X

Các dạng bài tập Vật Lí lớp 11

Các dạng bài tập Dòng điện trong chất điện phân chọn lọc có đáp án chi tiết - Vật Lí lớp 11


Các dạng bài tập Dòng điện trong chất điện phân chọn lọc có đáp án chi tiết

Với Các dạng bài tập Dòng điện trong chất điện phân chọn lọc có đáp án chi tiết Vật Lí lớp 11 tổng hợp các dạng bài tập, 50 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 trong chất điện phân từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 11.

Các dạng bài tập Dòng điện trong chất điện phân chọn lọc có đáp án chi tiết

Bài tập trắc nghiệm

Dòng điện trong chất điện phân

1. Thuyết điện li

Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

- Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường.

- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.

- Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả 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.

     + Ion dương chạy về phía catot nên gọi là cation.

     + Ion âm chạy về phía anot nên gọi là anion.

3. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan

Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

- Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân.

- Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anot kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.

4. Các định luật Fa-ra-đây

a) Định luật Fa-ra-đây thứ nhất

Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện trường chạy qua bình đó: m = k.q

b) Định luật Fa-ra-đây thứ hai

Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây.

Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:

Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Trong đó:

    F = 96500 C/mol

    A là khối lượng phân tử

    n là hóa trị

    m là khối lượng chất được giải phóng ở điện cực (g)

    I là cường độ dòng điện (A)

    t là thời gian dòng điện chạy qua (s)

5. Ứng dụng của hiện tượng điện phân

Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện kim, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện…

a) Luyện kim

- Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy.

- Bể điện phân có cực dương là quặng nhôm nóng chảy, cực âm bằng than, chất điện phân là muối nhôm nóng chảy, dòng điện chạy qua khoảng 104A.

Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Mạ điện

- Bể điện phân có anot là một tấm kim loại để mạ, catot là vật cần mạ.

- Chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.

Lý thuyết Dòng điện trong chất điện phân | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

dòng điện trong chất điện phân

A. Phương pháp & Ví dụ

LOẠI 1: ĐIỆN PHÂN CÓ DƯƠNG CỰC TAN

   + Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối mà kim loại anôt làm bằng chính kim loại ấy.

   + Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm, giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần (vì khi đó có một cực bị tan nên bình điện phân xem như một điện trở).

   + Sử dụng định luật Farađây:

♦ Định luật 1: Khối lượng m của các chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó.

   • Biểu thức: m = kq (1) (hệ số tỉ lệ k gọi là đương lượng điện hóa, k phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng, k có đơn vị là kg/C)

♦ Định lật 2: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố, tỉ lệ với đương lượng gam Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án của nguyên tố đó

   • Biểu thức:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Kết hợp (1) và (2) ta có biểu thức của định luật Fa-ra-đây, biểu thị 2 định luật như sau:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Trong đó:

   • k là đương lượng điện hóa của chất được giả phóng ra ở điện cực ( đơn vị g/C).

   • F = 96 500 C/mol: là hằng số Farađây.

   • n là hóa trị của chất thoát ra.

   • A là khối lượng nguyên tử của chất được giải phóng ( đơn vị gam).

   • q là điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân ( đơn vị C ).

   • I là cường độ dòng điện qua bình điện phân. ( đơn vị A).

   • t là thời gian điện phân ( đơn vị s).

   • m là khối lượng chất được giải phóng ( đơn vị gam)..

LOẠI 2: ĐIỆN PHÂN KHÔNG CÓ DƯƠNG CỰC TAN

   + Khi không có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân xem như một máy thu điện, nên dòng điện qua bình tuân theo định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu (vì có hai cực, dòng vào cực dương ra cực âm)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Để giải ta cũng sử dụng định luật Farađây:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

hay: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Các công thức liên quan: khối lượng riêng:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

thể tích: V = S.d

Trong đó:

   • D (kg/m3): khối lượng riêng

   • d (m): bề dày kim loại bám vào điện cực

   • S (m2): diện tích mặt phủ của tấm kim loại

   • V (m3): thể tích kim loại bám vào điện cực.

