các đoạn song song nhau, điện trở tương đương là  ? ĐS: đoạn 10 Cần tối thiểu bao nhiêu điện trở loại  và  mắc nối tiếp để tạo thành điện trở tương đương 60  ? ĐS:  : 10 điện trở;  : điện trở 11 Một thỏi đồng có khối lượng 176g kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn, điện trở dây dẫn 32  Tính chiều dài và đường kính tiết diện dây dẫn? Biết khối lượng riêng đồng là 8,8.10 kg/m3 và điện trở suất đồng là  1, 6.10 m ĐS: 200m; 0,36mm 12 Một vòng dây có điện trở R = 25  Trên dây có hai điểm A, B 8 - 32 - mà góc AOB  Cho dòng điện vào A và B a Tính điện trở tương đương vòng dây có dòng điện qua Biết  60 ? b Tính  để Rtđ =  ? c Tính  để Rtđ lớn nhất? ĐS: 35 ôm; 720 2880; 1800 Bài toán2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM Cho mạch hình: R1 =  , R2 =  , R3 R1 R2 N R3 =  , UAB = 3V Tính cường độ dòng điện qua A M B mạch chính và qua các điện trở? ĐS: 4,6A R1 C R2 Cho mạch điện hình : B Biết UAB = 14V (không đổi), R1 =  , R2 = R3 = A R4 R3  D a Cho R4 =  , Tìm ICD? I b Khi R4 =  , mắc CD tụ C = S F Tính điện tích trên tụ? ĐS: Q = Cho mạch điện có sơ đồ hình bên R1 C R2 Biết: R1 =1  , R2 =  , R3 =  , R4 = ξ , R5 A B R5 R4 R3 =10 Ω , UAB = 6V Tính cường độ dòng điện qua D điện trở? ĐS: Bài toán 3: ĐIỆN NĂNG – CÔNG SUẤT- ĐỊNH LUẬT JUN LEN XƠ Ap dụng công thức:  Công và công suất dòng điện đoạn mạch: A = U.I.t , P= A U.I t  Định luật Jun-LenXơ: Q = R.I2.t hay Q= U2 t U.I.t R U2 R  Công suất dụng cụ tiêu thụ điện: P = U.I = R.I2 = - Cần lưu ý vấn đề sau: + Trong các công thức tính công, tính nhiệt lượng: Để có công, nhiệt lượng tính có đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi đơn vị thời gian - 33 - giây (s) U dm Pdm + Mạch điện có bóng đèn: Rđ = ( Coi điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ.) + Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực = Iđm (Lúc này có Uthực = Uđm; Pthực = P đm ) Nếu Ithực < Iđm thì đèn mờ bình thường Nếu Ithực > Iđm thì đèn sáng bình thường LUYỆN TẬP: Cho đoạn mạch có điện trở 10  , hiệu điện hai đầu đoạn mạch là 20V Tính điện tiêu thụ đoạn mạch phút? ĐS: 2,4KJ Một đoạn mạch tiêu thụ công suất 100W, 20 phút nó tiêu thụ lượng bao nhiêu? ĐS: 120KJ Một đoạn mạch có điện trở R có hiệu điện hai đầu không đổi thì phút tiêu thụ lượng điện là 40J Tính thời gian để mạch tiêu thụ hết 1KJ điện là bao nhiêu? ĐS: 25 phút Nhiệt lượng tỏa phút điện trở 100  có dòng điện 2A chạy qua là bao nhiêu? ĐS: 48kJ Có hai bóng đèn trên vỏ ngoài có ghi: Đ 1( 220V – 100W), Đ2(220V – 25W) a Hai bóng sáng bình thường không mắc chúng song song vào mạng điện 220V Tính cường độ dòng điện qua bóng? b Mắc hai bóng nối tiếp vào mạng điện 440V thì hai bóng sáng bình thường không? Nếu không bóng nào cháy trước? Nếu có hãy tính cường độ dòng điện qua bóng? ĐS: 0,45A; 0,113A; đèn sáng mạnh mức bình thuờng Một bàn là điện sử dụng với hiệu điện 220V thì dòng điện chạy bàn là có cường độ là 5A a Tính nhiệt lượng mà bàn là tỏa 20 phút? b Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là này 30 ngày, ngày 20 phút Biết giá điện là 700 đ/kW.h? - 34 - ĐS: 1,32.106 J; 7700đ Một ấm điện dùng với hiệu điện 220V thì đun sôi 1,5 l nước từ 200C 10 phút Biết nhiệt dung riêng nước là 4190J/kg.K, khối lượng riêng nước là 1000kg/m3 và hiệu suất ấm là 90% a.Tính điện trở ấm? b.Tính công suất tiêu thụ điện ấm? ĐS: 52  , 930,8W Một bếp điện gồm hai dây may so có điện trở R = 10  , R2 = 20  Nếu dùng điện trở R1 để mắc vào hiệu điện là U không đổi thì đun sôi lượng nước hết 10 phút Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường ngoài Tính thời gian đun nước mắc vào nguồn điện trên : a dùng hai điện trở mắc nối tiếp mắc vào hiệu điện trên? b dùng hai điện trở mắc song song mắc vào hiệu điện trên? ĐS: 30 phút; 6,67 phút Hai bóng đèn Đ1 ghi 6v – W và Đ2 ghi 6V - 4,5 W mắc vào mạch điện hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện U không thay đổi a Biết ban đầu biến trở Rb vị trí cho đèn sáng bình thường Tìm điện trở biến trở lúc này ? b Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở chạy sang phải chút thì độ sáng các đèn thay đổi nào ? ĐS: Rb = 24  10 Có hai điện trở, mắc chúng nối tiếp đặt vào hiệu điện 100V thì công suất tiêu thụ trên hai điện điện trở là 40W Khi mắc chúng song song đặt vào hiệu điện trên thì công suất tiêu thụ trên hai điện trở là 250W Tính giá trị các điện trở? ĐS: 50  ; 200  11 Hai điện trở có trị số R1 = 10  và R2 = 12  mắc nối tiếp với mắc vào nguồn điện Sau thời gian kể từ đóng mạch, nhiệt lượng tỏa trên R2 lớn nhiệt lượng tỏa trên R là 10KJ Tính nhiệt lượng tỏa trên điện trở thời gian trên là bao nhiêu? ĐS: 50kJ; 60KJ 13 Có ba bóng đèn Đ1(110V – - 35 - 60W), Đ2(220V – 40W), Đ3(110V – 100W) mắc với theo sơ đồ (Đ1 // Đ2) nt Đ3 Sau thời gian nhiệt lượng tỏa Đ là 500J Tính nhiệt lượng tỏa Đ1 và Đ3? ĐS: 3000J; 2450J 14 Ba điện trở giống mắc hình, công suất tiêu thụ trên điện trở (1) là W thì công suất toàn mạch là bao nhiêu ? ĐS: 18 W 15.Ba điện trở có trị số R, R, R mắc hình vẽ Nếu công suất điện trở (1) là W thì công suất điện trở (3) là bao nhiêu ? ĐS: 54 W 16 Cho mạch điện hình vẽ, Rb là biến trở Hiệu điện U hai đầu mạch điện có giá trị không đổi Biết Ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở lớn Điều chỉnh biến trở cho: - Khi ampe kế 0,4 A thì vôn kế 24 V - Khi ampe kế 0,1 A thì vôn kế 36 V Tính hiệu điện U và điện trở R ? ĐS: 40 , 40 V 17 Cho mạch điện hình vẽ:R1 =  , R2 =  , R3 =  Điện trở ampe kế không đáng kể UAB = 18 V a Cho R4 = 7,2  thì ampe kế giá trị bao nhiêu? b Điều chỉnh R4 để ampe kế số Tính giá trị R4 ? ĐS: 0,7 A, 18 18 Xác định cường độ dòng điện qua ampe kế theo mạch hình vẽ Biết RA ≈ 0; R1 = R3 = 30 ; R2 = ; R4 = 15  và U = 90 V ĐS: A B3:ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH CHỨA NGUỒN ĐIỆN - 36 - I Kiến thức: 1.