Các dạng bài tập Dòng điện không đổi, Nguồn điện chọn lọc có đáp án chi tiết - Vật Lí lớp 11
Các dạng bài tập Dòng điện không đổi, Nguồn điện chọn lọc có đáp án chi tiết
Với Các dạng bài tập Dòng điện không đổi, Nguồn điện chọn lọc có đáp án chi tiết Vật Lí lớp 11 tổng hợp các dạng bài tập, 30 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Dòng điện không đổi, Nguồn điện từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 11.
- Lý thuyết Dòng điện không đổi - Nguồn điện Xem chi tiết
- Dạng 1: Đại cương về dòng điện không đổi Xem chi tiết
- Trắc nghiệm Đại cương về dòng điện không đổi Xem chi tiết
Bài tập trắc nghiệm
- 100 câu trắc nghiệm Dòng điện không đổi có lời giải chi tiết (cơ bản) Xem chi tiết
- 100 câu trắc nghiệm Dòng điện không đổi có lời giải chi tiết (nâng cao) Xem chi tiết
Cách giải bài tập Đại cương về dòng điện không đổi
A. Phương pháp & Ví dụ
+ Cường độ dòng điện:
+ Số electron:
+ Mật độ dòng điện:
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
gọi là mật độ hạt, đơn vị là hạt/m3
♦
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:
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.
Hướng dẫn:
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:
b) Mật độ dòng điện:
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.
Hướng dẫn:
a) Số êlectrôn qua tiết diện thẳng của dây trong 1s
Ta có:
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:
Vậy vận tốc trung bình của chuyển động định hướng của êlectrôn là v = 0,01 mm/s.
Ví dụ 3: 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.
Hướng dẫn:
+ Suất điện động của pin:
+ Công mà pin sản ra khi dịch chuyển một lượng điện tích 60 (C) giữa hai cực bên trong pin. Ta có:
Ví dụ 4: Ví dụ 4: 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.
Hướng dẫn:
a) Mỗi acquy có một dung lượng xác định. Dung lượng của mỗi acquy là điện lượng lớn nhất mà acquy có thể cung cấp được khi nó phát điện. Dung lượng của acquy:
b) Suất điện động của nguồn điện:
B. Bài tập
Bài 1: 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.
Lời giải:
a) Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc: q = I.t = 38,4 (C)
b) Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc:
Bài 2: 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
Lời giải:
a) Cường độ dòng điện:
+ Mật độ dòng điện:
b) Số electron đi qua tiết diện ngang của dây:
c) Tốc độ trung bình của các hạt tạo nên dòng điện:
Bài 3: Một dây dẫn hình trụ tiết diện ngang S = 10 mm2 có dòng điện I = 2A chạy qua. Hạt mang điện tự do trong dây dẫn là electron có độ lớn điện tích e = 1,6.10-19C.
a) Tính số hạt electron chuyển động qua tiết diện ngang của dây trong 1s
b) Biết vận tốc trung bình của hạt electron trong chuyển động có hướng là 0,1 mm/s. Tính mật độ hạt electron trong dây dẫn.
Lời giải:
a) Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong 1s: Δq = I.t = 2 (C)
+ Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong 1s:
b) Ta có:
Bài 4: Trong khoảng thời gian 10s, dòng điện qua dây dẫn tăng đều từ I1 = 1A đến I2 = 4A. Tính cường độ dòng điện trung bình và điện lượng qua dây trong thời gian trên.
Lời giải:
Cường độ dòng điện trung bình:
Điện lượng qua dây trong thời gian trên: q = I.t = 2,5.10 = 25 C.
Bài 5: Một bộ acquy có suất điện động 12V, cung cấp một dòng điện 2A liên tục trong 8 giờ thì phải nạp lại. Tính công mà acquy sản sinh ra trong khoảng thời gian trên.
Lời giải:
A = qE = EIt = 12.2.8.3600 = 691200 J
Bài 6: Lực lạ thực hiện công 1200 mJ khi di chuyển một lượng điện tích 50 mC giữa hai cực bên trong nguồn điện.
a) Tính suất điện động của nguồn điện này.
b) Tính công của lực lạ khi di chuyển một lượng điện tích 125 mC giữa hai cực bên trong nguồn điện.