Ví dụ 1: Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. Cho biết đồng có A = 64; n = 2 và có khối lượng riêng ρ = 8,9.103 kg/m3.

Đổi: S = 200cm2 = 2.10-2m2; t = 2 giờ 40 phút 50 giây = 2.3600 + 40.60 + 50 = 9650 giây

Sau khi mạ đồng, tấm sắt sẽ bị đồng bám trên bề mặt vì thế cả khối lượng và thể tích của tấm sắt sẽ tăng lên.

Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất nên xảy ra hiện tượng cực dương tan trong quá trình điện phân.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ: Có bộ nguồn (E = 12 V; r = 0,4 Ω), R1 = 9Ω, R2 = 6Ω và một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, anôt bằng đồng Cu và điện trở của bình điện phân Rp = 4Ω. Tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Cường độ dòng điện qua mạch chính.

b) Khối lượng đồng thoát ra ở cực dương trong 16 phút 5 giây.

Hướng dẫn:

Khi điện phân một dung dịch muối mà kim loại anôt làm bằng chính kim loại ấy thì xảy ra hiện tượng cực dương ta (kim loại đề cập trong bài trên chính là Cu). Đến đây bài toán không có gì mới. Ta xem bình điện phân như một điện trở và tính toán bình thường. Riêng bình điện phân thì ta quan tâm tới dòng điện chạy qua bình điện phân, thời gian điện phân và khối lượng kim loại giải phóng ở điện cực. Lưu ý rằng khối lượng này tính bằng gam (g) chứ không phải bằng kilogam (kg)

a) Điện trở tương đương mạch ngoài:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dòng điện trong mạch chính: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Khối lượng đồng thoát ra ở cực dương:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 13,5 V, r = 1 Ω; R1 = 3 Ω; R3 = R4 = 4 Ω. Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, anốt bằng đồng, có điện trở R2 = 4 Ω. Hãy tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Điện trở tương đương RMN của mạch ngoài, cường độ dòng điện qua nguồn, qua bình điện phân.

b) Khối lượng đồng thoát ra ở catốt sau thời gian t = 3 phút 13 giây. Cho khối lượng nguyên tử của Cu = 64 và n = 2.

c) Công suất của nguồn và công suất tiêu thụ ở mạch ngoài.

Hướng dẫn:

a) Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ R234 = R2 + R34 = 6Ω

   + Điện trở tương đương RMN của mạch ngoài:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Cường độ dòng điện qua nguồn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Ta có: UMN = IRMN = 9V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Khối lượng đồng thoát ra ở catốt sau thời gian t = 3 phút 13 giây:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

c) Công suất của nguồn: PE = E.I = 60,75W

   + Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài: PMN = I2RMN = 40,5W

Ví dụ 4: Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,9 Ω để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương bằng kẽm, có điện trở R = 3,6 Ω. Hỏi phải mắc hỗn hợp đối xứng bộ nguồn như thế nào để dòng điện qua bình điện phân là lớn nhất. Tính lượng kẽm bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết Zn có A = 65; n = 2.

Hướng dẫn:

   + Giả sử các nguồn được mắc thành m hàng, mỗi hàng có n nguồn nối tiếp nhau:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Lại có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Vì số nguồn là 36 nên: mn = 36

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Nhận thấy Imax khi (3,6m + 0,9n) = min

   + Theo cô-si:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dấu "=" xảy ra khi: 3,6m = 0,9n ⇒ n = 4m

Mà mn = 36 ⇒ m = 3; n = 12

   + Vậy phải mắc thành 3 hàng, mỗi hàng có 12 nguồn mắc nối tiếp, khi đó Imax bằng 2,5 A

Lượng kẽm bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 5: Cho điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,5 Ω. Mạch ngoài gồm các điện trở R1 = 20 Ω; R2 = 9 Ω; R3 = 2 Ω; đèn Đ loại 3V - 3W; Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực dương bằng bạc. Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn. Biết ampe kế A1 chỉ 0,6 A, ampe kế A2 chỉ 0,4 A. Tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân.

b) Số pin và công suất của bộ nguồn.

c) Số chỉ của vôn kế.

d) Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau 32 phút 10 giây.

e) Đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao?

