Lý thuyết dòng điện, cường độ dòng điện - Vật lý 11 chương trình mới

1.Chuyển động có hướng của hạt mang điện tích

1.1 Chuyển động trong kim loại

- Các hạt electron tự do chuyển động trong kim loại được gọi là các electron dẫn vì các hạt này cho phép kim loại dẫn điện.

- Các ion dương bên trong kim loại liên kết chặt chẽ với nhau. Các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn loạn và không tạo ra dòng điện khi không có tác dụng nào của điện trường ngoài.

- Các electron chuyển động hỗn loạn và di chuyển theo chiều từ cực âm đến cực dương khi nhận được tác dụng từ nguồn điện được nối dẫn với dây kim loại.

1.2 Chuyển động trong dung dịch chất điện phân

- Chất điện phân là các dung dịch muối hay acid,.. cho dòng điện chạy qua.

- Chất điện phân tách ra thành các ion dương và âm trái dấu nhau; chuyển động tự do trong dung dịch.

- Các ion mang điện tích trái dấu sẽ chuyển động ngược chiều nhau khi dung dịch chất điện phân được nối với nguồn điện.

1.3 Khái niệm dòng điện

- Là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích. Chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương chính là chiều dòng điện (thường ngược với chiều dịch chuyển có hướng của điện tích âm)

2.Cường độ dòng điện

2.1 Định nghĩa

Cường độ dòng điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng yếu hay mạnh của dòng điện.

2.2 Công thức tính cường độ dòng điện

- Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng S trong một đơn vị thời gian nhất định:

Trong đó I là cường độ dòng điện, q là điện lượng và thời gian là t

- Với đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A)

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

2.3 Tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện

- Khi có cường độ dòng điện 1A chạy qua dây dẫn, lượng điện tích chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1s là coulomb.

- Công thức xác định cường độ dòng điện qua dây dẫn:

trong đó S là tiết diện thẳng của dây dẫn, n là mật độ hạt mang điện, v là tốc độ dịch chuyển của hạt mang điện tích e.

3.Bài tập về dòng điện, cường độ dòng điện

3.1 Bài 1 trang 100 Vật Lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Ta có: trong đó q, t là đại lượng vô hướng mà cường độ dòng điện I đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện

=> Cường độ dòng điện I là đại lượng vô hướng.

3.2 Bài 2 trang 100 Vật Lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Từ công thức thông qua tỉ số giữa điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng và khoảng thời gian để thực hiện sự dịch chuyển ta có thể định nghĩa được cường độ dòng điện. Trong đó cường độ dòng điện I với đơn vị là Ampe (A), đơn vị của thời gian là giây (s) và đơn vị của điện tích là Culong (C).

Đơn vị của điện tích (C) được định nghĩa:

1C=1A.1s=1A.s

Một culông là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1s khi có dòng điện không đổi cường độ 1A chạy qua.

Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học lý 11 hiệu quả

3.3 Bài luyện tập trang 101 Vật Lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Cường độ dòng điện :

Cường độ dòng điện của dòng điện 1 khi cứ mỗi giây có 1,25.1019 hạt electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:

Cường độ dòng điện của dòng điện 2 khi cứ 1 phút có 1,25.1019 hạt electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:

=> I1 > I2

3.4 Bài Vận dụng trang 101 Vật Lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Điện lượng cần tìm:

q=I.t=300000.1,5=450000 C

3.5 Bài 4 trang 101 Vật Lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Vì các hạt tải điện chuyển động hỗn loạn, không theo một hướng nhất định, không tạo thành dòng.

3.6 Bài 1 trang 102 Vật lý 11 (Chân trời sáng tạo)

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

Cường độ dòng điện qua ống:

=> Chiều dòng điện trong ống phóng điện ngược chiều chuyển động của electron.

3.7 Bài 2 trang 102 Vật lý 11 (Chân trời sáng tạo):

a. Số electron giảm theo thời gian vì cường độ dòng điện đi ra khỏi quả cầu nhỏ hơn cường độ dòng điện đi vào.

