Lý thuyết Cường độ dòng điện (Cánh diều 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 1: Cường độ dòng điện

A. Lý thuyết Cường độ dòng điện

I. Chuyển động có hướng của hạt mang điện

1. Hạt mang điện chuyển động trong kim loại

- Bên trong kim loại có các electron tự do chuyển động, chúng được gọi là các electron dẫn, bởi vì chúng là các hạt cho phép kim loại dẫn điện.

- Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn, không tạo ra dòng điện trong kim loại.

- Khi nguồn điện được nối với dây dẫn kim loại, nguồn điện tác dụng lực lên các electron dẫn làm cho chúng vừa chuyển động hỗn loạn vừa di chuyển theo chiều từ cực âm về cực dương.

- Chiều của dòng điện được quy ước là chiều từ cực dương của nguồn điện đang tạo ra dòng điện, qua dây dẫn đến cực âm.

2. Hạt mang điện chuyển động trong dung dịch chất điện phân

Dòng điện có thể chạy qua dung dịch muối, acid hoặc base; chúng được gọi chung là chất điện phân. Trong dung dịch, chất điện phân tách ra thành các ion trái dấu: ion dương và ion âm chuyển động tự do.

II. Cường độ dòng điện

1. Tác dụng mạnh yếu của dòng điện

Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện và được đo bằng đơn vị ampe, kí hiệu là A.

Một số ước của đơn vị ampe:

1 mA = 10-3 A

$1\mu A={10}^{-6}A$

2. Định nghĩa cường độ dòng điện

· Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng (lượng điện tích) chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian

· Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện không đổi.

3. Tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện

Tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện: $v=\frac{I}{Sne}$

Trong đó:

- I là cường độ dòng điện

- n là mật độ hạt mang điện có điện tích e

- e là điện tích hạt mang điện

- S là tiết diện của dây dẫn

B. Trắc nghiệm Cường độ dòng điện

Câu 1. Nếu trong khoảng thời gian $\text{Δ}t=0,1\text{s}$ đầu có điện lượng q = 0,5C và trong thời gian $△t^{\text{'}}=0,1\text{s}$ tiếp theo có điện lượng $q^{\text{'}}=0,1\text{C}$ chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn thì cường độ dòng điện trong cả hai khoảng thời gian đó là

A. 6A.

B. 3A.

C. 4A.

D. 2A.

Câu 2. Trong thời gian 4 s, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn là 2C. Cường độ dòng điện qua bóng đèn là

A. 0,5A.

B. 4A.

C. 5A.

D. 0,4A.

Câu 3. Một dòng điện không đổi chạy qua dây dẫn có cường độ 2A thì sau một khoảng thời gian có một điện lượng 4C chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn đó. Cùng thời gian đó, với dòng điện 4A thì có một điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đó là

A. 16C.

B. 6C.

C. 32C.

D. 8C.

Câu 4. Một dây dẫn kim loại có điện lượng q = 30 C đi qua tiết diện của dây trong 2 giây. Số electron qua tiết diện của dây trong 1s là

A. 9,375.1019 hạt.

B. 15,625.1017 hạt.

C. 9,375.1018 hạt.

D. 3,125.1018 hạt.

Câu 5: Dòng điện không đổi có cường độ 2,8 A chạy trong một dây dẫn kim loại có diện tích tiết diện thẳng 3,2.10-6 m2. Biết mật độ electron trong dây dẫn là 8,5.1028 electron/m3. Tính vận tốc trôi của electron.

A. 0,064.10-3 m/s.

B. 0,064.10-2 m/s.

C. 0,064.10-4 m/s.

D. 0,064.10-5 m/s.

Câu 11. Một dây đồng có 8,5.1028 electron tự do trong một mét khối. Dây có tiết diện thẳng (diện tích mặt cắt ngang) là 1,2 mm2 và trong dây có cường độ dòng điện 2,0 A. Tính tốc độ chuyển động có hướng của các electron.

A. 1,2.10-2 m/s.

B. 1,2.10-3 m/s.

C. 1,2.10-4 m/s.

D. 12.10-4 m/s.

Câu 12. Tốc độ dịch chuyển có hướng của các eclectron dẫn trong một dây kim loại là 6,5.10-4 m/s khi cường độ dòng điện là 0,80 A. Đường kính của dây là 0,50 mm. Tính số electron dẫn trên một đơn vị thể tích dây dẫn.

A. 3.1028 electron/m3.

B. 3,9.1028 electron/m3.

C. 9.1028 electron/m3.

D. 39.1028 electron/m3.