Tải ở cuối trang

Sách Giáo Khoa Vật Lý 11 nâng cao

Bài 10. Dòng điện không đổi Nguồn điện –

(André – Marie Ampėre 1775 – 1836, nhà vật II người Pháp)Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương. Như vậy, trong dây dẫn kim loại, chiều dòng điện ngược với chiều dịch chuyển của các electron u do.Nều các tác dụng của dòng điện mà em đã biết. Nêu Ví dụ minh hoạ cho môi tác dụng.Nối hai đầu bóng đèn dây tóc vào hai cực của một pin.- Chiều và Cường độ dòng điện chạy qua đèn có thay đổi theo thời gian không ?- Cho biết trong 4 s. Có mộtđiện lượng 2C chạy qua tiết diện thẳng của dây tóc đèn. Tìm Cường độ dòng điện chạy qua đèn.1. Dòng điện. Các tác dụng của dòng điện • Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Ví dụ, dòng điện xuất hiện khi có sự dịch chuyển có hướng của các electron tự do trong kim loại, hoặc sự dịch chuyển có hướng của ion dương và ion âm trong dung dịch điện phân. Êlectron tự do, các ion dương và âm gây nên dòng điện được gọi là các hạt tải điện. – Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ. Tuỳ theo môi trường mà dòng điện còn có thể có tác dụng nhiệt và tác dụng hoá học. Các tác dụng này dẫn tới tác dụng sinh lí và các tác dụng khác. 2. Cường độ dòng điện. Định luật Ôm a) Định nghĩa Cường độ dòng điện đạc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện, được xác định bằng thương số giữa điện lượng Aq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Af và khoảng thời gian đó : (10.1)Nếu AI = 1 s, thì 1 = Aq. Như vậy, cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Nói chung, cường độ dòng điện có thể thay đổi theo thời gian và công thức trên chỉ cho ta biết giá trị trung bình của cường độ dòng điện trong khoảng thời gian Af.Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian gọi là dòng điện không đổi. Đối với dòng điện không đổi, công thức (10.1) trở thành: 1 – 4. ttrong đó q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian I.(10.2)Trong hệ SI, đơn vị cường độ dòng điện là ampe, kí hiệu là A. Người ta cũng hay dùng các ước của ampe : 1 miliampe (mA) = 10°3’ampe (A) 1 micrôampe (LuA) = 106 ampe (A)b) Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở RCường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chỉệu điện thế L’ đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R: U to – 10.3 I R (10.3) Công thức (10.3) còn được viết dưới dạng: U = VA — V = IR (10.4) với I là cường độ dòng điện chạy từ đầu A đến đầu B của đoạn mạch. TÍch IR được gọi là độ giảm điện thế trên điện trở R. Công thức (10.3) có thể viết lại dưới dạng: U (10.5)=ァCông thức này giúp ta xác định điện trở R của một vật dẫn nếu biết cường độ dòng điện I đi qua vật dẫn, khi hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn là U.Trong trường hợp điện trở R của vật dẫn có cùng một giá trị khi đặt vào nó những giá trị hiệu điện thë U khác nhau, ta nói là vật dẫn tuân theo định luật Om.c) Đặc tuyến vôn – ampeĐường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U đặt vào vật được gọi là đường đặc trưng Vôn-ampe hay đặc tuyến vÔn-ampe của vật dẫn.4- will 11 – NC – ATrong thực tế, có khi người ta gọi dòng điện không đổi là dòng điện một chiều. Nhưng cần lưu ý rằng, có những dòng điện không đổi chiều nhưng lại có cường độ thay đổi, như dòng xung điện một chiều.Baingo 10.1 Một số giá trị cường độ dòng điện hay gặp trong đời sống0.1+5 30 + 5.0 -Xe lửa chạy điện 6000 – 50000ampeHãy nêu quy tắc dùng kế.A. I R B r=وH H=Hình 10.1 Đoạn mạch Chỉ có điện trở R.Dòng điện chạy từ đầu A có điện thế VA cao, đến đầu B có điện thế Ve thấp hơn. Điện trở R của vật dẫn còn được gọi là điện trở thuần gọi tắt là điện trở, nó biểu thị tác dụng nhiệt của dòng điện.Hãy trình bày. Các cách xác định điện trở của một dây dẫn.Vật liệu Có điện trở suất p và chỉ ra đơn vị của các đại lượng trong Công thức.49 Ο U Hinh 10.2 Dӑсtшуёnvбn-атре сüа một đoạn dây dẫn ở nhiệt độ không đổi Với vật dẫn không tuân theo định luật Ôm, đặc tuyến Vôn-ampe có dạng đường cong, vì điện trở phụ thuộc hiệu điện thế U hoặc cường độ dòng điện I (xem Chương III).Hình 10,3 Chuyển động của hạt tải điện ở bên trong và bên ngoài nguồn điện (fi là lực lạ bên trong nguồn)Trong các loại nguồn điện khác nhau, lực lạ có bản chất khác nhau. Chẳng hạn, trong pin, acquy thì lực lạ là lực hoá học ; trong các máy phát điện, lực lạ là lực từ tác dụng lên các electron chuyển động trong từ trường.