Title 22 - KNTT - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN - HS.docx ✅

BÀI 22 : CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN I. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN: - Kết quả thí nghiệm ( SKG/ Trang 91 ) - Thí nghiệm 1: + Khi tăng số chỉ của ampe kế tăng thì độ sáng của bóng đèn tăng. + Khi số chỉ của ampe kế giảm thì độ sáng của bóng đèn giảm. - Thí nghiệm 2: + Khi số chỉ của ampe kế tăng thì số lượng ghim giấy bám vào nam châm điện tăng lên. + Khi số chỉ của ampe kế giảm thì số lượng ghim giấy bám vào nam châm điện giảm xuống. - Nguyên nhân: + Khi số chỉ của ampe kế tăng, tức là cường độ dòng điện tăng lên làm cho tác dụng của dòng điện trở nên mạnh hơn. + Khi số chỉ của ampe kế tăng, tức là cường độ dòng điện tăng lên làm cho tác dụng của dòng điện trở nên mạnh hơn. II. CÔNG THỨC TÍNH CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN: - Điện lượng di chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian được gọi là cường độ dòng điện.  Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện và được xác định bằng thương số giữa điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó :
.  q I = A t - Trong đó: + Δq là điện lượng dịch chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn [C]. + Δt là thời gian dịch chuyển của điện lượng Δq [s]. + I là cường độ dòng điện [A].  Cường độ dòng điện không đổi được đo bằng ampe kế mắc nối tiếp vào mạch điện.  Công thức tính điện lượng : ..qIt C  Đơn vị của cường độ dòng điện : .1CC 1A = = 1 1ss  Đơn vị của điện lượng là culông (C) : 11.CAs → Định nghĩa đơn vị Culông: Culông là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 giây khi có dòng điện không đổi cường độ 1A chạy qua dây dẫn này.  Con số "10000 mA.h" ” ghi trên thiết bị nạp điện cho điện thoại di động là được gọi là dung lượng của thiết bị nạp điện, nếu xạc pin với cường độ dòng điện 10000 mA thì sau 1 giờ thiết bị sạc sẽ hết điện. III. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VỚI MẬT ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ CÁC HẠT MANG ĐIỆN: 1. Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại:  Trong kim loại tồn tại các electron không liên kết với nguyên tử, được gọi là electron tự do vì chúng có thể chuyển động tự do về mọi hướng.  Khi dây dẫn được nối với nguồn điện thì trong dây dẫn xuất hiện điện trường. Dưới tác dụng của lực điện trường, các electron mang điện tích âm dịch chuyển có hướng ngược với hướng của điện trường, tạo ra dòng điện.  Quy ước chiều dòng điện trong mạch là chiều từ cực dương sang cực âm của nguồn điện.  Bản chất: dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường (tức là ngược chiều quy ước chiều dòng điện). 2. Biểu thức liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của hạt mang điện:  Công thức tính cường độ dòng điện dựa vào mật độ và tốc độ các hạt mang điện là : ISnve
- Trong đó: + S là diện tích tiết diện dây dẫn 2m. + n là mật độ electron (hạt/ 2m). + v là vận tốc các electron (m/s). + e là độ lớn điện tích của electron -19e = 1,6.10 C. IV. CÁC TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN : - Tác dụng nhiệt: khi có dòng điện, hầu hết các vật dẫn điện đều nóng lên. - Tác dụng phát sáng: dòng điện có thể làm sáng ngay một số loại đèn như đèn LED và đèn bút thử điện. - Tác dụng từ: dòng điện chạy qua dây dẫn điện sẽ gây ra lực từ lên các nam châm đặt gần nó. - Tác dụng hóa học: trong dung dịch điện phân, dòng điện đi qua dung dịch sẽ làm dung dịch bị phân ly thành các ion âm và dương có thể di chuyển giữa hai điện cực. - Tác dụng sinh lí: dòng điện có tác dụng sinh lý khi đi qua cơ thể người và động vật.
BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1: Một bộ pin của một thiết bị điện có thể cung cấp một dòng điện 2 A liên tục trong 1 giờ thì phải nạp lại. a. Nếu bộ pin trên được sử dụng liên tục trong 4 giờ ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì phải nạp lại. Tính cường độ dòng điện mà bộ pin này có thể cung cấp. b. Tính suất điện động của bộ pin này nếu trong thời gian 1 giờ nó sinh ra một công là 72 kJ. Câu 2: Trong mỗi giây có 10 9 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 cm 2 . Câu 3: Một dây dẫn bằng kim loại, tiết diện tròn, có đường kính tiết diện là d = 2 mm, có dòng điện I = 5 A chạy qua. Cho biết mật độ electron tự do là n = 8,45.10 28 electron/m 3 . Hãy tính tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn. Câu 4: Một dòng điện không đổi có cường độ 4,8 A chạy qua một dây kim loại tiết diện thẳng S = 1 cm 2 . 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 = 3.1028 m –3 . Câu 5: Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A. a. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 10 phút. b. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên. Câu 6: 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. Câu 7: Nhôm là loại vật liệu có khối lượng riêng 2,7 tấn/m 3  và khối lượng mol nguyên tử là 27 g/mol. Biết rằng mỗi nguyên tử nhôm có tương ứng 3 electron tự do. Một dây dẫn bằng nhôm có đường kính tiết diện 3,0 mm mang dòng điện 15 A. Tính tốc độ trôi của electron trong dây dẫn bằng nhôm này. ĐS: 0,073.10-3 m/s = 0,073 mm/s Câu 8: Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang của một dây dẫn trong một phút. Biết dòng điện có cường độ là 0,2A. Câu 9: Dòng điện không đổi có cường độ 2,8 A chạy trong một dây dẫn kim loại có diện tích tiết diện thẳng 62 3,2.10.m Biết mật độ electron trong dây dẫn là 288,5.10 electron/m 3 . Tính vận tốc trôi của electron. Câu 10: Hai dòng điện không đổi (1) và (2) có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện theo thời gian như Hình 16.2. a) Hãy tính điện lượng do dòng điện (1) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian từ 12 ts đến 24 ts b) Hãy tính điện lượng do dòng điện (2) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thòi gian từ 33 ts đến 46 ts