Ôn tập Vật lý Lớp 12 - Chương: Dòng điện trong các môi trường

Nội dung text: Ôn tập Vật lý Lớp 12 - Chương: Dòng điện trong các môi trường

1. CÔNG THỨC & BÀI TẬP o I. Tóm tắt lí thuyết : Tlớn ,Tnhỏ : nhiệt độ tuyệt đối 2 đầu cặp nhiệt điện ( K) A. Dòng điện trong kim loại : 1.Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ : B.Dòng điện trong chất điện phân : ρ=ρo(1 + α.∆t) hoặc R=Ro(1 + α.∆t) Khối lượng chất giải phóng ra khỏi điện cực (bám vào -1 A.I.t 1 A α: hệ số nhiệt điện trở(K ) các điện cực) m k.q k . q I.t 2.Cường độ dòng điện trong dây dẫn kim loại: 96500.n F n N m I = n.qe.S.v n 6,02.10 23 V V.A F = 96500C/mol: hằng số Farađây. n : mật độ electron trong kim loại (m-3) A : khối lượng mol nguyên tử. qe : điện tích của electron (C) n : hoá trị. S : tiết diện dây dẫn (m2) k: đương lượng điện hóa v : vận tốc trôi của electron (m.s-1) q:điện lượng truyền qua N : số elctron trong kim loại V : thể tích kim loại (m3) Lưu ý : m : khối lượng kim loại A : phân tử khối kim loại 1.Bình điện phân là điện trở khi có hiện tượng cực 3.Suất điện động nhiệt điện : dương tan. Khi bình điện phân là điện trở thì cực dương -1 ξ=αT(Tlớn – Tnhỏ ) αT : hệ số nhiệt điện động (V.K ) (anot) bị mòn và cực âm (katot) có kim loại bám vào. T(oK)=t(oC) + 273 ξ : suất điện động nhiệt điện (V) 2.Bình điện phân là máy thu khi có khí bay lên ở điện cực. Bài 1 : Một sợi đồng ở 20oC có điện trở suất là 1,69.10-8 Ω.m. Biết hệ số nhiệt điện trở của đồng là 4,3.10-3 K-1. Tính : a) Điện trở suất của dây đồng ở 100oC. b) Điện trở suất của dây đồng tăng hay giảm bao nhiêu khi ở 200oC kể từ nhiệt độ 20oC. Bài 2 : Dây tỏa nhiệt của bếp điện có dạng hình trụ ở 20oC có điện trở suất ρ=5.10-7 Ωm , chiều dài 10 m , đường kính 0,5 mm. a) Tính điện trở của sợi dây ở nhiệt độ trên. b) Biết hệ số nhiệt của điện trở của dây trên là α=5.10-7 K-1.Tính điện trở ở 200oC. Bài 3 : Một dây kim loại có điện trở 20 Ω khi nhiệt độ là 25oC. Biết khi nhiệt độ tăng thêm 400oC thì điện trở của dây kim loại là 53,6 Ω. a) Tính hệ số nhiệt điện trở của dây dẫn kim loại. b) Điện trở của dây dẫn tăng hay giảm bao nhiêu khi nhiệt độ tăng từ 25oC đến 300oC. Bài 4 :Ở nhiệt độ 25 oC thì hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là 40 mV và cường độ dòng điện qua đèn là 16mA. Khi đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế giữa 2 cực của đèn 220 V và cường độ dòng điện qua đèn là là 4 A. Cho α=4,2.10-3 K-1. Tính nhiệt độ đèn sáng. o -3 -1 Bài 5 : Một sợi dây dẫn bằng kim loại có điện trở R1 ở t1=30 C. Biết α=4,2.10 K . Hỏi nhiệt độ phải tăng hay giảm bao nhiêu để điện trở của dây tăng lên gấp 2 lần. Bài 6 : Một bóng đèn ở 25oC có cường độ dòng điện là 4mA khi hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là 80 mV. Khi nhiệt độ tăng lên đến 2025oC thì dòng điện trong mạch có giá trị bao nhiêu nếu đặt vào 2 đầu đoạn mạch một hiệu điện thế 94 V. Biết α=4,2.10-3 K-1. Bài 7 : Một dây dẫn bằng kim loại ở 20oC có điện trở suất là 1,69.10-8 Ωm.Biết hệ số nhiệt điện trở của kim loại là 4,3.10-3 K-1. a) Tính điện trở suất của của kim loại khi nhiệt độ là 400oC. b) Để điện trở suất