Dòng điện không đổi. Nguồn điện

I,Kiến thức cần nhớ

1, Dòng điện không đổi:

- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.

- Cường độ dòng điện không đổi được tính theo công thức: \[I=\frac{q}{t}\]

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

- Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe được xác định là:\[1A=\frac{1C}{1s}\]

Ampe là một trong bảy đơn vị cơ bản của hệ SI.

-Đơn vị của điện lượng là Culông (C), được định nghĩa theo đơn vị ampe:1C = 1 A.s.

2, Nguồn điện

a, Điều kiện để có dòng điện.

+ Các vật cho dòng điện chạy qua được gọi là vật dẫn. Các hạt mang điện trong các vật dẫn có đặc điểm là có thể dịch chuyển tự do.

+ Phải có hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch hay giữa hai đầu một bóng đèn để có dòng điện chạy qua chúng.

\[\Rightarrow \] Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

b, Nguồn điện.

-Nguồn điện là dụng cụ để duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.

-Hiệu điện thế được duy trì ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó.

Có nghĩa là sự tích điện khác nhau ở các cực của nguồn điện tiếp tục được duy trì. Điều này được thể hiện trong nhiều nguồn điện bằng cách tách các electron ra khỏi cức của nguồn điện.

Khi đó có một cực thừa electron gọi là cực âm, một cực còn lại thiều hoặc ít electron được gọi là cực dương. Việc tách đo do các lực bản chất khác với lực điện gọi là lực lạ.

II, Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cường độ dòng điện điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là I = 0,273 A. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong một phút.

A.\[1,{{024.10}^{18}}\] B.\[1,{{024.10}^{19}}\] C.\[1,{{024.10}^{20}}\] D.\[1,{{024.10}^{21}}\]

Hướng dẫn

Số e dịch chuyển qua dây tóc trong một phút là

\[q=I.t=0,273.60=16,38\to n=\frac{q}{e}=\frac{16,38}{1,{{6.10}^{-19}}}=1,{{024.10}^{20}}\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 2: Một bộ nguồn gồm 18 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động 2 V và điện trở trong 0,15\[\Omega \] mắc thành 3 dãy, mỗi dãy có 6 nguồn mắc nối tiếp. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là

A. 12 V; 0,3\[\Omega \]. B. 36 V; 2,7\[\Omega \]

C. 12 V; 0,9\[\Omega \]. D. 6 V; 0,075\[\Omega \]

Hướng dẫn

Suất điện động của bộ là: \[{{E}_{b}}={{E}_{nt}}=6E=12V\]

Điện trở trong của bộ nguồn là: \[{{r}_{b}}=\frac{{{r}_{nt}}}{3}=\frac{6.0,15}{3}=0,3\Omega \]

Chọn đáp án A

Ví dụ 3: Hai acquy có suất điện động 12 V và 6 V, có điện trở trong không đáng kể mắc nối tiếp với nhau và mắc với điện trở 12\[\Omega \] thành mạch kín. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là

A. 0,15 A. B. 1 A. C. 1,5 A. D. 3 A.

Hướng dẫn

Suất điện động của bộ là: \[{{E}_{b}}=12+6=18V\]

Cường độ dòng điện chạy trong mạch là: \[I=\frac{{{E}_{b}}}{R}=\frac{18}{12}=1,5A\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 4: Một acquy suất điện động 6 V điện trở trong không đáng kể mắc với bóng đèn 6 V-12 W thành mạch kín. Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là

A. 0,5 A. B. 1 A. C. 2 A. D. 4 A.

Hướng dẫn

Vì đặt vào hai đầu bóng đèn, acquy có suất điện động trùng với hiệu điện thế nên ta có : Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là :

\[I=\frac{P}{U}=\frac{P}{E}=2A\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 5: Một acquy có suất điện động 2 V, điện trở trong 1\[\Omega \]. Nối hai cực của acquy với điện trở R = 9\[\Omega \]thì công suất tiêu thụ trên điện trở R là

A. 3,6 W. B. 1,8 W. C. 0,36 W. D. 0,18 W

Hướng dẫn

Cường độ dòng điện qua đèn là:\[I=\frac{E}{R+r}=0,2A\]

Công suất tiêu thụ trên điện trở R là: \[P={{I}^{2}}R=0,36W\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 6: Một nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở trong 2\[\Omega \] mắc với một điện trở R thành mạch kín thì công suất tiêu trên R là 16 W, giá trị của điện trở R bằng

A. 3 \[\Omega \]. B. 4 \[\Omega \]. C. 5 \[\Omega \]. D. 6 \[\Omega \].

Hướng dẫn

Ta có cường độ dòng điện qua đèn là: \[I=\frac{E}{R+r}=\frac{12}{R+2}\]

Công suất tiêu thụ trên điện trở R là:\[P={{I}^{2}}R={{\left( \frac{12}{R+2} \right)}^{2}}.R=16\to R=4\Omega \]