Định luật ôm toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch đó I  RN  r   = I.RN +I.r  UN =  - r.I Với I.RN = UN : độ giãm mạch ngoài I.r: độ giãm mạch + Nếu điện trở r = 0, hay mạch hở (I = 0) thì UN =  I  r + Nếu R = thì , lúc này nguồn gọi là bị đoản mạch + Định luật ôm toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa lượng + Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa lượng ta có: Công nguồn điện sinh mạch kín tổng công dòng điện sản mạch ngoài và mạch A =  I.t = (RN + r).I2.t + Hiện tượng đoản mạch xảy nối cực nguồn điện dây dẫn có điện trở nhỏ Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và có thể gây nhiều tác hại Công nguồn điện A = q.E = E I.t Công suất nguồn U r.I H (%)  1  E E P A t = E I Hiệu suất nguồn điện: LUYỆN TẬP: 1.Cho mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động là 1,5V và điện trở r = 0,5  nối với mạch ngoài là điện trở R = 2,5  a Tính cường độ dòng điện mạch? b Tính công suất nguồn điện? ĐS: 0,5A., 0,75W E,r   V , r   , R   2.Cho mạch điện gồm: Tính: I a Cường độ dòng điện mạch? R A B b Công suất tiêu thụ trên R và công suất nguồn điện? - 37 - c Hiệu suất nguồn điện? ĐS: 1A, 5W, 6W, 83,33%  ,r Cho mạch điện gồm: R2 Biết  36V , r 1, R R 3, R 6 R1 A B Tính: R3 a Điện trở tương đương mạch ngoài? b Cường độ dòng điện qua mạch chính và qua điện trở? c Công suất cung cấp nguồn và công suất tiêu thụ mạch ngoài? ĐS:  ,6A, 2A, 4A, 216W, 180W Cho mạch điện hình: Biết  6V , r 0,5, R R 6, R 3 Tính: a Cường độ dòng điện qua mạch chính và qua R1? b Nhiệt lượng R2 tỏa phút? c Công suất nguồn? d Hiệu suất nguồn? ĐS: 3A, 0,75A, 1012,5J, 18W, 75% Cho mạch điện hình: Biết  30V , r 3, R 12, R 36, R 18 Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể Tính: a Điện trở tương đương mạch và cường độ dòng điện mạch chính? b Số ampe kế và chiều dòng điện qua nó? ĐS: 24  , 1,1A, 0,73A Cho mạch điện hình vẽ: Biết nguồn điện có  = 7,8V và r = 0,4  R1 = R2 = R3 =  , R4 =  Tính UMN ? Để đo hiệu điện này phải mắc cực dương vôn kế vào điểm nào? ĐS: -1,17V, Cho mạch điện hình vẽ: Biết nguồn điện có  = 24V và r = 1,6  R1 =4  , R2 =  , R3 = 16  , R4 = 12  Mắc vào hai điểm M, N ampe kế có điện trở không đáng kể Tính số ampe kế và cho biết phải mắc cực dương ampe kế vào điểm nào? ĐS: IA = 0,5A; (+) mắc vào điểm M 1 3 - 38 - Cho mạch điện hình: Biết  12V , r 0,1, R R 2, R 4, R 4, 4 Điện trở vôn kế lớn và các dây nối không đáng kể.Tính: a Số vôn kế? b Tính hiệu suất nguồn? ĐS: 10,8V, 98,3% Cho mạch điện thắp sáng đèn hình, Nguồn có suất điện động 12 V điện trở r = Đèn loại V – W Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường Tính công nguồn điện khoảng thời gian 1h ? Tính hiệu suất nguồn đèn sáng bình thường ? Đ s: 21600 J, 100 % 10 Cho mạch điện hình vẽ với  12V , r 1 ; Đ1(3V-6W), Đ2(6V-3W), Đ3(6V-6W), Rb là biến trở a Có thể điều chỉnh Rb để đèn sáng bình thường không? Vì sao? b Cần mắc thêm R1 vào vị trí nào và chọn giá trị nào R 1, Rb để đèn sáng bình thường? ĐS: R1 =  , Rb =  ; R1 = 4,5  , Rb =  11 Khi mắc điện trở R1 =  vào hai cực nguồn điện thì cường độ dòng điện mạch là I1 = 0,5A Khi mắc điện trở R2 = 10  vào hai cực nguồn điện trên thì cường độ dòng điện mạch là I2 = 0,25A Tính suất điện động và điện trở nguồn điện? ĐS: 3V,  12 Một điện trở R1 mắc vào hai cực nguồn điện có điện trở r =  thì cường độ dòng điện mạch là I = 1,2A Nếu mắc thêm điện trở R2 =  nối tiếp với điện trở R thì cường độ dòng điện mạch là 1A Tính R1? ĐS:  , 12V 13 Một điện trở R =  mắc vào nguồn điện có suất điện động 1,5V thì công suất tỏa nhiệt trên điện trở là 0,36W Tính điện trở nguồn? ĐS: 0,6  14 Một nguồn điện có suất điện động 6V, điện trở r =  , mạch ngoài có điện trở R Để công suất tiêu thụ mạch ngoài là 4W thì - 39 - điện trở R có giá trị là bao nhiêu? ĐS:   15 Dùng nguồn điện để thắp sáng hai bóng đèn có điện trở là: R1 =  , R2 =  , đó công suất tiêu thụ hai bóng đèn là Tính điện trở nguồn điện? ĐS:  16 Một nguồn điện có suất điện động 6V, điện trở r =  , mạch ngoài có điện trở R Để công suất tiêu thụ mạch ngoài lớn thì điện trở R có giá trị là bao nhiêu? ĐS:  17 mạch điện có sơ đồ hình vẽ, biết  = 12 V, r = 1,1 , R1 = 0,1  a Muốn cho công suất mạch ngoài lớn nhất, R phải có giá trị bao nhiêu ? b phải chọn R bao nhiêu để công suất tiêu thụ trên R là lớn nhất? tính công suất lớn đó ? Đ s: ; 1,2  18 Cho mạch điện hình:  =15V, r =  , R1 =  Tìm R2 để: a Công suất mạch ngoài lớn nhất? Tính công suất đó? b Công suất trên R2 lớn nhất? ĐS:  , 56,25W, 2/3  19.Cho mạch điện hình bên Biết  = 12V, r =  , R1 =  , R2 =  Tính R3 để công suất mạch ngoài lớn và tính giá trị công suất đó? ĐS:2  B4: GHÉP NGUỒN ĐIỆN  Mắc n nguồn điện nối tiếp b = 1 + 2 + + n; rb = r1 + r2 + + rn  Mắc m nguồn điện giống (0 , r0) song song r0 m  b =  , rb =  Mắc N nguồn điện giống (0 , r0) thành m dãy, dãy có n nguồn điện - 40 - n.r0 m b = n.0 , rb =  Mắc xung đối Giả sử cho 1 > 2 1, r1 2, r2  b =  -  , rb = r + r LUYỆN TẬP: Nếu ghép pin giống nối tiếp thu nguồn có suất điện động 7,5V và  thì mắc pin đó song song thì thu nguồn có suất điện động và điện trở bao nhiêu? ĐS: 2,5V, 1/3  Người ta mắc nguồn 3pin giống song song thì thu nguồn có suất điện động 9V và điện trở  Tính suất điện động và điện trở pin? ĐS: 9V,  Nguồn điện với suất điện động  , điện trở r, mắc với điện trở ngoài R = r, cường độ dòng điện mạch là 6A Nếu thay nguồn điện đó nguồn điện giống hệt nó mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện mạch là bao nhiêu? ĐS: I’ = 9A Nguồn điện với suất điện động  , điện trở r, mắc với điện trở ngoài R = r, cường độ dòng điện mạch là 6A Nếu thay nguồng điện đó nguồn điện giống hệt nó mắc song song thì cường độ dòng điện mạch là bao nhiêu? ĐS: I’ = 9A Cho nguồn gồm ăcquy giống mắc thành hai dãy song song với nhau, dãy gồm ăcquy mắc nối tiếp Tính suất điện động và điện trở nguồn? Biết ăcquy có suất điện động là 2V và r =  ĐS: 6V, 1,5  Có 10 pin 2,5V -  mắc thành hai dãy, dãy có số pin Tính suất điện động và điện trở nguồn? ĐS: 12,5V, 2,5  Có pin giống mắc thành nguồn có số pin dãy số dãy thì thu nguồn có suất điện động 6V và điện trở  Tính suất điện động và điện trở pin? ĐS: 2V,  - 41 - Cho mạch điện hình bên Biết nguồn có  = 7,5V và r =  , R1 = 40  , R3 = 20  , cường độ dòng điện qua R1 là 0,24A Tính: a UAB ? b Cường độ dòng điện mạch chính? ĐS: 14,4V; 0,6A Cho mạch điện nguồn gồm hai dãy, dãy có pin mắc nối tiếp Mỗi nguồn có  = 1,5V và r = 0,5  , nguồn mắc vào mạch hình Biết Đ1 có ghi 3V – 1W, Đ2 có ghi 