Lý thuyết Nguồn điện (Chân trời sáng tạo 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 18: Nguồn điện

A. Lý thuyết Nguồn điện

1. Nguồn điện

Khái niệm nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì sự chênh lệch điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch kín.

Suất điện động của nguồn điện

Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của nguồn điện, nó được đo bằng tỉ số giữa công của lực lạ A làm di chuyển lượng điện tích q > 0 từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện và điện tích q.

$E=\frac{A}{q}$

Suất điện động có đơn vị là vôn (V).

Điện trở trong của nguồn điện

Trong thực tế, khi các điện tích dịch chuyển bên trong nguồn điện về các cực của nguồn dưới tác dụng của lực lạ, chúng luôn va chạm với các hạt vật chất cấu tạo nên nguồn. Do đó, sự dịch chuyển của các điện tích bị cản trở. Đại lượng đặc trưng cho việc cản trở sự dịch chuyển của các điện tích bên trong nguồn điện được gọi là điện trở trong của nguồn, kí hiệu là r ($\Omega$).

Hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện có suất điện động E và điện trở r khi phát dòng điện cường độ I chạy qua nguồn được xác định bởi:

U = E - Ir

Mở rộng: Ghép nguồn điện

- Nguồn điện ghép nối tiếp:

$E_b=E_1+E_2+...+E_n$

$r_b=r_1+r_2+...+r_n$

- Nguồn điện ghép song song:

$E_b=E_1=E_2=...=E_n$

$r_b=\frac{r}{n}$

- Nguồn điện ghép hỗn hợp đối xứng:

$E_b=nE$

$r_b=\frac{mr}{n}$

B. Trắc nghiệm Nguồn điện

Câu 1. Suất điện động của một acquy là 3V, lực lạ đã thực hiện một công là 6 mJ. Lượng điện tích dịch chuyển khi đó là

A. 18.10–3 C.

B. 2.10–3 C.

C. 0,5.10–3 C.

D. 1,8.10–3 C.

Câu 2: Mắc hai đầu một điện trở vào hai cực của một pin. Hiệu điện thế giữa hai cực của pin có độ lớn

A. càng lớn nếu dòng điện chạy qua nguồn càng lớn.

B. càng lớn nếu dòng điện chạy qua nguồn càng nhỏ.

C. không phụ thuộc vào dòng điện chạy qua nguồn.

D. lớn hơn so với độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở.

Câu 3. Suất điện động của nguồn điện một chiều là E = 4 V. Công của lực lạ làm dịch chuyển một lượng điện tích q = 5mC giữa hai cực bên trong nguồn điện là

A. 1,5 mJ.

B. 0,8 mJ.

C. 20 mJ.

D. 5 mJ.

Câu 4. Một acquy có suất điện động là 12 V, sinh ra công là 720 J để duy trì dòng điện trong mạch trong thời gian 1 phút. Cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó là

A. $I=1,2\text{A}$.

B. $I=5,0\text{A}$.

C. $I=0,2\text{A}$.

D. $I=2,4\text{A}$.

Câu 5.Cho một mạch điện gồm một pin 1,5 V có điện trở trong 0,5 Ω nối với mạch ngoài là một điện trở 4,5 Ω. Cường độ dòng điện trong toàn mạch là

A. 0,3 A.

B. 0,25 A.

C. 0,5 A.

D. 3 A.

Câu 11. Trong một mạch kín mà điện trở ngoài là 10 Ω, điện trở trong là 1 Ω có dòng điện là 0,5 A. Hiệu điện thế 2 đầu nguồn và suất điện động của nguồn là

A. 11 V và 10 V.

B. 10 V và 11 V.

C. 5,5 V và 5 V.

D. 5 V và 5,5 V.

Câu 12. Ghép nối tiếp 3 pin có suất điện động và điện trở trong lần lượt là 2,2 V; 1,1 V; 0,9 V và 0,2 W; 0,3 W; 0,1 W thành bộ nguồn. Trong mạch có dòng điện cường độ 1 A chạy qua. Điện trở mạch ngoài bằng

A. 5,1 W.

B. 4,5 W.

C. 3,8 W.

D. 3,6 W.