1/ Dòng điện là gì?
Theo thuyết electron các điện tích nguyên tố electron có thể dời khỏi nguyên tử để trở thành các electron tự do. Nguyên tử trung hòa mất electron sẽ trở thành ion dương, nguyên tử trung hòa nhận electron sẽ trở thành ion âm.
với 1g kim loại đồng [Cu=64] sẽ có [1/64].6,02.10$^{23 }$= 9.406.250.000.000.000.000.000 nguyên tử.
=> số electron tự do có thể có [1/64].6,02.10$^{23 }$[hạt]
Trong 1 nguyên tử đồng chứa 29 hạt proton và 29 hạt electron, theo cách sắp xếp các lớp eletron, sẽ có 1 electron ở lớp ngoài cùng liên kết yếu với hạt nhân và có thể tách khỏi nguyên tử tạo thành electron tự do [hạt mang điện tự do] có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Khi đặt trong môi trường điện môi [cách điện] các electron tự do bên trong dây đồng chuyển động hỗn loạn theo mọi hướng khác nhau nên không có dòng diện, khi đặt trong điện trường công của lực điện sẽ dịch chuyển thành dòng có hướng các eletron tự do tạo ra dòng điện.
công của lực điện sẽ dịch chuyển các electron tự do tạo thành dòng điện tích chuyển động có hướng tạo thành dòng điện chạy trong dây dẫn đồng.
Không chỉ với đồng mà hầu hết các kim loại, dòng các điện tích chuyển động có hướng bên trong kim loại dưới tác dụng của điện trường là dòng các hạt electron tự do.
Kết luận: dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích
2/ Cường độ dòng điện:Cường độ dòng điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ mạnh, yếu của dòng điện, được xác định bằng lượng điện tích [điện lượng] dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian.[/left]
\[I=\dfrac{\Delta q}{\Delta t}\]
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện [A]
- Δq: điện lượng [C]
- Δt: thời gian [s]
3/ Dòng điện không đổi:
Dòng điện không đổi có chiều và cường độ không đổi theo thời gian
\[I=\dfrac{q}{t}\]
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện [A]
- q: điện lượng [C]
- t: thời gian [s]
- Đối với kim loại: q=n.|e| [với n là số electron tự do; e=1,6.10$^{-19 }$C]
Lưu ý: dòng điện không đổi có chiều không đổi nên còn được gọi là dòng điện 1 chiều, điều ngược lại chưa chắc đúng vì dòng 1 chiều cường độ có thể thay đổi theo thời gian.
4/ Nguồn điện:
Nguồn điện là các thiết bị có thể tạo ra dòng điện, tác dụng chính của nguồn điện tạo ra và duy trì sự trênh lệch điện thế [hiệu điện thế] giữa hai đầu mạch điện.
Khi đóng mạch [mạch kín], nguồn điện sẽ tạo ra một sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm nối vào hai cực của nguồn điện.
Sự chênh lệch điện thế giữa hai cực của nguồn điện làm cho các điện tích dương sẽ "chảy" từ nơi có điện thế cao về nơi có điện thế thấp, các điện tích âm sẽ "chảy" từ nơi có điện thế thấp về nơi có điện thế cao tạo ra dòng điện. Nếu dây dẫn bằng kim loại thì chỉ có dòng "chảy" của các eletron tự do.
Tại sao nguồn điện lại bị hết điện [hết năng lượng]?
nguồn điện luôn có hai cực là cực âm [chứa các điện tích âm]và cực dương [chứa các điện tích dương]
Khi mắc nguồn điện vào trong mạch điện có dây dẫn bẳng kim loại, dòng electron tự do chuyển động dọc theo dây dẫn đi về phía cực dương của nguồn điện kết hợp với các điện tích dương ở cực dương của nguồn điện tạo thành nguyên tử trung hòa về điện.
Cùng thời điểm đó bên trong nguồn điện tồn tại một lực sinh công dịch chuyển các điện tích âm về cực âm, các điện tích dương về cực dương tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa hai cực của nguồn điện, lực này không giống với bất kỳ lực nào đã biết nên được gọi là lực lạ.
Sau mỗi lần dịch chuyển điện tích âm từ cực dương về cực âm, nguồn điện mất dần năng lượng cho đến khi hết thì điện thế tại hai cực của nguồn điện cân bằng khi đó trong mạch cũng không còn dòng "chảy" của điện tích.
5/ Suất điện động của nguồn điện
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện [công của lực lạ], suất điện động của nguồn điện có độ lớn bằng độ chênh lệch điện thế [hiệu điện thế] giữa hai cực của nguồn điện.
Công thức tính suất điện động của nguồn điện
\[E=\dfrac{A}{q}\]
Trong đó:
- E: suất điện động của nguồn điện [V]
- A: công của nguồn điện [công của lực lạ] [J]
- q: lượng điện tích dịch chuyển qua nguồn [C]
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 11 chương dòng điện không đổi
nguồn vật lý trực tuyến[/I][/CENTER][/I][/CENTER]
Dòng Điện Không Đổi Vật Lý 11 là một trong những chương quan trọng nhất của vật lý lớp 11, đây cũng là chương học có nhiều kiến thức và là nền tảng để các bạn có thể học tốt các chương học sau này.