6V - 3W a Tính cường độ dòng điện qua đèn R1 = 11  , R2 =6  ? b Tính R1, R2 để các đèn sáng bình thường? ĐS: 0,375A, 0,225A,  , 2,1  10 Bộ nguồn gồm 20 pin giống   1,8V , r 0,5  mắc thành hai dãy song song (mỗi dãy gồm 10 pin mắc nối tiếp) hình vẽ Đèn Đ thuộc loại (6V-3W) a Nếu R1 =  , tìm R2 đề đèn sáng bình thường? b Nếu R2 = 10  , tìm R1 để đèn sáng bình thường? c Nếu chạy R1 dịch chuyển sang phải, R có giá trị câu b và giữ không đổi, độ sáng đèn Đ thay đổi sao? ĐS: R2 = 3,7  , R1 = 14/3  11 Cho nguồn giống nhau, nguồn có ghi 6V -  mắc thành nối với mạch ngoài có R =  Hỏi các nguồn phải mắc nào để dòng điện qua điện trở là 4A? ĐS: m= 1, n = 6, m = 3, n = 12 Có 48 nguồn giống nhau, nguồn có ghi 2V -  Mạch ngoài là bống đèn có ghi 12V – 6W Phải ghép các nguồn nào để đèn sáng bình thường? ĐS: m = 24, n = 2, m = 8, n = 13 Có 12 pin giống nhau, trên pin có ghi 1,5V – 0,3  Mạch ngoài là điện trở R = 0,4  Phải mắc các nguồn nào để mạch ngoài có công suất lớn nhất? Tính công suất đó? ĐS: m = 4, n = 3, 18W 14 Một động điện nhỏ có điện trở r ’ =  , hoạt động bình thường động cần hiệu điện U = 9V và cường độ dòng điện I = 0,75A Để động hoạt động bình thường người ta dùng 18 nguồn giống nhau, nguồn có  = 2V, r =  Các nguồn phải mắc nào và tính hiệu suất động đó? - 42 - ĐS: m =6, n = 3, m = 18, n =1 15 Một nguồn gồm 20 ắc quy giống nhau, Mỗi ắc quy có suất điện động là 2V và điện trở là 0,1  , mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng Một thiết bị điện có điện trở R =  mắc vào hai cực nguồn này a Để dòng điện chạy qua R có cường độ cực đại thì phải mắc nguồn này nào? B Tính hiệu suất nguồn? ĐS: m = 20, n = 1, 50% 16 Một nguồn điện có  = 24V, r =  dùng để thắp sáng các bóng đèn a Có đèn 6V – 3W, phải mắc cách nào để các đèn sáng bình thường? Cách nào lợi nhất? b Với nguồn trên ta có thể thắp sáng tối đa bao nhiêu bóng đèn loại 6V – 3W? Nêu cách mắc các đèn đó? ĐS: m = 3, n = 2, m = 1, n = 6, 75%, 25%, bóng 17 Có 36 nguồn giống nguồn có suất điện động là 12V và điện trở là  ghép thành hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song, dãy gồm m nguồn nối tiếp Mạch ngoài là bóng đèn giống hệt mắc song song Khi đó hiệu điện mạch ngoài là 120V và công suất mạch ngoài là 360W a Tính điện trở bóng đèn (các đèn sáng bình thường)? b Tính m, n? c Tính công suất và hiệu suất nguồn? ĐS: 240  , m = 12, n = 3, 432W, 83% B5: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH (THUẦN R HOẶC CHỨA NGUỒN) TÓM TẮT GIÁO KHOA: 1.Định luật Ohm chứa nguồn (máy phát): U E I  AB rR E,r R B Đối với nguồn điện E: dòng điện vào cực âm và từ cực dương UAB: tính theo chiều dòng điện từ A đến B qua mạch (U AB = UBA) A - 43 - I 2.Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện: U  E I  AB p rp  R A I E p,rp R B Đối với máy thu E p: dòng điện vào cực dương và từ cực âm UAB: tính theo chiều dòng điện từ A đến B qua mạch Định luật ôm đoạn mạch chứa máy thu: ( xét mạch kín) I E - Ep R  r  rp Công máy thu: A' UIt  ' It  r ' I 2t Công suất tiêu thụ máy thu: P ' UI  ' I  r ' I Hiệu suất máy thu: H' ' r' 1  I U U 7.Công thức tổng quát định luật Ohm cho đoạn mạch gồm máy phát và thu ghép nối tiếp: U   E   Ep I  AB R   r   rp Chú ý:  UAB: Dòng điện từ A đến B (Nếu dòng điện ngược lại là: -UAB)  E : nguồn điện (máy phát) E p: máy thu  I > 0: Chiều dòng điện cùng chiều đã chọn  I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều đã chọn  R: Tổng điện trở các mạch ngoài r: Tổng điện trở các nguồn máy phát rp: Tổng điện trở các nguồn máy thu * CHÚ Ý:  Trong trường hợp không biết rõ chiều dòng điện mạch điện thì ta tự chọn chiều dòng điện và theo dòng điện này mà phân biệt nguồn điện nào là máy phát (dòng điện từ cực dương và vào cực âm), đâu là máy thu (dòng điện vào cực dương và từ cược - 44 - âm)  Nếu ta tìm I > 0: chiều dòng điện ta chọn chính là chiều thực dòng điện mạch  Nếu ta tìm I < 0: chiều dòng điện thực mạch ngược với chiều ta đã chọn ban đầu LUYỆN TẬP: Cho mạch điện hình: ,r  3V , r 0, 6,  ' 1,5V , r ' 0, 4, R 4 A B Tính cường độ dòng điện mạch? ' '  ,r  R ĐS: 0,9A Cho mạch điện sau:   , r   , r  Biết  20V , r 1,  ' 6V , r ' 2, R 4 Tính: 2 B,r2 R1 1 ,r1A a Cường độ dòng điện mạch? R2 b UAB? R c Nhiệt lượng tỏa trên toàn mạch và R3 trên đoạn mạch ARB phút? ĐS: 2A, 18V, 7200J, 8400J 3,r3  R4 Cho mạch điện hình bên Biết: R1 =3  , R2 =  , R3 = 36  , R4 = 12   9V ,  3V ,  10V , r1 = r2 = r3 =  Xác định độ lớn, chiều dòng điện từ đó suy   , r   2 , r2  1 R1 đâu là máy thu, đâu là nguồn phát? A ĐS: 1,1A Cho mạch hình bên  3 , r3  R2 Biết:  12V ,  6V ,  9V , r1 =  , r2 =  , R3 B r3 =  R1 =4  , R2 =  , R3 =  Tính UAB?  1 , r1  ĐS: 13,6V  3 , r3  Cho mạch điện sau:  1,3V , r r r 0, 2,  1,5V ,  2V , R 0,55  2, r2  a Tính cường độ dòng điện qua các nguồn R A B điện? b Tính nhiệt lượng tỏa trên R phút? c Tính điện tiêu thụ mạch ngoài (kể trên máy thu) phút? '  1 1 2 3 - 45 -  '   d Nếu mắc vào A, B tụ điện có C =  F Tính điện tích và lượng điện trường tụ? ĐS: 1,5A, 2,5A, 4A, 2640J, 2640J, 4,4.10-6C; 4,84.10-6J Cho mạch điện sau:  9V , r 1,5,  4V , r 3, R 3 a Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở và nguồn? b Tính hiệu suất nguồn điện? c Nếu thay R tụ C =  F thì điện tích trên tụ là bao nhiêu? ĐS: 1,83A, 2,33A, -0,5A, 61,1%, 3,67.10-5C Cho mạch hình vẽ: 1 2 1 20V , r1 0,5,  22V , r2 1, R1 1,5, R2 1, R3 6 a Tính UAB và cường độ dòng điện qua các nhánh? Nêu vai trò các nguồn điện? b Tính UMN? c Tính hiệu suất nguồn? ĐS: 3A, 2A, 1A, -21,5V, 42,86% Cho mạch điện hình:  27V , r 1,  24V , r 1, R 4, R 3, R 6 a Xác định cường độ dòng điện qua các nguồn? b Nếu thay R3 tụ có C =  F thì tụ tích lượng lượng là bao nhiêu? ĐS: 1,3775A, 1,702A, 3,08A, 6,4.10-4J Cho mạch hình Biết  16V ,  5V , r1 =  , r2 =  , R2 =  , Đ: 3V – 3W, đèn sáng bình thường và ampe kế số Tính R1 và R3? ĐS:  ;  1 2 ÔN1: CB Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc bóng đèn là I=0,273A Tính điện lượng và số e dịch qua tiết diện thẳng dây tóc thời gian phút ĐS: (1,02.1020 e) Pin Lơclăngsê có suất điện động là 1,5V Hỏi nó sản công là 270J thì nó dịch chuyển lượng điện tích dương là bao nhiêu bên và cực pin? ĐS: ( 