Bài tập Vật lý lớp 11 Chương CHƯƠNG III Tạ Hồng Sơn – 01697010768 DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG CHỦ ĐỀ 1: DỊNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI A TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1.Điện trở suất (điện trở) phụ thuộc nhiệt độ ρ=ρo(1 + α.∆t) R=Ro(1 + α.∆t) Trong đó: ρ ( Ω.m) : điện trở suất nhiệt độ t0C ρ0 ( Ω.m) : điện trở suất nhiệt độ t00C α (K-1): hệ số nhiệt điện trở ∆t = t − t0 : độ biến thiên nhiệt độ 2.Cường độ dòng điện dây dẫn kim loại I = n.qe.S.v n= N m = 6, 02.1023 V V A Trong đó: n : mật độ electron kim loại (hạt.m-3) qe : điện tích electron (C) S : tiết diện dây dẫn (m2) v : vận tốc trơi electron (m.s-1) N : số elctron kim loại V : thể tích kim loại (m3) m : khối lượng kim loại A : phân tử khối kim loại 3.Suất điện động nhiệt điện ξ=αT(Tlớn – Tnhỏ ) T(oK)=t(oC) + 273 -1 αT : hệ số nhiệt điện động (V.K ) ξ : suất điện động nhiệt điện (V) Tlớn ,Tnhỏ : nhiệt độ tuyệt đối đầu cặp nhiệt điện (oK) B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Đồng có điện trở suất 200C 1,69.10–8 Ω m có hệ số nhiệt điện trở 4,3.10 – (K –1) a Tính điện trở suất đồng nhiệt độ tăng lên đến 140 0C b Khi điện trở suất đồng có giá trò 3,1434.10 – Ω m đồng có nhiệt độ ? ĐS: 2,56.10–8 Ω m; 2200C Bài Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm vơnfram Điện trở dây tóc bóng đèn 20 C R0 = 121 Ω Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Cho biết hệ số nhiệt điện trở vơnfram α = 4,5.10-3 K-1 ĐS: 20200C Bài 3: Một dây kim loại có điện trở 20 Ω nhiệt độ 250C Biết nhiệt độ tăng thêm 4000C điện trở dây kim loại 53,6 Ω a Tính hệ sơ nhiệt điện trở dây kim loại b Điện trở dây dẫn tăng hay giảm nhiệt độ tăng đến 300 0C kể từ 250C ĐS: a) 4,2.10-3 (K-1), b) ∆R = 23,1Ω Bài Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 65 µV/K đặt khơng khí t1 = 200 C, đầu lại nung nóng nhiệt độ t2 a Tìm suất điện động nhiệt điện t2 = 2000C b Để suất điện động nhiệt điện 2,6mV nhiệt độ t2 bao nhiêu? ĐS: E = 1,17mV, b) t2 = 4200C Bài 5:Dây tỏa nhiệt bếp điện có dạng hình trụ 20 oC có điện trở suất ρ=5.10-7 Ωm , chiều dài 10 m , đường kính 0,5 mm a) Tính điện trở sợi dây nhiệt độ b) Biết hệ số nhiệt điện trở dây α=5.10 -7 K-1.Tính điện trở 200oC Bài 6: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động 32,4 µ V/K đặt không khí, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 330 0C suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện có giá trò 10,044 mV a Tính nhiệt độ đầu mối hàn b Để suất nhiệt động nhiệt điện có giá trò 5,184mV phải tăng hay giảm nhiệt độ mối hàn nung lượng ? Đs: 200C, 1500C CHỦ ĐỀ 2: DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận Bài tập Vật lý lớp 11 Chương Tạ Hồng Sơn – 01697010768 A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Dòng điện chất điện phân - Trong dung dịch, axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion - Dòng điện chất điện phân dòng chuyển dời có hướng ion điện trường theo hai hướng ngược - Hiện tượng gốc axit dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan dung dịch cực dương bị mòn gọi tượng dương cực tan - Các định luật Faraday: (chỉ trường hợp điện phân dương cực tan) + Định luật Faraday thứ nhất: Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình m = kq Trong đó, k đương lượng điện hố chất giải phóng điện cực + Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hố k ngun tố tỉ lệ với đương lượng gam ngun tố Hệ số tỉ lệ A n , F gọi số Faraday F A k= F n Kết hợp hai định luật Faraday ta thiết lập cơng thức tính khối lượng chất điện phân giải phóng điện cực: m= Lưu ý: A It F n + m(kg) = A It 9,65.10 n + m(g) = A It 9,65.10 n F = 96.500C/mol B BÀI TỐN VỀ HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Phương pháp: sử dụng định luật Farađây tượng điện phân * Định luật Farađây I: m = kq = k.I.t Trong đó, k (Kg/C) đương lượng điện hố chất giải phóng điện cực * Định luật Farađây II: m= A It F n Trong đó: F = 96.500C/mol m (g) khối lượng giải phóng điện cực I (A) cường độ dòng điện qua bình điện phân t (s) thời g ian dòng điện qua bình điện phân A: ngun tử lượng ( khối lượng mol) n: hóa trị chất điện cực Chú ý: 1.Khi tốn u cầu tìm cường độ dòng điện qua bình điện phân lưu ý: + Nếu bình điện phân có tượng dương cực tan xem điện trở + Nếu bình điện phân khơng có tượng dương cực tan xem may thu áp dụng định luật Ơm trường hợp có máy thu Trong trường hợp chất giải phóng điện cực chất khí ta áp dụng cơng thức để tìm khối lượng khí từ tìm thể tích ( điều kiện chuẩn 1mol khí chiếm tích 22400cm 3) * CÁC CƠNG THỨC KHÁC D= m V = S.d V Trong đó: D (g/m3): khối lượng riêng d (m): bè dày kim loại bám vào điện cực S (m2): diện tích mặt phủ kim loại V (m3): thể tích kim loại bám vào điện cực C BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một kim loại đem mạ niken phương pháp điện phân Biết diện tích bề mặt kim loại 40cm 2, cường độ dòng điện qua bình 2A, niken có khối lượng riêng D = 8,9.10 3kg/m3, A =58, n=2 Tính chiều dày lớp niken kinh loại sau điện phân 30 phút Coi niken bám lên bề mặt kim loại Hướng dẫn: Sử dụng cơng thức: m = Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận A It F n Bài tập Vật lý lớp 11 Chương - Chiều dày lớp mạ tính: d = Tạ Hồng Sơn – 01697010768 V m A.I t = = = 0,03mm S S.D F n.S.D Bài 2: Một bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat ( C uSO4 ) với anốt đồng (Cu) Điện trở bình điện phân R = 10 Ω Hiệu điện đặt vào hai cực U = 40V a) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân b) Xác định lượng đồng bám vào cực âm sau phút 20 giây Cho biết đồng A = 64 n = Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có 10 nguồn giống nguồn có suất điện động ξ = 4V điện trở r = 0,2Ω mắc thành dãy, dãy có nguồn Đèn Đ có ghi (6V 18W) Các điện trở R1 = 5Ω ; R2 = 2,9Ω ; R3 = 3Ω ; RB = 5Ω bình điện phân đựng dung dòch Zn(NO3)2 có cực dương Zn Điện trở dây nối không đáng kể Tính : a) Cường độ dòng điện chạy mạch b) Lượng Zn giải phóng cực âm bình âm điện phân thời gian phút 40 giây Biết Zn có hóa trò có nguyên tử lượng 65 c) Hiệu điện hai điểm A M Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ Trong đèn Đ có ghi (6V - 6W) ; R = 3Ω ; R2 = R4 = 2Ω ; R3 = Ω ; RB = 4Ω bình điện phân đựng dung dòch CuSO có cực dương đồng ; nguồn gồm nguồn giống có suất điện động ξ có điện trở r = 0,2Ω mắc nối tiếp Biết đèn Đ sáng bình thường Tính a) Suất điện động ξ nguồn điện b) Lượng đồng giải phóng cực âm bình điện phân sau thời gian 32 phút 10 giây c) Biết đồng có hóa trò có nguyên tử lượng 64 d) Hiệu điện hai điểm A N Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có 10 nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động ξ = 3,6V, điện trở r = 0,8Ω mắc thành dãy, dãy có nguồn Đèn Đ có ghi (6V - 3W) Các điện trở R = 4Ω ; R2 = 3Ω ; R3 = 8Ω ; RB = 2Ω bình điện phân đựng dung dòch CuSO có cực dương Cu Điện trở dây nối ampe kế không đáng kể, vôn kế lớn a) Xác đònh số ampe kế vôn kế b) Tính lượng Cu giải phóng cực âm bình âm điện phân thời gian 32 E,r phút 10 giây Biết Cu có hóa trò có nguyên tử lượng 64 c) Cho biết đèn Đ có sáng bình thường không ? Tại ? Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ Nguồn có có suất điện động ξ = 24V, r = 1Ω, điện dung tụ C = µ F Đèn Đ có ghi (6V - 6W) Các điện trở R1 = 6Ω ; R2 = 4Ω C M Đ ;Rp = 2Ω bình điện phân đựng dung dòch CuSO4 có cực dương Cu a Tính điện trở tương đương đoạn mạch b Tính lượng Cu giải phóng cực âm bình âm điện R Rp phân thời gian 16 phút giây Biết Cu có hóa trò có nguyên tử lượng 64 A R2 B c Tính điện tích tụ C N Bài 7: Cho điện hình vẽ Trong nguồn có n pin mắc nối tiếp, pin có suất điện động 1,5 V điện trở 0,5 Ω Mạch ngồi gồm điện trở R = 20 Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; đèn Đ loại 3V - 3W; R p bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực đương bạc Điện trở ampe kế dây nối khơng đáng kể; điện trở vơn kế lớn Biết ampe kế A1 0,6 A, ampe kế A2 0,4 A Tính: a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân điện trở bình điện phân b) Số pin cơng suất nguồn c) Số vơn kế d) Khối lượng bạc giải phóng catơt sau 32 phút 10 giây e) Đèn Đ có sáng bình thường khơng? Tại sao? Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận Bài tập Vật lý lớp 11 Chương Tạ Hồng Sơn – 01697010768 Bài : Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn gồm nguồn giống nhau, có suất điện động e = V; có điện trở r = 0,25 Ω mắc nối tiếp; đèn Đ có loại V - W; R1 = Ω; R2 = R3 = Ω ; RB = Ω bình điện phân đựng dung dịch Al 2(SO4)3 có cực dương Al Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường Tính: a) Điện trở biến trở tham gia mạch b) Lượng Al giải phóng cực âm bình điện phân thời gian pht 20 giây Biết Al có n = có A = 27 c) Hiệu điện hai điểm A M Bài 9: Cho mạch điện hình vẽ Ba nguồn điện giống nhau, có suất điện động e điện trở r R1 = Ω; R2 = Ω; bình điện phân chứa dung dịch CuSO với cực dương đồng có điện trở Rp = 0,5 Ω Sau thời gian điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng cực làm catơt tăng lên 0,636 gam a) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân qua điện trở b) Dùng vơn có điện trở lớn mắc vào đầu A C nguồn Nếu bỏ mạch ngồi vơn kế 20 V Tính suất điện động điện trở nguồn điện Bài 10 Cho mạch điện hình vẽ Trong E = V; E2 = V ; r1 = r2 = 0,4 Ω; Đèn Đ loại V - W; R1 = 0,2 Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; RB = Ω bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực dương Ag Tính: a) Cường độ dòng điện chạy mạch b) Lượng Ag giải phóng cực âm bình điện phân thời gian phút 40 giây Biết Ag có n = có A = 108 c) Hiệu điện hai điểm M N Bài 11 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động e = 1,5 V, điện trở r = 0,5 Ω, mắc thành nhánh, nhánh có nguồn mắc nối tiếp Đèn Đ loại V - W; R = R2 = Ω; R3 = Ω; RB = Ω bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, có cực dương Cu Tính: a) Cường độ dòng điện chạy mạch b) Tính lượng Cu giải phóng cực m thời gian 32 phút 10 giây Biết Cu có ngun tử lượng 64 có hố trị c) Hiệu điện hai điểm M N Bài 12: Cho mạch điện hình: E = 13,5V, r = 1Ω ; R1 = 3Ω ; R3 = R4 = 4Ω Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, anốt đồng, có điện trở R2 = 4Ω Hãy tính : a) Điện trở tương đương RMN mạch ngồi, cường độ dòng điện qua nguồn, qua bình điện phân b) Khối lượng đồng catốt sau thời gian t = phút 13 giây Cho Cu = 64, n =2 c) Cơng suất nguồn cơng suất tiêu thụ mạch ngồi ĐS :a)RMN = 2Ω;I = 4,5A;Ib = 1,5A ;b) m = 0,096g ; c) PE = 60,75W ; PN = 40,5W E, r R1 M• R R R •N Tính tương đối áp dụng cho vật lí khơng phải cho đạo đức Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận ... 1,5 V điện trở 0,5 Ω Mạch ngồi gồm điện trở R = 20 Ω; R2 = Ω; R3 = Ω; đèn Đ loại 3V - 3W; R p bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực đương bạc Điện trở ampe kế dây nối khơng đáng kể; điện... giải phóng cực m thời gian 32 phút 10 giây Biết Cu có ngun tử lượng 64 có hố trị c) Hiệu điện hai điểm M N Bài 12: Cho mạch điện hình: E = 13, 5V, r = 1Ω ; R1 = 3 ; R3 = R4 = 4Ω Bình điện phân... động ξ = 3, 6V, điện trở r = 0,8Ω mắc thành dãy, dãy có nguồn Đèn Đ có ghi (6V - 3W) Các điện trở R = 4Ω ; R2 = 3 ; R3 = 8Ω ; RB = 2Ω bình điện phân đựng dung dòch CuSO có cực dương Cu Điện trở