Hôm nay Kiến Guru sẽ cùng các bạn tổng hợp các kiến thức trong chương Dòng Điện Không Đổi Vật Lý 11 và sau đó chúng ta sẽ cùng nhau kiểm tra lại kiến thức bằng một số câu hỏi trắc nghiệm có đáp án.
Và bây giờ chúng ta cùng nhau bắt đầu nhé.
I. Hệ thống kiến thức trong chương dòng điện không đổi vật lý 11
1. Dòng điện
Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện, có chiều quy ước là chiều chuyển động của các hạt điện tích dương. Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ.
Ngoài ra dòng điện còn có thể có các tác dụng nhiệt, hoá và một số tác dụng khác. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho tác dụng của dòng điện. Đối với dòng điện không đổi thì:
I=q/t
2. Nguồn điện
Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện. Suất điện động của nguồn điện được xác định bằng thương số giữa công của lực lạ làm dịch chuyển điệ tích dương q bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó.
E=A/q
Máy thu điện chuyển hoá một phần điện năng tiêu thụ thành các dạng năng lượng khác có ích, ngoài nhiệt. Khi nguồn điện đang nạp điện, nó là máy thu điện với suất phản điện có trị số bằng suất điện động của nguồn điện.
3. Định luật Ôm
Định luật Ôm với một điện trở thuần:
Tích ir gọi là độ giảm điện thế trên điện trở R. Đặc trưng vôn – ampe của điện trở thuần có đồ
thị là đoạn thẳng qua gốc toạ độ.
Định luật Ôm cho toàn mạch
Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:
[dòng điện chạy từ A đến B, qua nguồn từ cực âm sang cực dương]
Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa máy thu
[dòng điện chạy từ A đến B, qua máy thu từ cực dương sang cực âm]
4. Mắc nguồn điện thành bộ
Mắc nối tiếp:
Eb = E1 + E2 + ...+ En
rb = r1 + r2 + ... + rn
Trong trường hợp mắc xung đối: Nếu E1 > E2 thì
Eb = E1- E2
rb = r1 + r2
và dòng điện đi ra từ cực dương của E1.
Mắc song song: [n nguồn giống nhau]
Eb = E và rb = r/n
5. Điện năng và công suất điện. Định luật Jun – Lenxơ
Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch [điện năng và công suất điện ở đoạn mạch]
A = UIt; P = UI
Định luật Jun – Lenxơ:
Q = RI2t
Công và công suất của nguồn điện:
A = EIt; P = EI
Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện:
Với dụng cụ tỏa nhiệt:
P=UI=RI2t
Với máy thu điện: P = EI + rI2
[P’= EI là phần công suất mà máy thu điện chuyển hoá thành dạng năng lượng có ích, không
phải là nhiệt]
- Đơn vị công [điện năng] và nhiệt lượng là jun [J], đơn vị của công suất là oát [W]
II. Trắc nghiệm lý thuyết chương dòng điện không đổi vật lý 11
A. Đề bài trắc nghiệm dòng điện không đổi vật lý 11
1. Phát biểu nào sau đây là không chính xác ?
A. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
B. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
C. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương.
D. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm.
2. Phát biểu nào sau đây là không chính xác ?
A. Dòng điện có tác dụng từ. Ví dụ: nam châm điện.
B Dòng điện có tác dụng nhiệt. Ví dụ: bàn là điện.
C. Dòng điện có tác dụng hoá học. Ví dụ: acquy nóng lên khi nạp điện.
D. Dòng điện có tác dụng sinh lý. Ví dụ: hiện tượng điện giật.
3. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Trong nguồn điện hoá học [pin, acquy], có sự chuyển hoá từ nội năng thành điện năng.
B. Trong nguồn điện hoá học [pin, acquy], có sự chuyển hoá từ cơ năng thành điện năng.
C. Trong nguồn điện hoá học [pin, acquy], có sự chuyển hoá từ hóa năng thành điện năng.
D. Trong nguồn điện hoá học [pin, acquy], có sự chuyển hoá từ quang năng thành điện năng.
4. Phát biểu nào sau đây là không chính xác ?
A. Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện trường làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
B. Công suất của dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
C. Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật.
D. Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian.
5. Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài
A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch.
B. Tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
C. Giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
D. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong mạch.
6. Cho một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song và mắc vào một hiệu điện thế không đổi. Nếu giảm trị số của điện trở R2 thì
A. Độ sụt thế trên R2 giảm.
B. Dòng điện qua R1 không thay đổi.
C. Dòng điện qua R1 tăng lên.
D. Công suất tiêu thụ trên R2 giảm.
B. Đáp án trắc nghiệm dòng điện không đổi vật lý 11
1. D
2. C
3. C
4. C
5. C
6. B
Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi qua kiến thức tổng quát của dòng điện không đổi vật lý 11. Mong rằng bài viết trên đã giúp các bạn vừa khắc sâu những kiến thức lí thuyết và có thể vận dụng để nắm vững phương pháp làm bài tập.
Và hãy nhớ luôn ôn luyện lại kiến thức của chương này vì đây sẽ là nền tảng cho các bạn học tốt các chương tiếp theo không chỉ ở chương trình học lớp 11 mà còn ở chương trình học lớp 12 và kiến thức để thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia nhé!
Hẹn gặp các bạn vào các bài viết tiếp theo của Kiến Guru.