180 C) - 46 - Có bóng đèn trên vỏ ngoài có ghi: Đ1(220V-100W); Đ2(220V-25W) a) Hai bóng sáng bình thường không mắc chúng song song vào mạng điện 220V? Tính cường độ dòng điện qua bóng b) Mắc chúng nối tiếp vào mạng điện 440 V thì bóng sáng bình thường không? Nếu không hãy cho biết bóng nào cháy trước? Nếu có hãy tính cường độ dòng điện qua bóng? Một đèn ống loại 40W chế tạo để có công suất chiếu sáng đèn dây tóc loại 100W Hỏi sử dụng đèn ống này trung bình ngày 5h thì 30 ngày giảm bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc thời gian trên Giá tiền điện 700 đ/kwh ĐS: 700.9=6300 (đ) Một ấm điện dùng với hđt 220 V thì đun sôi 1,5 lít nước từ nhiệt độ 200C 10 phút Biết nhiệt dung riêng nước là: 4190 J/kg.K; D=1000 kg/m3; H=90% a) Tính điện trở ấm điện b) Tính công suất điện ấm ĐS: R=52 ôm; P=931 W Một ấm điện có dây dẫn R và R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 thì nước ấm sôi thời gian 10 phút Còn dùng riêng dây R2 thì thời gian nước sôi là 40 phút Coi điện trở dây maiso không phụ thuộc vào nhiệt độ, hiệu suất ấm là 100% Tính khoảng thời gian đun sôi ấm nước trên trường hợp: a) R1 song song với R2 b) R1 nối tiếp với R2 ĐS: (8 phút) (50 phút) Một bàn là có ghi 220 V-1,1 KW a) Tính điện trở R0 và cường độ dòng điện định mức I0 bàn là b) Để hạ bớt nhiệt độ bàn là mà dùng mạng điện có hđt là 220 V người ta mắc nối tiếp với nó điện trở R Khi đó cường độ dòng điện qua bàn là 4A Tính nhiệt lượng tỏa bàn là khoảng phút 40 giây ĐS: A; 44 ôm; 70400J Cho mạch điện sơ đồ hình vẽ: e=12 V; r=0; R1=3  ; R2=4  ; R3=5  a) Tính cường độ dòng điện chạy mạch - 47 - b) Tính hiệu điện cực nguồn và đầu điện trở R2 c) Tính công nguồn điện sản 10 phút và công suất toả nhiệt R3 d) Tính hiệu suất nguồn và công nguồn sản 1h ĐS: (1A)(U2=4V)(A=7200J) Khi mắc điện trở R1=500  vào cực pin mặt trời thì hđt mạch ngoài là U1=0,1 V.Thay điện trở R1 R2=1000  thì hđt mạch ngoài bây là U2=0,15 V Tính suất điện động và điện trở pin này ĐS: e=0,3 V; r=1000  ; 10 Cho mạch điện hình bên, biết : R1=4  ;R2=R3=6  ;UAB=33V 1) Mắc vào C,D Ampe kế có R A=0; lúc này R4=14  Tính số ampe kế và chiều dòng điện qua A ? 2) Thay A vôn kế có RV lớn R4 không đổi Tìm số vôn kế Cực + vôn kế mắc vào điểm nào? ĐS: (0,5 A)(3,3 V)(9  ) 11 Cho mạch điện có sơ đồ hình bên, đó các điện trở R là biến trở Đ (10V – 10W), R3 = 10  ,nguồn điện có suất điện động là 40V, điện trở là  a) Tính R1 để đèn Đ sáng bình thường? b) Tính R1 để công suất tiêu thụ đoạn mạch lớn nhất? c) Tính R1 để công suất tiêu thụ R1 là lớn và tính giá trị công suất điện trên R1 đó? ĐS:  ;  ; 13  12 Cho mạch điện hình vẽ Bộ nguồn có SĐĐ  b=42,5V; ĐTT rb=1  ;R1=10  ;R2=15  Biết điện trở các am pe kế và dây nối không đáng kể Các nguồn nguồn mắc nối tiếp a) Biết ampekế 1,5A Xác định số A2 và trị số R b) Biết các nguồn điện giống nhau, có suât điện động là 8,5V Tính số nguồn và điện trở nguồn ĐS: 1A; 10  ; nguồn; 0,2  ÔN1: NC Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc bóng đèn là I=0,273A Tính điện lượng và số e dịch qua tiết diện thẳng - 48 - dây tóc thời gian phút ĐS: (1,02.1020 e) Pin Lơclăngsê có suất điện động là 1,5V Hỏi nó sản công là 270J thì nó dịch chuyển lượng điện tích dương là bao nhiêu bên và cực pin? ĐS: ( 180 C) Có bóng đèn trên vỏ ngoài có ghi: Đ1(220V-100W); Đ2(220V-25W) a) Hai bóng sáng bình thường không mắc chúng song song vào mạng điện 220V? Tính cường độ dòng điện qua bóng b) Mắc chúng nối tiếp vào mạng điện 440 V thì bóng sáng bình thường không? Nếu không hãy cho biết bóng nào cháy trước? Nếu có hãy tính cường độ dòng điện qua bóng? Một đèn ống loại 40W chế tạo để có công suất chiếu sáng đèn dây tóc loại 100W Hỏi sử dụng đèn ống này trung bình ngày 5h thì 30 ngày giảm bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc thời gian trên Giá tiền điện 700 đ/kwh ĐS: 700.9=6300 (đ) HD: Mỗi giây tiết kiệm 100-40=60J Dùng 30 ngày tiết kiệm được:30.5.3600.60 (J) Đổi kwh 30.5.3600.60/3 600 000 =9 kwh tiết kiệm được: 700.9=6300 (đ) Một ấm điện dùng với hđt 220 V thì đun sôi 1,5 lít nước từ nhiệt độ 200C 10 phút Biết nhiệt dung riêng nước là: 4190 J/kg.K; D=1000 kg/m3; H=90% a) Tính điện trở ấm điện b) Tính công suất điện ấm ĐS: R=52 ôm; P=931 W HD: Tính nhiệt lượng thu vào nước: Q=c.(D.V)(100-20) (năng lượng có ích) H= Q/A=Q/P.t (t=20.60=1200 s) từ đó suy P Mà P=U /RR=4,232 ôm; P=931 W Hai dây dẫn, đồng , nhôm có cùng điện trở,cùng khối lượng.Hỏi chiều dài dây dẫn kém bao nhiêu lần Cho biết khối lượng riêng và điện trở suất dây là: DAl=2700 kg/m3; DCu=8900 kg/m3;  2,8.10 .m;  1,7.10 .m 8 Al - 49 - 8 Cu (ĐS: 1,4) HD: m1=m2 V1.D1=V2.D2 l1.S1.D1= l2.S2.D2 (1) Viết biểu thức  D l1  2 l2 1 D1 R1;R2 cho R1=R2 Cuối cùng ta được: =1,4 Một ấm điện có dây dẫn R và R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 thì nước ấm sôi thời gian 10 Còn dùng riêng dây R2 thì thời gian nước sôi là 40 Coi điện trở dây maiso không phụ thuộc vào nhiệt độ, hiệu suất ấm là 100% Tính khoảng thời gian đun sôi ấm nước trên trường hợp: a) R1 song song với R2 b) R1 nối tiếp với R2 ĐS: (8 min) (50 min) U2 Q t R HD: Dùng công thức với Q và U không đổi trường hợp Một bàn là có ghi 220 V-1,1 KW a) Tính điện trở R0 và cường độ dòng điện định mức I0 bàn là b) Để hạ bớt nhiệt độ bàn là mà dùng mạng điện có hđt là 220 V người ta mắc nối tiếp với nó điện trở R= ôm Khi đó bàn là còn tiêu thụ công suất là P ’= 800 W Tính cường độ dòng điện I’, hiệu điện U’ và điện trở R’ bàn là ĐS: 44 ôm; U’=180V; R’=40,5 ôm HD: 1) I0= P0/U0=5A; R0=U0/I0=44 ôm P' I  ' U ' I'  U R 220  U '  R R 2) (1) Mà (2) Từ (1) và (2) ta U’=180V (loại U’=40 V)Vì đó công suất không thể 80 W được; R’=40,5 ôm Cho mạch điện sơ đồ hình vẽ: e=12 V; r=0; R1=3  ; R2=4  ; R3=5  a) Tính cường độ dòng điện chạy mạch b) Tính hiệu điện cực nguồn và đầu điện trở R2 c) Tính công nguồn điện sản 10 và công suất toả nhiệt R3 d) Tính hiệu suất nguồn và công nguồn sản 1h ĐS: (1A)(U2=4V)(A=7200J) - 50 - Khi mắc điện trở R1=500  vào cực pin mặt trời thì hđt mạch ngoài là U1=0,1 V.Thay điện trở R1 R2=1000  thì hđt mạch ngoài bây là U2=0,15 V a Tính suất điện động và điện trở pin này b) Diện tích pin này là S=5 cm và nó nhận lượng ánh sáng với công suất là mW/cm 2.Tính hiệu suất H pin chuyển từ lượng ánh sáng thành nhiệt điện trở ngoài R2 ĐS: e=0,3 V; r=1000  ;H=0,225 % HD: Ta dùng công thức U=I.R suy I sau đó áp dụng e=U+I.r cho trường hợp R1,R2 Năng lượng ánh sáng s là P=10 mW=0,01 W; công suất toả nhiệt trên R2 là P2 =I22.R2 Vậy H= P2/ P 11 Cho mạch điện sau:R1=4  ;R2=R3=6  ;UAB=33V 1) Mắc vào C,D A có RA=0; lúc này R4=14  Tính số ampe kế và chiều dòng điện qua A ? 