Lời giải:
a) Suất điện động của nguồn:
b) Công của lực lạ khi di chuyển một lượng điện tích 125.10-3 C giữa hai cực bên trong nguồn điện.
Ta có:
A = qE = 125.10-3.24 = 3J
Bài 7: Một bộ acquy có suất điện động 12V nối vào một mạch kín.
a) Tính lượng điện tích dịch chuyển ở giữa hai cực của nguồn điện để acquy sản ra công 720 J.
b) Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là 5 phút. Tính cường độ dòng điện chạy qua acquy này.
c) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 phút.
Lời giải:
a) Ta có:
b) Cường độ dòng điện:
c) Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1 phút:
20 câu trắc nghiệm: Đại cương về dòng điện không đổi
Câu 1. Phát biểu nào sau đây là không đúng.
A. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
B. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
C. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương.
D. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm.
Lời giải:
- Chiều dòng điện được quy ước là chiều của các điện tích dương, là chiều từ cực dương đến cực âm của nguồn điện. Chọn D.
Câu 2. Dòng điện là:
A. dòng chuyển dời có hướng của các điện tích.
B. dòng chuyển động của các điện tích.
C. dòng chuyển dời của eletron.
D. dòng chuyển dời của ion dương.
Lời giải:
- Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Chọn A.
Câu 3. Phát biểu nào sau đây về dòng điện là không đúng:
A. Đơn vị cường độ dòng điện là Ampe.
B. Cường độ dòng điện được đo bằng Ampe kế.
C. Cường độ dòng điện càng lớn thì trong một đơn vị thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn càng nhiều .
D. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian.
Lời giải:
- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.Chọn D.
Câu 4. Điều kiện để có dòng điện là:
A. có hiệu điện thế.
B. có điện tích tự do.
C. có hiệu điện thế và điện tích tự do.
D. có nguồn điện.
Lời giải:
- Ta có: U = VA - VB = I.R . Để có dòng điện (có sự dịch chuyển có hướng của các điện tích) thì cần có hiệu điện thế. Chọn A.
Câu 5. Nguồn điện tạo ra điện thế giữa hai cực bằng cách:
A. tách electron ra khỏi nguyên tử và chuyển eletron và ion về các cực của nguồn.
B. sinh ra eletron ở cực âm.
C. sinh ra eletron ở cực dương.
D. làm biến mất eletron ở cực dương.
Lời giải:
- Nguồn điện tạo ra điện thế giữa hai cực bằng cách tách các electron ra khỏi nguyên tử trung hoà, rồi chuyển các electron hoặc ion dương được tạo thành như thế ra khỏi mỗi cực. Chọn A.
Câu 6. Phát biểu nào sau đây về suất điện động là không đúng:
A. Suất điện động là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện.
B. Suất điện động được đo bằng thương số giữa công của lực lạ dịch chuyển điện tích ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích dịch chuyển.
C. Đơn vị suất điện động là Jun.
D. Suất điện động của nguồn điện có trị số bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi mạch hở.
Lời giải:
- Đơn vị của suất điện động là Vôn (V). Chọn C.
Câu 7. Dấu hiệu tổng quát nhất để nhận biết dòng điện là:
A. tác dụng hóa.
B. tác dụng từ.
C. tác dụng nhiệt.
D. tác dụng sinh lí.
Lời giải:
- Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dùng từ. Chọn B.
Câu 8. Dòng điện không đổi được tính bằng công thức nào?
Lời giải:
- Đối với dòng điện không đổi ta có:
. Chọn D.
Câu 9. Dòng điện không đổi là dòng điện có
A. Cường độ không đổi không đổi theo thời gian.
B. Chiều không thay đổi theo thời gian.
C. Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn không thay đổi theo thời gian.
D. Chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.
Lời giải:
- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. Chọn D.
