Giải Vật lí 11 trang 102 Chân trời sáng tạo

Giải Vật lí 11 trang 102

Câu hỏi 5 trang 102 Vật Lí 11: 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?

Lời giải:

Điều này không mâu thuẫn với hiện tượng đèn gần như sáng "tức thì", vì khi bật công tắc, có điện trường ngoài, các hạt tải điện vừa chuyển động nhiệt vừa chuyển động có hướng tạo thành dòng diện. Các hạt tải điện chuyển động va đập vào nhau liên tục nhưng theo một phương ưu tiên.

Bài tập (trang 102)

Bài 1 trang 102 Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

Hạt tải điện của chất khí là electron, ion dương và ion âm.

Cường độ dòng điện: $I=\frac{q}{t}=\frac{n.e}{t}=\frac{3,{1.10}^{18}.1,{6.10}^{-19}}{1}=0,496A$

Chiều của dòng điện ngược chiều chuyển động của electron.

Bài 2 trang 102 Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện đi vào lớn hơn cường độ dòng điện đi ra khỏi quả cầu nên số electron (hạt tải điện chính) giảm theo thời gian.

Số electron giảm theo thời gian: $n=\frac{q}{e}=\frac{It}{e}=\frac{{2.10}^{-6}.t}{1,{6.10}^{-19}}=1,{25.10}^{13}.t$

b) Thời gian để quả cầu tăng (hoặc giảm) một lượng 1 000 tỉ electron:

$t=\frac{n}{1,{25.10}^{13}}=\frac{{1000.10}^9}{1,{25.10}^{13}}=0,08s$

Bài 3 trang 102 Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

Vận tốc trôi: $v=\frac{I}{nSe}=\frac{4I}{n\pi {\left(\frac{d}{2}\right)}^{2}e}=\frac{4.4,2}{8,{5.10}^{28}.\pi .{\left(\frac{2,{5.10}^{-3}}{2}\right)}^2.1,{6.10}^{-19}}=2,{52.10}^{-4}m/s$

Thời gian trung bình mỗi electron dẫn di chuyển hết chiều dài đoạn dây:

$t=\frac{l}{v}=\frac{0,8}{2,{52.10}^{-4}}=3174,6\left(s\right)$

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: 

Giải Vật lí 11 trang 98

Giải Vật lí 11 trang 99

Giải Vật lí 11 trang 100

Giải Vật lí 11 trang 101

Giải Vật lí 11 trang 102