2) Thay A vôn kế có RV lớn R4 không đổi a) Tìm số vôn kế Cực + vôn kế mắc vào điểm nào? b) Điều chỉnh R4 đến vôn kế số không Tìm R4 ĐS: (0,5 A)(3,3 V)(9  ) Đ 12 Cho mạch điện có sơ đồ hình bên, đó các điện trở R là biến trở Đ (10V – 10W), R3 = 10  ,nguồn điện có suất điện động là 40V, điện trở là  a) Tính R1 để đèn Đ sáng bình thường? b) Tính R1 để công suất tiêu thụ đoạn mạch lớn nhất? c) Tính R1để công suất tiêu thụ R1 là lớn và tính giá trị công suất điện trên R1 đó? ĐS:  ;  ; 13  13 Cho mạch điện hình vẽ Bộ nguồn có SĐĐ  b=42,5V; ĐTT rb=1  ;R1=10  ;R2=15  Biết điện trở các am pe kế và dây nối không đáng kể a) tiếpBiết ampekế 1,5A Xác định số A2 và trị số R b) Biết nguồn gồm các pin giống mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng,mỗi pin có SĐĐ  =1,7V và điện trở là r=0,2  Hỏi nguồn này mắc nào? ĐS: R=10  ; dãy song song x 25 cái nối - 51 - HD: a) Tính UMN=I1R1I2=UMN/R2—> I=I1+I2  U=eb-I.rb  UR=U-UMN R=10  14 Có 36 nguồn giống nguồn SĐĐ e=12 V và ĐTT r=2  ghép thành nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song dãy gồm m nguồn nối tiếp Mạch ngoài là bóng đèn giống hệt mắc song2 Khi đó hđt mạch ngoài là U=120 V và csuất mạch ngoài 360 W a) Tính điện trở bóng đèn (các đèn sáng bình thường) b) Tính m,n c) Tính công suất và hiệu suất của nguồn trường hợp này ĐS: R1=U2 /P1=240  ; n =3;m=12; P=eb.I=432 W; H=U/eb= 83,3 % HD: 1) P1=P/6=60 W; R1=U2 /P1=240  2) Ta có I=6I1=3 A; R=R1/6=40  ; eb=12m; rb= 2m/n với m.n=36 Dùng ĐL Ôm n=3;m=12; 3) Công suất nguồn P=eb.I=432 W; H=U/eb= 83,3 % ÔN1: TĨNH ĐIỆN VÀ DÒNG ĐIỆN Hai điện tích q1 = 10-8 C, q2 = -8 10-8 C đặt A và B không khí biết AB = cm Tìm vectơ cường độ điện trường C trên đường trung trực AB và cách AB cm, suy lực tác dụng lên điện tích q = 10-9 C đặt C Đ s: ≈ 12,7 105 V/m F = 25,4 10-4 N Hai điện tích điểm q1=-9.10-5C và q2=4.10-5C nằm cố định hai điểm AB cách 20 cm chân không a Tính cường độ điện trường điểm M nằm trên đường trung trực AB cách A 20 cm b Tìm vị trí đó CĐĐT không? ĐS: Cách q2 40 cm; EM = 17,5.106V/m Một cầu nhỏ khối lượng m= 0,25 g mang điện tích q >0  treo dây và đặt điện trường E E có phương nằm ngang và có độ lớn E= 10 V/m Khi cầu nằm cân góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng là  = 450 Lấy g= 10 m/s2 Tính q?  Đs: q = 2,5 10-9C - 52 - E Một e di chuyển đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo đường sức điện điện trường thì lực điện sinh công 9,6.10-18J a Tính công mà lực điện sinh e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên? b Tính vận tốc e nó tới P Biết vận tốc e M không ĐS: 6,4.10-18 J; 5,93.106m/s Ba điểm A,B,C tạo thành tam giác vuông (vuông A); AC= cm; AB=3 cm nằm điện trường có E song song với cạnh CA, chiều từ C đến A Điểm D là trung điểm AC a Biết UCD=100 V Tính E, UAB; UBC b Tính công lực điện e di chuyển : Từ C đến D Từ C đến B Từ B đến A ĐS: ( E = 5000V/m; UBC=-200 V; UAB=0) Một tụ điện phẳng không khí có ghi 3,5 pF – 12V, tích điện với hiệu điện 10V a Tính cường độ điện trường hai tụ? Biết khoảng cách hai là 2mm b Tính điện trường lớn và điện tích lớn mà tụ có thể tích được? ĐS: 5000 V/m; 6000V/m; 4,2.10-11C Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A a Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc 10 phút ? b Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây tóc khoảng thời gian trên ? ĐS: 300 C, 18,75 1020 hạt e Suất điện động nguồn điện là 12 V Tính công lực lạ dịch chuyển lượng điện tích là 0,5 C bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương nó ? ĐS: J Có hai điện trở mắc hai điểm có hiệu điện 12 V Khi R1 nối tiếp R2 thì công suất mạch là W Khi R1 mắc song song R2 thì công suất mạch là 18 W Hãy xác định R1 và R2 ? ĐS: R1 = 24 , R2 = 12 , ngược lại  - 53 - 10 Hai bóng đèn Đ1 ghi 6v – W và Đ2 ghi 6V - 4,5 W mắc vào mạch điện hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện U không thay đổi a Biết ban đầu biến trở R b vị trí cho đèn sáng bình thường Tìm điện trở biến trở lúc này ? Trên mạch điện, đâu là Đ 1, đâu là Đ2 ? b Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở chạy sang phải chút thì độ sáng các đèn thay đổi nào ? Đ S: Rb = 24  11 Cho mạch điện thắp sáng đèn hình, Nguồn có suất điện động 24V điện trở r = 5 Đèn loại V – 12 W Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường a Tính công nguồn điện khoảng thời gian 1h ? b Tính hiệu suất mạch chứa đèn sáng bình thường ? c Điều chỉnh R để công suất tỏa nhiệt trên R lớn Tính giá trị R đó? ĐS: 172800J; 58,3%;  12 Một quạt điện sử dụng hiệu điện 220 V thì dòng điện chạy qua quạt có cường độ là A a Tính nhiệt lượng mà quạt tỏa 30 phút theo đơn vị Jun ? b Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng quạt 30 ngày, ngày sử dụng 30 phút, biết giá điện là 600 đồng / Kwh (Biết wh = 3600 J, Kwh = 3600 KJ) Đ S: 1980000 J (hay 0,55 kw) 9900 đồng 13 Người ta mắc hai cực nguồn điện với biến trở có thể thay đổi từ đến vô cực Khi giá trị biến trở lớn thì hiệu điện hai cực nguồn điện là 4,5 (V) Giảm giá trị biến trở đến cường độ dòng điện mạch là (A) thì hiệu điện hai cực nguồn điện là (V) Suất điện động và điện trở nguồn điện là bao nhiêu? ĐS: 4,5V; 0,25  14 Có 18 pin giống nhau, pin có ( ξ = 1,5V, r = 0,2 Ω ) và Điện trở R = 5,4 Ω mắc vào hai đầu pin trên a Tính suất điện động và điện trở tương đương nguồn nếu: Các pin mắc nối tiếp - 54 - Các pin mắc song song b Tính cường độ dòng điện qua R trường hợp các pin mắc nối tiếp? c Tính nhiệt lượng tỏa trên R phút trường hợp các pin mắc song song? ĐS: 27V; 3,6; 1,5V; 0,011; 3A; 49,72J 15 Cho mạch điện hình vẽ: a Biết nguồn điện có  = 6V và r = 3,2  R1 =  , R2 = R3 =  , UNM = 0,6V Tìm R4? b Nếu nguồn có suất điện động và