Lý thuyết Cường độ dòng điện (Kết nối tri thức) hay, chi tiết

Lý thuyết Cường độ dòng điện (Kết nối tri thức) hay, chi tiết | Lý thuyết Vật lí 11

Giang Ngày: 14-11-2023 Lớp 11

286

Toptailieu.vn xin giới thiệu Lý thuyết Cường độ dòng điện (Kết nối tri thức) hay, chi tiết | Lý thuyết Vật lí 11. Bài viết gồm phần lý thuyết trọng tâm nhất được trình bày một cách dễ hiểu, dễ nhớ bên cạnh đó là bộ câu hỏi trắc nghiệm có hướng dẫn giải chi tiết để học sinh có thể vận dụng ngay lý thuyết, nắm bài một cách hiệu quả nhất. Mời các bạn đón xem:

Lý thuyết Cường độ dòng điện (Kết nối tri thức) hay, chi tiết | Lý thuyết Vật lí 11

A. 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.

Lý thuyết Cường độ dòng điện – Vật lí 11 Kết nối tri thức (ảnh 1)

- 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.

Lý thuyết Cường độ dòng điện – Vật lí 11 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Sơ đồ tư duy về “Cường độ dòng điện”

Lý thuyết Góc lượng giác (Kết nối tri thức) Vật lí 11 (ảnh 1)

B. Bài tập Cường độ dòng điện

Câu 1: Trong dây dẫn kim loại, dòng điện là dòng dịch chuyển của các hạt

A. điện tích dương.

B. hạt proton.

C. hạt electron tự do.

D. hạt điện tích âm.

Trong dây dẫn kim loại, dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do.

Đáp án đúng là C

Câu 2. Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian 10s là 10,25.10¹⁹ electron. Khi đó dòng điện qua dây dẫn có cường độ là

A. 1,025 A.

B. 1,64 A.

C. 10,25 mA.

D. 0,164 A.

Áp dụng công thức $I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{N . | e |}{Δ t} = \frac{{10,25.10}^{19} {.1,6.10}^{- 19}}{10} = 1,64$ (A)

Đáp án đúng là B.

Câu 3. Dòng điện chạy qua dây dẫn của một camera có cường độ 50 μA. Số electron chạy qua dây dẫn mỗi giây là

A. 3,75.10¹⁴ hạt.

B. 3,35.10¹⁴ hạt.

C. 3,125.10¹⁴ hạt.

D. 50.10¹⁵ hạt.

Áp dụng công thức $I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{N . | e |}{Δ t} \Rightarrow N = \frac{I . Δ t}{| e |} = \frac{{50.10}^{- 6} .1}{{1,6.10}^{- 19}} = {3,125.10}^{14}$

Đáp án đúng là C.

Câu 4: Đơn vị của cường độ dòng điện là

A. Ampe.

B. Cu lông.

C. Vôn

D. Jun.

Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe, kí hiệu là chữ A.

Đáp án đúng là A.

Câu 5. Một dây dẫn kim loại có điện lượng q = 30 C đi qua tiết diện của dây trong 2 giây. Số electron qua tiết diện của dây trong 1s là

A. 9,375.10¹⁹ hạt.

B. 15,625.10¹⁷ hạt.

C. 9,375.10¹⁸ hạt.

D. 3,125.10¹⁸ hạt.

Lượng điện tích di chuyển qua điện trở trong 1s là ∆q = $\frac{q}{2}$ = 15 C.

Số electron qua tiết diện dây trong 1 s là $N = \frac{Δ q}{{1,6.10}^{- 19}} = \frac{15}{{1,6.10}^{- 19}} = {9,375.10}^{19}$ .

Đáp án đúng là A.

Câu 6. Chọn câu đúng.

A. Cường độ dòng điện cho biết độ mạnh hay yếu của dòng điện.

B. Khi nhiệt độ tăng thì cường độ dòng điện tăng.

C. Cường độ dòng điện qua một đoạn mạch tỉ lệ nghịch với điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch.

D. Dòng điện là dòng các electron dịch chuyển có hướng.

A – đúng.

B – sai vì nhiệt độ tăng thì điện trở tăng, cường độ dòng điện giảm.

C – sai vì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có công thức $I = \frac{q}{t}$ nên cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch.

D – sai vì tùy từng môi trường, hạt tải điện sẽ là các hạt khác nhau.

Đáp án đúng là A.

Câu 7. Dòng điện có chiều quy ước là chiều chuyển động của

A. hạt electron

B. hạt notron

C. có điện tích dương

D. hạt điện tích âm.

Dòng điện có chiều quy ước là chiều chuyển động của các hạt mang điện dương.

A, D – sai vì đó là các hạt mang điện tích âm.

B – sai vì hạt notron không mang điện.

Đáp án đúng là C.

Câu 8: Một dòng điện chạy 5A qua dây chì trong cầu chì trong thời gian 0,5 giây có thể làm đứt dây chì đó. Điện lượng dịch chuyển qua dây chì trong thời gian trên là bao nhiêu?

A. 25C

B. 2,5 C

C. 0,25 C

D. 0,025C

Áp dụng công thức q = I.t = 5.0,5 = 2,5 C.

Đáp án đúng là B

Câu 9. Câu nào sau đây là sai?

A. Trong dây dẫn kim loại, chiều dòng điện ngược chiều chuyển động của các êlectron tự do.

B. Chiều dòng điện trong kim loại là chiều dịch chuyển của các ion dương.

C. Chiều dòng điện quy ước là chiều dịch chuyển của các điện tích dương.

D. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.

A – đúng.