50 bài tập về Đại cương về dòng điện không đổi (có đáp án 2023) - Vật lí 11

Bài tập Đại cương về dòng điện không đổi và cách giải - Vật lý lớp 11

Dạng 1: Đại cương về dòng điện không đổi

1. Lí thuyết

- Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) dịch chuyển có hướng.

- Chiều của dòng điện: Qui ước chiều dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương.

- Cường độ dòng điện: là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng $\Delta q$dịch chuyển qua tiết diện thằng của vật dẫn trong khoảng thời gian $\Delta t$và khoảng thời gian đó:

$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$

Trong đó:

I là cường độ đòng điện, đơn vị là Ampe (A)

$\Delta q$là điện lượng (lượng điện tích), đơn vị là culông (C)

- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian: $I=\frac{q}{t}$

Trong đó: q là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t

- Mật độ dòng điện:

$i=\frac{I}{S}=\frac{\Delta q}{\Delta t.S}=\frac{N.\left.e\right|}{\Delta t.S}=\frac{N.\left.e\right|.d}{\Delta t.S.d}=\frac{N.\left.e\right|.d}{V.\Delta t}=nv\left.e\right|$

+ Số electron: $n=\frac{\Delta q}{\left.e\right|}=\frac{I.t}{\left.e\right|}$

Trong đó:

S là tiết diện ngang của dây dẫn, đơn vị là$m^2$

n $=\frac{N}{V}$là mật độ hạt hay số hạt tải điện trong một đơn vị thể tích, đơn vị là hạt/$m^3$

v $=\frac{d}{\Delta t}$là tốc độ trung bình của hạt mang điện (m/s)

A là công của nguồn điện (công lực lạ), đơn vị là Jun (J)

q là độ lớn điện tích (có giá trị đại số), đơn vị là Cu-lông (C)

- Mạch điện là một tập hợp các phần tử điện hay linh kiện điện được kết nối với nhau bởi dây dẫn. Những thiết bị sử dụng nguồn điện sẽ tạo thành mạch điện kín để dòng điện có thể chạy qua thực hiện một chức năng cụ thể nào đó. Mạch điện được biểu diễn bằng sơ đồ mạch điện, trong đó dùng các ký hiệu điện để thể hiện các phần tử dùng đến và được kết nối với nhau như thế nào. Ví dụ về mạch điện kín như hình dưới đây.

- Nguồn điện là một thiết bị điện có khả năng cung cấp dòng điện, các lực lạ bên trong nguồn điện có tác dụng làm cho hai cực của nguồn điện được tích điện khác nhau và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó. Điều kiện để có dòng điện:là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

- Suất điện động $\xi$của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công A của lực lạ khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện.

$\xi =\frac{A}{q}\Rightarrow A=\xi q=\xi It$

+ Trong đó:

$\xi$là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V)

A là công của lực lạ làm dịch chuyển điện tích q > 0bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nguồn.

+ Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong của nó.

* Một số nguồn điện thường dùng:

- Cấu tạo chung của các pin điện hóa: gồm hai cực có bản chất hóa học khác nhau được ngâm vào trong chất điện phân (dung dịch axit, bazo hoặc muối…). Do tác dụng hóa học, các cực của pin điện hóa được tích điện khác nhau và giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trị của suất điện động của pin. Khi đó năng lượng hóa học chuyển thành điện năng dự trữ trong nguồn điện.

+ Pin Vôn-ta (Volta): là nguồn điện hóa học được chế tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) được ngâm trong dung dịch axit sunfuric

($H_{2}S{O}_4$) loãng.

+ Pin Lơ – clan – sê (Leclanche): là loại pin có cực dương là thanh than được bọc xung quanh bằng mangan dioxit ($Mn{O}_2$) trộn thêm than chì. Dung dịch điện phân là amoni clorua ($N{H}_{4}Cl$) trộn với một loại hồ đặc và được đóng trong hộp kẽm dùng làm vỏ pin và vỏ kẽm này đồng thời là cực âm của pin.

