CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

§7. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI - NGUỒN ĐIỆN

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

• Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Chiều quy ước của dòng điện là chiều chuyển dịch có hướng của các điện tích dương.

• Cường độ dòng điện được xác định bằng thương số của điện lượng của $\Delta$q dịch chuyển qua tiết diện thắng của vật dẫn trong thời gian $\Delta$t và khoảng thời gian đó:

I = $\large \frac{\Delta q}{\Delta t}$

• Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian. Cường độ của dòng điện không đổi được tính bởi công thức:

I = $\large \frac{q}{t}$

• Đơn vị của cường độ dòng điện là ampe, ký hiệu là A.

• Các lực lạ bên trong nguồn điện có tác dụng làm cho hai cực của nguồn điện được tích điện khác nhau và do đó duy trì được hiệu điện thế giữa hai cực của nó.

• Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi di chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó:

• Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong của nguồn điện đó. Điện trở trong thường được kí hiệu là r

• Các nguồn điện thông dụng là:

* Pin điện hoá: pin Vônta; pin Leclanché

* Ắc quy: có hai loại ắc quy kiềm và ắc quy chì.

B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì các hạt mang điện tham gia vào chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực nào?

Giải

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì các hạt mang điện tham gia vào chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực điện trường.

2. Bằng cách nào để biết có dòng điện chạy qua một vật dẫn?

Giải

Có nhiều cách để biết có dòng điện chạy qua một vật dẫn bằng cách dựa vào các tác dụng của dòng điện.

* Dựa vào tác dụng nhiệt: Vật dẫn sẽ nóng lên khi có dòng điện chạy qua

* Dựa vào tác dụng từ: Khi đặt kim nam châm gần một vật dẫn có dòng điện chạy qua, kim nam châm sẽ bị lệch so với vị trí ban đầu.

* Dựa vào tác dụng hoá học: Khi có dòng điện chạy qua, tại các cực của bình điện phân sẽ xuất hiện những bọt khí.

* Dựa vào tác dụng sinh lý: Nếu dòng điện có hiệu điện thế thấp (khoảng bé hơn 50 V), chạm tay vào vật dẫn ta sẽ có cảm giác tê tê.

3. Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức nào?

Giải

• Cường độ dòng điện được xác định bằng thương số của điện lượng $\Delta$q dịch chuyển qua tiết diện thắng của vật dẫn trong thời gian $\Delta$t và khoảng thời gian đó I = $\large \frac{\Delta q}{\Delta t}$

4. Bằng cách nào mà các nguồn điện duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó?

Giải

Các nguồn điện duy trì sự tích điện khác nhau ở hai cực của nguồn điện và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện đó là do có sự xuất hiện của các lực lạ bên trong nguồn điện. Các lực lạ này đã tác dụng lên hai cực của nguồn điện.

5. Đại lượng nào đặc trưng cho khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện? Đại lượng này được xác định như thế nào?

Giải

Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của các lực lạ bên trong nguồn điện là suất điện động của nguồn điện đó . Đại lượng này được xác định bởi thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q đó.

6. Cường độ dòng điện được đo bằng dụng cụ nào sau đây?

A. Lực kế.

B. Công tơ điện.

C. Nhiệt kế.

D. Ampe kế.

Giải

Chọn câu D

7. Đo cường độ dòng điện bằng đơn vị nào sau đây?

A. Niuton (N).

B. Ampe (A).

C. Jun (J).

D. Oát (W).

Giải

Chọn câu B

8. Chọn câu đúng. Pin điện hoá có

A. hai cực là hai vật dẫn cùng chất.

B. hai cực là hai vật dẫn khác chất.

C. một cực là vật dẫn và cực kia là vật cách điện.

D. hai cực đều là vật cách điện.

Giải

Chọn câu B

9. Hai cực của pin điện hoá được ngâm trong chất điện phân là dung dịch nào sau đây?

A. Dung dịch muối.

B. Dung dịch axit.

C. Dung dịch bazơ.

D. Một trong các dung dịch kể trên.

Giải

Chọn câu D

10. Trong các pin điện hoá có sự chuyển hoá từ năng lượng nào sau đây thành điện năng?

A. Nhiệt năng.

B. Thế năng đàn hồi.

C. Hoá năng.

D. Cơ năng.

Giải

Chọn câu C

11. Suất điện động được đo bằng đơn vị nào sau đây?

A. Culông (C).

B. Vôn (V).

C. Héc (Hz).

D. Ampe (A).

Giải

Chọn câu B

12. Tại sao có thể nói acquy là một pin điện hoá? Acquy hoạt động như thế nào để có thể sử dụng được nhiều lần.

Giải

Ắc quy được cấu tạo bởi hai bản cực có bản chất hoá học khác nhau (chì và chì đioxyt trong ắc quy chì hay kiềm hiđroxyt và cađimihyđroxyt trong ắc quy kiềm) được nhúng trong axit $H_{2}SO_{4}$ (ắc quy chì) hay dung dịch kiềm KOH, NaOH trong ắc quy kiềm chính vì vậy, ắc quy cũng là một loại pin điện hoá.

Khi cho ắc quy chì phát điện, do tác dụng hoá học các bản cực của ắc quy bị biến đổi, cả bản cực dương và bản cực âm của ắc quy đều bị phủ một lớp chì sunfat. Khi cả hai cực của ắc quy đều bị phủ kín bởi sunfat chì, suất điện động của ắc quy giảm dần. Khi suất điện động này giảm xuống tới 1,85 V thì ta phải nạp điện cho ắc quy để tiếp tục sử dụng.

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

Giải

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn

I = $\large \frac{q}{t}$ = $\large \frac{6.10^{-3}}{2}$ = 3.$10^{-3}$ A = 3mA

14. Trong khoảng thời gian đóng công tắc để chạy một tủ lạnh thì cường độ dòng điện trung bình đo được là 6 A. Khoảng thời gian đóng công tắc là 0,50 s. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ của tủ lạnh.

Giải

Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây

$\Delta$q = I.$\Delta$t = 6.0,5 = 3 C

15. Suất điện động của một pin là 1,5 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích +2 C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện.

Giải

Công của lực lạ khi di chuyển điện tích q = +2C từ cực âm đến cực dương của nguồn:

A = = 1,5.2 = 3 J