Phương pháp giải bài tập Đại cương về dòng điện không đổi môn Vật Lý 11 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

 

+ Cường độ dòng điện:

I = ∆q/∆t 

+ Số electron:

N = ∆q/|e| = It/|e| 

+ Mật độ dòng điện:

i= I/S = ∆q/∆t.S = N.|e|/∆t.S = nv|e|

+ Trong đó:

• I là cường độ dòng điện, đơn vị là Ampe (A);

• S là tiết diện ngang của dây dẫn, đơn vị là m2;

• n là mật độ hạt, đơn vị là hạt/m3;

• Δq là điện lượng (lượng điện tích);

• v là tốc độ trung bình của hạt mang điện (m/s).

- Với: n = N/V gọi là mật độ hạt, đơn vị là hạt/m3

- Với: v= d/ Δt là tốc độ trung bình của hạt mang điện (m/s)

Chú ý: Δt hữu hạn thì I có giá trị trung bình, Δt rất nhỏ thì I là dòng điện tức thời i (dòng điện tại một thời điểm).

+ Suất điện động của nguồn điện:

E = A/q => A = E.q = EIt

+ Trong đó:

• A là công mà nguồn điện (công lực lạ), đơn vị là Jun (J);

• q độ lớn điện tích, đơn vị là Cu-lông (C);

• E là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V).

Ví dụ 1: Trong mỗi giây có 109 hạt electron đi qua tiết diện thẳng của một ống phóng điện. Biết điện tích mỗi hạt có độ lớn bằng 1,6.10^-19 C. Tính:

a) Cường độ dòng điện qua ống.

b) Mật độ dòng điện, biết ống có tiết diện ngang là S = 1 cm².

Giải

a) Điện lượng chuyển qua tiết diện ngang của ống dây:

Δq = n|e| = 10⁹.1,6.10^-19 = 1,6.10^-10 C

Dòng điện chạy qua ống dây:

I = Δq/ Δt = 1,6.10^-10A 

b) Mật độ dòng điện: 

i = I/S = 1,6.10^-10A /m²

Ví dụ 2: Một dòng điện không đổi có I = 4,8A chạy qua một dây kim loại tiết diện thẳng S = 1 cm². Tính:

a) Số êlectrôn qua tiết diện thẳng của dây trong 1s.

b) Vận tốc trung bình của chuyển động định hướng của êlectrôn.

Biết mật độ êlectrôn tự do n = 3.10²⁸m^–3.

Giải

a) Số êlectrôn qua tiết diện thẳng của dây trong 1s

Ta có:

N = It/e = 3.10¹⁹ e

Vậy: Số êlectrôn qua tiết diện thẳng của dây trong 1s là n = 3.1019.

b) Vận tốc trung bình của chuyển động định hướng của êlectrôn

Ta có: Mật độ dòng điện:

I = I /S = nqv 

=> I / nqS = 10^-5m/s = 0,01 mm/s

Vậy vận tốc trung bình của chuyển động định hướng của êlectrôn là v = 0,01 mm/s.

Bài 1:  Pin Lơclăngsê sản ra một công là 270 J khi dịch chuyển lượng điện tích là 180C giữa hai cực bên trong pin. Tính công mà pin sản ra khi dịch chuyển một lượng điện tích 40 (C) giữa hai cực bên trong pin.

Đ/S:

Công mà pin sản ra khi dịch chuyển một lượng điện tích 60 (C) giữa hai cực bên trong pin là:

A = 60J

Bài 2: Một bộ acquy cung cấp một dòng điện 5A liên tục trong 4 giờ thì phải nạp lại.

a) Tính cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp liên tục trong thời gian 12 giờ thì phải nạp lại.

b) Tính suất điện động của acquy này nếu trong thời gian hoạt động trên nó sản sinh một công 1728 kJ.

Đ/S:

a) Dung lượng của acquy: 5/3 A

b) Suất điện động của nguồn điện: 24V

Bài 3: Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là 0,64 A.

a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian một phút.

b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian nói trên.

Đ/S:     

a) Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc: 38,4 (C)

b) Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc: 24.10¹⁹ hạt

Bài 4: Một dây dẫn kim loại có các electron tự do chạy qua và tạo thành một dòng điện không đổi. Dây có tiết diện ngang S = 0,6 mm², trong thời gian 10 s có điện lượng q = 9,6 C đi qua. Tính:

a) Cường độ và mật độ dòng điện qua dây dẫn.

b) Số electron đi qua tiết diện ngang của dây dẫn trong 10s

c) Tính tốc độ trung bình của các electron tạo nên dòng điện, biết mật độ electron tự do là n = 4.10²⁸ hạt/m³

Đ/S:

a) Cường độ dòng điện: 0,96A

Mật độ dòng điện: 1,6.10⁶A/m²

b) Số electron đi qua tiết diện ngang của dây: 6.10¹⁹ hạt

c) Tốc độ trung bình của các hạt tạo nên dòng điện: 0,25 mm

-------------

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Đại cương về dòng điện không đổi môn Vật Lý 11 năm học 2020-2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.