Số electron giảm theo thời gian:

b. Để quả cầu tăng (hoặc giảm) một lượng 1.000 tỷ electron trong khoảng thời gian:

3.8 Bài 3 trang 102 Vật lý 11 (Chân trời sáng tạo):

Vận tốc trôi:

Trung bình mỗi electron dẫn di chuyển hết chiều dài đoạn dây trong khoảng thời gian:

3.9 Bài 1 trang 91 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Khi đóng khóa K và di chuyển con chạy của biến trở Rbt , độ sáng của bóng đèn Đ tăng dần

thì số chỉ của ampe kế cũng tăng dần.

3.10 Bài 2 trang 91 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Cường độ dòng điện đặc trưng cho mức độ mạnh yếu của dòng điện.

Bộ sách cán đích 9+ được chủ biên bởi các thầy cô đến từ các trường chuyên trọng điểm hàng đầu Việt Nam. Đăng ký ngay để nhận ưu đãi cực hot từ vuihoc nhé!

3.11 Bài 3 trang 91 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Số ghim giấy mà nam châm hút được sẽ tăng lên chỉ khi số chỉ của ampe kế tăng. Nam châm có thể hút được nhiều ghim giấy hơn vì cường độ dòng điện tăng lên, từ trường xung quanh nam châm tăng dẫn đến lực từ tác dụng lên các ghim giấy tăng.

3.12 Bài 4 trang 92 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Thông số 10000 mAh biểu thị dòng điện 10000mA nó sẽ cung cấp cho thiết bị của bạn hoạt động được trong 1 giờ

3.13 Bài 1 trang 94 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Cường độ dòng điện của tia chớp, sét lên đến 300 kA, điện thế 126 MV khi phóng điện.

3.14 Bài 2 trang 94 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Thông số mAh ghi trên pin, acquy và sạc dự phòng cho biết khả năng chứa điện của các thiết bị.

3.15 Bài 3 trang 94 Vật lý 11 (Kết nối tri thức):

Cơ chế hoạt động điện tâm đồ: Khi tim hoạt động, một xung điện được tạo ra từ các tế bào trong buồng tim. Những xung điện này đi qua tim theo một hệ thống dẫn truyền và được ghi lại thành các tín hiệu điện.

Những đường gấp khúc khác nhau trên điện tâm đồ là do dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện. Thêm vào đó, mỗi dòng điện sẽ có cường độ dòng điện khác nhau tạo ra các xung tín hiệu khác nhau.

3.16 Câu hỏi 4 trang 88 Vật lý 11 (Cánh Diều):

Vì trong nước sông, nước máy có lẫn rất nhiều các hạt mang điện, các ion kim loại, …nên dòng điện hoàn toàn có thể chạy qua nước máy, nước sông,..

3.17 Bài 1 trang 88 Vật lý 11 (Cánh Diều):

Các thiết bị điện như: nồi cơm điện, bàn là, bóng đèn sợi đốt...

Bàn là hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

Nồi cơm điện hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

Tương tự như hai thiết bị trên bóng đèn hoạt động dựa trên tác dụng phát sáng của dòng điện.

Khi cường độ dòng điện qua các thiết bị này tăng lên thì chúng hoạt động mạnh.

3.18 Bài 2 trang 88 Vật lý 11 (Cánh Diều):

Chiều và cường độ dòng điện qua đèn không thay đổi theo thời gian.

Cường độ dòng điện chạy qua đèn:

3.19 Bài 3 trang 88 Vật lý 11 (Cánh Diều):

Số electron dịch chuyển:

(hạt)

3.20 Bài Vận dụng trang 90 Vật lý 11 (Cánh Diều):

Tốc độ dịch chuyển có hướng:

Vì mật độ các electron rất lớn, bên cạnh đó, các hạt mang điện dương, chúng sẽ tương tác với nhau trong quá trình dịch chuyển. Do vậy, tốc độ dịch chuyển có hướng của electron rất nhỏ.

Trên đây là toàn bộ những kiến thức trọng tâm bao gồm lý thuyết và bài tập vận dụng về Dòng điện, cường độ dòng điện. Đây là phần kiến thức vật lý 11 trọng tâm nên các bạn cần hiểu bản chất và nắm rõ kiến thức căn bản. Để ôn thi hiệu quả và có được kết quả như mong muốn, các bạn học sinh có thể truy cập ngay vào trang web Vuihoc.vn để đăng ký khoá học với các thầy cô giáo của VUIHOC ngay bây giờ nhé!

>> Mời bạn tham khảo thêm:

• Tụ điện
• Điện thế và thế năng điện
• Điện trường