ĐC ĐT LÝ 11 - HKI (HS)

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 27. (Kì thi HSG THPT Tp. Hồ Chí Minh năm học 2014 – 2015) Có các điện trở giống nhau, mỗi điện trở có giá trị là R 3 Ω. 0 a/ Tìm số điện trở R ít nhất và cách mắc các điện trở để có một mạch điện mà điện trở tương đương là 0 5 Ω. b/ Mạch điện trên được nối với một nguồn điện không đổi có suất điện động E 6 V, điện trở trong r 1Ω. Mỗi điện trở chịu được một công suất giới hạn là P0 . Tìm P0 để không có điện trở R nào 0 trong mạch điện bị hỏng. E,r Bài 28. (Kì thi HSG THPT Tp. Hồ Chí Minh năm học 2010 – 2011) Cho mạch điện như hình bên. Nguồn điện không đổi có suất điện động R R 3 1 E 12 V và điện trở trong r 1Ω. Trên bóng đèn có ghi: 6 V – 6 W. Điện trở R 18 Ω, R 1 Ω. Tính giá trị của điện trở R để đèn sáng R 2 3 1 2 đúng định mức. Bài 29. Cho một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động E , điện trở trong r và mạch ngoài chỉ có một biến trở R . a/ Xác định giá trị của biến trở R để công cuất của mạch ngoài đạt cực đại. Tính công suất cực đại Pmax của mạch ngoài. b/ Khi điều chỉnh biến trở R đến các giá trị R R1 hoặc R R thì công suất mạch ngoài có cùng giá 2 trị là P P Pmax . Khi đó, hãy chứng minh rằng: R1R2 r 2 . Bài 30. (Kì thi HSG THPT Tp. Hồ Chí Minh năm học 2016 – 2017) Một nguồn điện không đổi có suất điện động E 4,5 V, điện trở trong r không đổi. Nguồn điện được dùng để thắp sáng một bóng đèn dây tóc 3 V – 1,5 W. Khi nối trực tiếp đèn với nguồn điện, cường độ dòng điện qua đèn lớn gấp 1,2 lần giá trị định mức và đèn mau bị hỏng. Để đèn sáng đúng định mức, phải mắc thêm một điện trở R nối tiếp với đèn vào nguồn điện. Cho rằng điện trở Rđ của bóng đèn không thay đổi khi đèn sáng. a/ Tính Rđ , r và R . b/ Người ta không tìm được điện trở có giá trị R mà chỉ có các điện trở giống nhau R0 2 Ω. Hỏi phải dùng ít nhất bao nhiêu điện trở R0 và mắc như thế nào để tạo ra bộ điện trở có điện trở tương đương là R . Bài 31. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn E,r điện có suất điện động E 12 V, điện trở trong r 0,1Ω và mạch ngoài chứa các điện trở R R 2 Ω, R 4 Ω, 1 2 3 R 4, 4 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Hãy tính: R 4 1 a/ cường độ dòng điện chạy trong mạch chính và R R 4 2 cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở. D B C R A 3 b/ điện năng mà mạch ngoài tiêu thụ trong 20 phút. c/ công suất và hiệu suất của nguồn điện. d/ hiệu điện thế UAB giữa hai điểm A , B và hiệu điện thế UCD giữa hai điểm C , D . Bài 32. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó bộ nguồn Eb, rb gồm 4 pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động E 6 V, điện trở trong r 0, 4 Ω; mạch ngoài chứa điện trở R1 16 Ω, R2 4 Ω, R R 20 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính: R M R 3 4 1 3 -101- R N R 2 4

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 a/ suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. b/ hiệu điện thế giữa hai điểm M , N . c/ công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và hiệu suất của bộ nguồn. Bài 33. Cho mạch điện kín như hình vẽ, biết nguồn điện có suất E,r điện động E 6 V và điện trở trong r 1Ω; mạch ngoài gồm các R 3 điện trở R R 4 Ω, R3 3Ω và R 6 Ω. Bỏ qua điện trở của 1 2 4 R 4 các dây nối. R 1 RR a/ Tính điện trở tương đương của mạch ngoài và cường độ dòng 13 R E,r điện chạy ở mạch ngoài. 2 RR b/ Tính nhiệt lượng mà mạch điện này tỏa ra trong 12 phút. 24 c/ Tính hiệu suất của nguồn điện. Bài 34. Cho mạch điện như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện động E 18 V, điện trở trong r 6 Ω; các điện trở R1 2 Ω, R2 1Ω; bỏ qua điện trở của dây nối và khóa K . Biết khi khóa K đóng hoặc khóa K mở thì K công suất tiêu thụ của mạch ngoài đều bằng 12 W. Tính các điện trở R và 3 R4 . Bài 35. Một bộ nguồn có suất điện động Eb 120 V, điện trở trong rb 10  được mắc với mạch ngoài gồm 90 bóng đèn loại (6 V – 3 W). Để các đèn sáng bình thường người ta mắc chúng này thành m hàng, mỗi hàng có n đèn mắc nối tiếp. Tính m và n . Bài 36. Người ta sử dụng nguồn điện có suất điện động là E 24 V và điện trở trong r 6 Ω để thắp sáng các bóng đèn loại (6 V – 3 W). Hỏi có thể thắp sáng bình thường cho tối đa bao nhiêu bóng đèn? Bài 37. Người ta sử dụng nguồn điện có suất điện động là E 24 V, điện trở trong r 6 Ω để thắp sáng cho 6 bóng đèn loại (6 V – 3 W). Hỏi phải mắc 6 bóng đèn này như thế nào để chúng sáng bình thường? Trong các cách mắc đó, cách nào có lợi hơn? Giải thích. Bài 38. (Kì thi HSG Cụm chuyên môn IV năm 2019) Một nguồn điện có suất điện động E 24 V và điện trở trong r 3Ω. Có một số bóng đèn dây tóc loại 2,4 V – 1,44 W. Người ta mắc các bóng đèn thành m dãy song song, mỗi dãy có n đèn mắc nối tiếp. Hỏi phải dùng bao nhiêu bóng đèn và mắc như thế nào để các bóng đèn sáng bình thường? Xem như điện trở dây tóc bóng đèn không thay đổi khi đèn sáng hoặc tắt. Bài 39. Cho mạch điện kín như hình vẽ, trong đó R là điện trở và R2 là E,r R 1 1 một biến trở con chạy, ampe kế và dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Nếu giảm R 2 điện trở của biến trở đi ba lần thì số chỉ của ampe kế tăng hai lần. Hỏi số A chỉ của ampe kế tăng mấy lần (so với lúc đầu) nếu điện trở của biến trở giảm đến 0? Bài 40. Cho mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện P (W) động E , điện trở trong r 1Ω và biến trở R có giá trị thay 16 đổi được. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ P của mạch ngoài vào giá trị của R như hình bên. Từ 8 đồ thị, hãy tính: R(Ω) -102- O R1 R 2

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 a/ Suất điện động E của nguồn điện. b/ Giá trị của R1 và R . 2 Bài 41. Cho mạch điện như hình bên với nguồn điện có thể thay đổi. Mạch ngoài E,r chứa hai điện trở R R 6 Ω và hai đèn có điện trở bằng nhau. Khi dùng RR1 A 1 2 Đ2 nguồn điện có suất điện động E1 30 V, điện trở trong r 2 Ω hoặc nguồn điện R 1 1 1 có suất điện động E2 36 V, điện trở trong r 4 Ω thì công suất tiêu thụ của 2 mạch ngoài có giá trị bằng nhau là 72 W, đồng thời hai đèn sáng bình thường. Bỏ R Đ R qua điện trở của dây nối và coi điện trở của các đèn thay đổi không đáng kể theo 1 1 nhiệt độ. 2 a/ Tính công suất định mức và hiệu điện thế định mức của mỗi đèn. Trong hai nguồn điện kể trên, dùng nguồn nào sẽ có lợi hơn? b/ Khi dùng nguồn điện có suất điện động E3 , điện trở trong r3 thì hai đèn vẫn sáng bình thường nhưng hiệu suất của nguồn lúc này chỉ đạt 84%. Tính E3 và r3 . Bài 42. Cho mạch điện như hình bên. Biết nguồn điện có E 28V, Đ 2 r 2 Ω và mạch ngoài chứa các đèn Đ1 : 6 V – 3 W, Đ2 : 12 V – 12 Đ W, Đ3 : 12 V – 3 W và Rb là một biến trở. 3 Đ 1 a/ Có thể điều chỉnh biến trở để các đèn sáng bình thường được Rb không? Hãy giải thích. E,r b/ Mắc thêm điện trở R vào mạch. Tìm giá trị của Rb , vị trí mắc E,r RR 1 11 và giá trị của R để cách đèn sáng bình thường. 1 ĐĐ 12 Bài 43. Cho mạch điện kín như hình vẽ, biết nguồn điện có suất điện động E 15 V và điện trở trong r 2, 4 ; trên vỏ của đèn Đ1 có ghi 6 V – 3 W; trên vỏ của đèn Đ2 có ghi 3 V – 6 W; bỏ qua điện trở của dây nối. a/ Tính R1 và R , biết rằng hai đèn đều sáng bình thường. 2 b/ Tính công suất tiêu thụ của R và trên R . 1 2 c/ Có cách nào khác để mắc đèn Đ1 , Đ2 và điện trở R1 , R2 (với giá trị tính ở câu a) vào nguồn điện ban đầu để hai đèn vẫn sáng bình thường? Bài 44. Cho mạch điện như hình bên, trong đó nguồn điện có A suất điện động E 30 V, điện trở trong r 1Ω; các điện trở có giá trị R1 12 Ω, R2 36 Ω, R3 18Ω; điện trở của ampe R R E R F kế và dây nối không đáng kể. M 1 2 3 a/ Tìm số chỉ của ampe kế và xác định chiều dòng điện N E,r chạy qua ampe kế. b/ Thay ampe kế bằng biến trở R có giá trị thay đổi trong 4 khoảng từ 2 Ω đến 8 Ω. Cần điều chỉnh R4 bằng bao nhiêu để dòng điện qua nó có cường độ lớn nhất? -103-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 45. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện E,r động E 10 V, điện trở trong r 1Ω. Các điện trở có giá trị R1 1Ω, R2 R3 3 Ω. Điện trở của ampe kế, của khóa K và A R C R B của các dây nối là không đáng kể. Khi khóa K đóng thì số chỉ 1 3 của ampe kế bằng 9 số chỉ của ampe kế khi khóa K mở. Hãy R K A 5 R tính: 24 a/ Điện trở R . D 4 b/ Cường độ dòng điện qua khóa K khi khóa K đóng. Bài 46. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện E,r RR động E 12 V, điện trở trong r 2 Ω; mạch ngoài gồm điện trở R 3 Ω, 1 12 R 1Ω, R3 2 Ω và biến trở R4 . Cần phải điều chỉnh biến trở R4 đến giá RR 2 34 trị bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ của biến trở R4 đạt giá trị lớn nhất? Tính giá trị lớn nhất của công suất tiêu thụ của biến trở R . 4 Bài 47. Cho mạch điện kín như hình bên. Nguồn điện có suất điện E,r động E 36 V và điện trở trong r 1,5 Ω. Mạch ngoài chứa một biến trở con chạy C có điện trở toàn phần RAB 10 Ω và các điện R 1 trở có giá trị R 6 Ω, R2 1,5 Ω . M A B N 1 a/ Xác định vị trí của con chạy C để công suất tỏa nhiệt của điện RC trở R1 là 6 W. 2 b/ Xác định vị trí của con chạy C để công suất tỏa nhiệt của điện trở R2 đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó, hãy tính công suất tỏa nhiệt của điện trở R . 2 Bài 48. Cho một nguồn điện không điện và một số bóng đèn giống nhau. Biết rằng, hiệu điện thế định mức của mỗi bóng đèn chỉ bằng 12,5 % suất điện động của nguồn điện, còn điện trở trong của nguồn điện chỉ bằng 60% điện trở của mỗi bóng đèn. Hỏi có thể dùng bóng đèn này thắp sáng bình thường tối đa bao nhiêu bóng đèn? Coi điện trở của bóng đèn không đổi trong lúc thắp sáng. Bài 49. Mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động P (W) E 12 V và điện trở trong r 3Ω, mạch ngoài có một biến trở R . Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tỏa nhiệt PR của biến trở và công suất Png của nguồn điện như hình bên. Khi R R0 thì công suất tỏa nhiệt của biến trở và công 3 suất của nguồn là bao nhiêu? R(Ω) 60 W. Nếu Bài 50. Dùng một acquy lần lượt thắp sáng hai bóng đèn Đ1 và O R 0 Đ2 có cùng công suất định mức. Nếu chỉ dùng bóng đèn Đ1 là công suất của acquy là Png1 chỉ dùng bóng đèn Đ2 là công suất của acquy là Png2 90 W. Biết rằng trong cả hai trường hợp, cả hai đèn bóng đều sáng bình thường. a/ Tính công suất định mức của mỗi bóng đèn. b/ Xác định công suất lớn nhất của mạch ngoài mà acquy này có thể cung cấp được. -104-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 51. (Kì thi Olympic tháng 4 Tp. Hồ Chí Minh năm 2019) Mạch điện tử là mạch điện bao gồm các linh kiện điện tử riêng lẻ, như điện trở, bóng bán dẫn, tụ điện, cuộn cảm, điôt, vi mạch,… được nối bằng các dây dẫn hoặc vệt dẫn để dẫn dòng điện. Sự kết hợp của các thành phần và dây dẫn cho phép thực hiện các thao tác đơn giản hoặc phức tạp: tín hiệu có thể được khuếch đại, các tính toán có thể được thực hiện, và dữ liệu có thể được di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Khảo sát các loại mạch điện, tìm hiểu E1 I R3 các đặc tính của mạch, tính toán các giá trị 1 đơn giản được bắt đầu từ các lớp cấp hai. Ta I3 sẽ khảo sát một phần của mạch điện vô cùng RP R đơn giản sau đây: 5 1 Cho một phần của mạch điện như hình vẽ. Trạng thái dòng trong mạch ổn định, C R7 thường được gọi là chuẩn dừng. Các giá trị R2 O R6 trong mạch: R R 1Ω, R3 R4 3 Ω, I S 1 2 4 E2 I 2 R8 R5 5 Ω, R 2 Ω, R7 1 Ω, R 4 Ω. 6 8 Nguồn lí tưởng, với E1 4 V, E2 3 V, các R giá trị dòng trong mạch là I I 2 A, 4 1 2 I I 1A. Tụ điện có điện dung C 4 3 4 μF. Hãy tính năng lượng điện tồn trữ trong tụ. E ,r Bài 52. (Kì thi Olympic tháng 4 Tp. Hồ Chí Minh năm 2016) Một pin sạc có suất điện động E 8, 4 V, điện trở trong r 20 Ω. Khi pin được nạp điện, cường độ dòng R Đ điện qua pin là 30 mA. Khi được nạp đầy, điện tích dự trữ trong pin là 300 mA.h. a/ Tìm thời gian nạp điện cho pin. b/ Sau khi pin được nạp đầy, người ta nối pin với một bộ bóng đèn LED trắng Đ và một điện trở R như hình bên. Bộ đèn gồm 8 chiếc đèn mắc thành 4 hàng song song, mỗi hàng có 2 đèn mắc nối tiếp. Mỗi đèn có hiệu điện thế định mức và công suất định mức là 3 V, 45 mW. Tìm R để các đèn sáng đúng định mức. c/ Cho rằng điện tích của pin bị cạn và pin không hoạt động được nữa khi điện tích pin chỉ còn 10% giá trị ban đầu. Hỏi pin thắp sáng được bộ đèn Đ trong bao lâu? Bài 53. (Kì thi Olympic tháng 4 Tp. Hồ Chí Minh năm 2015) Có ba bóng đèn LED (hình vẽ) với hiệu điện thế định mức và cường độ dòng điện định mức như sau: đèn I là LED đỏ: 2,3 V, 15 mA; đèn II là LED vàng: 3 V, 20 mA; đèn III là LED lục: 3,7 V, 25 mA. Một nguồn điện không đổi có suất điện động E 12 V, điện trở trong r 0 . Có thể sử dụng các điện trở với các giá trị khác nhau để mắc cùng với các bóng đèn vào nguồn điện. a/ Nêu hai cách mắc mạch điện gồm ba đèn LED, các điện trở và nguồn điện để các đèn sáng đúng định mức. Tìm giá trị của các điện trở mắc trong mỗi mạch. b/ Em hãy nêu các mắc mạch điện gồm ba đèn LED, các điện trở và nguồn điện sao cho các đèn sáng đúng định mức và công suất hao phí là nhỏ nhất. Hãy giải thích hoặc chứng minh vì sao công suất điện hao phí của mạch điện này lại nhỏ nhất. 3, 0 V 12 Ω -105- CB A

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 54. (Kì thi Olympic tháng 4 Tp. Hồ Chí Minh năm 2021) Một mạch chiết áp trong đó các giá trị suất điện động của pin và các điện trở được cho như hình bên. Bỏ qua điện trở trong của các pin và của các dây nối. Đoạn AB là một dây thép đồng chất, tiết diện đều, chiều dài AB 100 cm và có điện trở 3 Ω. G là một điện kế lí tưởng. Hãy tìm khoảng cách AC để kim điện kế chỉ số không. Bài 55. (Kì thi Olympic tháng 4 Tp. A B Hồ Chí Minh năm 2021 – Giải toán trên máy tính cầm tay) Một mạch đèn trang trí, gồm rất nhiều đèn sợi đốt giống nhau xem như vô hạn các đèn được mắc vào mạch như hình. Mỗi đèn coi như một điện trở thuần điện trở 2,47 Ω. Tìm điện trở tương đương giữa A và B . D/ BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Câu 1. Trong mạch điện ở hình bên, trường hợp nào sau E,r đây số chỉ của ampe kế lớn nhất? A KKK 1 23 A. đóng đóng đóng K 10 Ω 2 B. đóng mở đóng K 20 Ω 1 5Ω R C. đóng đóng mở K3 2 D. mở mở mở R 1 Câu 2. (SBT Vật lí CB trang 29) Cho mạch điện có sơ đồ như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện động E 3 V, điện trở trong r 1Ω và mạch ngoài chứa điện trở R 2 Ω, R 1Ω. Điện trở của A 1 2 ampe kế A và các dây nối không đáng kể. Số chỉ của ampe kế A E,r trong mạch điện này là A. 1 A. B. 3 A. C. 0,75 A. D. 1,5 A. Câu 3. Cho mạch điện kín gồm nguồn điện có điện trở trong 1 Ω và mạch ngoài chứa một bộ 3 đèn giống nhau mắc nối tiếp. Biết rằng, mỗi bóng đèn có điện trở 3 Ω và dòng điện chạy trong mạch có cường độ 1 A. Khi một bóng đèn bị nối tắt thì dòng điện chạy trong mạch có cường độ gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0 A. B. 0,7 A. C. 1,43 A. D. 1 A. -106-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Câu 4. Mắc hai cực của một vôn kế lí tưởng vào hai cực của một nguồn điện không đổi thì vôn kế chỉ 6 V. Nếu mắc thêm vào hai của nguồn điện một bóng đèn A thì vôn kế chỉ 3 V. Nếu tiếp tục mắc thêm một bóng đèn B nối tiếp với bóng đèn A thì số chỉ của vôn kế là bao nhiêu? Biết rằng, hai bóng đèn A và B giống hệt nhau. A. 6 V. B. 4 V. C. 3 V. D. 2 V. R Câu 5. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn điện có suất 1 điện động 12 V, điện trở trong rất nhỏ và mạch ngoài có các điện trở R 3 Ω, R 4 Ω, R 5 Ω. Công của nguồn điện sản ra trong 10 phút 1 2 3 và công suất tỏa nhiệt ở điện trở R lần lượt là E,r R 2 R 2 A. 3,6 kJ và 2,5 W. B. 7,2 kJ và 4 W. 3 C. 9,6 kJ và 8 W. D. 4,8 kJ và 4 W. V Câu 6. (SBT Vật lí CB trang 29) Cho mạch điện có sơ đồ như hình bên, biết nguồn điện có suất điện động E 15 V và điện trở trong r 3Ω, các điện trở R1 9 Ω, R 8 Ω, R 10 Ω, RR R 2 3 12 2 B D F vôn kế V có điện trở rất lớn. Bỏ qua điện trở của dây nối. Số E,r chỉ của vôn kế V là A. 5 V. B. 9 V. C. 10 V. D. 13,5 V. Câu 7. (THPT QG năm 2018) Cho mạch điện như hình bên. Biết E,r R E 12 V; r 1Ω; R1 5 Ω; R2 R3 10 Ω. Bỏ qua điện trở của 1 dây nối. Hiệu điện thế giữa hai đầu R là 1 A. 10,2 V. B. 4,8 V. RR C. 9,6 V. 23 D. 7,6 V. Câu 8. (THPT QG năm 2018) Cho mạch điện như hình bên. Biết E,r E 9 V; r 1 Ω; R 5 Ω; R 20 Ω; R 30 Ω. Bỏ qua điện trở 1 2 3 của dây nối. Hiệu điện thế giữa hai đầu R là R 1 2 A. 8,5 V. R 1 B. 6,0 V. R C. 4,5 V. 3 D. 2,5 V. Câu 9. (SBT Vật lí CB trang 24) Cho mạch điển có sơ đồ như hình bên. E,r 1Ω R 2Ω Bỏ qua điện trở của dây nối. Suất điện động E của nguồn điện bằng tích 1 của cường độ dòng điện I nhân với giá trị điện trở nào dưới đây? I A. 12 Ω. R 3Ω 2 B. 11 Ω. C. 1,2 Ω. R 6Ω 3 D. 5 Ω. R E,r Câu 10. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện 1 động 42,5 V, điện trở trong 1 Ω và mạch ngoài có các điện trở R , R 10 Ω, 1 2 R 15 Ω, các ampe kế lí tưởng A , A . Bỏ qua điện trở của các dây nối. 3 1 2 -107- R 2A 1 R 3

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Biết số chỉ của ampe kế A là 1,5 A. Số chỉ của ampe kế A2 và giá trị của R 1 1 lần lượt là A. 1,0 A và 10 Ω. B. 1,5 A và 10 Ω. C. 2,5 A và 10 Ω. D. 1,0 A và 15 Ω. Câu 11. (Minh họa – THPT QG năm 2018) Cho mạch điện như hình E,r R bên. Biết E 12 V; R 4 Ω; R R 10 Ω. Bỏ qua điện trở của 1 2 3 2 ampe kế A và dây nối. Số chỉ của ampe kế là 0,6 A. Giá trị điện trở R 3 trong r của nguồn điện là R 1 A A. 0,5 Ω. R B. 1,2 Ω. 1 C. 1,0 Ω. D. 0,6 Ω. Câu 12. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó hai nguồn điện có suất điện động E1 12 V, E2 6 V, các điện trở trong không đáng kể và mạch ngoài có các điện trở R1 4 Ω, R 8 Ω. Bỏ qua điện trở của các E1, r 2 1 dây nối. Kết luận nào sau đây là đúng? R 2 A. Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là 1 A. E2, r 2 suất tỏa nhiệt của R B. Công 1 là 8 W. C. Công suất điện của nguồn điện 1 là 16 W. D. Năng lượng mà nguồn điện 2 cung cấp cho mạch ngoài trong 5 phút là 2,7 kJ. Câu 13. (THPT QG năm 2018) Cho mạch điện như hình bên. Biết E,r E 7,8 V; r 0, 4 Ω; R R R 3 Ω; R 6 Ω. Bỏ qua điện trở 1 2 3 4 của dây nối. Dòng điện chạy qua nguồn điện có cường độ là RR A. 2,79 A. 13 B. 1,95 A. RR C. 3,59 A. 24 D. 2,17 A. E,r Câu 14. (THPT QG năm 2018) Cho mạch điện như hình bên. Biết E 12 V; r 1Ω; R1 3 Ω; R2 R3 4 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Công suất tiêu thụ của R1 là R 2 A. 9,0 W. B. 6,0 W. R C. 4,5 W. 1 R 3 D. 12,0 W. E,r Câu 15. Một mạch điện kín có sơ đồ như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện động 12,5 V, điện trở trong 0,4 Ω và mạch ngoài có các bóng đèn dây tóc Đ1 loại 12 V – 6 W, bóng đèn dây tóc Đ2 loại 6 V – 4,5 W, biến trở Rb . Để các đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở đến giá trị nào Rb Đ sau đây? 2 A. Rb 16 Ω. Đ B. Rb 0 Ω. 1 C. Rb 10 Ω. -108-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 D. Rb 8 Ω. Câu 16. Cho mạch điện kín gồm bộ nguồn chứa hai nguồn điện E,r E,r có cùng suất điện động E , điện trở trong r và mạch nguồn chỉ R có điện trở R 11Ω. Nếu hai nguồn điện được mắc như hình E,r E,r H2 H1 thì dòng điện chạy trong mạch có cường độ là 0,4 A; còn R khi hai nguồn điện được mắc như hình H 2 thì dòng điện chạy 2R trong mạch có cường độ là 0,25 A. Suất điện động và điện trở R 3 trong của mỗi nguồn điện có giá trị là A. E 6 V và r 2 Ω. B. E 3V và r 2 Ω. H1 C. E 3V và r 3Ω. D. E 6 V và r 3Ω. Câu 17. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện động 6 V, điện trở trong 1 Ω và mạch ngoài có các điện trở R R 30 Ω, R 7,5 Ω. Bỏ qua điện trở của các dây nối. E ,r R 1 2 3 1 Gọi I , I2 , I3 lần lượt là cường độ của dòng điện chạy qua các 1 điện trở R1 , R2 , R3 . Tổng I I I bằng 1 2 3 A. 8 A. B. 6 A. C. 30 A. D. 1 A. E,r Câu 18. Cho mạch điện như hình bên. Biết rằng, đèn Đ đang sáng bình ĐR thường. Nếu điều chỉnh để tăng giá trị của biến trở R thì 1 1 R 2 A. độ sáng của đèn Đ tăng, hiệu suất của nguồn điện tăng. E,r B. độ sáng của đèn Đ tăng, hiệu suất của nguồn điện giảm. CB Đ C. độ sáng của đèn Đ giảm, hiệu suất của nguồn điện tăng. D. độ sáng của đèn Đ giảm, hiệu suất của nguồn điện giảm. Câu 19. Cho mạch điện như hình bên. Biết rằng, đèn Đ đang sáng bình thường. Nếu di chuyển con chạy C của biến trở lại gần vị trí A thì độ sáng của đèn Đ A. mạnh hơn bình thường. A B. có thể mạnh hơn hoặc yếu hơn bình thường. C. vẫn bình thường. D. yếu hơn bình thường. Câu 20. (SBT Vật lí CB trang 27) Hai nguồn điện có suất điện động như E1, r E2 , r 1 2 nhau E1 E2 2V và có điện trở trong tương ứng là r1 0, 4 Ω và r 0, 2 2 Ω được mắc với điện trở R thành mạch điện kín có sơ đồ như hình bên. Bỏ qua điện trở của dây nối. Biết rằng, khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của một R trong hai nguồn điện bằng 0. Trị số của điện trở R là A. 1 Ω. B. 0,4 Ω. C. 0,6 Ω. D. 0,2 Ω. Câu 21. (SBT Vật lí CB trang 29) Ba điện trở giống hệt nhau, mỗi điện trở 3 Ω, được mắc vào nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r 1Ω sao cho cường độ dòng điện trong mạch lớn nhất là 1,5 A. Suất điện động của nguồn điện này là A. 5 V. B. 4,5 V. C. 1,5 V. D. 3 V. Câu 22. (THPT QG năm 2018) Để xác 1 (A 1) I định suất điện động E của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình a / . Đóng khóa K và điều chỉnh con R 100 chạy C , kết quả đo được mô tả bởi đồ thị 0 A E,r CR R(Ω) K 80 -109- O

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 biểu diễn sự phụ thuộc của 1 (nghịch đảo I số chỉ ampe kế A ) vào giá trị R của biến trở như hình b / . Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là A. 1,0 V. B. 1,5 V. C. 2,0 V. D. 2,5 V. Câu 23. (THPT QG năm 2018) Để xác U (V) định điện trở trung r của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như a / . Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C , R 0, 50 0 R kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn A sự phụ thuộc của số chỉ U của vôn kế V vào số chỉ I của ampe kế A như hình b / . E ,r V C Hình T 3.6 K Điện trở của vôn kế V rất lớn. Biết 50 I (mA) b/ I (mA) R 14 Ω. Giá trị trung bình của r được O D. 1,0 V. R(Ω) 0 xác định bởi thí nghiệm này là a/ C. 1,5 V. A. 2,5 V. B. 2,0 V. Câu 24. (THPT QG năm 2018): Để xác U (V) định điện trở trung r của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình a / . Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C , R 0, 50 0 R kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn A sự phụ thuộc của số chỉ U của vôn kế V KV C vào số chỉ I của ampe kế A như hình b / . E ,r Biết rằng, điện trở của vôn kế V rất lớn và R0 13 Ω. Giá trị trung bình của r được Hình a / O 50 C. 2,5 Ω. Hình b / xác định bởi thí nghiệm này là bao nhiêu? D. 1,5 Ω A. 2,0 Ω. B. 3,0 Ω. Câu 25. (THPT QG năm 2018): Để xác 1 (A 1) I định suất điện động E của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình a / . Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C , kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn R 50 0 O sự phụ thuộc của 1 (nghịch đảo số chỉ E ,r A I K CR ampe kế A ) vào giá trị R của biến trở như Hình a / hình b / . Giá trị trung bình của E được xác C. 4,0 V. 80 Hình b / định bởi thí nghiệm này là bao nhiêu? D. 2,0 V. A. 5,0 V. B. 3,0 V. -110-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Baøi 12: THÖÏC HAØNH XAÙC ÑÒNH SUAÁT ÑIEÄN ÑOÄNG VAØ ÑIEÄN TRÔÛ TRONG CUÛA PIN ÑIEÄN HOÙA A/ LYÙ THUYEÁT I- MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM  Áp dụng hệ thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ôm đối với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.  Sử dụng các đồng hộ đo điện đa năng hiện số để đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch điện. II- DUÏNG CUÏ THÍ NGHIEÄM Bộ thiết bị thí nghiệm “Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa” được bố trí như hình dưới đây:  Pin điện hóa (loại pin “Con ó”).  Biến trở núm xoay R (loại 10 Ω × 10).  Đồng hồ điện đa năng hiện số dùng làm chức năng miliampe kế một chiều A .  Đồng hồ điện đa năng hiện số dùng làm chức năng vôn kế một chiều V .  Điện trở bảo vệ R0 (có thể sử dụng một biến trở núm xoay đặt giá trị cố định để thay thế).  Bộ dây dẫn nối mạch điện có hai đầu phích cắm.  Khóa đóng – ngắt điện K . III- CÔ SÔÛ LÍ THUYEÁT IM A  Xét mạch điện kín gồm một pin điện hóa có suất điện động E và điện trở trong r mắc nối tiếp với điện trở bảo vệ R0 , E,r V miliampe kế A và biến trở núm xoay R (hình bên). Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch MN chứa nguồn điện là: R UMN U E I (R0 r ) (1)  Trong thí nghiệm này, chúng ta sử dụng vôn kế hiện số V có điện trở trong lớn (cỡ mêgaôm) sao cho khi mắc nó vào hai đầu R 0 đoạn mạch MN , thì cường độ dòng điện I trong đoạn mạch N K không bị thay đổi (do cường độ dòng điện chạy qua vôn kế V rất nhỏ, có thể bỏ qua). Như vậy, chúng ta cũng có thể mắc vôn kế hiện số -111-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 V vào hai đầu của một đoạn mạch bất kì trong mạch kín mà không làm ảnh hưởng đến cường độ dòng điện và hiệu điện thế của đoạn mạch đó.  Cần phải chọn giá trị thích hợp của điện trở R để dòng điện chạy qua pin điện hóa có cường độ đủ nhỏ, 0 sao cho chất oxi hóa có thể khử kịp sự phân cực của pin. Khi đó, giá trị điện trở trong r hầu như không thay đổi. Trong bài thực hành này, chúng ta chọn R0 100 Ω.  Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch MN chứa miliampe kế A (điện trở RA ) và biến trở R , ta có: UMN I (RA R) (2) Từ (1) và (2) , ta được: I R E r : đây là công thức định luật Ôm đối với toàn mạch. RA R0 IV- GIÔÙI THIEÄU DUÏNG CUÏ ÑO 1. Đồng hồ đo điện đa năng hiện số  Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT 9205 (hình bên) là dụng cụ đo điện hiện đại, gồm 2000 điểm đo có thể hiển thị bằng 4 chữ số từ 0000 đến 1999 nhờ các tinh thể lỏng (LCD) . Ở mặt sau, bên trong đồng hồ có một pin 9 V cấp điện cho đồng hồ hoạt động và một cầu chỉ bảo vệ 0,2 A.  Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT 9205 có nhiều thang đo ứng với các chức năng khác nhau như: đo điện áp một chiều (DCV ) , đo điện áp xoay chiều (ACV ) , đo cường độ dòng điện một chiều (DCA) , đo điện trở (Ω),… 2. Những điểm cần chú ý thực hiện  Khi sử dụng đồng hồ DT 9205A , ta vặn núm xoay của nó đến vị trí tương ứng với chức năng và thang đo cần chọn. Sau đó nối các cực của đồng hồ vào mạch điện. Gạt núm bật – tắt (ON OFF ) sang vị trí “ON ” để các chữ số hiển thị trên màn hình của nó.  Nếu chưa biết rõ giá trị giới hạn của đại lượng cần đo, ta phải chọn thang đo có giá trị lớn nhất phù hợp với chức năng đã chọn.  Không đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế vượt quá giới hạn thanh đo đã chọn.  Không chuyển đổi chức năng thang đo của đồng hồ khi đang có dòng điện chạy qua nó.  Không dùng nhầm thang đo cường độ dòng điện để đo hiệu điện thế.  Thực hiện xong phép đo, phải gạt núm bật–tắt của đồng hồ về vị trí “OFF ” để tắt điện trong đồng hồ.  Phải thay pin 9 V bên trong đồng hồ khi ở góc trên bên trái màn hình hiển thị kí hiệu .  Phải tháo pin 9 V này ra khỏi đồng hồ nếu trong thời gian dài (khoảng vài tháng) không sử dụng nó. V- TIEÁN HAØNH THÍ NGHIEÄM  Bước 1: Mắc pin điện hóa vào mạch điện như hình 12.2, trong đó chọn điện trở R0 20 Ω để cường độ dòng điện chạy qua pin điện hóa không vượt quá 100 mA và chú ý đặt đúng:  Khóa K ở vị trí ngắt điện (OFF ) .  Biến trở R ở đúng vị trí 100 Ω.  Miliampe kế hiện số A ở vị trí DCA200m, cực dương ( ) là lỗ cắm “VΩmA” và cực âm ( ) là lỗ cắm “COM ”.  Vôn kế hiện số V ở vị trí DCV 20, cực dương ( ) là lỗ cắm “VΩmA”, còn cực âm ( ) là lỗ cắm “COM ”. -112-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11  Bước 2: Gạt núm bật–tắt của miliampe kế A , vôn kế V sang vị trí “ON ”. Đóng khóa K . Ghi giá trị ổn định của cường độ dòng điện I trên miliampe kế và hiệu điện thế U trên vôn kế V vào Bảng thực hành.  Bước 3: Thực hiện lại động ở bước 2 với mỗi giá trị điện trở của biến trở R , bằng cách vặn núm xoay của nó sang vị trí tiếp sau để giảm dần điện trở của R từ 100 Ω xuống tới 30 Ω, mỗi lần giảm 10 Ω.  Bước 4: Dùng vôn kế hiện số đặt ở vị trí thang đo DCV 2000m, lần lượt mắc song song với điện trở R0 và RA trong mạch điện hình 12.2 để đo hiệu điện thế U ở hai đầu mỗi điện trở ứng với cường độ dòng điện I chạy qua các điện trở. Từ đó suy ra giá trị của R và RA theo công thức R U 0 I . Ghi các giá trị của R và RA vào Bảng thực hành. 0  Bước 5: Xác định giá trị suất điện động E và điện trở trong r của pin điện hóa theo một trong hai phương án sau đây:  Phương án thứ nhất: Căn cứ các giá trị tương ứng của I và U trong Bảng thực hành: U U a/ Vẽ đồ thị U f (I ) biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế U của đoạn mạch MN chứa nguồn điện vào cường độ dòng điện I trong 0 đoạn mạch như hình bên để nghiệm lại hệ thức: UMN U E I (R0 r ) . b/ Xác định tọa độ U 0 , Im của các điểm tại đó đường kéo dài của đồ I thị U f (I ) cắt trục tung, trục hoành: I 0 U0 E ; O Im U 0 Im E Rr 0 Từ hai biểu thức này, suy ra giá trị của suất điện động E và điện trở trong r của pin điện hóa.  