điện trở là 24V và 1,6  ; R1 =  , R2 =  , R3 = 16  Mắc vào M, N ampe kế có điện trở không đáng kể thì đo dòng điện có cường độ là 0,5A Biết dòng điện chạy từ M đến N Tính R4? ĐS: a  , b.12  CHƯƠNG III: BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG B1: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI - Dßng ®iÖn kim lo¹i - Các tính chất điện kim loại có thể giải thích đợc dựa trên cã mÆt cña c¸c electron tù kim lo¹i Dßng ®iÖn kim lo¹i lµ dßng dÞch chuyÓn cã híng cña c¸c ªlectron tù - Trong chuyển động, các êlectron tự luôn luôn va chạm với các ion dao động quanh vị trí cân các nút mạng và truyền phần động cho chúng Sự va chạm này là nguyên nhân gây điện trở cña d©y dẫn kim lo¹i vµ t¸c dông nhiÖt §iÖn trë suÊt cña kim lo¹i tăng theo nhiệt độ - Suất điện động nhiệt điện: Được tạo thành mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác và hai mối hàn giữ hai nhiệt độ khác   T  T1  T2  Trong đó:  là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vật liệu làm cặp nhiệt điện (  V/K) - Hiện tợng nhiệt độ hạ xuống dới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị không, là hiÖn tîng siªu dÉn B2: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN T - 55 - - Dßng ®iÖn chÊt ®iÖn ph©n - Dßng ®iÖn chÊt ®iÖn ph©n lµ dßng chuyÓn dÞch cã híng cña c¸c ion d¬ng vÒ cat«t vµ ion ©m vÒ an«t C¸c ion chÊt ®iÖn ph©n xuÊt hiÖn lµ sù ph©n li cña c¸c ph©n tö chÊt tan m«i trêng dung m«i Khi đến các điện cực thì các ion trao đổi êlectron với các điện cực đợc giải phóng đó, tham gia các phản ứng phụ Một c¸c ph¶n øng phô lµ ph¶n øng cùc d¬ng tan, ph¶n øng nµy x¶y c¸c b×nh ®iÖn ph©n cã an«t lµ kim lo¹i mµ muèi cÈu nã cã mÆt dung dÞch ®iÖn ph©n - §Þnh luËt Fa-ra-®©y vÒ ®iÖn ph©n Khối lợng m chất đợc giải phóng các điện cực tỉ lệ với đơng lợng gam An chất đó và với điện lợng q qua dung dịch điện ph©n Biểu thức định luật Fa-ra-đây m A It F n víi F ≈ 96500 (C/mol) Khi xảy tượng dương cực tan dòng điện mạch tuân theo định luật ôm B3: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I Chất khí là môi trường cách điện Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí trạng thái trung hoà điện, đó chất khí không có các hạt tải điện II Sự dẫn điện chất khí điều kiện thường Thí nghieäm cho thaáy: + Trong chaát khí cuõng coù nhöng raát ít caùc haït taûi ñieän + Khi dùng đèn ga để đốt nóng chất khí chiếu vào chất khí chùm xạ tử ngoại thì chất khí xuất các hạt tải điện Khi đó chất khí có khả dẫn điện III Baûn chaát doøng ñieän chaát khí Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoá Ngọn lửa ga, tia tử ngoại đèn thuỷ ngân thí nghiệm trên gọi là tác nhân ion hoá Tác nhân ion hoá đã ion hoá các phân tử khí thành các ion dương, ion âm và các electron tự - 56 - Dòng điện chất khí là dòng chuyển dời có hướng các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường Khi maát taùc nhaân ion hoùa, caùc ion döông, ion aâm, vaø electron trao đổi điện tích với với điện cực để trở thành các phân tử khí trung hoà, nên chất khí trở thành không dẫn điện, Quá trình dẫn điện không tự lực chất khí Quá trình dẫn điện chất khí nhờ có tác nhân ion hoá gọi là quá trình dẫn điện không tự lực Nó tồn ta tạo hạt tải điện khối khí hai cực và biến ta ngừng việc taïo haït taûi ñieän Quá trình dẫn diện không tự lực không tuân theo định luật Ôm Hiện tượng nhân số hạt tải điện chất khí quá trình dẫn điện không tự lực Khi dùng nguồn điện áp lớn để tạo phóng diện chất khí, ta thấy có tượng nhân số hạt tải điện Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện chất khí dòng điện chạy qua gây gọi là tượng nhân số hạt tải điện IV Quá trình dẫn điện tự lực chất khí và điều kiện để tạo quá trình dẫn điện tự lực Quá trình phóng điện tự lực chất khí là quá trình phóng điện tiếp tục giữ không còn tác nhân ion hoá tác động từ bên ngoài Có bốn cách chính để dòng điện có thể tạo hạt tải điện chaát khí: Dòng điện qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng cao, khiến phân tử khí bị ion hoá Điện trường chất khí lớn, khiến phân tử khí bị ion hoá nhiệt độ thấp Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả phát electron Hiện tượng này gọi là tượng phát xạ nhiệt - 57 - electron Catôt không nóng đỏ bị các ion dương có lượng lớn đập vào làm bật electron khỏi catôt trở thành hạt tải điện V Tia lữa điện và điều kiện tạo tia lữa điện Ñònh nghóa Tia lữa điện là quá trình phóng điện tự lực chất khí đặt hai điện cực điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự Điều kiện để tạo tia lữa điện Hieäu ñieän theá U(V) Khoảng cách cực (mm) Cực phẵng Muõi nhoïn 20 000 6,1 15,5 40 000 13,7 45,5 100 000 36,7 220 200 000 75,3 410 300 000 114 600 Ứng dụng Dùng để đốt hỗn hợp xăng không khí động xăng Giải thích tượng sét tự nhiên VI Hoà quang ñieän vaø ñieàu kieän taïo hoà quang ñieän Ñònh nghóa Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy chất khí áp suất thường áp suất thấp đặt hai điện cực có hiệu điện không lớn Hồ quang điện có thể kèn theo toả nhiện và toả sáng mạnh Ñieàu kieän taïo hoà quang ñieän Dòng điện qua chất khí giữ nhiệt độ cao catôt để catôt phát electron tượng phát xạ nhiệt electron Ứng dụng Hồ quang diện có nhiều ứng dụng hàn điện, làm đèn chiếu - 58 - saùng, ñun chaûy vaät lieäu, … B4: DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG I Caùch taïo doøng ñieän chaân khoâng Baûn chaát cuûa doøng ñieän chaân khoâng + Chân không là môi trường đã lấy các phân tử khí Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện + Để chân không dẫn điện ta phải đưa các electron vào đó + Dòng điện chân không là dòng chuyển dời có hướng các electron đưa vào khoảng chân không đó Thí nghieäm Thí nghiệm cho thấy đường đặc tuyến V – A dòng điện chaân khoâng II Tia catoât Thí nghieäm + Khi aùp suaát oáng baèng aùp suaát khí quyeån ta khoâng thaáy quaù trình phoùng ñieän + Khi áp suất ống đã đủ nhỏ, ống có quá trình phóng điện tự lực, ống có cột sáng anôt và khoảng tối catôt + Khi áp suất ống hạ xuống còn khoảng 10 -3mmHg, khoảng tối catôt chiếm toàn ống Quá trình phóng điện trì và phía đối diện với catôt, thành ống thủy tinh phát ánh sáng maøu vaøng luïc Ta gọi tia phát từ catôt làm huỳnh