Ở bên trong nguồn điện phải có một nguồn năng lượng nào đó cho phép nó thực hiện công lên các điện tích và buộc chúng chuyển động theo chiều đã nói. Công của lực lạ thực hiện khi đó được gọi là công của nguồn điện.50Đối với dây dẫn kim loại, ở nhiệt độ nhất định, đặc tuyến vôn-ampe là một đoạn thẳng (Hình 10.2), vì R không phụ thuộc hiệu điện thế U. Vậy dây dẫn kim loại ở nhiệt độ không đổi là vật dẫn tuân theo định luật Ôm.3. Nguồn điện Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch. a) Nguồn điện nào cũng có hai cực, là Cực dương (+) và cực âm (-), luôn được nhiễm điện dương, âm khác nhau ; giữa hai cực đó có một hiệu điện thế được duy trì. Để tạo ra các điện cực như vậy, trong nguồn điện phải có lực thực hiện công để tách các electron ra khỏi nguyên tử trung hoà, rồi chuyển các êlectron hoặc ion dương được tạo thành như thế ra khỏi mỗi cực. Khi đó, một cực sẽ thừa êlectron được gọi là cực âm, cực còn lại thiếu êlectron hoặc thừa ít êlectron hơn cực kia gọi là cực dương của nguồn điện. Vì lực điện tác dụng giữa êlectron và ion dương là lực hút tĩnh điện, nên để tách chúng ra xa nhau như thế, bên trong nguồn điện cần phải có những lực mà bản chất không phải là lực tĩnh điện : người ta gọi đó là lực lạ. b) Khi ta nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín, thì trong mạch có dòng điện. Các hạt tải điện dương từ cực dương của nguồn điện (có điện thế cao) chạy đến cực âm (có điện thế thấp) (Hình 10.3a). Nếu vật dẫn làm bằng kim loại thì chỉ có sự dịch chuyển của các electron tự do từ cực âm, qua vật dẫn, đến cực dương (Hình 10.3b). Bên trong nguồn điện, dưới tác dụng của lực lạ, các hạt tải điện dương lại dịch chuyển ngược chiều điện trường từ cực âm đến cực dương. Khi đó, lực lạ thực hiện một công thắng công cản của trường tĩnh điện bên trong nguồn điện.4. Suất điện động của nguồn điện Để đặc trưng cho khả năng thực hiện công củanguồn điện người ta đưa vào đại lượng gọi là suấtđiện động của nguồn điện, thường kí hiệu là 透4- WL11 – NC – B Suát dien dong δείia nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công 4 của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích 4 đó, A. 湊 = ” 10.6 4. (10.6) Đơn vị của suất điện động là vÔn, kí hiệu V. Mỗi nguồn điện có một suất điện động nhất định, không đổi. Ngoài suất điện động ố, nguồn điện là vật dẫn nên còn có điện trở, gọi là điện trở trong của nguồn điện. Số vÔn ghi trên pin, acquy cho biết suất điện động của nó. Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.2. CÂU HÖ!1. Dòng điện là gì ? Cường độ dòng điện là gì ? Chiêu của dòng điện được xác định như thế nào ?2. Dòng diện có tác dụng gì ?3. Nguồn điện là gì ? Suất điện động của nguồn điện là gì ?BAI TÂP 1. Chọn phương án đúng. Bốn đô thịa, b, c, dỞ Hình 104 diễn tả sự phụ thuộc của đại lượng trên trụ đại lượng trẻ trục hoành. (Các) trường hợp trong đó Vật dẫn tuân theo định luật Ôm là: A. Hình 10,4a. B. Hình 10.4d. O. Hình 10,40, D. Hình 104b. I I U I Ο U O U Ο I Ο U a) b) C) d) Hình 10451Chọn phương án đúng. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho A. khả năng tích điện cho hai Cực của nó. B, khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện, C. khả năng thực hiện Công của nguồn điện. D. khả năng tác dụng lực của nguồn điện. 3. Tỉnh số êlectron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây nếu có diện lượng 15 CulÔng dịch chuyển qua tiết diện đó trong 30 giây.Em Cố biết 2 Cường độ dòng điện gây ra hiện tượng “điện giật” có giá trị nhỏ nhất le phụ thuộc vào thời gian tác dụng At. Bảng 10.2 là kết quả đã thu được khi có “điện giật” xảy ra trong các điều kiện được biết. Nếu vượt quá các giá trị này, thì sự kiện “điện giật nguy hiểm chết người” là Có thực.Bang 102Ngoài ra, những rủi ro vì “điện giật”, phụ thuộc không chỉ vào giá trị của Cường độ dòng điện chạy qua, mà còn vào đường đi của dòng điện qua cơ thể. Một dòng điện chạy xuyên qua cánh tay từ đầu ngón tay tới khuỷu tay có thể gây đau nhói và khó chịu. Nhưng cũng dòng điện ấy mà chạy từ bàn tay nọ sang bàn tay kia thông qua lồng ngực, thì có thể gây tai nạn “điện giật” chết người. Lí do là, lúc chạy ngang qua lồng ngực, dòng điện tác động trực tiếp tới sự hoạt động của các cơ điều khiển sự thở và đặc biệt là tới các cơ tim. Một dòng điện 20 mA có thể gây khó thở, nếu tăng tới 75 mA Có thể gây ngừng thở hoàn toàn.

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 4 / 5. Số lượt đánh giá: 1106

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống