Sách bài tập Vật lí 11 Bài 22 (Kết nối tri thức): Cường độ dòng điện

Giải SBT Vật lí 11 Bài 22: Cường độ dòng điện

Câu 22.1 trang 50 SBT Vật Lí 11: Dòng điện trong kim loại là

A. dòng dịch chuyển của điện tích.

B. dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích tự do.

C. dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện.

D. dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương và âm.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích tự do.

Câu 22.2 trang 50 SBT Vật Lí 11: Quy ước chiều dòng điện là

A. chiều dịch chuyển của các electron.

B. chiều dịch chuyển của các ion.

C. chiều dịch chuyển của các ion âm.

D. chiều dịch chuyển của các điện tích dương.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Quy ước chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương.

Câu 22.3 trang 50 SBT Vật Lí 11: Dòng điện không đổi là

A. dòng điện có chiều không thay đổi theo thời gian.

B. dòng điện có cường độ thay đổi theo thời gian.

C. dòng điện có điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây thay đổi theo thời gian.

D. dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

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

Câu 22.4 trang 50 SBT Vật Lí 11: Cường độ dòng điện được xác định theo biểu thức nào sau đây?

A. I = $∆$q.$∆$t.

B. $I=\frac{\text{Δ}q}{\text{Δt}}$.

C. $I=\frac{\text{Δt}}{\text{Δq}}$.

D. $I=\frac{\text{Δ}q}{e}$.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Cường độ dòng điện được xác định theo biểu thức $I=\frac{\text{Δ}q}{\text{Δt}}$.

Câu 22.5 trang 50 SBT Vật Lí 11: Chỉ ra câu sai.

A. Cường độ dòng điện được đo bằng ampe kế.

B. Để đo cường độ dòng điện, phải mắc nối tiếp ampe kế với mạch điện.

C. Dòng điện chạy qua ampe kế đi vào chốt dương, đi ra chốt âm của ampe kế.

D. Dòng điện chạy qua ampe kế đi vào chốt âm, đi ra chốt dương của ampe kế.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Quy ước chiều dòng điện chạy qua ampe kế đi vào chốt dương, đi ra chốt âm của ampe kế.

Câu 22.6 trang 51 SBT Vật Lí 11: Số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 s khi có điện lượng 30C dịch chuyển qua tiết diện của dây dẫn đó trong 30 s là

A. 3.10¹⁸.

B. 6,25.10¹⁸.

C. 90.10¹⁸.

D. 30.10¹⁸.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Số electron cần tìm $n=\frac{30}{1,{6.10}^{-19}.30}=6,{25.10}^{18}$

Câu 22.7 trang 51 SBT Vật Lí 11: Dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại có cường độ 1 A. Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong 2 s là

A. 2,5.10¹⁹.

B. 1,25.10¹⁹.

C. 2.10¹⁹.

D. 0,5.10¹⁹.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Số electron cần tìm $n=\frac{2.1}{1,{6.10}^{-19}}=1,{25.10}^{19}$

Câu 22.8 trang 51 SBT Vật Lí 11: Trong dây dẫn kim loại có một dòng điện không đổi với cường độ là 2mA chạy qua. Trong 1 phút, số lượng electron chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn đó là

A. 2.10²⁰.

B. 12,2.10¹⁹.

C. 6.10¹⁸.

D. 7,5.10¹⁷.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Số lượng electron cần tìm: $n=\frac{{\mathrm{60.2.10}}^{-3}}{1,{6.10}^{-19}}=7,{5.10}^{17}$

Câu 22.9 trang 51 SBT Vật Lí 11: Một dòng điện không đổi trong thời gian 10 s có một điện lượng 1,6C chạy qua. Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 s là

A. 10¹⁸.

B. 10¹⁹.

C. 10²⁰.

D. 10²¹.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Số electron cần tìm: $n=\frac{1,6}{10.1,{6.10}^{-19}}={10}^{18}$

Câu 22.10 trang 51 SBT Vật Lí 11: Trong thời gian 4 s, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn là 2 C. Cường độ dòng điện qua bóng đèn là

A. 0,5A.

B. 4A.

C. 5A.

D. 0,4A.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Cường độ dòng điện: $I=\frac{q}{t}=\frac{2}{4}=0,5A$

Câu 22.11 trang 51 SBT Vật Lí 11: Một dòng điện không đổi, sau 2 phút có một điện lượng 24C chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn. Cường độ của dòng điện chạy qua dây dẫn là

A. 1,2A.

B. 0,12A.

C. 0,2A.

D. 4,8A.

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Cường độ dòng điện: $I=\frac{24}{2.60}=0,2A$

Câu 22.12 trang 51 SBT Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Điện lượng cần tìm: $q_2=\frac{q_1}{I_1}.I_2=\frac{4}{2}.4=8C$

Câu 22.13 trang 52 SBT Vật Lí 11: Dòng điện chạy qua bóng đèn hình của một ti vi thường dùng có cường độ 60$\mu$A. Số electron tới đập vào màn hình của ti vi trong mỗi giây là

A. 3,75.10¹⁴.

B. 7,35.10¹⁴.

C. 2,66.10¹⁴.

D. 0,266.10¹⁴.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Số electron cần tìm: $n=\frac{q}{e}=\frac{It}{e}=\frac{{60.10}^{-6}.1}{1,{6.10}^{-19}}=3,{75.10}^{14}$

Câu 22.14 trang 52 SBT Vật Lí 11: Nếu trong khoảng thời gian $∆$t = 0,1s đầu có điện lượng q = 0,5C và trong thời gian $∆$t' = 0,1s tiếp theo có điện lượng q' = 0,1C 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Cường độ dòng điện cần tìm: $I=\frac{q_1+q_2}{t_1+t_2}=\frac{0,5+0,1}{0,1+0,1}=3A$

Câu 22.15 trang 52 SBT Vật Lí 11: Đơn vị của cường độ dòng điện, suất điện động, điện lượng lần lượt là

A. vôn (V), ampe (A), ampe (A).

B. ampe (A), vôn (V), cu lông (C).

C. niutơn (N), fara (F), vôn (V).

D. fara (F), vôn/mét (V/m), jun (J).

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Đơn vị của cường độ dòng điện, suất điện động, điện lượng lần lượt là ampe (A), vôn (V), cu lông (C).

Câu 22.16 trang 52 SBT Vật Lí 11: Trong dông sét, một điện tích âm có độ lớn 1C được phóng xuống đất trong khoảng thời gian 4.10^-4s. Tính cường độ dòng điện của tia sét đó.

Lời giải:

Áp dụng công thức $\text{I}=\frac{\text{q}}{\text{t}}=\frac{1}{4\cdot {10}^{-4}}=2500\text{A}$.

Câu 22.17 trang 52 SBT Vật Lí 11: Trong thời gian 30 giây, có một điện lượng 60C chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn. Tính cường độ dòng điện qua dây và số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2 giây.

Lời giải:

- Cường độ dòng điện: $I=\frac{\text{Δ}q}{\text{Δ}t}=2\text{A}$.

- Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2 giây:

$∆$q = It = 2.2 = 4C.

- Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:

n = = 2,5.10¹⁹ electron.

Câu 22.18 trang 52 SBT Vật Lí 11: Số electron qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây là 1,25.10¹⁹ electron. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn và điện lượng chạy qua tiết diện đó trong 2 phút.

Lời giải:

Cường độ dòng điện: $\text{I}=\frac{\text{Δq}}{\text{Δt}}=\frac{\text{Ne}}{\text{Δt}}=\frac{1,25\cdot {10}^{19}\cdot 1,6\cdot {10}^{-19}}{1}=2\text{A.}$

Điện lượng chạy qua tiết diện đó trong 2 phút: q = It = 2.120 = 240C.

Câu 22.19 trang 52 SBT Vật Lí 11: Cường độ của dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của bóng đèn là 0,64A.

a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian 2 phút.

b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian nói trên.

Lời giải:

a) Điện lượng chạy qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 2 phút: q = It = 76,8C.

b) Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc là: $\text{n}=\frac{\text{q}}{\text{e}}=4,8\cdot {10}^{20}$electron.

Câu 22.20 trang 52 SBT Vật Lí 11: Mật độ electron tự do trong một đoạn dây nhôm hình trụ là 1,8.10²⁹ electron/m³. Cường độ dòng điện chạy qua dây nhôm hình trụ có đường kính 2mm là 2A. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong dây nhôm đó.

Lời giải:

Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron tự do được xác định:

$$\begin{gathered} v=\frac{I}{\text{Sne}}=\frac{I}{\frac{\pi d^2}{4}\text{.ne}} \\ =\frac{4\cdot 2}{\pi \cdot 4\cdot {10}^{-6}\cdot 1,8\cdot {10}^{29}\cdot 1,6\cdot {10}^{-19}} \\ =0,21\cdot {10}^{-4}\text{m}/\text{s.} \end{gathered}$$

Lý thuyết Cường độ dòng điện

I. Cường độ dòng điện

- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là độ lớn của điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian, càng lớn thì dòng điện chạy qua càng mạnh.

- Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức I = Δq/Δt, với đơn vị của cường độ dòng điện là A, của điện lượng là C, của thời gian là s.
Từ công thức trên ta có: Δq = I.Δt.

- Đơn vị điện lượng C được định nghĩa là tổng điện lượng của các hạt mang điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1s bởi dòng điện có cường độ 1A, hay 1C = 1As.

II. Liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện

1. Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại

- Electron tự do trong kim loại có thể chuyển động tự do.

- Khi dây dẫn kết nối với nguồn điện thì trong dây dẫn xuất hiện điện trường.

- Các electron mang điện tích âm dịch chuyển ngược chiều với hướng của điện trường, tạo ra dòng điện (Hình 22.3).

- Chiều dòng điện trong mạch được quy ước từ cực dương đến cực âm của nguồn điện.

- Trong kim loại, dòng điện được tạo ra bởi các electron dịch chuyển ngược chiều với chiều quy ước của dòng điện.

2. Biểu thức liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện

- Nếu gọi:

+ S: diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn.

+ n: mật độ hạt mang điện (số electron tự do trong một đơn vị thể tích của dây dẫn).

+ v: tốc độ dịch chuyển có hướng của electron.

+ e: độ lớn điện tích của electron.

- Số electron chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian At là: N = nSv.Δt.

- Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là: Δq = N e = Snve.Δt.

- Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại được tính bằng công thức: I = Snve.

Sơ đồ tư duy về “Cường độ dòng điện”

Xem thêm các lời giải SBT Vật lí 11 bộ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài tập cuối chương 3 trang 47

Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

Bài 24: Nguồn điện

Bài 25: Năng lượng và công suất điện

Bài tập cuối chương 4 trang 64