Lý thuyết và bài tập theo chuyên đề có đáp án về dòng điện, nguồn điện, công suất điện, định luật Jun Lenxơ

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP THEO CHUYÊN ĐỀ CÓ ĐÁP ÁN VỀ DÒNG ĐIỆN, NGUỒN ĐIỆN, CÔNG SUẤT ĐIỆN, ĐỊNH LUẬT JUNLENXO

Lý thuyết. công thức

1. Dòng điện. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi

 a) Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện ( còn gọi là hạt tải điện)

     Quy ước chiều dòng điện: cùng chiều dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện dương và ngược chiều dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện âm

 b) Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số giữa điện lượng Δq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Δt và khoảng thời gian đó.     

\(I=\frac{\Delta q}{\Delta t}\)   c) Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian    \(I=\frac{q}{t}=\frac{n_{e}\left | e \right |}{t}\)

2. Nguồn điện. Suất điện động của nguồn điện .

   a) Để duy trì dòng điện trong mạch cần phải có nguồn điện.

   b) Cấu tạo của nguồn điện: gồm hai bản kim loại tích điện trái dấu, bên trong nguồn điện các điện tích dương thì dịch chuyển từ bản âm sang bản dương, còn điện tích âm thì dịch chuyển từ bản dương sang bản âm (chúng dịch chuyển dưới tác dụng của lực lạ). Công của lực lạ còn gọi là công của nguồn điện

  c) Suất điện động của nguồn điện  là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó   \(\xi =\frac{A}{q}\)

3) Công thức tính công suất tiêu thụ trên điện trở: \(P=U.I =RI^{2}=\frac{U^{2}}{R}\)   

Đơn vị của dòng điện (A) , của hiệu điện thế (V) , của điện trở (Ω), của công suất (W)

Chú ý:  Giả sử trên một thiết bị tiêu thụ điện có ghi: 100V – 50W. Nghĩa là giả thiết cho:

                  Hiệu điện thế định mức: U_đ/m = 100V      

                  Công suất định mức:      P_đ/m  = 50W        

=>  Điện trở của thiết bị: \(R=\frac{{U_{d/m}}^{2}}{P_{d/m}}\)     và dòng điện định mức của thiết bị: \(I_{d/m}=\frac{P_{d/m}}{U_{d/m}}=\frac{U_{d/m}}{R}\)

        Thiết bị hoạt động bình thường khi: I _{thực tế}  = I_d/m  hoặc   U_{thực tế}  = U_d/m

        Thiết bị hoạt động yếu khi:               I _{thực tế}  <  I_d/m hoặc   U_{thực tế}  < U_d/m

        Thiết bị bị hỏng khi:                         I _{thực tế}  >  I_d/m  hoặc   U_{thực tế}  > U_d/m

4. Bài toán ghép điện trở: 

Chú ý: Đối với mạch phức tạp:

  _ Nếu đoạn mạch chỉ có dây dẫn hoặc chứa ampe kế lí tưởng, ta chập hai đầu đoạn mạch lại.

  _ Nếu đoạn mạch chứa Vôn kế có điện trở rất lớn hoặc tụ điện, ta xóa luôn đoạn mạch này.

  _ Đoạn mạch có chứa tụ điện hoặc Vôn kế có điện trở rất lớn thì không cho dòng điện chạy qua. Nếu đoạn mạch này ghép song song với đoạn mạch nào thì U_{vôn kế} hoặc U_tụ sẽ bằng hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch đó.

5. Các định luật Kiếc – sôp:

  a) Đối với hiệu điện thế:   U_MN  =  U_MA + U_AN

  b) Đối với dòng điện: Tổng các dòng đổ vào 1 điểm bằng tổng các dòng đổ ra từ điểm đó

Dạng : Điện lượng. Công của nguồn điện

Bài 1. Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5A.

a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 1 phút

b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong khoảng thời gian nói trên. Biết điện tích của electron là – 1,6.10^-19C.         

Đs: 30C; 1,87.10²⁰e

Bài 2. Suất điện động của một pin là 1,5V. Xác định công của lực lạ khi dịch chuyển một điện tích dương +2C từ cực âm đến cực dương của nguồn điện.

Đs: 30J

Bài 3. Một bộ acquy có suất điện động 6V và sản ra công 360J khi dịch chuyển điện tích ở bên trong và giữa hai cực của nó khi acquy này phát điện

a) Tính lượng điện tích được dịch chuyển này

b) Thời gian dịch chuyển của điện tích này là 5 phút, tính cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó

Đs: 60C; 0,2A

Bài 4. Lực lạ thực hiện công 840mJ khi dịch chuyển một điện tích 7.10^-2C giữa hai cực bên trong nguồn điện. Tính suất điện động của nguồn điện này

Đs: 12V

Bài 5. Suất điện động của acquy là 6V. Tính công của lực lạ khi làm dịch chuyển một điện tich,8C bên trong một nguồn điện từ cực âm đến cực dương

Đs: 4,8J

Bài 6. Cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn là 1,6A. Tính số electron đã chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc bóng đèn trong thời gian 2 phút. CHo biết điện tích của electron là -1,6.10^-19C. 

  Đs: 1,2.10²¹e

Dạng : Định luật Ôm với đoạn mạch chỉ chứa điện trở, ghép nối tiếp, song song

Bài 7. Tính điện trở tương đương của mạch sau. Cho hiệu điện thế giữa hai điểm AB là U_AB = 60V. Tìm hiệu điện thế và dòng điện và công suất tiêu thụ trên các điện trở. Tìm hiệu điện thế U_MN

Bài  8. Giữa hai đầu A và B của một mạch điện có mắc song song ba dây dẫn có điện trở R₁ = 4Ω ; R₂ = 5Ω  và  R₃ = 20Ω.           

 a) Tìm điện trở tương đương của ba điện trở đó.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu A, B và cường độ dòng trong mỗi nhánh nếu cường độ dòng điện trong mạch chính là 5A.         

ĐS : a) 2Ω ; b) 10V ; 2,5A ; 2A ; 0,5A.

Bài  9. Cho mạch điện như hình vẽ. Với R₁ = 7Ω,  R₂ = 4Ω, điện trở toàn mạch là 7,8Ω. Tìm R₃  .    Đs: 1Ω

Cho hiệu điện thế toàn mạch là 78V. Tìm dòng điện qua các điện trở. Tính công suất tiêu thụ của mỗi trở

Bài 10. Hai điện trở R₁ và R₂ khi mắc nối tiếp thì điện trở tương đương là 90Ω. Khi mắc song song thì điện trở tương đương là 20Ω. Tìm R₁ và R₂                               

 Đs: 60Ω, 30Ω

Bài 11. Hai điện trở R₁ và R₂ mắc vào hiệu điện thế không đổi 12V. Nếu R₁ mắc nối tiếp R₂ thì dòng điện qua mạch chính là 3A. Nếu R₁ mắc song song R₂ thì dòng điện qua mạch chính là 16A. Tìm R₁ và R₂     Đs: 2Ω, 3Ω