quang thủy tinh là tia catoât + Tiếp tục hút khí để đạt chân không tốt thì quá trình phoùng ñieän bieán maát - 59 - Tính chaát cuûa tia catoât + Tia catôt phát từ catôt theo phương vuông góc với bề mặt catôt Gặp vật cản, nó bị chặn lại làm vật đó tích điện âm + Tia catôt nmang lượng: nó có thể làm đen phim ảnh, làm huỳnh quang số tinh thể, làm kim loại phát tia X, làm nóng các vật mà nó rọi vào và tác dụng lực lên các vật đó + Tia catôt bị lệch điện tường và từ trường Baûn chaát cuûa tia catoât Tia catôt thực chất là dòng electron phát từ catôt, có lượng lớn và bay tự không gian Ứng dụng Ứng dụng phổ biến tia catôt là để làm ống phóng điện tử và đèn hình B5: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I Chaát baùn daãn vaø tính chaát Chất bán dẫn là chất có điện trở suất nằm khoảng trung gian kim loại và chất điện môi Nhoùm vaät lieäu baùn daãn tieâu bieåu laø gecmani vaø silic + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất chất bán dẫn siêu tinh khiết lớn Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm + Điện trở suất chất bán dẫn giảm mạnh pha ít taïp chaát + Điện trở bán dẫn giảm đáng kể bị chiếu sáng bị taùc duïng cuûa caùc taùc nhaân ion hoùa khaùc II Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là bán dẫn loại n Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi là bán dẫn loại p Electron vaø loã troáng - 60 - Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống Doøng ñieän baùn daãn laø doøng caùc electron daãn chuyeån động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường Taïp chaát cho (ñoâno) vaø taïp chaát nhaän (axepto) + Khi pha tạp chất là nguyên tố có năm electron hóa trị vào tinh thể silic thì nguyên tử tạp chất này cho tinh thể moät electron daãn Ta goïi chuùng laø taïp chaát cho hay ñoâno Baùn daãn có pha đôno là bán dẫn loại n, hạt tải điện chủ yếu là electron + Khi pha tạp chất là nguyên tố có ba electron hóa trị vào tinh thể silic thì nguyên tử tạp chasats này nhận electron liên kết và sinh lỗ trống, nên gọi là tạp chất nhận hay axepto Bán dẫn có pha axepto là bán đãn loại p, hạt tải ñieän chuû yeáu laø caùc loã troáng III Lớp chuyển tiếp p-n Lớp chuyển tiếp p-n là chổ tiếp xúc miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n tạo trên tinh thể bán dẫn Lớp nghèo Ở lớp chuyển tiếp p-n không có có ít các hạt tải điện, gọi là lớp nghèo Ở lớp nghèo, phía bán dẫn n có các ion đôno tích ñieän döông vaø veà phía baùn daãn p coù caùc ion axepto tích ñieän âm Điện trở lớp nghèo lớn Dòng điện chạy qua lớp nghèo Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n là chiều thuận, chiều từ n sang p là chiều ngược Hiện tượng phun hạt tải điện Khi dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, các hạt tải điện vào lớp nghèo có thể tiếp sang miền đối diện Đó phun hạt tải điện IV Ñioât baùn daãn vaø maïch chænh löu duøng ñioât baùn daãn - 61 - Điôt bán dẫn thực chất là lớp chuyển tiếp p-n Nó cho dòng điện qua theo chiều từ p sang n Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu Nó dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chieàu thaønh ñieän moät chieàu V Cấu tạo và nguyên lí hoạt động tranzito lưỡng cực np-n Hiệu ứng tranzito Xét tinh thể bán dẫn trên đó có tạo miền p, và hai miền n1 và n2 Mật độ electron miền n lớn so với mật độ lỗ trống miền p Trên các miền này có hàn các điện cực C, B, E Điện các cực E, B, C giữ các giá trị V E = 0, VB vừa đủ để lớp chuyển tiếp p-n2 phân cực thuận, VC có giá trị tương đối lớn (cở 10V) + Giã sử miền p dày, n1 cách xa n2 Lớp chuyển tiếp n1-p phân cực ngược, điện trở R CB C và B lớn Lớp chuyển tiếp p-n2 phân cực thuận vì miền p dày nên các electron từ n2 không tới lớp chuyển tiếp p-n 1, đó không ảnh hưởng tới RCB + Giã sử miền p mỏng, n1 gần n2 Đại phận dòng electron từ n2 phun sang p có thể tới lớp chuyển tiếp n1-p, tiếp tục chạy sang n đến cực C làm cho điện trở RCB giảm đáng kể Hiện tượng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito Vì đại phận electron từ n2 phun vào p không chạy B mà chạy tới cực C, nên ta có I B << IE và IC  IE Dòng IB nhỏ sinh dòng IC lớn, chứng tỏ có khuếch đại dòng điện Tranzito lưỡng cực n-p-n Tinh thể bán dẫn pha tạp để tạo miền p mỏng kẹp hai miền n1 và n2 gọi là tranzito lưỡng cực n-p-n - 62 - Tranzito có ba cực: + Cực góp hay là côlectơ (C) + Cực đáy hay cực gốc, bazơ (B) + Cực phát hay Emitơ (E) Ứng dụng phổ biến tranzito là để lắp mạch khuếch đại và khóa điện tử LUYỆN TẬP: I DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Một sợi dây đồng có điện trở 74  500C, có hệ số nhiệt điện  = 4,1.10-3K-1 Điện trở sợi dây đó 1000C là bao nhiêu? ĐS: 89,17  Một sợi dây nhôm có điện trở 120  200C, điện trở sợi dây đó 1790C là 204  Tính hệ số nhiệt điện nhôm? ĐS: 4,4.10-3 Khi hiệu hiệu điện hai cực bóng đèn là U1= 20mV thì cường độ dòng điện qua bóng đèn là I1 = 8mA, nhiệt độ dây tóc bóng đèn là t1 = 250C Khi đèn sáng bình thường, hiệu điện hai cực bóng đèn là U2 = 240V thì cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là I2 = 8A Biết hệ số nhiệt điện trở  = 4,2.10-3K-1 Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường? ĐS: 26440C Dây tóc bóng đèn (220V-200W) đèn sáng bình thường 25000C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở nó 100 0C Tính hệ số nhiệt điện trở và điện trở dây tóc 100 0C? Biết dây tóc bóng đèn khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc theo nhiệt độ ĐS: 242  , 4,08.10-3K-1 Tính tốc độ trung bình electron chuyển động định hướng dây dẫn có tiết diện S = mm2 và cường độ dòng điện I = 10A? Biết mật độ electron dẫn điện là n = 5.1028 m-3 ĐS: 2,5.10-4m/s Một dây dẫn đồng, đường kính tiết diện là mm Biết mật độ electron tự là n = 8,45.1028 e/m3 và vận tốc trung bình electron là v = 1,7.10-4 m/s Tính lượng điện tích chuyển qua tiết diện dây 10-4s? - 63 - ĐS:1,8.10-4C Mật độ electron dẫn điện kim loại là n = 2.10 28 hạt/m3 Vận tốc trung bình electron dẫn điện chuyển động có hướng là 0,3 mm/s, tiết diện S = mm2 Tính cường độ dòng điện dây dẫn? ĐS:4,8A Dòng điện qua dây đồng có tiết diện mm2 có cường độ 5A, mật độ hạt tải điện dây đồng là 8,54.10 28 electron/m3, điện trở