của kim loại là 1,8.10-8 Ωm thì nhiệt độ phải là bao nhiêu? Bài 8 : Một cặp nhiệt điện platin–platin pha rôđi có hệ số nhiệt điện động là 6,5 μV.K-1. Một đầu không o nung có nhiệt độ t1=20 C và đầu còn lại bị nung nóng ở nhiệt độ t2. o a) Tính suất điện động nhiệt điện khi t2=200 C. b) Để suất điện động nhiệt điện là 2,6 mV thì nhiệt độ t2 là bao nhiêu ? Bài 9 : Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động là 8,6 μV.K-1. Suất nhiệt điện động là 17,2 mV. Tính nhiệt độ chênh lệch giữa hai đầu của cặp nhiệt điện. Ôn tập chương: Dòng điện trong các môi trường. 1
2. -1 o Bài 10 : Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số αT = 42 μV.K được đặt trong không khí ở 10 C , còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ t. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt khi đó là ξ=2 mV. Tính nhiệt độ của mối hàn còn lại. o Bài 11 : Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số αT được đặt trong không khí ở nhiệt độ 30 C , còn mối o hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 530 C , suất nhiệt điện của cặp nhiệt khi đó là 2 mV. Tính hệ số αT. Bài 12 : Nối cặp nhiệt đồng–constantan với một milivôn kế thành một đoạn mạch kín. Nhúng mối hàn thứ nhất vào nước đá đang tan và mối hàn thứ hai vào hơi nước sôi , milivôn kế chỉ 4,25. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện. Bài 13 : Khối lượng mol nguyên tử bạc là 108.10-3 kg/mol. Khối lượng riêng của bạc là 10,49 kg/m3. Biết rằng mỗi nguyên tử bạc góp một electron dẫn. a) Tính mật độ electron tự do trong bạc. b) Một dây dẫn kim loại bằng bạc ,tiết diện 5mm2 , mang dòng điện 7,5 A. Tính tốc độ trôi của electron dẫn trong dây dẫn đó. 2. Dòng điện trong chất điện phân : Bài 1 : Dùng hiện tượng điện phân bằng dung dịch có chứa kim loại niken , ta thấy rằng đương lượng điện hóa là 3.10-4 g/C. Tính lượng niken bám vào katot khi có dòng điện 0,4 A chạy qua trong 50 giây. Bài 2 : Chiều dày của lớp phủ lên tấm kim loại là 0,05 mm. Sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30cm2. Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân. Cho ρ =8,9.103 kg/m3 , A=58 , n=2. Bài 3 : Cho bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có anot bằng đồng. Biết điện trở của bình là 4 Ω và hiệu điện thế 2 đầu bình điện phân là 40 V. Cho biết A=64 , n=2 , ρ=8,9.103 kg/m3 , S=400 cm2. a) Tính khối lượng đồng bám vào katot sau 32 phút 10 s. b) Tính bề dày của kim loại bám vào katot. c) Tính công suất tiêu thụ mạch ngoài. Bài 4 : Bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có anot bằng bạc mắc vào nguồn điện ξ=10 V , r=1 Ω. Điện trở của bình là 4 Ω. Tính khối lượng Ag bám vào katot sau 16 phút 5 giây. Bài 5 : Cho bình điện phân có điện trở R1=3Ω mắc song song với điện trở R2=6Ω và nối vào nguồn điện ξ=6 V, r=1Ω. a) Tính cường độ dòng điện qua bình điện phân. b) Xác định tên kim loại bám vào katot. Biết khối lượng kim loại bám vào katot sau 16 phút 5 giây là 0,4267 g. c) Tính bề dày kim loại bám vào katot. Cho ρ =9.103 kg/m3 , S=200 cm2. Ôn tập chương: Dòng điện trong các môi trường. 2
3. Ôn tập chương: Dòng điện trong các môi trường. 3