LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP HAY VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI LÝ THUYẾT (1) TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI + Kim loại chất dẫn điện tốt, điện trở suất  kim loại nhỏ + Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm : I  U … (1) R + Dòng điện chạy qua kim loại gây tác dụng nhiệt + Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ :   0 1    t  t0   …(2) (2) BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI + Khi ta đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại hiệu điện thế, chịu tác dụng lực điện trường, electron tự chuyển động có hướng, ngược với chiều điện trường, chuyển động nhiệt hỗn loạn Do đó, có dịch chuyển có hướng hạt tải điện, nghĩa có dòng điện chạy kim loại Dòng điện kim loại dòng chuyển dịch có hướng electron tự ngược chiều điện trường (3) SUẤT NHIỆT ĐIỆN ĐỘNG Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác giữ hai mối hàn hai nhiệt độ khác tượng nhiệt điện Dòng nhiệt điện tạo suất nhiệt điện động đ Khi hiệu nhiệt độ T1 – T2 hai mối hàn không lớn, ta có công thức thực nghiệm : T T1  T2  …(3) với hệ số T hệ số nhiệt động phụ thuộc vào vật liệu làm cặp kim loại Tuyensinh247.com BÀI TẬP MẪU CÂU 1: Dây tóc bóng đèn 220V – 100W chế tạo bạch kim sáng bình thường 25000C, điện trở 250C 40,3 Ω Tính hệ số nhiệt điện trở  ? Coi điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tăng tỉ lệ bậc theo nhiệt độ GIẢI Điện trở dây tóc đèn t = 25000 C sáng bình thường : R U 2202   484 P 100 Do điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tăng tỉ lệ bậc nên :   0 1    t  t0    R  R0 1    t  t0  484 = 40,3 1    2500  25    4, 45.103 (k 1 ) Vậy hệ số nhiệt điện trở bạch kim   4, 45.103 (k 1 ) CÂU 2: Tính cường độ dòng điện electron quay tròn quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô ? Electron có điện tích e = -1,6.10-19 C, khối lượng m = 9,1.1031 (kg) bán kính quỹ đạo tròn r = 5,3.10-11(m) GIẢI Lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm : F  ke2 v2 ke2  m  v  r2 r m.r Thay số ta v = 2,19.106 (m/s) Chu kỳ quay êlectrôn : T  2 r  1,52.1016 ( s) v Cường độ dòng điện êlectrôn quay tròn quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô : I e  1, 05(mA) T Tuyensinh247.com CÂU 3- Ở nhiệt độ t1 = 250C, hiệu điện hai cực bóng đèn U = 10(mV) cường độ dòng điện chạy qua đèn I1 = 4(mA) Khi sáng bình thường, hiệu điện hai cực đèn U = 120(V) cường độ dòng điện chạy qua đèn I2 = 4(A) Tính nhiệt độ t dây tóc đèn sáng bình thường ? Coi điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tỉ lệ bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở   4, 2.103 (k 1 ) GIẢI Điện trở dây tóc bóng đèn t = 250C sáng bình thường nhiệt độ t1 = 250C : R0  U1 0, 01   2,5 I1 0, 004 Điện trở dây tóc đèn t0 C sáng bình thường : R  U 120   30 I2 Do điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tăng tỉ lệ bậc nên :   0 1    t  t0    R  R0 1    t  t0  30  2,5 1  4, 2.103  t  25   t  26440 C CÂU 4: Một dòng điện có cường độ đo 1,2.10-4 (A) tồn dây đồng có đường kính 2,5(mm) Cho nguyên tử lượng đồng M = 63.10 -3 (kg/mol), khối lượng riêng D = 9000 (kg/m3) Hãy tính : a) Mật độ dòng ? b) Vận tốc trôi electron ? GIẢI a) Diện tích tiết diện thẳng dây đồng : 3 d  2,5.10  3,14 2 S r    4,9.106 (m ) 4 Mật độ dòng điện : j  I 1, 2.104   24,5( A / m2 ) 6 S 4,9.10 b) Tính vận tốc trôi trung bình electron Tuyensinh247.com Mật độ electron tự đồng : n  v N A D  0,85.1029 ( electron / m ) M j 24,5   1,8.109 (m/s) n.e 0,85.1029.1, 6.1019 CÂU 5: Dòng điện chạy