Hướng dẫn:

a) Điện trở của bóng đèn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ R = R2 + RĐ = 12Ω

   + Ta có: U = U3p = UCB = IA2.R = 4,8 V; I3p = I3 = Ip = IA1 – IA2 = 0,2 A;

   + Lại có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Rp = R3p – R3 = 22Ω.

b) Điện trở mạch ngoài: R = R1 + RCB = R1 + UCB = 28 Ω;

   + Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ 16,8 + 0,3n = 1,5n ⇒ n = 14 nguồn

   + Công suất của bộ nguồn: Png = I.Eb = 12,6 W.

c) Số chỉ vôn kế: UV = U = IR = 16,8 V.

d) Khối lượng bạc giải phóng:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

e) Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

nên đèn sáng yếu hơn bình thường.

Ví dụ 6: Một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở trong r = 0,5Ω , cung cấp dòng điện cho bình điện phân dung dịch đồng sunfat với anôt làm bằng chì. Biết suất phản điện của bình điện phân là Ep = 2V, và lượng đồng bám trên ca tôt là 2,4g. Hãy tính:

a) Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân.

b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân.

c) Thời gian điện phân.

Hướng dẫn:

Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt được làm bằng chì (Pb) nên không xảy ra hiện tượng cực dương tan trong quá trình điện phân. Trong trường hợp này bình điện phân xem như một máy thu điện, nên dòng điện qua bình tuân theo định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân:

Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Thay số:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

c) Thời gian điện phân:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

B. Bài tập

Bài 1. Một tấm kim loại được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân. Biết diện tích bề mặt kim loại là 40cm2, cường độ dòng điện qua bình là 2A, niken có khối lượng riêng D = 8,9.103kg/m3, A = 58, n = 2. Tính chiều dày của lớp niken trên tấm kinh loại sau khi điện phân 30 phút. Coi niken bám đều lên bề mặt tấm kim loại.

Lời giải:

   + Sử dụng công thức:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Chiều dày của lớp mạ được tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 2. Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h = 0,05 mm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30 cm2. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Biết niken có A = 58, n = 2 và có khối lượng riêng là ρ = 8,9 g/cm3.

Lời giải:

   + Khối lượng kim loại đã phủ lên bề mặt tấm niken: m = ρV = ρSh = 1,335 g

   + Lại có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ. E = 9 V, r = 0,5 Ω. Bình điện phân chứa dung dịch đồng sunfat với hai cực bằng đồng. Đèn có ghi 6 V – 9 W; Rx là một biến trở. Điều chỉnh để Rx = 12 Ω thì đèn sáng bình thường. Cho Cu = 64, n = 2. Tính khối lượng đồng bám vào catốt của bình điện phân trong 16 phút 5 giây và điện trở của bình điện phân.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Lời giải:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Điện trở của bóng đèn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Cường độ dòng điện định mức của đèn là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Hiệu điện thế hai đầu biến trở là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dòng điện trong mạch chính là: I = IĐ + IRx = 2 A

   + Khối lượng Cu bám trên catot:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Lại có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 4. Một nguồn gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song, mỗi pin có suất điện động 0,9 (V) và điện trở trong 0,6 (Ω). Bình điện phân có anôt làm bằng Cu và dung dịch điện phân là CuSO4, điện trở của bình điện phân là 205Ω, mắc bình điện phân vào hai cực của bộ nguồn. Trong thời gian 50 phút khối lượng đồng Cu bám vào catốt là:

Lời giải:

   + Mạch điện như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Khối lượng đồng Cu bám vào catốt là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 5. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r = 1 Ω. R1 = 3 Ω ; R2 = R3 = R4 = 4 Ω. R2 là bình điện phân, đựng dung dịch CuSO4 có anốt bằng đồng. Biết sau 16 phút 5 giây điện phân khối lượng đồng được giải phóng ở catốt là 0,48g.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính cường độ dòng điện qua bình điện phân và cường độ dòng điện qua các điện trở ?

b) Tính E ?