Chọn đáp án B

Ví dụ 7: Có 15 chiếc pin giống nhau, mỗi cái có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,6\[\Omega \]. Nếu đem ghép chúng thành ba dãy song song mỗi dãy có 5 pin thì suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là

A. 7,5 V và 1\[\Omega \]. B. 7,5 V và 3 \[\Omega \].

C. 22,5 V và 9 \[\Omega \]. D. 15 V v 1 \[\Omega \].

Hướng dẫn

Suất điện động của bộ là : \[{{E}_{b}}={{E}_{nt}}=5E=7,5V\]

Điện trở trong của bộ nguồn là: \[{{r}_{b}}=\frac{{{r}_{nt}}}{3}=\frac{6.0,15}{3}=1\Omega \]

Chọn đáp án A

Ví dụ 8: Điện tích của êlectron là \[-1,{{6.10}^{-19}}\] 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.\[3,{{125.10}^{18}}\] B.\[9,{{375.10}^{19}}\] C.\[7,{{895.10}^{19}}\] D.\[2,{{632.10}^{18}}\]

Hướng dẫn

Ta có: \[\frac{{{q}_{1}}}{{{t}_{1}}}=\frac{{{q}_{2}}}{{{t}_{2}}}\to {{q}_{2}}=\frac{{{q}_{1}}{{t}_{2}}}{{{t}_{1}}}=0,5C\to n=\frac{{{q}_{2}}}{e}=3,{{125.10}^{18}}\]

Chọn đáp án A

Ví dụ 9: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian là 2s là \[6,{{25.10}^{18}}(e/s)\] . Khi đó dòng điện qua dây dẫn đó có cường độ là

A.1(A) B.2(A)

C.2,5(A) D.0,5(A)

Hướng dẫn

Ta có: \[I=\frac{q}{t}=\frac{n.e}{t}=\frac{6,{{25.10}^{18}}.1,{{6.10}^{-19}}}{2}=0,5A\]

Chọn đáp án D

Ví dụ 10: Cho biết trong vòng 3 giây có \[1,{{5.10}^{18}}\] hạt electron chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn.Tính thời gian cần thiết để điện tích chạy qua tiết diện thẳng của dây là 2C.

A. 3 s B. 50s C. 2 s D. 25s

Hướng dẫn

Ta có: \[I=\frac{q}{t}=\frac{n.e}{t}=\frac{1,{{5.10}^{18}}.1,{{6.10}^{-19}}}{3}=0,08A\]

Suy ra thời gian cần thiết là: \[t=\frac{q}{I}=25s\]

Chọn đáp án D

III, Bài tập tự luyện

Câu 1: Điều kiện để có dòng điện là

A.chỉ cần có các vật dẫn.

B.chỉ cần có hiệu điện thế.

C.chỉ cần có nguồn điện.

D.chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.

Câu 2: Cường độ dòng điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn là 1,5A trong khoảng thời gian 3s. Khi đó điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây là

A. 0,5 (C) B. 2 (C)

C. 4,5 (C) D. 4 (C)

Câu 3: Trong 4s có một điện lượng 1,5C di chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc một bóng đèn. Cường độ dòng điện qua đèn là

A. 0,375 (A) B. 2,66(A)

C. 6(A) D. 3,75 (A)

Câu 4: Gọi E là suất điện động của nguồn điện, A là công của nguồn điện, q là độ lớn điện tích. Mối liên hệ giữa ba đại lượng trên được diễn tả bởi công thức nào sau đây?

A. E. q = A B. q=A.E

C. E=q.A D. \[A=q{{E}^{2}}\]

Câu 5: Công của lực lạ làm dịch chuyển lượng điện tích 12C từ cực âm sang cực dương bên trong của một nguồn điện có suất điện động 1,5V là

A. 18J B. 8J

C. 0,125J D. 1,8J

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

A.3mA B.12mA C.8mA D.10mA

Câu 7: Trong khoảng thời gian đóng công tắc để chạy một tủ lạnh thì cường độ dòng điện trung bình đo được là 6A. Khoảng thời gian đóng công tắc là 0,5s. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ của tủ lạnh.

A. q = 12C. B. q = 3C. C. q = 72C. D. q = 24C.

Câu 8: Người ta thấy trong 1 giây có một điện lượng 2C chạy qua tiết diện của dây dẫn. Tính điện lượng đi qua tiết diện đó trong 15 giây.

A. 40 C B. 30 C C. 10 C D. 20 C

Câu 9: Một điện lượng 0,6mC dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2s. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.

A. 0,02 mA B. 0,03 A C. 2 mA D. 3 mA

Câu 10: Một acquy có suất điện động là 6V sinh ra một công là 36J trong thời gian 5 phút phát điện. Tính lượng điện tích dịch chuyển giữa hai cực của acquy.

A. 3 C B. 0,03 C C. 6 C D. 0,6 C

Đáp án