qua sợi dây sắt tiết diện S = 0,64 (mm2) có cường độ I = 24(A) Sắt có nguyên tử lượng A = 56.10-3 (kg/mol), khối lượng riêng D = 7,8.103 (kg/m3) điện trở suất   9,68.108 (m) Electron có điện tích –e = 1,6.10-19 C , khối lượng m = 9,1.10-31 (kg) Tính : a) Mật độ electron n cường độ điện trường E dây sắt ? b) Độ linh động 0 electron ? c) Vận tốc trôi trung bình electron ? GIẢI a) Mật độ dòng điện : j  I 24   37,5.106 ( A / m2 ) 6 S 0, 64.10 Mật độ electron tự dây sắt : n  N A D  0,84.1029 (electron / m ) M Cường độ điện trường : E   j = 3,63 (V/m) b) Độ linh động electron   7, 69.104 ( m / Vs)  n.e c) Vận tốc trôi trung bình v j = 2,93.10-3 (m/s) n.e CÂU 6: Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế thành mạch kín Nhúng mối hàn thứ vào nước đá tan mối hàn thứ hai vào nước sôi, milivôn kế 4,25 (mV) Hệ số nhiệt điện động T cặp nhiệt điện : Tuyensinh247.com A 4,25 μV/K B 42,5 μV/K C 4,25 mV/K D 42,5 mV/K CÂU 7: cặp nhiệt điện đồng – constantan có hệ số nhiệt động T = 41,8( μV/K ) điện trở r = (  ) Nối cặp nhiệt điện với điện kế G điện trở RG = 30  Mối hàn thứ nhiệt độ 200C, mối hàn thứ hai nhiệt độ 5200C Cường độ dòng điện chạy qua điện kế A 0,7 A B 0,7 mA C 0,67A D 0,67 mA CÂU 8: Một bóng đèn 220V – 100W sáng bình thường nhiệt độ dây tóc bóng đèn 20000C Xác định điện trở bóng đèn 200C, biết dây tóc đèn làm Vônfram có hệ số nhiệt điện trở   4,5.103 (k 1 ) ? A 48,8  B 0,484  C 484  D 4,84  CÂU 9: Một dây bạch kim 200C có điện trở suất 0  10, 6.108 m Tính điện trở suất  dây dẫn 5000C ? Coi điện trở suất bạch kim khoảng nhiệt độ tăng tỉ lệ bậc theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở   3,9.103 (k 1 ) CÂU 10: Dùng cặp nhiệt điện sắt – Constantan có hệ số suất điện động   50, 4V / K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy vàng Giữ nguyên mối hàn thứ cặp nhiệt điện nước đá tan nhúng mối hàn thứ hai vào vàng nóng chảy Khi milivôn kế 53,5 (mV) Tính nhiệt độ nóng chảy t C thiếc ? (*) CÂU 11: Khi nhiệt độ chênh lệch hai đầu 2000C suất điện động cặp nhiệt điện Fe – Constantan ξ10 =15,8(mV) cặp nhiệt điện Cu – Constantan ξ 20 =14,9(mV) Tính suất điện động ξ12 cặp nhiệt điện Fe – Cu chênh lệch nhiệt độ hai đầu 2000C ? CÂU 12: Cặp nhiệt điện Fe – Constantan có hệ số suất điện động   52V / K điện trở r = 0,5(  ) Nối cặp nhiệt điện với điện kế G Tuyensinh247.com có điện trở RG = 20  Đặt mối hàn cặp nhiệt điện không khí 250C Nhúng mối hàn thứ hai vào lò điện có nhiệt độ 8000C Tính cường độ dòng điện chạy qua điện kế G ? BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu 1: Pin nhiệt điện gồm: A hai dây kim loại hàn với nhau, có đầu nung nóng B hai dây kim loại khác hàn với nhau, có đầu nung nóng C hai dây kim loại khác hàn hai đầu với nhau, có đầu nung nóng D hai dây kim loại khác hàn hai đầu với nhau, có đầu mối hàn nung nóng Câu 2: Suất nhiệt điện động phụ thuộc vào: A Nhiệt độ mối hàn B Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn C Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn chất hai kim loại D Nhiệt độ mối hàn chất hai kim loại Câu 3: Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ nào: A Tăng nhiệt độ giảm B Tăng nhiệt độ tăng C Không đổi theo nhiệt độ D Tăng hay giảm phụ thuộc vào chất kim loại Câu 4: Hiện tượng siêu dẫn là: A Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không Tuyensinh247.com B Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ TC điện trở kim loại tăng đột ngột đến giá trị khác không C Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không D Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ TC điện trở kim loại giảm đột ngột đến giá trị không Câu 5: Sự phụ thuộc điện trở suất vào nhiệt độ có biểu thức: A R = ρ B R = R0(1 + αt) C Q = I2Rt D ρ = ρ0(1+αt) Câu 6: Người ta cần điện trở 100Ω dây nicrom có đường kính 0,4mm Điện trở suất nicrom ρ = 110.10-8Ωm Hỏi phải dùng đoạn dây có chiểu dài bao nhiêu: A 8,9m B 10,05m C 11,4m D 12,6m Câu 7: Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω nhiệt độ 500C Điện trở sợi dây 1000C biết α = 0,004K-1: A 66Ω B 76Ω C 86Ω D 96Ω Câu hỏi 8: Một sợi dây đồng có điện trở 37Ω 500C Điện trở dây t0C 43Ω Biết α = 0,004K-1 Nhiệt độ t0C có giá trị: A 250C B 750C C 900C D 1000C Câu 9: Một dây kim loại dài 1m, đường kính 1mm, có điện trở 0,4Ω Tính điện trở dây chất đường kính 0,4mm dây có điện trở 125Ω: A 4m B 5m C 6m D 7m Câu 10: Một dây kim loại dài 1m, tiết diện 1,5mm2 có điện trở 0,3Ω Tính điện trở dây chất dài 4m, tiết diện 0,5mm2: Tuyensinh247.com A 0,1Ω B 0,25Ω C 0,36Ω D 0,4Ω Câu 11: Một thỏi đồng khối lượng 176g kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn, điện trở dây dẫn 32Ω Tính chiều dài đường kính tiết diện dây dẫn Biết khối lượng riêng đồng 8,8.103kg/m3, điện trở suất đồng 1,6.108 Ωm: A.l =100m; d = 0,72mm B l = 200m; d = 0,36mm C l = 200m; d = 0,18mm D l = 250m; d = 0,72mm Câu 12: Một bóng đèn 270C có điện trở 45Ω, 21230C có điện trở 360Ω Tính hệ số nhiệt điện trở dây tóc bóng đèn: A 0,0037K-1 B 0,00185 K-1 C 0,016 K-1 D 0,012 K-1 Câu 13: Hai dây đồng hình trụ khối lượng nhiệt độ Dây A dài gấp đôi dây B Điện trở chúng liên hệ với nào: A RA = RB/4 B RA = 2RB C RA = RB/2 D RA = 4RB Câu 14: Hai kim loại có điện trở Thanh A chiều dài lA, đường kính dA; B có chiều dài lB = 2lA đường kính dB = 2dA Điện trở suất chúng liên hệ với nào: A ρA = ρB/4 B ρA = 2ρB C ρA = ρB/2 D ρA = 4ρB Câu 15: Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng của: A ion âm, electron tự ngược chiều điện trường B electron tự ngược chiều điện trường C ion, electron điện trường D electron,lỗ trống theo chiều điện trường Câu 16: Nguyên nhân gây điện trở kim loại va chạm của: A Các electron tự với chỗ trật tự ion dương nút mạng Tuyensinh247.com B Các electron tự với trình chuyển động nhiệt hỗn loạn C Các ion dương nút mạng với trình chuyển động nhiệt hỗn loạn D Các ion dương chuyển động định hướng tác dụng điện trường với electron Câu 17: Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau: A luôn có khuếch tán electron tự ion dương qua lại lớp tiếp xúc B luôn có khuếch tán hạt mang điện tự qua lại lớp tiếp xúc C electron tự khuếch tán từ kim loại có mật độ electron tự lớn sang kim loại có mật độ electron tự bé D Không có khuếch tán hạt mang điện qua lại lớp tiếp xúc hai kim loại giống hệt Câu 18: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại tuân theo định luật Ôm phụ thuộc vào điều kiện sau đây: A Dòng điện qua dây dẫn kim loại có cường độ lớn B Dây dẫn kim loại có nhiệt độ tăng dần C Dây dẫn kim loại có nhiệt độ giảm dần D Dây dẫn kim loại có nhiệt độ không đổi Câu 19: Đơn vị điện dẫn suất σ là: A ôm(Ω) B vôn(V) C ôm.mét(Ω.m) D Ω.m2 Câu 20: Chọn đáp án chưa xác ? A Kim loại chất dẫn điện tốt B Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm C Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt D Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ Tuyensinh247.com Câu 1D 2C 3B 4A 5D 6C 7C 8D 9B 11B 12A 13D 14C 15B 16A 17B 18D 19D 20B 10D Câu 21: Chọn đáp án ? A Điện trở dây dẫn kim loại giảm nhiệt độ tăng B Dòng điện kim loại dòng chuyển rời electron C Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng ion D Kim loại dẫn điện tốt mật độ electron kim loại lớn Câu 22: Chọn đáp án sai ? A Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt B Hạt tải điện kim loại ion C Hạt tải điện kim loại electron tự D Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm giữ nhiệt độ không đổi Câu 23: Một dây vônfram có điện trở 136Ω nhiệt độ 1000C, biết hệ số nhiệt điện trở α = 4,5.10-3K-1 Hỏi nhiệt độ 200C điện trở dây bao nhiêu: A 100Ω B 150Ω C 175Ω D 200Ω Câu 24: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc suất nhiệt điện động vào hiệu nhiệt độ hai mối hàn cặp nhiệt điện sắt – constantan hình vẽ Hệ số nhiệt điện động cặp là: ξ(mV) 2,08 A 52µV/K B 52V/K C 5,2µV/K D 5,2V/K O T(K ) 10 20 30 40 50 Câu 25: Chọn đáp án sai: ? Tuyensinh247.com 10 A Suất điện động suất cặp nhiệt điện chuyển động nhiệt hạt tải điện mạch có nhiệt độ không đồng sinh B Cặp nhiệt điện kim loại có hệ số nhiệt điện động lớn bán dẫn C Cặp nhiệt điện kim loại có hệ số nhiệt điện động nhỏ bán dẫn D Hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vào chất chất làm cặp nhiệt điện Câu 26: Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện 65µV/K đặt không khí 200C, mối nung nóng đến nhiệt độ 2320C Suất nhiệt điện cặp là: A 13,9mV B 13,85mV C 13,87mV D 13,78mV Câu 27: Khi nhúng đầu cặp nhiệt điện vào nước đá tan, đầu vào nước sôi suất nhiệt điện cặp 0,860mV Hệ số nhiệt điện động cặp là: A 6,8µV/K B 8,6 µV/K C 6,8V/K D 8,6 V/K Câu 28: Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế để đo suất nhiệt điện động cặp Một đầu mối hàn nhúng vào nước đá tan, đầu giữ nhiệt độ t0C milivôn kế 4,25mV, biết hệ số nhiệt điện động cặp 42,5µV/K Nhiệt độ t là: A 1000C B 10000C C 100C D 2000C Câu 29: Dùng cặp nhiệt điện sắt – Niken có hệ số nhiệt điện động 32,4µV/K có điện trở r = 1Ω làm nguồn điện nối với điện trở R = 19Ω thành mạch kín Nhúng đầu vào nước đá tan, đầu vào nước sôi Cường độ dòng điện qua điện trở R là: Tuyensinh247.com 11 A 0,162A Tuyensinh247.com B 0,324A C 0,5A D 0,081A 12 [...]...A Su t điện động su t hiện trong cặp nhi t điện là do chuyển động nhi t của h t tải điện trong mạch có nhi t độ không đồng nh t sinh ra B Cặp nhi t điện bằng kim loại có hệ số nhi t điện động lớn hơn của bán dẫn C Cặp nhi t điện bằng kim loại có hệ số nhi t điện động nhỏ hơn của bán dẫn D Hệ số nhi t điện động phụ thuộc vào bản ch t ch t làm cặp nhi t điện Câu 26: M t mối hàn của cặp nhi t điện có... constantan với milivôn kế để đo su t nhi t điện động trong cặp M t đầu mối hàn nhúng vào nước đá đang tan, đầu kia giữ ở nhi t độ t0 C khi đó milivôn kế chỉ 4,25mV, bi t hệ số nhi t điện động của cặp này là 42,5µV/K Nhi t độ t trên là: A 1000C B 10000C C 100C D 2000C Câu 29: Dùng m t cặp nhi t điện s t – Niken có hệ số nhi t điện động là 32,4µV/K có điện trở trong r = 1Ω làm nguồn điện nối với điện trở... số nhi t điện 65µV/K đ t trong không khí ở 200C, còn mối kia được nung nóng đến nhi t độ 2320C Su t nhi t điện của cặp này là: A 13,9mV B 13,85mV C 13,87mV D 13,78mV Câu 27: Khi nhúng m t đầu của cặp nhi t điện vào nước đá đang tan, đầu kia vào nước đang sôi thì su t nhi t điện của cặp là 0,860mV Hệ số nhi t điện động của cặp này là: A 6,8µV/K B 8,6 µV/K C 6,8V/K D 8,6 V/K Câu 28: Nối cặp nhi t điện... cặp nhi t điện s t – Niken có hệ số nhi t điện động là 32,4µV/K có điện trở trong r = 1Ω làm nguồn điện nối với điện trở R = 19Ω thành mạch kín Nhúng m t đầu vào nước đá đang tan, đầu kia vào hơi nước đang sôi Cường độ dòng điện qua điện trở R là: Tuyensinh247.com 11 A 0,162A Tuyensinh247.com B 0,324A C 0,5A D 0,081A 12