Lời giải:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ R234 = R2 + R3

   + Lại có: U34 = I34.R34 = 3(V) ⇒ U3 = U4 = 3V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ I4 = I34 - I3 = 0,75(A)

   + Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dòng điện qua điện trở R1:

b) Dòng điện trong mạch chính: I = I1 + I2 = 4,5V

   + Điện trở tương đương RMN của mạch ngoài:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Cường độ dòng điện qua nguồn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ: Mỗi nguồn E = 4,5V, r = 0,5Ω, R1 = 1Ω, R3 = 6Ω; R2: Đèn (6V - 6W), R4 = 2Ω, R5 = 4Ω (với R5 là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4/Cu. Cho biết A = 64, n =2. Tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b) Nhiệt lượng tỏa ra trên bóng đèn trong thời gian 10phút.

c) Khối lượng Cu bám vào catốt trong thòi gian 16 phút 5 giây.

d) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và M.

Lời giải:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dòng điện trong mạch chính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Ta có: U23 = U45 = IR23,45 = 12V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Dòng điện qua bóng đèn: I2 = I23 = 1(A)

   + Nhiệt lượng tỏa ra trên bóng đèn trong thời gian 10 phút: Q = I22R2t = 3600J

c) Dòng điện chạy qua bình điện phân: I5 = I45 = 2(A)

   + Khối lượng Cu bám trên catot:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

d) Ta có: UCM = E + E - ICB.2r - I23R3 = 1,5V

Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Bộ nguồn gồm n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có: E = 1,5V, r0 = 0,5Ω. Mạch ngoài R1 = 2Ω, R2 = 9Ω, R4 = 4Ω, đèn R3: 3V – 3W, R5 là bình điện phân dung dịch AgNO3 có dương cực tan. Biết ampe kế A1 chỉ 0,6A, ampe kế A2 chỉ 0,4A, RA = 0, RV rất lớn. Tìm:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở bình điện phân.

b) Số pin và công suất mỗi pin.

c) Số chỉ trên vôn kế hai đầu bộ nguồn.

d) Khối lượng bạc được giải phóng ở catot sau 16 phút 5 giây điện phân.

e) Độ sáng của đèn R3?

Lời giải:

Với bộ nguồn: Eb = nE = 1,5n; rb = nr0 = 0,5n.

Điện trở của đèn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở bình điện phân

– Hiệu điện thế 2 đầu R4, R5: U45 = I2(R2 + R3) = 0,4(9 + 3) = 4,8V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

– Cường độ dòng điện qua bình điện phân:

I4 = I5 = I1 – I2 = 0,6 – 0,4 = 0,2A

– Hiệu điện thế 2 đầu R4: U4 = I4R4 = 0,2.4 = 0,8V.

– Hiệu điện thế 2 đầu R5: U5 = U45 – U4 = 4,8 – 0,8 = 4V.

– Điện trở của bình điện phân:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇔ 1,5n = 6 + 0,3n ⇔ n = 5.

P = EbI = 1,5.5.0,6 = 4,5W, .

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

c) Số chỉ của vôn kế hai đầu bộ nguồn: U = Eb - rbI = 1,5.5 – 0,5.5.0,6 = 6V.

d)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

e)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ta thấy: I2 = 0,4A < Iđm: đèn Đ3 sáng tối hơn bình thường.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 chọn lọc, có đáp án hay khác: