Vật lý 11 cơ bản - Dòng điện trong kim loại

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    Câu 1 trang 78 SGK Vật lí 11. Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào?
    Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron tự do, đó chính là các iôn hóa trị đã tách khỏi nguyên tử.





    Câu 2 trang 78 SGK Vật lí 11. Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng?
    Sở dĩ điện trở của kim loại tăng vì khi nhiệt độ tăng lên thì độ mất trật tự của mạng tinh thê tăng do đó độ linh động của các êlectron tự do bị cản trở nhiều hơn.





    Câu 3 trang 78 SGK Vật lí 11. Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau như thế nào?
    Điện trở của kim loại thường có giá trị xác định nào đó thay đổi theo nhiệt độ, còn đối với kim loại siêu dẫn, điện trở bằng không.





    Câu 4 trang 78 SGK Vật lí 11. Do đâu mà cặp nhiệt điện có suất điện động?
    - Với một sợi dây dẫn kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh, thì chuyển động nhiệt của êlectron sẽ làm cho một số êlectron ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Khi đó đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm. Giữa đầu nóng và đầu lạnh có một hiệu điện thế.
    - Khi dùng hai dây dần kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp thì hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây sè khác nhau, khiến cho mạch có một suất điện động gọi là suất điện động nhiệt điện.





    Bài 5 trang 78 sgk vật lí 11. Phát biểu nào là chính xác
    Các kim loại đều:
    A. Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi.
    B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
    C. Dẫn điện tốt như nhau, có điêj trở suất thay đổi theo ngiệt độ
    D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau.
    Hướng dẫn giải:
    Chọn B
    Tính chất chung của kim loại đều dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ.





    Bài 6 trang 78 sgk vật lí 11. Phát biểu nào là chính xác
    Hạt tải điện trong kim loại là
    A. các êlectron của nguyên tử
    B. êlectron trong cùng của nguyên tử
    C. các êlectron hoá trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể
    D. các êlêctron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể
    Hướng dẫn giải:
    Chọn D
    Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng các êlectron hoá trị chuyển động có hướng trong mạng tinh thể





    Bài 7 trang 78 sgk vật lí 11. Một bóng đèn 220V - 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 20000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 200C và dậy tóc đèn làm bằng vofam
    Điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường (2000°C):

    [​IMG]






    Bài 8. Khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64.10-3 kg/mol . Khối lwọng riêng của đồng là 8,9.103kg/m3. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp 1 êlectron dẫn
    a) Tính mật độ êlectron tự do trong đồng
    b) Một dậy tải điện bằng đồng, tiết diện 10 mm2, mang dòng điện 10A. Tính tốc độ trôi của electron dẫn trong dây dẫn đó
    Bài làm
    a. Mật độ:
    n = NA. D/A = 6,023.1023. 8,9.103/(64.10-3) = 8,375.1028/m3
    b. Điện trở của dây dẫn:
    [​IMG]
    Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn: U=IR= 16,9 V
    Cường độ điện trường trong dây dẫn:
    E = U/l = 1,69. 10-2 V/m
    Vận tốc trôi:
    $V_1$ = 4,37.10-3.1,69.10-2 = 7,38.10-5m/s





    Bài 9 trang 78 sgk vật lí 11. Để mắc đường dây tải điện từ điểm A đến địa điểm B, ta cần 1000 kg dây đồng. Muốn thay dây đồng bằng dây nhôm mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền điện, ít nhất phải dùng bao nhiêu kg nhôm? Cho biết khối lượng riêng của đồng là 8 900 kg/m3, của nhôm là 2 700 kg/m3.
    Hướng dẫn giải:
    Điều kiện: R không đổi, suy ra: \( \frac{p^{*}Cu.l}{S_{Cu}}=\frac{p^{*}Al.l}{S_{Al}}\)
    (l = AB, S là tiết diện dây, p* là điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn). Khối lượng dây: mCu = pCuSCul; mAl = pAlSAll (p là khối lượng riêng của vật liệu làm dây dẫn).
    Suy ra: mAl = 490 kg,