Dùng các dây dẫn (có điện trở không đáng kể) nối hai đầu một điện trở với hai cực của một nguồn điện thành mạch kín. Khi này, dòng điện có sinh công trên các đoạn dây nối không? Vì sao?

Khi hoạt động, các thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Chẳng hạn, bóng đèn (Hình 19.1a) biến đổi một phần điện năng thành quang năng, quạt máy (Hình 19.1b) biến đổi một phần điện năng thành cơ năng, bàn là (Hình 19.1c) biển đổi điện năng thành nhiệt năng,... Năng lượng điện mà các thiết bị tiêu thụ phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Ghép nối tiếp một biến trở R với một điện trở R0, thành bộ rồi nối hai đầu vào hai cực của một nguồn điện không đổi. Điều chỉnh R, người ta thu được đồ thị đường biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở vào cường độ dòng điện như Hình 18P1.

a) Xác định giá trị suất điện động của nguồn điện.

b) Xác định giá trị biến trở R ứng với điểm M trên đồ thị.

Một nguồn điện có suất điện động 6 V và điện trở trong 0,5 $\Omega$. Khi mắc hai cực của nguồn điện với một vật dẫn thì trong mạch xuất hiện dòng điện 1,4 A. Bỏ qua điện trở các dây nối. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.

Em hãy giải thích vì sao lời khuyên khi cất giữ pin là cần để pin nơi khô và thoáng mát.

Mắc hai cực của một pin có suất điện động 9 V vào hai đầu của một mạch chứa điện trở. Cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu của mạch lần lượt có giá trị đo được là 0,1 A và 8,9 V. Xác định giá trị điện trở trong của pin.

Mắc hai cực nguồn điện với một điện trở qua một khoá K. Mắc hai đầu một vôn kế vào hai cực của nguồn (Hình 18.6). Bằng lập luận, em hãy so sánh số chỉ của vôn kế trong hai trường hợp khoá K đóng và mở.

Khi di chuyển bên trong nguồn từ một cực sang cực còn lại dưới tác dụng của lực lạ, sự chuyển động của các điện tích có bị cản trở bởi yếu tố nào không?

Hình 18.4 thể hiện một số loại pin và ắc quy trên thị trường. Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn thông số của các loại pin và ắc quy này.

Xét một nguồn điện có suất điện động 12 V. Xác định công cần thiết của nguồn điện để dịch chuyển một electron từ cực dương sang cực âm của nguồn.

So sánh sự giống và khác nhau của hai khái niệm: suất điện động và hiệu điện thế.

Quan sát Hình 18.3, mô tả chiều chuyển động của các hạt mang điện trong dây dẫn và bên trong nguồn điện.

Dòng điện đem lại rất nhiều lợi ích cho cuộc sống con người cũng như sự phát triển của xã hội. Ở chương trình Trung học cơ sở, trong các thí nghiệm cần có dòng điện, các em đã được làm quen với một số nguồn điện (Hình 18.1) và sử dụng chúng. Vì sao nguồn điện có thể tạo ra và duy trì dòng điện lâu dài? Những đại lượng vật lí nào đặc trưng cho nguồn điện?

Đường đặc trưng vôn – ampe của hai điện trở R1 và R2 được cho bởi Hình 17.1.

a) Lập luận để xác định điện trở nào có giá trị lớn hơn.

b) Tính giá trị mỗi điện trở.

Thông tin kĩ thuật của một loại cáp điện được in trên vỏ sản phẩm như sau: Diện tích tiết diện: 1,5 mm2, điện trở mỗi km chiều dài: 12,1 $\Omega$. Hãy xác định điện trở suất của vật liệu làm cáp điện này.

Nêu một vài ứng dụng của điện trở nhiệt.

Thảo luận về ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở của đèn sợi đốt.

Đặt hiệu điện thế U (U có thể điều chỉnh được) vào hai đầu của một điện trở là một đoạn dây bằng đồng dài 10 m, đường kính tiết diện 1 mm và điện trở suất 1,69.10-8 $\Omega m$ ở 20°C. Dùng ampe kế đo cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây đồng. Điều chỉnh U, tương ứng với mỗi giá trị của U ta thu được một giá trị của I. Kết quả thể hiện trong Bảng 17.3.

a) Dựa vào Bảng 17.3, em hãy vẽ đường đặc trưng vôn – ampe của điện trở trên. 

b) Tính điện trở của đoạn dây dẫn. So sánh với giá trị thu được từ đường đặc trưng vôn -ampe.

Xác định giá trị điện trở của đoạn dây bằng đồng có đường đặc trưng vôn — ampe như Hình 17.3.

Đặt hiệu điện thế U = 1,5 V vào hai đầu một sợi dây dẫn bằng đồng có điện trở R = 0,6 $\Omega$. Tính cường độ dòng điện chạy qua sợi dây đồng.

Các công thức (17.1) và (17.3) có tương đương nhau không? Giải thích.

Tìm hiểu và giải thích vì sao người ta thường sử dụng đồng để làm dây dẫn điện.

Nêu nguyên nhân chính gây ra điện trở của vật dẫn.

