Giải Vật Lí 11 Chương 3: Dòng điện trong các môi trường

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Vật Lí 11 Chương 3: Dòng điện trong các môi trường hay, chi tiết được biên soạn bám sát nội dung sách giáo khoa Vật Lí lớp 11 giúp bạn dễ dàng làm bài tập về nhà môn Vật Lí 11.

Giải bài tập Vật Lí 11 Bài 13: Dòng điện trong kim loại

C1 trang 75 SGK: Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp?

Trả lời:

Nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp là một thiết bị xác định nhiệt độ của vật dựa vào sự thay đổi điện trở của nó theo nhiệt độ. Do vậy để là một nhiệt kế điện trở có độ chính xác cao, ta phải dùng các vật liệu có hệ số nhiệt điện trở ∝ thay đổi mạnh và tuyến tính theo nhiệt độ và có nhiệt độ nóng chảy cao. Bạch kim là vật liệu đáp ứng tốt yêu cầu trên.

C2 trang 76 SGK: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài ? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được không?

Trả lời:

*Các vật liệu siêu dẫn là các kim loại khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống băng không.

*Dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện có thể duy trì lâu dài vì không bị mất mát năng lượng do tỏa nhiệt.

*Về nguyên tắc, có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi. Nhưng thực tế, không thể tạo được vật liệu có điện trở hoàn toàn băng không. Mặt khác trong động cơ ngoài việc mất mát năng lượng do tỏa nhiệt còn có sự mất mát năng lượng dưới các dạng khác như bức xạ điện từ hay dòng Fu-cô…..Vì vậy. không thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi.

Bài 1 (trang 78 SGK Vật Lý 11): Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào?

Lời giải:

Hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng vào cỡ 10²⁸ (m^-3).

Bài 2 (trang 78 SGK Vật Lý 11): Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng?

Lời giải:

Khi nhiệt độ tăng, các ion kim loại ở nút mạng tinh thể dao động mạnh. Do đó độ mất trật tự của mạng tinh thể kim loại tăng làm tăng sự cản trở chuyển động của êlectron tự do. Vì vậy. khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng, điện trở của kim loại tăng.

Bài 3 (trang 78 SGK Vật Lý 11): Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau như thế nào?

Lời giải:

Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại thường sẽ giảm đều theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ: ρ = ρ₀.[1 + α.(t – t₀)]

Còn đối với chất siêu dẫn thì khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng không

....................................

Giải bài tập Vật Lí 11 Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân

C1 trang 81 SGK: Để phân biệt môi trường dẫn diện có phải là chất điện phân hay không, ta có thể làm cách nào?

Trả lời:

Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải vật chất đi theo. Tới điện cực chỉ có các electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.

→ Để phân biệt môi trường dẫn điện có phải là chất điện phân hay không ta xem có vật chất bám lại ở trên điện cực hay không hoặc có một số chất thoát ra.

C2 trang 83 SGK: Vì sao các định luật Fa-ra-đây có thể áp dụng cả với các chất được giải phóng ở điện cực nhờ phản ứng phụ?

Trả lời:

Các định luật Fa-ra-đây có thể áp dụng cả với các chất được giải phóng ở điện cực nhờ phản ứng phụ vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng và vật chất bao gồm các chất được giải phóng ở điện cực là do phản ứng phụ sinh ra. Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận vơi điện lượng chạy qua bình đó.

m = k.q

k: đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực.

C3 trang 83 SGK: Có thể tính số nguyên tử trong một mol kim loại từ số Fa- ra – đây được không?

Trả lời:

Theo định luật Fa-ra-đây thứ II: Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11

Trong đó:

n là hóa trị của nguyên tố.

A là khối lượng mol của chất được giải phóng ra ở điện cực.

k là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực:

Theo định luật Fa-ra-đây thứ nhất ta được: k = m/q

q = N.e (N là số electron tự do chạy qua bình điện phân)

Nếu xét 1 mol kim loại có hóa trị là 1 thì m/A = 1mol; n = 1 thì số nguyên tử trong 1mol kim loại là:

C4 trang 84 SGK: Tại sao khi mạ đều, muốn lớp mã điều. Ta phải quay vật cần mạ trong điện phân?

Trả lời:

Khi mạ điện, vật cần mạ là catôt, anôt là tấm kim loại để mạ. Nếu ta không quay vật cần mạ trong lúc điện phân thì lượng kim loại bám vào vật cần mạ phía đối diện anôt sẽ nhiều hơn ở các phía khác vì vậy lớp mạ sẽ không đồng đều. Muốn lớp mạ điện đều ta phải quay vật cần mạ trong lúc điện phân.

Bài 1 (trang 85 SGK Vật Lý 11): Nội dung của thuyết điện li là gì? Anion thường là phần nào của phân tử?

Lời giải:

• Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazo và muối phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử và nhóm nguyên tử tích điện gọi là ion: ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.

• Anion thường là phần ion âm của phần tử thường là gốc axit hoặc nhóm (OH)

• Cation mang điện dương là ion kim loại ion H⁺ hoặc một số nhóm nguyên tử khác.

Bài 2 (trang 85 SGK Vật Lý 11): Dòng điện trong chất điện phân khác dòng điện trong kim loại như thế nào?

Lời giải:

• Dòng diện trong các chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và ion âm. Dòng điện trong các chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải vật chất đi theo.

• Còn dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.

• Dòng điện trong chất điện phân yếu hơn trong kim loại và dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất.

Bài 3 (trang 85 SGK Vật Lý 11): Hãy nói rõ hạt tải điện mạng điện trên các phần khác nhau của mạch điện có chứa bình điện phân:

a) Dây dẫn và điện cực kim loại.

b) Ở sát bề mặt của hai điện cực.

c) Ở trong lòng chất điện phân.

Lời giải:

Hạt tải điện mang dòng điện trên các phần tử của mạch điện có chứa bình điện phân:

a) Trong phần dây dẫn và các điện cực kim loại: hạt tải điện là các electron tự do.

b) ở sát bề mặt hai điện cực.

+ Sát cực dương: các ion âm (anion)

+ Sát cực âm: các ion dương (cation)

c) Ở trong lòng chất điện phân: dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường.

....................................

Xem thêm các bài giải bài tập sgk Vật Lí 11 hay khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯

Giải bài tập Vật lí lớp 11

Giải Vật Lí 11 Chương 3: Dòng điện trong các môi trường