- Một số loại Acquy

	Acquy chì	Acquy kiềm
Cấu tạo	Bản cực dương bằng chì đioxit ($Pb{O}_2$), cực âm bằng chì (Pb). Chất điện phân là dung dịch axit sunfuric ($H_{2}S{O}_4$) loãng.	Cực dương được làm bằng kền hiđrôxit$Ni{\left(OH\right)}_2$, còn cực âm làm bằng cađimi hiđrôxit $Cd{\left(OH\right)}_2$, các cực đó được nhúng trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH.
Suất điện động	Khoảng 2V	Khoảng 1,25V
Đặc điểm	Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch: nó tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng khi nạp và giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng khi phát điện. Khi suất điện động của acquy giảm xuống 1,85V thì phải nạp điện lại.	Acquy kiềm có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng lại rất tiện lợi vì nhẹ hơn và bền hơn. Đặc biệt là chịu được dòng điện có cường độ lớn (ví dụ như khi khởi động xe máy, ô tô…).

2. Phương pháp giải

Sử dụng các công thức đã nêu trong phần lí thuyết.

Chú ý đổi đơn vị điện tích:

$+1mC={1.10}^{-3}C$

$+1\mu C={1.10}^{-6}C$

$+1nC={1.10}^{-9}C$

$+1pC={1.10}^{-12}C$

+ 1 C = 1 A. s

+ 1 V = 1 J/C

3. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. ${\mathrm{3,125.10}}^8$hạt 

B. ${\mathrm{3,125.10}}^9$hạt

C.

D.${\mathrm{1,532.10}}^9$hạt

Lời giải chi tiết

Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện trong 1s là: $q=\frac{15}{30}=\mathrm{0,5}C$

Số electron đi qua tiết diện thẳng của dây dẫn kim loai trong 1 giây là:$n=\frac{q}{\left.e\right|}=\frac{\mathrm{0,5}}{{\mathrm{1,6.10}}^{-19}}={\mathrm{3,125.10}}^8$hạt

Chọn đáp án A

Vi dụ 2:

A. 4 V                                     

B. 5 V                                       

C. 6 V                             

D. 7 V

Lời giải chi tiết

Suất điện động của nguồn là: $\xi =\frac{A}{q}=\frac{28}{4}=7V$

Chọn đáp án D

Ví dụ 3: Một điện lượng 6,0mC dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2,0s. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này?

A. 1mA

B. 2mA

C. 3mA

D. 4mA

Lời giải chi tiết

Cường độ đòng điện chạy qua dây dẫn này là:

$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}=\frac{{6.10}^{-3}}{2}={3.10}^{-3}\left(A\right)=3\left(mA\right)$

Chọn đáp án C

4. Bài tập vận dụng

Bài 1:

A. 1,5 mA.                          

B. 2 mA.                           

C. 4 mA.                             

D. 4,25 mA.

Chọn đáp án C

Bài 2:

A. Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích.

B. Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương.

C. Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các ion âm.

D. Dòng điện là dòng dịch chuyển vô hướng của các điện tích tự do.

Chọn đáp án A

Bài 3:

A. 8 C.

B. 9 C.

C. 10 C.

D. 11 C.

Chọn đáp án C

Bài 4:

A.0,125A.                            

B.0,15A.                             

C.0,175A.                               

D. 0,18A.

Chọn đáp án A

Bài 5:

A. 12J.                                

B. 24J.                              

C. 42J.                            

D. 21J.

Chọn đáp án C

Bài 6:

A. ${\mathrm{1,785.10}}^{14}$hạt .

B. ${\mathrm{1,578.10}}^{14}$hạt. 

C. ${\mathrm{1,857.10}}^{14}$hạt. 

D.

Chọn đáp án D

Bài 7:

A. 0,13 A.                          

B. 0,15 A.                           

C. 0,17 A.                           

D. 0,19 A.

Chọn đáp án C

Bài 8:

A. 10,8J.

B. 11,8J.

C. 12,8J.

D. 13,8J.

Chọn đáp án C

Bài 9:

A. ${61.10}^{14}J$.

B. ${\mathrm{62,5.10}}^{14}J$.

C. ${\mathrm{64,8.10}}^{4}J$.

D. ${81.10}^{14}J$.

Chọn đáp án C

Bài 10:

A. Nguồn là pin có lực lạ là lực tĩnh điện.

B. Để tạo ra các cực nhiễm điện, cần phải có lực thực hiện công tách và chuyển các electron hoặc ion dương ra khỏi điện cực, lực này gọi là lực lạ.

C. Mỗi nguồn có hai cực luôn ở trạng thái nhiễm điện giống nhau.

D. Nguồn điện là cơ cấu làm biến đổi hiệu điện thế nhằm biến đổi liên tục dòng điện trong đoạn mạch.

Chọn đáp án B