Phương án thứ hai: Ta có: I E 1 1 (R RA R r) y I E 0 R RA R r 0 Đặt y 1 , x R,b RA R0 r , ta được: I y 1 (x b) . E Căn cứ các giá trị tương ứng của R và I trong Bảng thực hành: a/ Tính các giá trị tương ứng của y và x . y b/ Vẽ đồ thị y f (x ) biểu diễn gián tiếp sự phụ thuộc của cường 0 độ dòng điện I trong mạch kín vào điện trở R (hình bên) để nghiệm lại định luật Ôm đối với toàn mạch theo hệ thức: x I E r. xm O R RA R 0 c/ Xác định tọa độ y và xm của các điểm tại đó đường kéo dài của đồ thị y f (x ) cắt trục tung và trục 0 hoành: y 0 xm b (RA R0 r) -113-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 x0 y b RA R r 0 E 0 E Từ hai biểu thức này, suy ra giá trị của suất điện động E và điện trở trong r của pin điện hóa. -114-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 B/ CAÂU HOÛI TÖÏ LUAÄN Câu 1: Vẽ mạch điện và mô tả phương pháp xác định suất điện động và điện trở trong của pin điện hóa theo phương án thứ nhất của thí nghiệm kể trên. Câu 2: Vẽ mạch điện và mô tả phương pháp xác định suất điện động và điện trở trong của pin điện hóa theo phương án thứ hai của thí nghiệm kể trên. Câu 3: Muốn sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số làm chức năng miliampe kế hoặc vôn kế một chiều, ta phải làm như thế nào? Nêu các điểm cần chú ý thực hiện khi sử dụng đồng hồ này. Câu 4: Tại sao không được phép dùng nhầm thang đo cường độ dòng điện của đồng hồ đo điện đa năng hiện số để đo hiệu điện thế trong mạch điện? Câu 5: Tại sao có thể mắc nối tiếp vôn kế với pin điện hóa thành mạch kín để đo hiệu điện thế U giữa hai cực của pin, nhưng không được mắc nối tiếp miliampe kế với pin này thành mạch kín để đo cường độ dòng điện chạy qua pin? Câu 6: Tại sao cần phải mắc thêm điện trở bảo vệ R nối tiếp với pin điện hóa trong mạch điện? 0 C/ BAÙO CAÙO THÖÏC HAØNH Teân baøi thöïc haønh: ................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... I- MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... II- KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM 1. Bảng số liệu Giá trị: R ………… Ω; RA ………… Ω 0 x R (Ω) I (10 3 A) U (V) y 1 (A 1) I 100 90 80 70 60 50 40 30 -115-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 2. Phương án thứ nhất a/ Vẽ đồ thị U f (I ) : b/ Nhận xét và kết luận:  Dạng của đồ thị U f (I ) có giống với đồ thị ở Phương án thứ nhất mục V không? ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................  Hệ thức UMN U E I (R0 r) đối với đoạn mạch chứa nguồn điện có nghiệm đúng hay không? ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... c/ Xác định tọa độ U 0 và Im của các điểm tại đó đường kéo dài của đồ thị U f (I ) cắt trục tung và trục hoành: I 0 U0 E ........................................ V; U 0 Im E ...................................... A Từ đó suy ra E Rr 0 ............................................... V và r ............................................... Ω 3. Phương án thứ hai a/ Vẽ đồ thị y f (x) : -116-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 b/ Nhận xét và kết luận:  Dạng của đồ thị y f (x ) có giống với đồ thị ở Phương án thứ hai mục V không? ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................  Định luật Ôm đối với toàn mạch (hệ thức I R E r ) có nghiệm đúng không? RA R0 ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... c/ Xác định tọa độ xm và y của các điểm tại đó đường kéo dài của đồ thị y f (x) cắt trục 0 tung và trục hoành: y 0 xm b (RA R r) .............................................................. Ω x 0 Từ đó suy ra E 0 y b ............................................................................................ Ω/V 0 E .................................... V và r ................................. Ω III-TRAÛ LÔØI CAÂU HOÛI ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... -117-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................... -118-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 CHÖÔNG III – DOØNG ÑIEÄN TRONG CAÙC MOÂI TRÖÔØNG Baøi 13: DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏI A/ LYÙ THUYEÁT I- BAÛN CHAÁT DOØNG ÑIEÄN TRONG KIM LOAÏI 1. Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại  Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hoá trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của các ion (dao động của ion quanh vị trí cân bằng) có thể phá hủy trật tự này. Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.  Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ không đổi (khoảng n 1028 hạt/m3). Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thì khí êlectron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào.  Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện trường, tạo dòng điện.  Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. Các loại mất trật tự thường gặp là chuyển động nhiệt (dao động nhiệt) của các ion trong mạng tinh thể, sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại. 2. Bản chất dòng điện trong kim loại  Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại cho thấy hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt.  Như vậy, dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường. II- SÖÏ PHUÏ THUOÄC CUÛA ÑIEÄN TRÔÛ SUAÁT CUÛA KIM LOAÏI THEO NHIEÄT ÑOÄ  Thực nghiệm chứng tỏ, điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất theo công thức: 01 tt trong đó, (Ω.m): điện trở suất ở nhiệt độ t ℃, 0 0 (Ω.m): điện trở suất ở nhiệt độ t ℃, 0 (K 1) : hệ số nhiệt điện trở.  Hệ số nhiệt điện trở của mỗi kim loại không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó. III- ÑIEÄN TRÔÛ CUÛA KIM LOAÏI ÔÛ NHIEÄT ÑOÄ THAÁP VAØ HIEÄN TÖÔÏNG SIEÂU DAÃN  Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại giảm liên tục, đến gần 0 K thì điện trở của các kim loại sạch đều rất bé.  Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn TC thì điện trở suất của một số vật chất đột ngột giảm xuống bằng 0. -119-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11  Ứng dụng: ngày nay các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh mà các nam châm điện thường không thể tạo ra được. Trong tương lai, người ta dự kiến có thể dùng dây siêu dẫn để tải điện và tổn hao năng lượng trên đường dây không còn nữa. IV- HIEÄN TÖÔÏNG NHIEÄT ÑIEÄN  Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau (hình bên dưới). Voân keá Daây ñoàng 200 300 400 100 500 V0 600 T Daây constantan T 2 1 Ñaàu laïnh Ñaàu noùng  Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau thì trong mạch có suất điện động nhiệt điện: E T T T 1 2 trong đó, E (V): suất điện động nhiệt điện, T , T (K): nhiệt độ đầu nóng và đầu lạnh của cặp nhiệt điện, 1 2 T (V/K hoặc V.K 1 ): hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện.  Hệ số nhiệt điện động T phụ thuộc vào bản chất của hai loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện.  Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở nhiệt độ khác nhau.  Ứng dụng: Dùng làm nhiệt kế nhiệt điện để đo nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp mà nhiệt kế thông thường không thể đo được. Còn khi ghép nhiều cặp nhiệt điện sẽ được một nguồn điện gọi là pin nhiệt điện. Ñaàu ño Thanh söùngaên hai daây khoâng tieáp xuùc nhieät ñoä Hai daây kim loaïi coùbaûn chaát Maïch ño khaùc nhau keát quaû Boä hieån thò keát quaû ño B/ CAÂU HOÛI TÖÏ LUAÄN Câu 1. Hạt tải điện trong kim loại là loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cỡ nào? Câu 2. Nêu bản chất của dòng điện trong kim loại. Câu 3. Viết công thức mô tả sự phụ thuộc điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ. Nêu tên và đơn vị của các đại lượng có trong công thức. Câu 4. Hiện tượng siêu dẫn là gì? Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau thế nào? Câu 5. Hiện tượng nhiệt điện là gì? Viết công thức tính suất điện động nhiệt điện. Nêu tên và đơn vị của các đại lượng có trong công thức. Câu 6. Dựa vào nội dung của thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại, hãy cho biết: a/ Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. -120-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 b/ Vì sao các kim loại khác nhau có điện trở suất khác nhau? c/ Vì sao khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại cũng tăng? d/ Vì sao dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt? Câu 7. Do đâu mà trong cặp nhiệt điện có suất điện động khi nhiệt độ giữa hai mối hàn khác nhau? Câu 8. Tại sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài? Có thể dùng dòng điện này làm cho động cơ chạy mãi không? Giải thích. Câu 9. Năm 1821, Thomas Johann Seebeck phát hiện hiện tượng nhiệt điện khi nối hai sợi dây đồng và sắt với nhau. Một mối nối nhúng vào nước đá, V Voân keá mối nối còn lại nhúng vào nước sôi (hình bên). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa Daây ñoàng hai mối nối làm dịch chuyển các điện tử sinh ra dòng điện. Điều đó chứng tỏ Daây trong mạch xuất hiện suất điện động và gọi là suất điện động nhiệt điện. constantan a/ Hãy cho biết suất điện động nhiệt điện trên có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào? b/ Hệ thống gồm hai sợi dây đồng và sắt như trên nối lại với nhau được gọi là gì? Nếu không dùng một sợi dây đồng và một sợi dây sắt mà thay bằng hai sợi dây đồng nối với nhau rồi làm thí nghiệm như trên Nöôùc ñaù Ngoïn neán chaùy thì có làm xuất hiện suất điện động nhiệt điện hay không? Vì sao? C/ BAØI TAÄP TÖÏ LUAÄN Bài 1. Bảng dưới đây cho biết điện trở suất (ở nhiệt độ 20 °C) và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại tiêu biểu: Kim loại 0 (Ω.m) K1 Bạc 1,62.10 8 4,1.10 3 Đồng 1,69.10 8 4,3.10 3 Nhôm 2, 75.10 8 4, 4.10 3 Platin 10, 6.10 8 3,9.10 3 Sắt 9, 68.10 8 6,5.10 3 Vonfam 5, 25.10 8 4,5.10 3 Constantan 5, 21.10 8 0, 01.10 3 Biết rằng, trong các khoảng nhiệt độ đang xét, điện trở suất của các dây kim loại đều tăng theo nhiệt độ theo hàm bậc nhất với hệ số nhiệt điện trở không đổi như bảng trên. a/ Ở 20 ℃, hãy sắp xếp các kim loại ở bảng trên theo chiều tăng dần độ dẫn điện. b/ Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp? c/ Cho biết muốn làm một dây dẫn có điện trở gần như không thay đổi theo nhiệt độ thì nên dùng vật liệu nào? Giải thích. d/ Tính điện trở của một dây sắt ở nhiệt độ 500 ℃. Biết dây có chiều dài 10 cm và tiết diện 0,1 cm2. e/ Một dây kim loại ở nhiệt độ t 520 ℃ có điện trở suất lớn gấp 3,05 lần điện trở suất của nó ở nhiệt độ t 20 ℃. Hỏi dây này được làm bằng kim loại gì? 0 -121-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 2. Một bóng đèn (220 V – 40 W) có điện trở R 121Ω khi ở 20 ℃. Tính nhiệt độ của dây tóc bóng 0 đèn khi đèn sáng bình thường. Biết điện trở của dây tóc bóng đèn trong khoảng nhiệt độ này tăng theo hàm bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là 4,5.10 3 K 1 . Bài 3. Wolfram là kim loại được sử dụng làm dây tóc bóng đèn có điện trở suất 52,8.10 9 Ω.m ở 20 ℃. a/ Tính điện trở suất của wolfram khi đèn nóng sáng ở 1500 ℃. Điện trở suất của dây đồng trong khoảng nhiệt độ này tăng theo hàm bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là 0,0045 K 1 . b/ Tính điện trở của dây wolfram này ở 1500 ℃, biết dây dài 5 cm và diện tích tiết diện dây là 0,1 cm2. Bài 4. Một thanh graphit (than chì) ở nhiệt độ t0 20 ℃ có điện trở suất 0 1,188.10 5 Ωm. Còn khi ở nhiệt độ t 315 ℃, thanh graphit này có điện trở suất 1,011.10 5 Ωm. Cho biết điện trở suất của thanh graphit này trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi. a/ Xác định hệ số nhiệt điện trở của thanh graphit trên. b/ Giải thích ý nghĩa dấu âm trong kết quả tính được. Bài 5. Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động là T 65 μV/K được đặt trong không khí ở 20 ℃, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 620 ℃. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó bằng bao nhiêu milivôn? Bài 6. Khi nhúng một đầu của cặp nhiệt điện vào nước đá đang tan, đầu còn lại nhúng vào nước đang sôi thì suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện là 0,860 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện. Bài 7. Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T 60 μV/K. Nếu nhiệt độ một mối hàn là 30℃ thì phải đưa mối hàn còn lại đến nhiệt độ bằng bao nhiêu ℃ để suất điện động nhiệt điện của nó là 30 mV? Bài 8. Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T 42,5.10 6 V/K, một đầu được đặt trong không khí ở 20 ℃, đầu còn lại được nung nóng đến nhiệt độ t ℃. Khi đó, suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện này là 2 mV. Tính nhiệt độ t ℃. Bài 9. Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T đặt trong không khí ở 20 ℃, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 400 ℃ thì suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt khi đó là 4 mV. Tính hệ số T . Bài 10. (SBT Vật lí CB trang 35) Dùng một cặp nhiệt điện đồng – constantan có hệ số nhiệt điện động là 42,5 μV/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc. Đặt mối hàn thứ nhất của cặp nhiệt điện này trong nước đá đang tan và nhúng mối hàn thứ hai của nó vào thiếc đang chảy lỏng, khi đó milivôn kế chỉ 10,03 mV. Xác định nhiệt độ nóng chảy của thiếc. Bài 11. Khi cho dòng điện chạy qua một sợi dây thép thì nhiệt độ của sợi dây này tăng thêm 250 ℃ và điện trở suất của nó tăng gấp đôi. Cho biết điện trở suất của dây thép trên trong khoảng nhiệt độ này tăng theo hàm bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là . Hãy tính giá trị của . Bài 12. Cặp nhiệt điện sắt – constantan có suất điện động nhiệt điện tăng thêm 252 μV cho mỗi độ tăng 5 K của hiệu nhiệt độ (T1 T2 ) giữa hai mối hàn. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện này. Bài 13. Một thanh than và một thanh sắt có cùng tiết diện thẳng được mắc nối tiếp. Tính tỉ số chiều dài của hai thanh để điện trở tương đương của thanh ghép này không phụ thuộc vào nhiệt độ. Cho biết điện trở suất ở 20 ℃ của than và sắt lần lượt là 01 4, 0.10 5 Ω.m và 02 1, 2.10 7 Ω.m. Coi rằng, trong các khoảng -122-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 nhiệt độ đang xét, điện trở suất của than và sắt tăng theo nhiệt độ theo hàm bậc nhất với hệ số nhiệt điện trở không đổi lần lượt là 1 0,8.10 3 K 1 và 2 6,5.10 3 K 1 . Bài 14. (SBT Vật lí CB trang 35) Một cặp nhiệt điện Sắt – Constantan có hệ số nhiệt điện động 52 μV/K và điện trở trong r 0,5 Ω. Nối cặp nhiệt điện này với điện kế G có điện trở RG 20 Ω. Đặt mối hàn thứ nhất vào trong không khí ở nhiệt 20 ℃, nhúng mối hàn thứ hai vào trong lò điện có nhiệt độ 620 ℃. Xác định cường độ dòng điện chạy qua điện kế G . D/ BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Câu 1. (SGK Vật lí CB trang 78) 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 điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ. D. dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau. Câu 2. (TN THPT năm 2021) Hạt tải điện trong kim loại là A. ion dương. B. êlectron tự do. C. prôtôn. D. ion âm. Câu 3. (SGK Vật lí CB trang 78) Hạt tải điện trong kim loại là A. các êlectron của nguyên tử. B. êlectron ở lớp trong cùng của nguyên tử. C. các êlectron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể. D. các êlectron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể. Câu 4. (SGK Vật lí NC trang 90) Chọn phát biểu sai. A. Hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ của kim loại được giữ không đổi. C. Hạt tải điện trong kim loại là các ion. D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt. Câu 5. (SGK Vật lí NC trang 90) Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ A. giảm đi. B. không thay đổi. C. tăng lên. D. ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần. Câu 6. (SBT Vật lí CB trang 33) Câu nào dưới đây nói về tính chất điện của kim loại là không đúng? A. Kim loại là chất dẫn điện. B. Kim loại có điện trở suất khá lớn, lớn hơn 107 Ω.m. C. Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ. D. Cường độ dòng điện chạy qua dây kim loại tuân theo định luật Ôm khi nhiệt độ của dây kim loại thay đổi không đáng kể. Câu 7. Điện trở suất của dây dẫn kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ được diễn tả theo công thức nào dưới đây? A. 01 t t . B. 01 t t . C. tt 1. D. 0 t t . 0 0 0 00 Câu 8. Nguyên nhân gây ra điện trở cho kim loại là sự va chạm của các A. êlectron tự do với các ion dương của mạng tinh thể. B. êlectron tự do với nhau trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn. C. ion dương với nhau trong quá trình chuyển động nhiệt hỗn loạn. D. ion dương chuyển động định hướng dưới tác dụng của điện trường vào các êlectron. Câu 9. Chọn phát biểu đúng khi nói về dòng điện trong kim loại. A. Nhiệt độ tăng, mạng tinh thể dao động mạnh, cản trở sự dịch chuyển của êlectron tự do nhiều hơn. -123-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 B. Hạt tải điện trong kim loại là các êlectron hóa trị. C. Trong dây dẫn thẳng có dòng điện, êlectron trong kim loại di chuyển theo đường thẳng ngược chiều dòng điện. D. Điện trở của kim loại có được là do các êlectron va chạm với nhau. Câu 10. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng mà khi ta hạ nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất của kim loại (hay hợp kim) A. giảm đến một giá trị xác định. B. tăng đến vô cùng. C. không thay đổi. D. giảm đột ngột đến một giá trị bằng 0. Câu 11. Trong hiện tượng nhiệt điện có quá trình chuyển hóa A. cơ năng thành điện năng. B. hóa năng thành điện năng. C. nhiệt năng thành điện năng. D. điện năng thành nhiệt năng. Câu 12. (SGK Vật lí NC trang 93) Chọn phát biểu không đúng khi về hiện tượng nhiệt điện. A. Cặp nhiệt điện gồm hai dây dẫn điện có bản chất khác nhau, hàn với nhau thành một mạch kín và hai mối hàn của nó được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. B. Nguyên nhân gây ra suất điện động nhiệt điện là do chuyển động nhiệt của các hạt tải điện trong mạch điện có nhiệt độ không đồng nhất. C. Suất điện động nhiệt điện E tỉ lệ nghịch với hiệu nhiệt độ tuyệt đối T1 T2 giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện. D. Suất điện động nhiệt điện E xấp xỉ tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ tuyệt đối T1 T2 giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện. Câu 13. (SBT Vật lí CB trang 33) Câu nào dưới đây nói về hiện tượng nhiệt điện là không đúng? A. Cặp nhiệt điện gồm hai dây kim loại khác nhau có hai đầu hàn nối với nhau. Nếu giữa hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau T1 T2 thì bên trong cặp nhiệt điện sẽ xuất hiện một suất điện động nhiệt điện. B. Độ lớn của suất điện động nhiệt điện trong cặp nhiệt điện chỉ phụ thuộc nhiệt độ của mối hàn nóng có nhiệt độ cao hơn. C. Độ lớn của suất điện động nhiệt điện trong cặp nhiệt điện tỉ lệ với hiệu nhiệt độ T1 T2 giữa hai mối hàn nóng và lạnh. D. Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để làm nhiệt kế đo nhiệt độ. Câu 14. (Đề thi tham khảo Kì thi đánh giá năng lực HS THPT năm 2021)Trong các đồ thị sau đây, đồ thị nào biểu diễn định luật Ôm cho điện trở của vật rắn kim loại ở nhiệt độ không đổi? I I II O UO UO UO U A. B. C. D. Câu 15. Một dây bạch kim ở 20 ℃ có điện trở suất 0 10, 6.10 8 m. Biết điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở là 3,9.10 3 K 1 . Điện trở suất của dây dẫn này ở 500 ℃ là A. 31, 27.10 8 Ωm. B. 30, 44.10 8 Ωm. C. 20,67.10 8 Ωm. D. 34, 28.10 8 Ωm. Câu 16. Ở 20 ℃, một sợi dây đồng có điện trở là R . Cho biết điện trở của đồng trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở là 4,3.10 3 K 1 . Để điện trở của dây đồng tăng gấp 100 lần thì nhiệt độ phải B. tăng lên đến 22,3 ℃. 99 A. giảm xuống còn 17,7 ℃. -124-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 C. tăng lên đến 20,2 ℃. D. giảm xuống còn –17,7 ℃. Câu 17. Ở 20 ℃, điện trở suất của bạc là 1,62.10 8 Ω.m. Hỏi điện trở suất của bạc ở nhiệt độ 330 K bằng bao nhiêu? Cho biết điện trở suất của bạc trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở là 4,1.10 3 K 1 . A. 1,866.10 8 Ω.m. B. 4,151.10 8 Ω.m. C. 3,679.10 8 Ω.m. D. 3,812.10 8 Ω.m. Câu 18. Đặt hiệu điện thế U vào hai đầu một vật dẫn kim loại có hệ số nhiệt điện trở 5.10 3 K 1 . Nếu tăng nhiệt độ của vật này từ 20 ℃ lên 220 ℃ thì cường độ dòng điện qua vật dẫn này sẽ A. tăng gấp đôi. B. tăng lên. C. giảm một nửa. D. giảm xuống. Câu 19. Một bóng đèn (120 V – 100 W) khi sáng bình thường thì dây tóc của nó có nhiệt độ 1000 ℃. Biết rằng, dây tóc của của bóng đèn làm bằng vonfam có hệ số nhiệt điện trở T 4,5.10 3 K 1 . Điện trở của đèn khi không thắp sáng (ở nhiệt độ 20 ℃) là A. 62,62 Ω. B. 26,26 Ω. C. 62,26 Ω. D. 26,62 Ω. Câu 20. Một bóng đèn loại (220 V – 40 W) có dây tóc làm bằng vonfam. Điện trở của bóng đèn dây tóc ở 20 ℃ là R 121Ω. Cho biết điện trở của vonfam trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt 0 độ với hệ số nhiệt điện trở là 4,5.10 3 K 1 . Nhiệt độ của dây tóc khi bóng đèn sáng bình thường là A. 2020 ℃. B. 2220 ℃. C. 2120 ℃. D. 1980 ℃. Câu 21. (SGK Vật lí NC trang 93, SBT Vật lí CB trang 44) Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T 65 μV/K được đặt trong không khí ở 20 ℃, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 232 ℃. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó là A. E 13, 00 mV. B. E 13,58 mV. C. E 13,98 mV. D. E 13, 78 mV. Câu 22. (SBT Vật lí CB trang 45) Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế thành một mạch kín. Giữ một mối hàn của cặp nhiệt điện trong không khí ở 20 ℃, nhúng mối hàn còn lại vào khối thiếc đang nóng chảy. Khi đó milivôn kế chỉ 9,18 mV. Cho biết hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 42,5 μV/K. Nhiệt độ của thiếc nóng chảy là A. 236 ℃. B. 430 ℃. C. 240 ℃. D. 258 ℃. Câu 23. (SBT Vật lí NC trang 35) Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T 42 μV/K được đặt trong không khí ở 20 ℃, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 320 ℃. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó là A. E 13, 60 mV. B. E 13, 64 mV. C. E 12, 60 mV. D. E 12, 64 mV. Câu 24. (SBT Vật lí CB trang 34) Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với một milivôn kế thành một mạch điện kín. Nhúng một mối hàn vào nước đá đang tan và một mối hàn vào hơi nước sôi thì milivôn kế chỉ 4,25 mV. Hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện này là A. 42,5 μV/K. B. 4,25 μV/K. C. 42,5 mV/K. D. 4,25 mV/K. Câu 25. (SBT Vật lí CB trang 34) Một cặp nhiệt điện sắt – constantan có hệ số nhiệt điện động là 52 μV/K. Người ta nhúng hai mối hàn của cặp nhiệt điện này vào hai chất lỏng có nhiệt độ lần lượt là –2 ℃ và 78 ℃. Suất điện động nhiệt điện trong cặp nhiệt điện này là A. 52,76 mV. B. 41,60 mV. C. 39,52 mV. D. 4,16 mV. Câu 26. (SBT Vật lí CB trang 34) Nhúng mối hàn thứ nhất của một cặp nhiệt điện vào nước đá đang tan và mối hàn thứ hai vào nước ở nhiệt độ 10 ℃. Sau đó giữ nguyên nhiệt độ ở mối hàn thứ nhất, còn mối hàn thứ hai được chuyển nhúng vào rượu ở nhiệt độ –10 ℃. So sánh suất điện động nhiệt điện E1 và E2 trong cặp nhiệt điện tương ứng với hai trường hợp trên. A. E1 E2 . B. E1 2E2 . C. E2 2E1 . D. E1 20E2 . Câu 27. (SBT Vật lí CB trang 34) Hai cặp nhiệt điện đồng – constantan và sắt – constantan có hệ số nhiệt điện động tương ứng là α1 42,5 μV/K và α 52 μV/K. Hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh của cặp 2 đồng – constantan lớn hơn 5,2 lần hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh của cặp sắt – constantan. So sánh các suất điện động nhiệt điện E1 và E2 trong hai cặp nhiệt điện này. -125-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 A. E1 4, 25E2 . B. E2 42, 5 E1 . C. E1 42, 5 E2 . D. E2 4, 25E1 . 52 52 Câu 28. (SBT Vật lí CB trang 34) Có hai cặp nhiệt điện giống hệt nhau, mỗi cặp được nối với một milivôn kế tạo thành mạch kín. Hai mối hàn của hai cặp nhiệt điện này đều được giữ ở nhiệt độ cao T1 . Khi mối hàn còn lại của cặp nhiệt điện thứ nhất và thứ hai được giữ ở các nhiệt độ thấp tương ứng là 2 ℃ và 12 ℃ thì thấy số chỉ của milivôn kế nối với cặp nhiệt điện thứ nhất lớn gấp 1,2 lần số chỉ của milivôn kế nối với cặp nhiệt điện thứ hai. Nhiệt độ T1 là A. 285 K. B. 289,8 K. C. 335 K. D. 355 K. -126-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Baøi 14: DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÁT ÑIEÄN PHAÂN A/ LYÙ THUYEÁT I- THUYEÁT ÑIEÄN LI (ĐỌC THÊM)  Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.  Mỗi ion mang một số nguyên điện tích nguyên tố. Khi ion là một nguyên tử tích điện, số điện tích nguyên tố của ion là hóa trị của nguyên tố ấy.  Các ion dương và âm vốn đã tồn tại sẵn trong các phân tử axit, bazơ và muối. Chúng liên kết chặt với nhau bằng lực hút Cu-lông. Khi tan vào nước hoặc một dung môi khác, lực hút Cu-lông yếu đi, liên kết trở nên lỏng lẻo. Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion tự do. Ngoài ra, chuyển động nhiệt mạnh trong các muối hoặc bazơ nóng chảy cũng làm các phân tử chất này phân li thành các ion tự do như các dung dịch.  Ta gọi chung những dung dịch và chất nóng chảy như trên là chất điện phân. II- BAÛN CHAÁT DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÁT ÑIEÄN PHAÂN A 0  Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và ion âm. K  Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương chuyển động cùng chiều điện trường và dòng ion âm chuyển động ngược chiều điện trường. Ion dương chạy về phía catôt (K ) nên gọi là cation, còn ion âm chạy về phía anôt (A) nên gọi là anion (hình bên).  Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại, vì: Anion  Mật độ ion trong chất điện phân nhỏ hơn mật độ các êlectron tự do trong kim loai.  Khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước Cation êlectron trong kim loại.  Môi trường dung dịch điện phân rất mất trật tự nên các ion bị cản trở nhiều hơn so với các êlectron trong kim loại.  Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Khi tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân. III- CAÙC HIEÄN TÖÔÏNG DIEÃN RA ÔÛ ÑIEÄN CÖÏC. HIEÄN TÖÔÏNG DÖÔNG CÖÏC TAN  Các ion chuyển động về các điện cực, trao đổi điện tích với các điện cực, trở thành các nguyên tử hay phân tử trung hòa bám vào điện cực hay bay lên khỏi dung dịch hoặc gây ra các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ (phản ứng thứ cấp).  Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân dung dịch muối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại ấy.  Bình điện phân có dương cực tan thì không khác gì một điện trở. Khi đó, Rp dòng điện chạy qua bình điện phân tuân theo định luật Ôm: I U R . Trong mạch điện, bình điện phân được biểu diễn bằng kí hiệu như hình bên. -127-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 IV- CAÙC ÑÒNH LUAÄT FA-RA-ÑAÂY 1. Định luật Fa-ra-đây thứ nhất  Phát biểu: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.  Công thức: m kq trong đó, m (g): khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực, k (g/C): đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực, q (C): điện lượng chạy qua bình điện phân. 2. Định luật Fa-ra-đây thứ hai  Phát biểu: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng hóa học A của n nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1 , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. F  Công thức: k 1 A F .n trong đó, k (g/C): đương lượng điện hóa, F 96500 (C/mol): hằng số Fa-ra-đây, A (g/mol): đương lượng gam, n A (g/mol): khối lượng mol của nguyên tử, n : hóa trị. 3. Định luật Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây nói trên và công thức điện lượng q It , ta được định luật Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân như sau:  Phát biểu: Khối lượng m của vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với đương lượng gam A của chất đó và với điện lượng q chạy qua bình điện phân. n  Công thức: m 1 . A It F n trong đó, m (g): khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực, F 96500 (C/mol): hằng số Fa-ra-đây, A (g/mol): khối lượng mol của nguyên tử, n : hóa trị, I (A): cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân, t (s): thời gian điện phân. V- ÖÙNG DUÏNG CUÛA HIEÄN TÖÔÏNG ÑIEÄN PHAÂN Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện,… 1. Luyện nhôm  Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy.  Bể điện phân có điện cực bằng than, dòng điện chạy qua khoảng 104 A.  Năng lượng điện tỏa ra trong bể điện phân giữ cho hỗn hợp quặng luôn luôn nóng chảy. Công nghệ luyện nhôm tiêu thụ một điện năng lớn nên giá thành của nhôm cao. -128-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 2. Mạ điện  Để tăng vẻ đẹp và chống gỉ cho các đồ dùng thường ngày bằng kim loại, người ta thường mạ lên chúng một lớp kim loại trơ. Đối với các vật dụng lớn bằng thép thì thường mạ niken, còn đồ mĩ nghệ thì thường mạ bạc, vàng.  Công nghệ mạ thường được dùng là công nghệ điện phân. Bể điện phân lúc này gọi là bể mạ có anôt là một tấm kim loại để mạ, catôt là vật cần mạ và chất điện phân thường dùng là dung dịch muối kim loại để mạ, có thêm một số chất phụ gia để làm cho lớp mạ bám vào bề mặt được chắc, bền và bóng đẹp. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ. Khi mạ các vật dụng phức tạp, người ta còn phải quay vật trong lúc mạ để lớp mạ được đều. B/ CAÂU HOÛI TÖÏ LUAÄN Câu 1. Hạt tải điện trong chất điện phân là những hạt nào? Nêu bản chất của dòng điện trong chất điện phân. Câu 2. Chất điện phân thường dẫn điện tốt hơn hay kém hơn kim loại? Vì sao? Câu 3. Nêu điều kiện để có hiện tượng dương cực tan. Cho ví dụ hiện tượng dương cực tan. Câu 4. Phát biểu và viết công thức của định luật Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân. Nêu tên và đơn vị của các đại lượng có trong công thức. Câu 5. Do nguyên nhân gì mà độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng? Câu 6. (SGK Vật lí CB trang 85) Hai bể điện phân: bể A để luyện nhôm, bể B để mạ niken. Hỏi bể nào suất phản điện, bể nào có dương cực tan? Câu 7. Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại lên Ag những đồ vật bằng kim loại khác. Quan sát hình bên, bằng những kiến thức đã được học, hãy trả lời các câu sau: a/ (SGK Vật lí CB trang 85) Hạt tải điện nào mang đòng điện trên các phần sau của mạch điện chứa bình điện phân: Ở dây dẫn và điện cực kim loại; ở Ag Thìa sát bề mặt hai điện cực; ở trong lòng chất điện phân? Ag caàn maï b/ Chiếc thìa được sử dụng để làm điện cực anôt hay catôt của bình điện phân dd AgNO và chiếc thìa sẽ được mạ kim loại gì? c/ Trong quá trình mạ, thao tác bị lỗi nên lớp kim loại mạ lên chiếc thìa 3 không đều nên cần phải bốc lớp kim loại vừa mạ ra cùng bằng phương pháp điện phân. Lúc này vật dụng được sử dụng làm anôt và catôt của bình điện phân là gì? d/ Muốn mạ vàng cho chiếc thìa trên, cần thay đổi kim loại dùng để mạ và chất điện phân như thế nào? Câu 8. Vì sao khi mạ điện, muốn lớp mạ đều, phải quay vật cần mạ trong lúc điện phân? Câu 9. Để bảo vệ nguồn thủy sản và tránh hủy hoại môi trường sinh thái tự nhiên thì việc đánh bắt cá bằng xung điện (hay kích cá) (hình bên) bị pháp luật cấm. Với những kiến thức đã học về dòng điện trong các môi trường, hãy giải thích điều này. Câu 10. Khi có dòng điện đi qua dung dịch điện phân, ta thấy các ion dương và âm không ngừng bị trung hòa ở các điện cực (sau khi trao điện tích cho điện cực). Những nguyên nhân gì khiến cho nồng độ ion trong dung dịch giữ ở mức độ không đổi? -129-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Câu 11. Khi điện phân dung dịch muối ăn NaCl trong bình điện phân có điện cực anôt bằng graphit, người ta thu được khí clo ở anôt và khí hiđrô ở catôt. Giải thích kết quả của quá trình điện phân này. Câu 12. Vì sao người ta thường xuyên kiểm tra và đổ nước thêm cho acquy của xe máy, xe ô tô? Câu 13. Xâm nhập mặn vào sâu nội đồng đang là vấn đề nghiêm trọng đối với đồng bằng sông Cửu Long. Những năm qua, nhiễm mặn đã tác động xấu tới nguồn nước sinh hoạt của người dân, ảnh hưởng nặng nề tới sản xuất. Ngay từ đầu năm nay, tình hình nhiễm mặn tại đồng bằng sông Cửu Long đã xuất hiện. Theo Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam bộ, trong những ngày từ 19 đến 22 đến 2/2019, triều cường kết hợp với gió chướng đã đẩy mặn vào các vùng cửa sông, xâm nhập mặn tăng nhanh. Đây là điều bất thường bởi thời điểm đó hàng năm không có hiện tượng nước mặn từ biển theo các dòng sông vào nội đồng. Thời điểm đó, độ mặn đo được là 4%, nước mặn theo cửa sông các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh vào sâu hơn 40 km, ảnh hưởng các vùng lúa và vườn cây trái. (Theo báo Đại đoàn kết ngày 24/7/2019) Một phương pháp đơn giản để đo độ mặn là người ta đo độ dẫn điện của dung dịch. Bằng kiến thức đã học, em hãy giải thích nguyên nhân tại sao lại có sự liên hệ này? C/ BAØI TAÄP TÖÏ LUAÄN Bài 1. Cho biết đương lượng điện hóa của đồng là k 3,3.10 7 kg/C. Muốn trên catôt của bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) xuất hiện 330 g kim loại đồng thì điện lượng chạy qua bình phải bằng bao nhiêu? Bài 2. Cho biết đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng m của vật chất m(10 4 kg) được giải phóng ở điện cực của bình điện phân vào điện lượng q tải qua bình như hình bên. Tính đương lượng điện hóa của chất điện phân trong bình này. 2, 236 Bài 3. (SBT Vật lí CB trang 47) Biết niken có A 58, 7 g/mol và n 2 . Lấy O q (C) 200 F 96500 C/mol. Bằng phương pháp điện phân, trong khoảng thời gian 0,5 giờ, cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua bình điện phân thì khối lượng kim loại niken bám vào catôt của bình là bao nhiêu? Bài 4. Một bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) với điện cực làm bằng đồng (Cu) . Khi dòng điện có cường độ 3 A chạy qua bình điện phân thì sau một khoảng thời gian, người ta thấy có 3,84 g đồng thoát ra khỏi điện cực anôt. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n 2 và lấy F 96500 C/mol. Tính thời gian điện phân và điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân. Bài 5. Người ta điện phân một dung dịch muối của kim loại dùng làm anôt, bằng dòng điện không đổi có cường độ 2 A. Sau khoảng thời gian 32 phút 10 giây thì thu được 1,28 gam kim loại ở catôt. Hỏi anôt làm bằng kim loại gì? Cho biết khối lượng mol nguyên tử A và hóa trị n của một số kim loại ở bảng sau: Kim loại Bạc Đồng Sắt Nhôm Kẽm Chì A (g/mol) 108 64 56 27 65 207 122322 n -130-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Bài 6. Một bình điện phân chứa dung dịch muối kim loại có điện cực bằng chính kim loại này. Cho dòng điện không đổi có cường độ 0,25 A chạy qua bình điện phân trong 1 giờ thì thấy khối lượng catôt tăng lên khoảng 1 gam. Xác định điện cực của bình điện phân này làm bằng kim loại gì? Cho biết khối lượng mol nguyên tử A và hóa trị n của một số kim loại ở bảng kể trên. Bài 7. Một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anôt bằng bạc. Điện trở cuả bình này là R 2 Ω. Hiệu điện thế đặt vào hai cực là U 10 V. Tính khối lượng bạc bám vào cực âm sau 2 giờ. Cho biết bạc có A 108 g/mol và n 1. Lấy F 96500 C/mol. Bài 8. Để tăng vẻ đẹp và chống gỉ cho các đồ dùng thường ngày bằng kim loại, người ta thường mạ lên chúng một lớp kim loại trơ. Công nghệ mạ thường dùng là công nghệ điện phân. Nhằm tăng khả năng chống mòn và tính thẩm mỹ, người ta tiến hành mạ một lớp niken (Ni) lên bề mặt chiếc chìa khóa (hình vẽ). Dung dịch điện phân được sử dụng là dung dịch niken sunfat (NiSO4 ) . a/ Chiếc chìa khóa là điện cực anôt hay catôt? Điện cực còn lại làm bằng kim loại gì? b/ Để mạ 5,4 g niken lên chiếc chìa khóa bằng dòng điện có cường độ I 5, 0 A thì cần khoảng thời gian bao lâu? Biết rằng, niken có A 58 g/mol, n 2 . Lấy F 96494 C/mol. c/ Do trong quá trình mạ, thao tác bị lỗi nên lớp niken mạ trên chiếc chìa khóa không đều, chỗ dày chỗ mỏng nên người ta muốn bóc lớp niken vừa mạ ra cũng bằng phương pháp điện phân. Lúc này vật được sử dụng để làm anôt và catôt là gì? Bài 9. Cho dòng điện không đổi có cường độ I chạy qua bình điện phân chứa I dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) , điện cực bằng đồng (Cu) như hình bên thì  sau khoảng thời gian t 32 min10s , người ta thấy có 1,6 gam kim loại bám vào AB điện cực catôt của bình điện phân. dd CuSO4 a/ Trong hai thanh kim loại A và B , thanh nào là điện cực anôt, thanh nào là điện cực catôt? b/ Tính giá trị cường độ dòng điện I chạy qua bình điện phân. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n 2 và lấy F 96500 C/mol. Bài 10. Cho bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) như hình I bên. Khi cho dòng điện không đổi có cường độ I 1,5 A chạy qua bình phân thì  thấy xảy ra hiện tượng dương cực tan. Anôt Catôt a/ Hỏi điện cực anôt của bình điện phân này làm bằng kim loại gì? b/ Tính khối lượng kim loại đồng bám vào điện cực catôt của bình điện phân dd CuSO4 sau khoảng thời gian t 32 min10s . Cho biết đồng (Cu) có A 64 g/mol, n 2 . Lấy F 96500 C/mol. Bài 11. Xét bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 với hai điện cực bằng Cu . Lúc đầu, hai điện cực có khối lượng bằng nhau. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân này trong khoảng thời gian là 2 giờ 40 phút 50 giây thì thấy catôt nặng hơn anôt là 9,6 gam. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n 2 . Lấy F 96500 C/mol và NA 6, 02.1023 mol 1 . Hãy tính: a/ Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. b/ Số ion Cu2 về đến điện cực trong khoảng thời gian đã cho. Bài 12. Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 150 cm2, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện 4 -131-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 không đổi có cường độ 10 A chạy qua trong khoảng thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Coi chất lượng mạ tốt, đồng bám đều trên tấm sắt. Tính khối lượng và chiều dày của lớp đồng bám trên bề mặt tấm sắt. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n 2 và D 8900 kg/m3. Lấy F 96500 C/mol. Bài 13. Tấm kim loại phẳng có diện tích 14,5 cm2 được mạ đều niken ở một bề mặt của nó bằng phương pháp điện phân. Sau khoảng thời gian điện phân 32 phút 10 giây thì bề dày lớp niken là 0,18 mm. Coi chất lượng mạ tốt, niken bám đều trên tấm kim loại. Niken có khối lượng riêng D 8900 kg/m3, khối lượng mol nguyên tử là A 58 g/mol và hóa trị n 2 . Lấy F 96500 C/mol. Tính khối lượng lớp niken bám trên tấm kim loại và cường độ dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân. Bài 14. Để tăng vẻ đẹp và chống gỉ cho các đồ dùng thường ngày bằng kim loại, người ta thường mạ lên chúng một lớp kim loại trơ. Công nghệ mạ thường dùng là công nghệ điện phân. Người ta muốn mạ đồng lên một chiếc huy chương bằng sắt có tổng diện tích bề mặt là 200 cm2 trong dung dịch CuSO với dòng điện không đổi có cường độ 10 A trong 4 khoảng thời gian 2h40 min 50s . a/ Chiếc huy chương là điện cực anôt hay catôt? Điện cực còn lại làm bằng kim loại gì? b/ Coi như chất lượng mạ tốt, đồng bám đều trên chiếc huy chương. Tính bề dày của lớp đồng bám vào chiếc huy chương. Biết đồng có A 64 g/mol, n 2 và D 8900 kg/m3. Lấy F 96500 C/mol. c/ Do trong quá trình mạ, thao tác bị lỗi nên lớp đồng mạ trên chiếc huy chương không đều, chỗ dày chỗ mỏng nên người ta muốn bóc lớp đồng vừa mạ ra cũng bằng phương pháp điện phân. Lúc này chiếc huy chương được sử dụng để làm anôt và catôt là gì? Bài 15. Người ta muốn bóc một lớp đồng dày 10 μm trên một bản kim loại đồng có diện tích 1 cm2 bằng phương pháp điện phân với cường độ dòng điện không đổi là 0,01 A. Giả sử lớp đồng bám đều trên bản kim loại. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n 2 và D 8900 kg/m3. Lấy F 96500 C/mol. a/ Để bóc được lớp đồng này ra khỏi bản kim loại, cần phải nối bản đồng này với cực nào của nguồn điện? Dung dịch điện phân là dung dịch gì? b/ Tính khối lượng của lớp đồng cần bóc và thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng này. Bài 16. Sau khi điện phân trong khoảng thời gian 30 phút, chiều dày của lớp niken phủ lên một tấm kim loại có diện tích 30 cm2 là 5 cm. Coi chất lượng mạ tốt, niken bám đều trên tấm kim loại. Tính khối lượng lớp niken bám trên tấm kim loại và cường độ dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân. Biết niken có khối lượng mol A 58 g/mol, hóa trị n 2 và khối lượng riêng D 8,9.103 kg/m3. Lấy F 96500 C/mol. Bài 17. (SBT Vật lí CB trang 37) Một ampe kế lí tưởng được mắc nối tiếp với bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) và số chỉ của nó là 0,90 A. Hỏi số chỉ này có đúng không? Biết rằng, khi dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân trong khoảng thời gian 5,0 phút đã giải phóng 316 mg bạc bám vào catôt của bình này. Cho đương lượng điện hóa của bạc là 1,118 mg/C. Bài 18. (SBT Vật lí CB trang 47) Để xác định đương lượng điện hóa của đồng (Cu) , bạn Hùng đã cho dòng điện không đổi có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng đồng (Cu) trong khoảng thời gian 5,0 phút và thu được 0,12 g kim loại đồng bám vào catôt của bình điện phân. a/ Tính giá trị đương lượng điện hóa k của đồng dựa theo kết quả thí nghiệm của bạn Hùng. b/ Tính giá trị đương lượng điện hóa k của đồng dựa theo định luật Fa-ra-đây thứ hai. Biết rằng, đồng có A 63,5 g/mol, n 2 và lấy F 96500 C/mol. c/ Xác định sai số tỉ đối của đương lượng điện hóa tính theo kết quả thí nghiệm do bạn Hùng thực hiện so với kết quả tính toán theo định luật Fa-ra-đây thứ hai. Bài 19. (SBT Vật lí CB trang 47) Cho dòng điện không đổi chạy qua hai bình điện phân mắc nối tiếp: bình (1) chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt làm bằng đồng (Cu) ; bình (2) chứa dung dịch -132-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 bạc nitrat (AgNO3) có anôt làm bằng bạc (Ag) . Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình thứ nhất khi khối lượng bạc bám vào catôt của bình thứ hai là 40,24 g. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol, n1 2 và 1 bạc có A 108 g/mol, n 1. 2 2 Bài 20. (SBT Vật lí NC trang 38) Một bộ nguồn gồm 30 pin mắc thành ba nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song; mỗi pin có suất điện động E 0,9 V và điện trở trong r 0, 6 Ω. Một bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng động (Cu) và có điện trở R 205 Ω được mắc vào hai cực của bộ nguồn trên. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol và n 2 . Lấy F 96500 C/mol. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình sau khoảng thời gian 50 phút. Bài 21. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó pin có suất điện động E,r E 20 V, điện trở trong r 2,5 Ω; mạch ngoài chứa điện trở R 30 Ω A và bình điện phân (chứa dung dịch bạc nitrat và dương cực bằng bạc) có điện trở Rp 10 Ω. Coi ampe kế và các dây nối có điện trở không đáng R kể. Biết rằng, bạc có A 108 g/mol, n 1. Lấy F 96500 C/mol. Rp a/ Xác định số chỉ của ampe kế. b/ Tính hiệu điện thế giữa hai cực của pin và hiệu suất của pin. c/ Sau bao lâu thì thu được 3,2 g bạc ở catôt? d/ Tính điện năng mạch ngoài tiêu thụ trong 1 giờ. E,r A Bài 22. Cho mạch điện kín như hình bên, mạch ngoài chứa điện trở R và bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat với anôt bằng đồng có điện trở Rp 2R . Biết ampe kế lí tưởng đang chỉ 3 A. Bỏ qua điện R trở của các dây nối. Tính khối lượng đồng thoát ra ở catôt sau khoảng thời gian là 32 phút 10 giây. Đồng có A 64 g/mol và n 1. Lấy Rp F 96500 C/mol. E ,rR Eb, rb Bài 23. Cho mạch điện như hình bên, trong đó bộ nguồn gồm 5 pin giống nhau mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động E 2 V và điện trở trong r 0,1Ω; mạch ngoài gồm biến trở R , bình điện phân chứa 2 3 Ω và một A dung dịch CuSO với hai cực bằng đồng, có điện trở R1 R R 4 1 2 ampe kế có điện trở rất nhỏ, đang chỉ 2 A. Bỏ qua điện trở của dây nối. a/ Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. b/ Hiệu điện thế giữa hai cực của bộ nguồn bằng bao nhiêu?Tính hiệu suất của bộ nguồn. c/ Tính giá trị của biến trở R . 2 d/ Hỏi sau khoảng thời gian điện phân là 32 phút 10 giây, khối lượng đồng bám vào catôt là bao nhiêu gam? Biết rằng, đồng có A 64 g/mol và n 2 . Lấy F 96500 C/mol. Bài 24. Cho mạch điện như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện E,r động E 6 V, điện trở trong r 0, 06 Ω; mạch ngoài gồm bóng đèn Đ loại 3 V – 3 W, biến trở Rx và bình điện phân B chứa dung dịch B AgNO3 có điện cực bằng bạc. Điều chỉnh để biến trở có giá trị Rx Rx 1,14 Ω thì đèn Đ sáng bình thường. Coi điện trở của các dây nối Đ không đáng kể và điện trở của đèn Đ không thay đổi theo nhiệt độ. a/ Tìm điện trở của bình điện phân B . b/ Tính khối lượng bạc bám vào catôt của bình B sau khoảng thời gian 16 phút 5 giây điện phân. Biết rằng, bạc có A 108 g/mol và n 1. Lấy F 96500 C/mol. -133-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 c/ Tính nhiệt lượng do đèn Đ tỏa ra trong suốt khoảng thời gian điện phân. E,r d/ Với giá trị nào của biến trở Rx thì hiệu suất của nguồn điện là 0,98? Bài 25. Cho mạch điện như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện động E 12 V, R 2 điện trở trong r 1Ω; mạch ngoài chứa đèn R1 loại (6 V – 3 W), biến trở R2 và bình V điện phân Rp chứa dung dịch CuSO với anôt bằng đồng, có điện trở là Rp 8 Ω. Biết R 4 1 điện trở của vôn kế rất lớn và điện trở các dây nối không đáng kể. Rp a/ Điều chỉnh biến trở R để vôn kế chỉ 9,6 V. 2  Tính khối lượng đồng bám vào catôt sau 1 giờ điện phân. Biết rằng, đồng có A 64 g/mol và n 2 . Lấy F 96500 C/mol.  Nhận xét độ sáng của đèn. Giải thích. b/ Tính giá trị của R2 để đèn sáng bình thường. c/ Khi đèn sáng bình thường, hãy tính:  Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài.  Công suất và hiệu suất của nguồn điện. Bài 26. Cho sơ đồ mạch điện như hình bên. Nguồn điện có suất E,r điện động E 14, 4 V và điện trở trong r ; mạch ngoài gồm có R 1 biến trở R , bóng đèn R2 : 6 V – 6 W và bình điện phân chứa dung 1 R 2 dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) với anôt bằng đồng (CuSO4 ) có A K R điện trở R3 5,5 Ω. Ampe kế và dây dẫn có điện trở không đáng 3 kể. Biết đồng có A 63,5 g/mol và n 2 . Lấy F 96500 C/mol.  Khi khóa K mở, ampe kế chỉ 1 A. a/ Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân sau 20 phút. b/ Xác định giá trị điện trở trong r của nguồn điện. c/ Nhận xét độ sáng của bóng đèn R2 .  Khi khóa K đóng, điều chỉnh giá trị của biến trở R 4,5 Ω. 1 d/ Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài. e/ Tính công suất và hiệu suất của nguồn điện. Bài 27. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó nguồn điện có suất điện Rp E ,r động E và điện trở trong r 2 Ω; mạch ngoài chứa điện trở R , biến trở Rx và bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 , dương cực bằng đồng có điện trở Rp 2 Ω. R a/ Khi khóa K mở, trong khoảng thời gian điện phân là 16 phút 5 giây, khối lượng đồng bám vào âm cực của bình điện phân là 0,48 g và nhiệt lượng K Rx tỏa ra trên điện trở R là 26055 J. Tính suất điện động E của nguồn điện và giá trị của điện trở R . Biết rằng đồng có A 64 g/mol và n 2 . Lấy F 96500 C/mol. b/ Khi khóa K đóng, điều chỉnh biến trở Rx để công suất tỏa nhiệt trên Rx là 24 W. Hãy tính giá trị của Rx , biết rằng Rx 2 Ω. Bài 28. Cho mạch điện kín như hình bên, trong đó bộ nguồn gồm ba pin giống nhau mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động E 3 V và điện trở Eb, rb trong r 1, 2 Ω; mạch ngoài gồm điện trở R 4 Ω, biến trở R , bóng R R 1 2 4 1 -134- R R 3 1

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 đèn R3 : 3 V – 6 W và bình điện phân chứa dung dịch AgNO (anôt 3 bằng bạc) có điện trở R 2 Ω. Bỏ qua điện trở của các dây nối, coi 4 điện trở của đèn không đổi theo nhiệt độ. a/ Điều chỉnh biến trở đến giá trị R2 2,5 Ω. Hãy tính:  cường độ dòng điện trong mạch chính và cường độ dòng điện chạy qua đèn. Khi đó, hãy nhận xét độ sáng của đèn và giải thích.  nhiệt lượng do điện trở R tỏa ra trong 10 phút. 1  điện năng mà đèn R tiêu thụ trong 12 giờ. 3  khối lượng bạc bám vào catôt sau khoảng thời gian điện phân là 16 phút 5 giây. Biết rằng, bạc có A 108 g/mol và n 1. Lấy F 96500 C/mol. b/ Cần điều chỉnh biến trở R đến giá trị là bao nhiêu để công suất tiêu tỏa nhiệt của R đạt giá trị lớn 2 2 nhất? Tính giá trị công suất lớn nhất đó. D/ BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Câu 1. Hạt tải điện trong chất điện phân là A. êlectron tự do và các ion âm. B. lỗ trống và êlectron dẫn. C. các ion âm và ion dương. D. êlectron tự do, ion âm và ion dương. Câu 2. (SGK Vật lí CB trang 85) Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của A. các chất tan trong dung dịch. B. các ion dương trong dung dịch. C. các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch. D. các ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch. Câu 3. (SGK Vật lí CB trang 85) Kết quả cuối cùng của quá trình điện phân dung dịch CuSO với điện 4 cực bằng đồng là A. không có thay đổi gì ở bình điện phân. B. anôt bị ăn mòn. C. đồng bám vào catôt. D. đồng chạy từ anôt sang catôt. Câu 4. (SBT Vật lí CB trang 36) Chọn phát biểu đúng khi nói về hiện tượng điện phân có dương cực tan? A. Là hiện tượng điện phân dung dịch axit hoặc bazơ với điện cực là graphit. B. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại dùng làm catôt. C. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại dùng làm anôt. Kết quả là kim loại tan dần từ anôt tải sang catôt. D. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại dùng làm anôt. Kết quả là kim loại được tải dần từ catôt sang anôt. Câu 5. (SBT Vật lí CB trang 45) Để tiến hành mạ bạc cho một thỏi U sắt, người ta bố trí thí nghiệm như hình bên. Cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm nào sau đây là đúng? A. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi bạc, C là thỏi sắt. B C B. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi sắt, C là thỏi bạc. C. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi kim loại bất kì, C là thỏi sắt. A D. A là dung dịch muối bất kì, B là thỏi bạc, C là thỏi sắt. Câu 6. (SBT Vật lí NC trang 37) Khối lượng khí clo sản ra trên cực anôt của các bình điện phân K , L và M (hình bên) trong một khoảng thời gian nhất định sẽ KCl CaCl AlCl A. bằng nhau trong cả ba bình điện phân. 23 B. nhiều nhất trong bình K và ít nhất trong bình M . K LM C. nhiều nhất trong bình L và ít nhất trong bình M . D. nhiều nhất trong bình M và ít nhất trong bình K . -135-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Câu 7. (SBT Vật lí NC trang 35) Để tiến hành các phép đo cần thiết cho việc xác định đương lượng điện hóa của một kim loại nào đó, ta cần phải sử dụng các thiết bị A. cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây. B. cân, vôn kế, đồng hồ bấm giây. C. ampe kế, vôn kế, đồng hồ bấm giây. D. vôn kế, ôm kế, đồng hồ bấm giây. Câu 8. (SBT Vật lí NC trang 36) Để xác định hằng số Fa-ra-đây ta cần phải biết khối lượng nguyên tử A và hóa trị n của chất khảo sát, đồng thời phải đo khối lượng của chất đó A. bám vào catôt và thời gian chạy qua chất điện phân của các ion âm. B. bám vào một điện cực và cường độ dòng điện. C. bám vào anôt và thời gian chạy qua chất điện phân của các ion dương. D. bám vào một điện cực và điện lượng chạy qua chất điện phân. Câu 9. (TN THPT năm 2021) Hiện tượng nào sau đây được ứng dụng để luyện nhôm? A. Hiện tượng siêu dẫn. B. Hiện tượng điện phân. C. Hiện tượng đoản mạch. D. Hiện tượng nhiệt điện. Câu 10. (TN THPT năm 2021) Hiện tượng nào sau đây được ứng dụng để mạ điện? A. Hiện tượng siêu dẫn. B. Hiện tượng đoản mạch. C. Hiện tượng điện phân. D. Hiện tượng nhiệt điện. Câu 11. (SGK Vật lí NC trang 100) Đương lượng điện hóa của niken là k 3.10 4 g/C. Khi cho một điện lượng 10 C chạy qua bình điện phân có anôt bằng niken thì khối lượng niken bám vào catôt là A. 0,3.10 4 g. B. 3.10 3 g. C. 0,3.10 3 g. D. 0,3.10 4 g. Câu 12. (SBT Vật lí CB trang 45) Biết đương lượng điện hóa của niken là k 3.10 4 g/C. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân có anôt bằng niken trong 1 phút 40 giây thì khối lượng niken bám vào catôt là 3 mg. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân trong thời gian trên là A. 1 A. B. 0,1 A. C. 0,01 A. D. 0,001 A. Câu 13. (SBT Vật lí NC trang 36) Biết đương lượng điện hóa của đồng là k 1A 3,3.10 7 kg/C. Fn Muốn trên catôt của bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) xuất hiện 0,33 kg đồng thì điện lượng chạy qua bình phải là A. 105 C. B. 106 C. C. 107 C. D. 5.106 C. Câu 14. (SBT Vật lí CB trang 36) Một bình điện phân chứa dung dịch muối niken với điện cực bằng niken. Xác định khối lượng niken bám vào catôt khi cho dòng điện cường độ I 5, 0 A chạy qua bình này trong khoảng thời gian t 1h. Biết rằng, đương lượng điện hóa của niken là 0, 3.10 3 g/C. A. 1,5 kg. B. 5,4 g. C. 1,5 g. D. 5,4 kg. Câu 15. Một bộ nguồn gồm 30 pin giống nhau được mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song với nhau. Mỗi pin có cùng suất điện động 0,9 V và điện trở trong 0,6 Ω. Mắc hai điện cực của một bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat có anôt bằng đồng, điện trở R 205 Ω vào hai cực của bộ nguồn trên. Đồng có khối lượng nguyên tử A 64 g/mol và hóa trị n 2 . Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Sau 50 phút, khối lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân là A. 1,3.10 5 kg. B. 0,013 kg. C. 13 g. D. 1,3 g. Câu 16. Một vật kim loại có diện tích 120 cm2 được mạ niken. Dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ 0,30 A và thời gia mạ là 5 giờ. Cho biết niken có khối lượng nguyên tử A 58, 7 g/mol, hóa trị n 2 và khối lượng riêng D 8,8.103 kg/m3. Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Độ dày của lớp niken phủ đều trên bề mặt vật kim loại là A. 15,6 μm. B. 1,56 μm. C. 1,56 mm. D. 0,156 mm. Câu 17. Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là 0,006 cm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phù của tâm kim loại là 30 cm2. Biết niken có A 58 , n 2 và khối lượng riêng là 8,9 g/cm3. Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 2,96 A. B. 2,85 A. C. 2,68 A. D. 2,45 A. Câu 18. Biết niken có khối lượng nguyên tử A 58, 71g/mol và hóa trị n 2 . Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Bằng phương pháp điện phân, trong thời gian 1 giờ, cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua bình điện phân thì khối lượng niken bám vào catôt của bình là -136-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 A. 8.10 3 kg. B. 10,95.10 3 kg. C. 12,35.10 3 kg. D. 15, 27.10 3 kg. Câu 19. (SBT Vật lí CB trang 36) Một bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng đồng. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình này trong thời gian 30 phút thì khối lượng của catôt tăng thêm 1,143 g. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Cho biết đồng (Cu) có khối lượng nguyên tử A 63,5 g/mol và hóa trị n 2 . Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. A. 0,965 A. B. 1,93 A. C. 0,965 mA. D. 1,93 mA. Câu 20. (SBT Vật lí CB trang 36) Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có có anôt bằng bạc và điện trở là 2,5 Ω. Hiệu điện thế giữa hai điện cực của bình này là 10 V. Cho biết bạc có khối lượng nguyên tử A 108 g/mol và hóa trị n 1. Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Khối lượng bạc bám vào catôt sau 16 phút 5 giây là A. 4,32 g. B. 4,32 kg. C. 2,16 g. D. 2,16 kg. Câu 21. (SBT Vật lí NC trang 37) Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có có anôt bằng bạc (Ag) và điện trở là 5 Ω. Hiệu điện thế giữa hai điện cực của bình này là 20 V. Cho biết bạc có khối lượng nguyên tử A 108 g/mol và hóa trị n 1. Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 C/mol. Hỏi khối lượng m của bạc bám vào catôt sau 32 phút 10 giây là bao nhiêu? A. m 8, 64 g. B. m 8, 64 mg. C. m 4,32 g. D. m 4,32 mg. Câu 22. (SBT Vật lí CB trang 45) Một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anôt bằng bạc. Điện trở của bình điện phân là R 2 Ω. Hiệu điện thế đặt vào hai cực của bình điện phân là U 10 V. Cho biết bạc có khối lượng nguyên tử A 108 g/mol và hóa trị n 1. Lấy hằng số Fa-ra-đây F 96500 aC/mol. Khối lượng bạc bám vào cực âm của bình điện phân sau 1 giờ 20 phút 25 giây là A. 0,27 g. B. 2,7 g. C. 27 g. D. 270 g. Câu 23. Cho đoạn mạch gồm hai bình điện phân mắc nối tiếp, trong đó một bình chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng đồng và một bình chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có có anôt bằng bạc. Khi đặt hiệu điện thế không đổi vào hai đầu đoạn mạch này thì sau một thời gian người ta thấy tổng khối lượng catôt của hai bình điện phân tăng thêm 5,6 g. Cho biết đồng có A 64 g/mol, n 2 và bạc có 1 1 A2 108 g/mol, n 1. Khối lượng đồng và khối lượng bạc sinh ra ở catôt của mỗi bình lần lượt là 2 A. 1,28 g và 4,32 g. B. 2,56 g và 3,04 g. C. 0,64 g và 4,96 g. D. 1,92 g và 3,68 g. Câu 24. (SBT Vật lí CB trang 36) Mắc nối tiếp một bình điện phân chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng đồng (Cu) với một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có có anôt bằng bạc (Ag) . Sau một thời gian có dòng điện không đổi chạy qua hai bình này, thì khối lượng anôt của bình chứa dung dịch (CuSO4 ) bị giảm bớt 2,30 g. Biết đồng có khối lượng nguyên tử A1 63,5 g/mol và hóa trị n 2; bạc có khối lượng nguyên tử A 108 g/mol và hóa trị n 1. Khối lượng bạc bám vào 1 2 2 catôt của bình chứa dung dịch AgNO là 3 A. 0,67 g. B. 1,95 g. C. 2,66 g. D. 7,82 g. Câu 25. Cho đoạn mạch gồm hai bình điện phân mắc nối tiếp, trong đó một bình chứa dung dịch đồng (II) sunfat (CuSO4 ) có anôt bằng đồng và một bình chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có có anôt bằng bạc. Khi đặt hiệu điện thế không đổi vào hai đầu đoạn mạch này thì sau một thời gian người ta thấy tổng khối lượng catôt của hai bình điện phân tăng thêm 2,8 g. Biết đồng có khối lượng nguyên tử A 63,5 g/mol và 1 hóa trị n1 2 ; bạc có khối lượng nguyên tử A2 108 g/mol và hóa trị n 1. Gọi m1 và m2 lần lượt khối 2 lượng đồng và khối lượng bạc sinh ra ở catôt của mỗi bình điện phân. Biểu thức nào sau đây là đúng? A. m2 3m1 0, 24g. B. 2m1 m2 0,88g. C. m1 m2 1,52 g. D. m2 m1 1,50 g. V Sử dụng dữ kiện sau để trả lời câu 26, câu 27, câu 28, câu 29 và câu 30. A R2 Đ 1 Cho sơ đồ mạch điện như hình bên, trong đó bộ nguồn có một số pin A2 cùng loại mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,5 Ω và mạch ngoài gồm các điện trở R 20 Ω, R 9 Ω, R 2 Ω, đèn Đ loại R 1 2 3 1 -137-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 3V − 3W, Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 với cực dương bằng Ag . Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn. Biết ampe kế A chỉ 0,6 A và ampe kế A chỉ 0,4 A. 1 2 Câu 26. Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân lần lượt có giá trị là A. 0,2 A và 24 Ω. B. 0,1 A và 11 Ω. C. 0,1 A và 12 Ω. D. 0,2 A và 22 Ω. Câu 27. Số pin và công suất của bộ nguồn lần lượt là A. 14 pin và 12,6 W. B. 20 pin và 18 W. C. 7 pin và 6,3 W. D. 10 pin và 9 W. Câu 28. Số chi của vôn kế là A. 25,2 V. B. 16,8 V. C. 4,2 V. D. 9 V. Câu 29. Biết bạc có A 108 g/mol và n 1. Lấy F 96500 C/mol. Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau khoảng thời gian 32 phút 10 giây là A. 0,432 g. B. 0,4322 g. C. 0,216 kg. D. 0,216 g. Câu 30. Hãy nhận xét độ sáng của đèn Đ. A. Sáng bình thường. B. Sáng yếu hơn bình thường. D. Không sáng. C. Sáng mạnh hơn bình thường. -138-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Baøi 15: DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÁT KHÍ A/ LYÙ THUYEÁT I- CHAÁT KHÍ LAØ MOÂI TRÖÔØNG CAÙCH ÑIEÄN  Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, do đó trong chất khí không có hạt tải điện. II- SÖÏ DAÃN ÑIEÄN CUÛA CHAÁT KHÍ TRONG ÑIEÀU KIEÄN THÖÔØNG  Tích điện vào một điện nghiệm, ta thấy hai lá kim loại của cái điện nghiệm xòe ra. Theo dõi góc của hai lá kim loại theo thời gian, ta thấy nó giảm dần, chứng tỏ điện tích trữ trong điện nghiệm mất dần (hình bên). Một trong các nguyên nhân làm suy giảm điện tích của điện nghiệm là điện đã truyền qua không khí ở điều kiện thường đến các vật khác.  Trong sơ đồ mạch điện ở hình bên, người ta thấy: E  Khi không đối đèn ga, kim điện kế hầu như chỉ số 0, nghĩa là bình thường chất khí hầu như không dẫn điện, trong chất khí có sẵn rất ít hạt tải điện. R  Đốt đèn ga, kim điện kế lệch đánh kể khỏi vị trí số 0.  Kéo đèn ga ra xa, dùng quạt thổi khi nóng đi qua giữa hai bản cực, kim điện kế vẫn lệch.  Tắt đèn, chất khí lại hầu như không dẫn điện. V G A B  Thay đèn ga bằng đèn thủy ngân (tia tử ngoại) và làm thí nghiệm tương tự như trước, người ta cũng thấy những kết K quả tương tự. III- BAÛN CHAÁT DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÁT KHÍ 1. Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa Đ  Hạt tải điện trong chất khí là các ion dương, ion âm và êlectron tự do.  Bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các êlectron tự do ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra. 2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí  Quá trình dẫn điện của chất khí khi xảy ra khi phải dùng các tác nhân ion hóa từ bên ngoài để tạo ra hạt tải điện gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hai bản cực; biến mất khi ngừng việc tạo ra hạt tải điện.  Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định Ôm. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I qua chất khí khi phóng điện không tự lực, theo hiệu điện thế U giữa hai điện cực, được I c vẽ ở hình dưới đây. Nó có ba đoạn rõ rệt:  Đoạn Oa : U nhỏ, dòng điện tăng theo U . ab  Đoạn ab : U đủ lớn, dòng điện I đạt giá trị bão hòa. U  Đoạn bc : U quá lớn, I tăng nhanh khi U tăng. Điều này O U nhoû U ñuû lôùn U quaù lôùn chứng tỏ rằng, khi hiệu điện thế đã quá lớn, sự tăng hiệu điện -139-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 thế làm cho điện trở của chất khí giảm, mật độ hạt tải điện tăng. IV-QUAÙ TRÌNH DAÃN ÑIEÄN TÖÏ LÖÏC TRONG CHAÁT KHÍ VAØ ÑIEÀU KIEÄN ÑEÅ TAÏO RA QUAÙ TRÌNH DAÃN ÑIEÄN TÖÏ LÖÏC  Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) tự lực.  Có bốn cách chính để dòng điện có tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí:  Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hóa.  Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp.  Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra êlectron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt êlectron.  Catôt không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bật êlectron ra khỏi catôt và trở thành hạt tải điện. V- TIA LÖÛA ÑIEÄN VAØ ÑIEÀU KIEÄN TAÏO RA TIA LÖÛA ÑIEÄN 1. Định nghĩa tia lửa điện Söù caùch ñieän Ñieän cöïc 2  Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí Boä phaän thu seùt Ñieän đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến cöïc 1 phân tử khí trung hòa thành ion dương và êlectron tự do. 2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện  Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng 3.106 Daây xuoáng - Daây thoaùt seùt V/m. 3. Ứng dụng của tia lửa điện Hoäp kieåm tra Cöïc noái ñaát  Tia lửa điện được dùng phổ biến trong động cơ nổ để đốt hỗn hợp nổ (là hơi xăng lẫn không khí) trong xilanh. Bộ phận để tạo ra tia lửa điện là bugi (hình bên).  Giải thích hiện tượng sét trong tự nhiên. Để tránh tác hại của sét, người ta làm các cột chống sét (hình bên). VI- HOÀ QUANG ÑIEÄN VAØ ÑIEÀU KIEÄN TAÏO RA HOÀ QUANG ÑIEÄN 1. Định nghĩa hồ quang điện  Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thấp thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.  Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh. 2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện  Hồ quang điện hình thành khi dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catôt để nó phát được êlectron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt êlectron. 3. Ứng dụng của hồ quang điện  Hồ quang điện có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu.  Hồ quang điện cũng có thể ngẫu nhiên xảy ra trên các mạng điện cũ nát hoặc lắp đặt không đúng kĩ thuật và gây ra nhiều vụ hỏa hoạn tại các đô thị. -140-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 B/ CAÂU HOÛI TÖÏ LUAÄN Câu 1. Tại sao ở điều kiện bình thường chất khí lại không dẫn điện? Trong kĩ thuật, tính chất này của không khí được sử dụng để làm gì? Câu 2. Khi trời mưa giông thường xảy ra hiện tượng sấm sét. Đó là sự phóng điện giữa các đám mây hoặc giữa các đám mây và mặt đất khi nhiễm điện trái dấu. Lúc đó, người ta nói không khí giữa các đám mây hoặc giữa đám mây và mặt đất dẫn điện được. Hãy cho biết: a/ Dòng điện trong chất khí được tạo thành bởi những loại hạt tải điện nào? Nêu kết luận về bản chất dòng điện trong chất khí. b/ Bình thường chất khí không dẫn điện được, nhưng khi được nung nóng và đặt trong một điện trường đủ mạnh thì nó trở nên dẫn điện được, vì sao? Câu 3. Thế nào là quá trình dẫn điện không tự lực và dẫn điện tự lực của chất khí. Câu 4. Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của tia lửa điện. Câu 5. Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của hồ quang điện. Câu 6. Sét là gì? Tại sao sét lại kèm theo những tiếng nổ lớn mà ta gọi là tiếng sấm hay tiếng sét? Câu 7. (SGK Vật lí CB trang 91) Vì sao khi đường gặp mưa giông, sấm sét dữ dội ta không nên đứng trên những gò đất cao hoặc trú dưới gốc cây mà nên nằm dán người xuống đất? D/ BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Câu 1. Dòng dịch chuyển có hướng của các ion là bản chất của dòng điện trong môi trường A. kim loại. B. chất điện phân. C. chất khí. D. chân không. Câu 2. Hạt tải điện trong chất khí là B. lỗ trống và êlectron dẫn. A. êlectron tự do và prôtôn. C. các ion âm, ion dương và êlectron tự do. D. prôtôn, ion âm và ion dương. Câu 3. (SGK Vật lí CB trang 93) Dòng điện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển dời có hướng của A. các êlectron mà ta đưa vào trong chất khí. B. các ion mà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí. C. các êlectron và ion mà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí. D. các êlectron và ion được tạo ra trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí. Câu 4. (SBT Vật lí CB trang 38) Quá trình dẫn điện nào dưới đây của chất khí là quá trình dẫn điện không tự lực? A. Quá trình dẫn điện của chất khí khi không có tác nhân ion hóa. B. Quá trình dẫn điện của chất khí đặt trong điện trường mạnh. C. Quá trình dẫn điện của chất khí trong đèn ống. D. Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ tác nhân ion hóa. Câu 5. (SBT Vật lí CB trang 38) Câu nào dưới đây nói về sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I vào hiệu điện thế U giữa hai cực tụ điện chứa chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực là không đúng? A. Với mọi giá trị của U : I luôn tăng tỉ lệ với U . B. Với U nhỏ: I tăng theo U . C. Với U đủ lớn: I đạt giá trị bão hòa. D. Với U quá lớn: I tăng nhanh theo U . Câu 6. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Sự dẫn điện của chất khí là tự lực nếu nó có thê’ sảy ra và duy trì khi đốt nóng manh chất khí, và duy trì tác nhân. -141-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 B. Sự dẫn điện của chất khí là tự lực nếu nó có thể sảy ra và duy trì khi đốt nóng mạnh chất khí, rồi ngừng tác nhân. C. Chất khí phóng điện tự lực khi có tác dụng của điện trường đủ mạnh ion hóa khí, tách phân tử khí thành ion dương và election tự do. D. Trong quá trình phóng điện thành tia, ngoài sự ion hóa do va chạm còn có sự ion hóa do tác dụng của bức xạ có trong tia lửa điện. Câu 7. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và âm. B. Dòng điện trong chất khí không phụ thuộc vào hiệu điện thế. C. Cường độ dòng điện trong chất khí ở áp suất thường tăng lên khi hiệu điện thế tăng. D. Dòng điện chạy qua không khí ở hiệu điện thế thấp khi không khí được đốt nóng, hoặc chịu tác dụng của tác nhân ion hóa. Câu 8. (SBT Vật lí CB trang 38) Phát biểu sai khi nói về quá trình dẫn điện tự lực của chất khí là A. Là quá trình dẫn điện trong chất khí khi có hiện tượng nhân số hạt tải điện. B. Là quá trình dẫn điện trong chất khí do tác nhân ion hóa từ ngoài. C. Là quá trình dẫn điện trong chất khí không cần tác nhân ion hóa từ ngoài. D. Là quá trình dẫn điện trong chất khí thường gặp: tia lửa điện, hồ quang điện. Câu 9. Khi trời mưa có sấm sét, không nên đứng dưới gốc cây cao ở giữa đồng vì A. khi có sấm sét sẽ có sự phóng điện làm cho ôxi bị phân li và tạo thành ozôn tụ lại dưới cây cao, là khí độc không tốt cho cơ thể người. B. cây bị ướt bởi nước mưa nên trở thành vật tích điện có thể phóng điện qua người. C. cây đổ có thể gây ra tai nạn. D. cây trở thành vật dẫn điện, điện tích được tập trung vào ngọn cây sẽ xảy ra sự phóng điện giữa đám mây tích điện với ngọn cây cao tạo thành sét, gây nguy hiểm. Câu 10. (SBT Vật lí CB trang 39) Câu nào dưới đây nói về tia lửa điện là không đúng? A. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí khi được đặt trong điện trường đủ mạnh (cỡ 3.106 V/m) để ion hóa chất khí. B. Là quá trình phóng điện không tự lực trong chất khí mà các hạt tải điện mới sinh ra là êlectron tự do thoát ra khỏi catôt khi ion dương tới đập vào catôt. C. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí có thể tự duy trì, không cần tác nhân ion hóa từ ngoài. D. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí được sử dụng làm bugi (bộ đánh lửa) để đốt cháy hỗn hợp nổ trong động cơ nổ. Câu 11. (SGK Vật lí CB trang 93) Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí, được hình thành do A. phân tử khí bị điện trường mạnh làm ion hóa. B. catôt bị nung nóng phát ra êlectron. C. quá trình nhân số hạt tải điện kiểu thác lũ trong chất khí. D. chất khí bị tác dụng của các tác nhân ion hóa. Câu 12. (SBT Vật lí CB trang 38) Câu nào sau đây nói về hồ quang điện là không đúng? A. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí khi được đặt trong điện trường đủ mạnh để ion hóa chất khí. B. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí mà các hạt tải điện mới sinh ra là êlectron tự do thoát ra khỏi catôt do phát xạ nhiệt êlectron. C. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí không cần hiệu điện thế quá cao, chỉ cần có cường độ dòng điện đủ lớn để đốt nóng đỏ catôt. -142-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 D. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí được ứng dụng trong hàn điện, nấu chảy kim loại và chiếu sáng. Câu 13. (SBT Vật lí CB trang 38) Câu nào dưới đây nói hồ quang điện là đúng? A. Nếu thử làm lạnh chỉ cực âm của hồ quang thì hồ quang sẽ tắt. B. Nếu thử làm lạnh chỉ cực dương của hồ quang thì hồ quang sẽ tắt. C. Nếu thử làm lạnh chỉ cực âm của hồ quang thì hồ quang vẫn được duy trì. D. Nếu đồng thời làm lạnh cả hai điện cực của hồ quang thì hồ quang vẫn được duy trì. -143-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Baøi 16: (ĐỌC THÊM) DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÂN KHOÂNG I- CAÙCH TAÏO RA DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÂN KHOÂNG 1. Bản chất dòng điện trong chân không Voû thuûy tinh  Chân không là môi trường đã được lấy đi các phân tử khí. Taám ñieän cöïc anoât Nó không chứa các hạt tải điện nên không dẫn điện. Để Sôïi ñoát catoât chân không dẫn điện, phải đưa hạt tải điện là các êlectron vào trong đó.  Ví dụ: Trong điôt chân không, một bóng thủy tinh đã hút chân không, bên trong có một điện cực catôt (K ) và một điện cực anôt (A) , khi đốt nóng catôt thì êlectron có thể bứt ra khỏi bề mặt catôt vào chân không để dẫn điện. 2. Bản chất dòng điện trong chân không  Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron được đưa vào trong khoảng chân không đó. II- TIA CATOÂT 1. Tính chất của tia catôt  Phát ra từ catôt theo phương vuông góc với mặt catôt.  Tia catôt mang năng lượng: làm đen phim ảnh, làm huỳnh quang một số tinh thể, làm kim loại phát ra tia X , làm nóng các vật mà nó rọi vào và tác dụng lực lên các vật đó.  Bị lệch trong điện trường và từ trường. 2. Bản chất của tia catôt  Tia catôt (còn gọi là tia âm cực) là dòng các êlectron phát ra từ catôt có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian. 3. Ứng dụng  Dùng trong ống phóng điện tử và đèn hình. -144-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Baøi 17: DOØNG ÑIEÄN TRONG CHAÁT BAÙN DAÃN A/ LYÙ THUYEÁT I- CHAÁT BAÙN DAÃN VAØ TÍNH CHAÁT  Vật liệu bán dẫn thường gặp là Si (silic) và Ge (gecmani).  Tính chất:  Chất bán dẫn là chất có điện trở suất: kim loaïi baùn daãn .ñieän moâi  Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm.  Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp chất.  Điện trở suất của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của tác nhân ion hóa khác. II- HAÏT TAÛI ÑIEÄN TRONG CHAÁT BAÙN DAÃN. BAÙN DAÃN LOAÏI n VAØ BAÙN DAÃN LOAÏI p Hạt tải điện trong chất bán dẫn là êlectron dẫn và lỗ trống. 1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p  Bán dẫn loại n eâlectron  Định nghĩa: là chất bán dẫn pha tạp trong đó hạt dẫn daãn điện chủ yếu là êlectron dẫn.  Ví dụ: Với bán dẫn là Si (có 4 êlectron ở lớp ngoài cùng), khi ta pha tạp thêm P (có 5 êlectron ở lớp ngoài cùng) thì P chỉ cần 4 êlctron để liên kết với các nguyên tử Si lân cận nó. P còn dư ra một êlectron không liên kết nên dễ trở thành êlectron tự do. Mỗi nguyên tử tạp chất cho tinh thể 1 êlectron dẫn. Ta gọi P là tạp chất cho hay đôno.  Bán dẫn loại p  Định nghĩa: là chất bán dẫn pha tạp trong đó, hạt tải loã điện chủ yếu là lỗ trống. troáng  Ví dụ: Với bán dẫn là Si (có 4 êlectron ở lớp ngoài cùng), khi ta pha tạp thêm B (có 3 êlectron ở lớp ngoài cùng) thì B chỉ cần 3 êlctron để liên kết với các nguyên tử Si lân cận nó, bên cạnh còn có mối liên kết thứ 4 để trống. Các êlectron của các mối liên kết Si gần đó có thể di chuyển qua lỗ trống này. Khi di chuyển nó tạo thành những lỗ trống mới. Mỗi nguyên tử pha tạp nhận 1 êlectron từ các liên kết gần đó. Ta gọi B là tạp chất nhận hay axepto. 2. Êlectron và lỗ trống  Khi một êlectron đủ năng lượng bứt ra khỏi mối liên kết, nó trở nên tự do và trở thành hạt tải điện gọi là êlectron dẫn. Chỗ êlectron bị đứt sẽ thiếu một êlectron nên mang điện dương gọi là lỗ trống. Khi êlectron di chuyển thì lỗ trống cũng di chuyển nhưng theo chiều ngược lại. 3. Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn -145-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11  Dòng điện trong bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường. III- LÔÙP CHUYEÅN TIEÁP p n Lớp chuyển tiếp p n là chỗ tiếp xúc của miền bán dẫn mang tính dẫn p và miền mang tĩnh dẫn n tạp ra trên một tinh thể bán dẫn. 1. Lớp nghèo  Ở lớp chuyển tiếp p n không có hoặc có rất ít các hạt tải điện nên gọi là lớp nghèo.  Ở lớp nghèo về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương và về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm.  Điện trở của lớp nghèo rất lớn. 2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo  Dòng điện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n .  Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n là chiều thuận, chiều từ n sang p là chiều ngược. 3. Hiện tượng phun hạt tải điện  Khi dòng điện đi qua lớp chuyển tiếp p n theo chiều thuận, các hạt tải điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện. Đó sự phun hạt tải điện. IV-ÑIOÂT BAÙN DAÃN VAØ MAÏCH CHÆNH LÖU DUØNG ÑIOÂT BAÙN DAÃN  Điôt bán dẫn là một lớp chuyển tiếp p n . Nó chỉ cho dòng điện đi qua theo chiều từ p sang n . Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu.  Điôt bán dẫn được sử dụng lắp mạch chỉnh lưu dùng để biến điện xoay chiều thành điện một chiều. V- TRANZITO LÖÔÕNG CÖÏC n p n . CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LÍ HOAÏT ÑOÄNG (ĐỌC THÊM) 1. Hiệu ứng tranzito  Hiện tượng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito. 2. Tranzito lưỡng cực n p n  Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền n và n gọi là 1 2 tranzito lưỡng cực n p n .  Tranzito có ba cực: cực góp hay colectơ (C ) ; cực đáy, cực gốc, hay bazơ (B) ; cực phát hay emitơ (E) .  Ứng dụng phổ biến của tranzito là để lắp mạch khuếch đại và khóa điện tử. B/ CAÂU HOÛI TÖÏ LUAÄN Câu 1. Vào những năm cuối thế kỉ XIX đầu thế kỉ XX các nhà vật lí đã nghiên cứu và cho ra đời một chất liệu hoàn toàn mới, nó không giống với các kim loại đã biết về tính dẫn điện. Ở điều kiện bình thường điện trở suất của nó rất cao và dẫn điện kém. Tuy nhiên khi được nung nóng hoặc được kích thích bởi ánh sáng thì điện trở suất của nó giảm mạnh và nó trở nên dẫn điện rất tốt, đó là chất bán dẫn. Việc phát minh ra những linh kiện bán dẫn là một trong những nhân tố quan trọng làm cuộc sống của chúng ta thay đổi rất nhiều trong mấy chục năm qua. -146-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 a/ Hãy cho biết có những loại chất bán dẫn nào? Hãy kể tên và nêu điểm khác biệt về số lượng hạt tải điện trong các loại bán dẫn đó. b/ Hãy lấy 4 ví dụ thực tế về ứng dụng của chất bán dẫn để chứng minh chất bán dẫn đã làm thay đổi rất nhiều mặt trong cuộc sống chúng ta. Câu 2. Pin Mặt Trời là một thiết bị bán dẫn có khả năng tạo ra dòng điện và có nhiều ứng dụng. Chúng được dùng cho các vệ tinh quay xung quanh Trái Đất, hoặc dùng trong các máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước,… Pin Mặt Trời cũng được đặt trên nóc các tòa nhà – nơi chúng có thể kết nối với các bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Bằng các kiến thức đã được học, hãy trả lời các câu hỏi sau: a/ Hạt tải điện trong chất bán dẫn là hạt nào? Nêu bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn. b/ Hãy so sánh việc sử dụng Pin Mặt Trời với các nguồn năng lượng khác (nêu ưu điểm và hạn chế của Pin Mặt Trời). Câu 3. Lớp chuyển tiếp p n là gì? Nêu các đặc điểm về lớp nghèo và chiều dòng điện qua lớp nghèo. Câu 4. Nêu cấu tạo và ứng dụng của điốt bán dẫn. Câu 5. Trong kĩ thuật sản xuất các vật liệu bán dẫn, người ta cần đặc biệt chú ý đến mức độ tinh khiết của chúng. Chẳng hạn đối với bán dẫn Si, lượng tạp chất trong tinh thể Si nguyên liệu không được vượt quá 10 8 10 10 . Tại sao? Câu 6. (SGK Vật lí NC trang 120) Ở nhiệt độ phòng, bán dẫn Si tinh khiết, số cặp êlectron – lỗ trống bằng 10 13 số nguyên tử Si . Nếu pha P vào Si với tỉ lệ một phần triệu thì số hạt tải điện tăng lên bao nhiêu lần? Câu 7. Khi tiến hành các phép đo các đặc trưng của bán dẫn, người ta đều thực hiện trong điều kiện ánh sáng rất yếu hoặc trong bóng tối. Tại sao phải làm như vậy? Câu 8. Khi nêu giá trị điện trở suất của một mẫu bán dẫn, người ta thường cho biết luôn nhiệt độ của mẫu. Tại sao phải như vậy? D/ BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM Câu 1. Hạt tải điện trong chất bán dẫn là A. êlectron tự do và prôtôn. B. lỗ trống và êlectron dẫn. C. các ion âm, ion dương và êlectron tự do. D. prôtôn, ion âm và ion dương. Câu 2. (Tham khảo – TN THPT năm 2021) Hạt tải điện trong chất bán dẫn loại n chủ yếu là A. lỗ trống. B. êlectron. C. ion dương. D. ion âm. Câu 3. Hạt tải điện trong chất bán dẫn loại p chủ yếu là A. ion âm. B. êlectron. C. ion dương. D. lỗ trống. Câu 4. (SBT Vật lí CB trang 42) Câu nào dưới đây nói về các hạt tải điện trong chất bán dẫn là đúng? A. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại n chỉ là các êlectron dẫn. B. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại p chỉ là các lỗ trống. C. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn luôn bao gồm cả êlectron dẫn và lỗ trống. D. Cả hai loại hạt tải điện gồm êlectron dẫn và lỗ trống đều mang điện âm. Câu 5. (SBT Vật lí CB trang 42) Câu nào sau đây nói vể các loại chất bán dẫn là không đúng? A. Bán dẫn tinh khiết là loại chất bán dẫn chỉ chứa các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học và có mật độ êlectron dẫn bằng mật độ lỗ trống. B. Bán dẫn tạp chất là loại chất bán dẫn có mật độ nguyên tử tạp chất lớn hơn rất nhiều mật độ các hạt tải điện. -147-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 C. Bán dẫn loại n là loại chất bán dẫn có mật độ các êlectron dẫn lớn hơn rất nhiều mật độ lỗ trống. D. Bán dẫn loại p là loại chất bán dẫn có mật độ lỗ trống lớn hơn rất nhiều mật độ êlectron dẫn. Câu 6. (SGK Vật lí CB trang 106) Người ta gọi silic là chất bán dẫn vì A. nó không phải là kim loại, cũng không phải là điện môi. B. hạt tải điện trong đó có thể là êlectron và lỗ trống. C. điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ion hóa khác. D. cả ba lí do trên. Câu 7. (SBT Vật lí CB trang 42) Câu nào dưới đây nói về tính chất của các chất bán dẫn là không đúng? A. Điện trở suất của bán dẫn siêu tinh khiết ở nhiệt độ thấp có giá trị rất lớn. B. Điện trở suất của bán dẫn tăng nhanh khi nhiệt độ tăng, nên hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị dương. C. Điện trở suất của bán dẫn giảm nhanh khi đưa thên một lượng nhỏ tạp chất (10 6% 10 3%) vào trong bán dẫn. D. Điện trở suất của bán dẫn giảm nhanh khi nhiệt độ tăng, nên hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị âm. Câu 8. (SGK Vật lí NC trang 120) Chọn phát biểu đúng. A. Trong bán dẫn, mật độ êlectron luôn luôn bằng mật độ lỗ trống. B. Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn điện càng tốt. C. Bán dẫn loại p tích điện dương, vì mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ êlectron. D. Bán dẫn có điện trở suất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn có hai loại hạt tải điện trái dấu, còn trong kim loại chỉ có một loại. Câu 9. (SGK Vật lí NC trang 120) Chọn phát biểu đúng. A. Điện trở của lớp chuyển tiếp p n là nhỏ, khi lớp chuyển tiếp mắc vào nguồn điện theo chiều ngược. B. Nhiệt độ càng cao, tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p n càng kém. C. Khi lớp chuyển tiếp p n được hình thành thì luôn có dòng điện chạy theo chiều từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n , do sự khuếch tán của các hạt tải điện cơ bản mạnh hơn so với sự khếch tán của các hạt tải điện không cơ bản. D. Khi lớp chuyển tiếp p n được hình thành thì luôn có dòng điện từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p , do điện trường trong ở lớp chuyển tiếp thúc đẩy chuyển động của các hạt tải điện thiểu số. Câu 10. (SBT Vật lí CB trang 42) Phát biểu khi nói về tạp đôno và axepto trong bán dẫn không đúng là A. Tạp đôno là nguyên tử tạp chất làm tăng mật độ êlectron dẫn. B. Tạp axepto là nguyên tử tạp chất làm tăng mật độ lỗ trống. C. Trong bán dẫn loại n , mật độ êlectron dẫn tỉ lệ với mật độ tạp axepto. Trong bán dẫn loại p , mật độ lỗ trống dẫn tỉ lệ với mật độ tạp đôno. D. Trong bán dẫn loại n , mật độ êlectron dẫn tỉ lệ với mật độ tạp đôno. Trong bán dẫn loại p , mật độ lỗ trống dẫn tỉ lệ với mật độ tạp axepto. Câu 11. (SBT Vật lí CB trang 43) Câu nào dưới đây nói về lớp chuyển tiếp p n là không đúng? A. Lớp chuyển tiếp p n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn. B. Tại lớp chuyển tiếp p n , do quá trình khuếch tán và tái hợp của các êlectron và lỗ trống nên hình thành một lớp nghèo hạt tải điện và có điện trở rất lớn. C. Ở hai bên lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion axepto tích điện dương, về phía bán dẫn p có các ion đôno tích điện âm. D. Lớp chuyển tiếp p n có tính chất chỉ do dòng điện chạy qua nó theo một chiều nhất định từ miền p sang miền n nên được sử dụng làm điôt bán dẫn. -148-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 Câu 12. (SBT Vật lí CB trang 43) Câu nào dưới đây nói về điôt bán dẫn là không đúng? A. Điôt bán dẫn là linh kiện bán dẫn được tạo bởi một lớp chuyển tiếp p n . B. Điôt bán dẫn chỉ cho dòng điện chạy qua nó theo chiều thuận từ n sang p . C. Điôt bán dẫn chỉ cho dòng điện chạy qua nó khi miền p được nối với cực dương và miền n được nối với cực âm của nguồn điện ngoài. D. Điôt bán dẫn có tính chất chỉnh lưu dòng điện nên được dùng để biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Câu 13. (SBT Vật lí CB trang 43) Hình nào trong các hình sau đây mô tả đúng mô hình cấu trúc và sự hình thành điện trường Et trong lớp chuyển tiếp p n do quá trình khuếch tán của các hạt tải điện? Mũi tên dài chỉ chiều khuếch tán của các êlectron, mũi tên ngắn chỉ chiều điện trường Et . p Et n n Et p p Et n n Et p A. B. C. D. Câu 14. (SBT Vật lí CB trang 44) Hình nào trong các hình sau đây mô tả đúng sơ đồ mắc điôt bán dẫn với nguồn điện ngoài U khi dòng điện I chạy qua nó theo chiều thuận? IIII UUU U D. A. B. C. U Câu 15. (SBT Vật lí CB trang 44) Những điôt bán dẫn nào trong sơ 3 đồ mạch điện ở hình bên có dòng điện chạy qua theo chiều thuận? 42 1 A. Điôt bán dẫn 1 và 2. 12 B. Điôt bán dẫn 1 và 3. 3K C. Điôt bán dẫn 2 và 3. U K D. Điôt bán dẫn 1, 2 và 3. 2 Câu 16. (SBT Vật lí CB trang 44) Trong sơ đồ mạch điện ở hình bên, 1 23 những điôt bán dẫn có dòng điện chạy qua theo chiều thuận là K A. Điôt bán dẫn 1, 2 và 3. 1 B. Điôt bán dẫn 1, 2 và 4. U U C. Điôt bán dẫn 2, 3 và 4. D. Điôt bán dẫn 1, 2, 3 và 4. Câu 17. (SBT Vật lí CB trang 46) Trong sơ đồ mạch điện ở hình bên, khi đóng khóa K thì A. Dòng điện chạy qua cả ba điôt bán dẫn theo chiều thuận. B. Chỉ có điôt bán dẫn 3 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận. C. Chỉ có điôt bán dẫn 1 và 2 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận. D. Chỉ có điôt bán dẫn 1 và 3 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận. Câu 18. (SBT Vật lí CB trang 46) Trong sơ đồ mạch điện ở hình bên, khi đóng đồng thời cả hai khóa K1 và K2 thì những điôt bán dẫn nào có dòng điện chạy qua theo chiều thuận? A. Chỉ có điôt bán dẫn 1. B. Chỉ có điôt bán dẫn 2. -149-

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH TÀI LIỆU VẬT LÍ 11 C. Các điôt bán dẫn 2 và 3. 1 3 D. Các điôt bán dẫn 1 và 2. 2 Câu 19. (SBT Vật lí CB trang 46) Trong sơ đồ mạch điện ở hình bên, các điôt bán dẫn 1, 2, 3, 4 và 5 được mắc vào cả các điểm như hình vẽ. 45 Nếu dòng điện chạy qua điôt bán dẫn 3 theo chiều thuận thì chắc chắn U A. dòng điện chạy qua các điôt bán dẫn 1, 2, 4 và 5 theo chiều thuận. B. dòng điện chạy qua các điôt bán dẫn 1, 4 và 5 theo chiều thuận. C. dòng điện chạy qua các điôt bán dẫn 2, 4 và 5 theo chiều thuận. D. dòng điện chạy qua các điôt bán dẫn 1 và 2 theo chiều thuận. -150-