Khi vô tình chạm vào đoạn dây có điện bị hở lớp vỏ cách điện, một thợ sửa chữa bị điện giật nhẹ vì có một dòng điện cỡ 10 mA chạy qua người. Nhưng một người khác cũng chạm vào đoạn dây trên thì có thể nguy hiểm đến tính mạng do có dòng điện 90 mA chạy qua người. Điều gì tạo nên sự khác biệt này?

Cho dòng điện 4,2 A chạy qua một đoạn dây dẫn bằng kim loại dài 80 cm có đường kính tiết diện 2,5 mm. Mật độ electron dẫn của kim loại này là 8,5.1028 electron/m3. Hãy tính thời gian trung bình mỗi electron dẫn di chuyển hết chiều dài đoạn dây.

Một quả cầu bằng đồng cô lập. Một dây dẫn kim loại mang dòng điện đi vào nó và một dây dẫn kim loại khác mang dòng điện đi ra khỏi nó. Biết cường độ dòng điện đi vào lớn hơn cường độ dòng diện đi ra khỏi quả cầu là 2 $\mu A$.

a) Hỏi số electron của quả cầu tăng hay giảm theo thời gian?

b) Tính thời gian để quả cầu tăng (hoặc giảm) một lượng 1 000 tỉ electron.

Một ống chứa khí hydrogen bị ion hoá đặt trong điện trường mạnh giữa hai điện cực làm xuất hiện dòng điện. Các electron chuyển động về cực dương, các proton chuyển động về cực âm. Biết mỗi giây có 3,1.1018 electron và 1,1.1018 proton chuyển động qua một tiết diện của ống. Hãy tính cường độ dòng điện và xác định chiều của nó.

Kết quả tính toán trong ví dụ cho thấy độ lớn vận tốc trôi rất nhỏ (cỡ 0,04 mm/s). Điều này có mâu thuẫn gì với hiện tượng đèn gần như sáng "tức thì” ngay khi bật công tắc hay không?

Vì sao khi chưa có điện trường ngoài, các hạt tải điện trong dây dẫn chuyển động nhiệt không ngừng với tốc độ cỡ 10 m/s mà không có dòng điện trong dây dẫn?

Mỗi khi trời mưa hay giông bão thường kèm theo các tia sét, đó là các dòng điện phóng từ đám mây xuống mặt đất với cường độ trung bình cỡ 300 000 A. Tia sét kéo dài 1,5 s. Hãy tính điện lượng đã di chuyển giữa đám mây và mặt đất trong mỗi tia sét.

Hãy so sánh cường độ của hai dòng điện không đổi sau:

Dòng điện 1: Cứ mỗi giây có 1,25.1019 hạt electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn.

Dòng điện 2: Cứ mỗi phút có điện lượng 150 C chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn.

Dựa vào công thức (16.1), hãy lập luận để dẫn dắt ra định nghĩa đơn vị đo điện lượng culông.

Khi nói về dòng điện, chúng ta thường nhắc tới chiều của nó. Theo em, cường độ dòng điện I là đại lượng vectơ hay vô hướng?

Dựa vào bộ dụng cụ trong Hình 16.2, em hãy đề xuất phương án thí nghiệm khác để kiểm chứng tính mạnh yếu của dòng điện. Tiến hành thí nghiệm (nếu có điều kiện).

Khi bật công tắc, ta thấy bóng đèn sáng lên gần như ngay lập tức. Phải chăng các hạt tải điện trong dây dẫn nối với bóng đèn đã di chuyển với vận tốc rất lớn? Có thể ước tính vận tốc này bằng cách nào? Ngoài ra, khi so sánh độ sáng hai bóng đèn sợi đốt cùng loại nhưng được đặt vào hai hiệu điện thế khác nhau ta thấy có sự khác biệt (Hình 16.1). Yếu tố nào của dòng điện đã tạo nên sự khác biệt này?

Xét một máy khử rung tim xách tay. Để cấp cứu cho bệnh nhân, nhân viên y tế đặt hai điện cực của máy khử rung tim lên ngực bệnh nhân và truyền năng lượng dự trữ trong tụ điện cho bệnh nhân. Giả sử tụ điện trong máy có điện dung 70 $\mu F$ và hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 5 000 V.

a) Xác định năng lượng của tụ.

b) Giả sử trung bình máy truyền một năng lượng khoảng 200 J qua bệnh nhân trong một xung có thời gian khoảng 2 ms. Xác định công suất trung bình của xung.

Xét một đám mây tích điện –320C. Xem đám mây và bề mặt Trái Đất như một tụ điện phẳng, biết điện dung của tụ điện này khoảng 9,27 nF. Hãy tính:

a) Hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện.

Tìm hiểu và trình bày một số ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.

Một tụ điện có điện dung C = 2 pF được tích điện đến điện tích 3,2.10-8 C. Tính năng lượng của tụ điện. Tụ điện này có thể được dùng để duy trì dòng điện trong mạch hay không? Vì sao?

Vận dụng kiến thức đã học và công thức (15.1), em hãy rút ra công thức (15.2).