suất đồng là 1,69.10-8  m Tính: a Vận tốc trung bình electron dẫn điện dây đồng? b Lực điện trường tác dụng lên điện tích? ĐS:1,83.10-4m/s, 6,76.10-21N Một cặp nhiệt điện có điện trở r = 0,6  và hệ số nhiệt điện động  = 65  V/K nối với miliampe kế số có điện trở RA = 10  Đặt mối hàn cặp nhiệt điên này không khí 200C và nhúng mối hàn thứ hai vào cốc đựng dung dịch nóng chảy, đó miliampe kế giá trị 1,30 mA Tính suất điện động nhiệt điện và nhiệt độ nóng chảy dung dịch ĐS:2320C II DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN: Cho dòng điện chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối niken, có anốt làm niken, biết nguyên tử khối và hóa trị niken là 58,71 và Trong 1h dòng điện 10A đã sản khối lượng niken bao nhiêu? ĐS: 10,95g Cho dòng điện chạy qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4, A F n= có anốt đồng Biết đương lượng điện hóa đồng k = 3,3.10-7kg/C Để trên catốt xuất 0,33kg đồng thì điện lượng chuyển qua bình phải bao nhiêu? ĐS: 106C Khi điện phân dương cực tan, giảm cường độ dòng điện và thời gian điện phân lần thì khối lượng chất giản phóng điện cực thay đổi nào? ĐS: Giảm lần Điện phân dương cực tan dung dịch 20 phút thì khối - 64 - lượng cực âm tăng lên gam Nếu điện phân 1h với cường độ dòng điện trước thì khối lượng cực âm tăng lên bao nhiêu? ĐS: 12g Khi điện phân dung dịch AgNO3 với cực dương là Ag Để 1h có 27g Ag bám vào cực âm thì cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là bao nhiêu? Cho Ag = 108, n = ĐS: 6,7A Một bình điện phân đựng dung dịch AgNO với anốt Ag Điện trở bình điện phân là  , hiệu điện đặt vào hai cực là 10V Cho Ag = 108, n = Tính khối lượng Ag bám vào cực âm sau 2h? ĐS: 40,29g Điện phân dương cực tan muối bình điện phân có cực âm ban đầu nặng 20g Sau 1h điện phân hiệu điện 10V thì cực âm nặng 25g Sau 2h hiệu điện đặt vào bình điện phân là 20V thì khối lượng cực âm là bao nhiêu? ĐS: 45g Một nguồn gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp nhau, mối nhóm có 10 pin mắc song song, pin có suất điện động 0,9V và điện trở 0,6  Bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện trở 205  mắc vào hai cực nguồn Tính lượng đồng bám vào catốt 50 phút? Cho Cu = 64, nCu = 2, S = 32, O = 16 ĐS: 0,013g Bộ nguồn gồm 10 pin giống ghép nối tiếp, mối nguồn có suất điện động và điện trở là 1,5V và 0,4  Bình điện phân có điện trở là  Tính: a Cường độ dòng điện qua bình điện phân? b Xác định kim loại bám vào catốt? Biết sau 32 phút 10 giây điện phân có 5,4g kim loại hóa trị bám vào catốt ĐS: 2,5A, Ag 10 Một máy phát điện có suất điện động  , phát điện cho mạch có tổng trở ( kể điện trở máy phát) là R = 100  Mạch ngoài gồm bình điện phân đựng dung dịch AgNO có điện cực Ag mắc nối tiếp với ampe kế Sau 5h điện phân, lượng Ag giải phóng là 24,2g Tính suất điện động máy? ĐS: 120V - 65 - 11 Đặt hiệu điện U = 50V vào hai cực bình điện phân để điện phân dung dịch muối ăn nước, người ta thu khí hiđrô vào bình có thể tích V = 1lít , áp suất khí hiđrô bình 1,3atm và nhiệt độ khí hiđrô là t =270C Tính công dòng điện điện phân? Biết số mol khí tạo thành tính theo công thức pV = nRT, đó R = 0,082 ĐS: 509959J 12 Cho dòng điện chiều I = 2A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch NaOH thời gian 965s a Tính khối lượng khí H2 và O2 thu catốt và anốt? b Tính thể tích thu các khí điều kiện tiêu chuẩn? ĐS: 0,02g, 0,16g, 0,224l, 0,112l 13 Điện phân dung dịch H2SO4 với các điện cực plantin, ta thu khí hiđro và oxy các điện cực Tính thể tích khí thu điện cực ( đktc) dòng điện qua bình điện phân có cường độ I = 5A khoảng 32 phút 10 giây? ĐS:0,56l, 1,12l 14 Một mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động  15V , r 1 mắc nối tiếp với mạch ngoài gồm điện trở R = 45  nối tiếp với bình điện phân đựng dung dịch HCl có điện trở  a Tính khối lượng khí thu anốt thời gian 16 phút giây? b Nếu điện phân tiến hành đktc thì thể tích khí bay anốt là bao nhiêu? ĐS: 0,1065g, 0,0336l, 15 Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại sau mạ 30 phút là d = 0,05mm, diện tích mặt phủ kim loại là 30cm Biết khối lượng riêng niken là 8,9.10 3kg/m3, nguyên tử khối là 58, hóa tri Tính cường độ dòng điện qua bình điện phân mạ? ĐS: 2,46A 16 Một kim loại mạ niken phương pháp điện phân Tính chiều dày lớp niken trên kim loại sau điện phân 30 phút Biết diện tích bề mặt kim loại là 40 cm Cường độ dòng điện qua bình điện phân là A, niken có khối lượng riêng D = 8,9.10 kg/m3, A = 58, n =2, F = 96500 C/g) ĐS: 0,06mm - 66 - 17 Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ, nguồn gồm pin mắc nối tiếp với suất điện động và điện trở pin là 2V, 0,1  Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4/Cu a Tính số ampe kế? Biết R 2, R 3, R 1 b Tính lượng Cu thu cực âm và lượng hao mòn cực dương 16 phút giây? ĐS: 5,3A, 0,6784g 18 Cho mạch điện hình vẽ: 16 nguồn có suất điện động  , r 0,385, R 3, R 2 , R là biến trở chạy R là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3/Ag, R2 là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 Điều chỉnh R3 để mAg = mCu cùng thời gian thì thấy ampe kế 3,5A Tính: a Cường độ dòng điện qua các bình điện phân? b R3? c Suất điện động nguồn? ĐS: 0,8A, 2,7A, 3,75  , 1,68V 19 Cho mạch điện hình:  13,5V , r 1, R 3, R R 4, R 0 , R là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4/Cu Biết sau 16 phút giây điện phân, khối lượng đồng giải phóng catốt là 0,48g Tính: a Cường độ dòng điện qua bình điện phân? b Điện trở bình điện phân? c Số ampe kế? d Công suất tiêu thụ mạch ngoài? ĐS: 1,5A,  , 3,75A, 40,5W 20 Cho mạch điện hình:  12V , r 1, R 4, R R 2, R 3, R  , R là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4/Cu Tính: a Lượng Cu giải phóng anốt sau phút 40 giây? b Số vôn kế? ĐS: 0,033g, 8V 21 Cho mạch điện hình vẽ: Bộ nguồn mắc thành hai dãy song song, các pin giống Mỗi pin có suất điện động 1,5V và điện trở là 0,5  , R1 =  là bình điện phân đựng dung dịch 1 2 A - 67 - V AgNO3/Ag Biết khoảng 16 phút giây khói lượng Ag bám vào catốt là 1,62g, R2 =  , Đèn ( 3V – 4,5W) a Tính số pin nguồn? b Độ sáng đèn nào? c Tính UMN? d Hiệu suất nguồn? ĐS: 12pin, bình thường, 3,75V, 75%  - - 68 -