a. Các điện trường thành phần tại C: E ,E uur uur
2.5.3.4. Bài tập nghịch lí và ngụy biện
Bài 13: Một mạch điện gồm hai pin giống nhau, có suất điện động của mỗi pin là e và điện trở trong không đáng kể, được mắc như hình vẽ (Hình 2.4). Một học sinh đã lập luận như sau: Vì trong mạch không có điện (I = 0) và điện trở trong mạch bằng không, nên
theo định luật Ohm đối với đoạn mạch độ giảm thế I.R = 0. Do đó
AB
U =I.R 0= . Điều này hoàn toàn mâu thuẫn với thực nghiệm: UAB =e ( với e là suất điện động của mỗi pin). Giải quyết mâu thuẫn này như thế nào? * Câu hỏi định hướng tư duy:
- Viết biểu thức của định luật Ohm các loại cho đoạn mạch ? - Nêu điều kiện áp dụng của định luật ?
* Hướng dẫn giải:
Nghịch li xuất hiện là do cách lập luận đã phạm phải sai lầm: Trong một mạch điện mà ở đó có suất điện động tác dụng thì không thể sử dụng định luật Ohm cho đoạn mạch khi xác định hiệu điện thế. Trường hợp này không những phải chú ý đến độ giảm thế I.R mà còn phải chú ý đến suất điện động. Sự nhảy vọt của điện thế có giá trị bằng suất điện động do nguồn điện tạo ra.
Bài 14: Một học sinh lập luận rằng: Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn là hai đầu vật dẫn phải có một hiệu điện thế và dòng điện chạy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp. Như vậy sau một khoảng thời gian nhất định, điện thế tại các điểm khác nhau của mạch điện phải bằng nhau. Tuy nhiên trong thực tế, cuối cùng ở các điểm khác nhau của mạch điện thì điện thế vẫn khác nhau.
* Câu hỏi định hướng tư duy:
- Ở mạch ngoài và trong nguồn điện thì các lực nào tác dụng làm các điện tich tự do chuyển động ?
- Dòng điện chạy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp trong vật dẫn chỉ áp dụng trong trường hợp nào ?
* Hướng dẫn giải:
- Việc khẳng đinh trong vật dẫn dòng điện chạy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp chỉ đúng trong các đoạn mạch (mạch ngoài) mà ở đó chỉ có các lực tinh điện tác dụng làm điện tich tự do dịch chuyển.
- Trong một mạch điện, muốn có dòng điện cần phải có nguồn điện, trong nguồn điện đó lực thực hiện công là “lực lạ” làm các điện tich dịch chuyển ngược chiều ở mạch ngoài (điện tich âm dịch chuyển từ cực (+) sang cực (-) và ngược lại đối với điện tich dương), do đó mà hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ của mạch điện được giữ không đổi.
Bài 15: Những phép lập luận lý thuyết cho thấy vận tốc trung bình của chuyển động định hướng của êlectron vào khoảng 10 m / s−3 . Nghia là để đi được một mét, êlectron cần một khoảng thời gian 1000s ( khoảng 16,5 phút). Trong thực tế, đường dây điện Bắc – Nam dài hàng ngàn Km, thế nhưng chỉ cần đóng điện thì hầu như ngay lập tức mọi khu vực dùng điện đều đã có điện để sử dụng. Vì sao có việc tưởng chừng như vô li này ?
* Câu hỏi định hướng tư duy:
- Điều kiện để có dòng điện là gì ?
- Khi có dòng điện trong dây dẫn thì các điện tich tự do trong dây dẫn chuyển động có hướng dưới tác dụng của loại tương tác nào ? Tốc độ truyền tương tác này bằng bao nhiêu ?
* Hướng dẫn giải:
Khi đóng điện, không phải êlectron đã chạy từ nguồn điện đến bóng đèn. Một điều đáng lưu ý là tốc độ lan truyền của tương tác điện từ rất lớn (khoảng 3.10 m / s ). Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế thì8
trong toàn mạch lập tức có điện trường (thời gian cực kỳ ngắn). Dưới tác dụng của điện trường này, các êlectron trong toàn bộ dây dẫn đồng loạt dịch chuyển có hướng và trong dây dẫn cũng lập tức có dòng điện.