Câu 10. Điện tích của êlectron là –1,6.10-19C, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 30 s là 15 C. Số êlectron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian một giây là
A. 3,125.1018. B. 9,375.1019.
C. 7,895.1019. D. 2,632.1018.
Lời giải:
Ta có:
Chọn A.
Câu 11. Trong nguồn điện lực lạ có tác dụng
A. làm dịch chuyển các điện tích dương từ cực dương của nguồn điện sang cực âm của nguồn điện.
B. làm dịch chuyển các điện tích dương từ cực âm của nguồn điện sang cực dương của nguồn điện.
C. làm dịch chuyển các điện tích dương theo chiều điện trường trong nguồn điện.
D. làm dịch chuyển các điện tích âm ngược chiều điện trường trong nguồn điện.
Lời giải:
- Lực lạ làm dịch chuyển điện tích dương từ cực âm sang cực dương của nguồn điện. Chọn B.
Câu 12. Một dòng điện không đổi có cường độ 3 A thì sau một khoảng thời gian có một điện lượng 4 C chuyển qua một tiết diện thẳng. Cùng thời gian đó, với dòng điện 4,5 A thì có một điện lượng chuyển qua tiết diện thằng là
A. 4 C. B. 8 C.
C. 4,5 C. D. 6 C.
Lời giải:
⇒ Chọn D.
Câu 13. Trong dây dẫn kim loại có một dòng điện không đổi chạy qua có cường độ là 1,6 mA chạy qua. Trong một phút số lượng electron chuyển qua một tiết diện thẳng là
A. 6.1020 electron. B. 6.1019 electron.
C. 6.1018 electron. D. 6.1017 electron.
Lời giải:
⇒ Chọn D.
Câu 14. Một dòng điện không đổi trong thời gian 10 s có một điện lượng 1,6 C chạy qua. Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 s là
A. 1018 electron. B. 10-18 electron.
C. 1020 electron. D. 10-20 electron.
Lời giải:
Chọn A.
Câu 15. Một nguồn điện có suất điện động 200 mV. Để chuyển một điện lượng 10 C qua nguồn thì lực lạ phải sinh một công là
A. 20 J. B. 0,05 J.
C. 2000 J. D. 2 J.
Lời giải:
A = qE = 10.200.10-3 = 2 J. Chọn D.
Câu 16. Qua một nguồn điện có suất điện động không đổi, để chuyển một điện lượng 10 C thì lực là phải sinh một công là 20 mJ. Để chuyển một điện lượng 15 C qua nguồn thì lực là phải sinh một công là
A. 10 mJ. B. 15 mJ.
C. 20 mJ. D. 30 mJ.
Lời giải:
Chọn D.
Câu 17. Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây nếu có điện lượng dịch chuyển qua tiết diện đó trong 30 giây?
A. 0,5.107 B. 0,31.1019
C. 0,31.1018 D. 0,23.1019
Lời giải:
Ta có:
Do đó trong 1 s điện lượng chuyển qua tiết diện là 2 C.
Suy ra số electron qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là:
⇒ Chọn B.
Câu 18. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại có cường độ 2A. Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong khoảng thời gian 2 s là:
A. 2,5.1018 (e). B. 2,5.1019 (e).
C. 0,4.10-19 (e). D. 4.10-19 (e).
Lời giải:
Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong khoảng thời gian 2 s là: Δq = Δt.I = 2.2 = 4.
Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong khoảng thời gian 2 s là:
⇒ Chọn B.
Câu 19. Số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là Tính điện lượng tải qua tiết diện đó trong 15 giây.
A. 10C B. 20C
C. 30C D. 40C
Lời giải:
Ta có:
Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong khoảng thời gian 15 s là: Δq = I. Δt = 2.15 = 30 C
⇒ Chọn C.
Câu 20. Một dòng điện không đổi trong thời gian 10s có một điện lượng 1,6C chạy qua. Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 100s là
A. 1018 electron. B. 10-18 electron.
C. 1020 electron. D. 10-20 electron.
Lời giải:
Ta có:
Trong 100 s điện lượng chạy qua là: 0,16.100 = 16 C
Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 100s là:
⇒ Chọn C
