Bài tập vật lý lớp 11 dòng điện trong kim loại

Vật lý 11.III Dòng điện trong các môi trường T.Trường 28/9/16 49,812 16
  1. Bài tập dòng điện trong kim loại. Các dạng bài tập dòng điện trong kim loại. Phương pháp giải bài tập dòng điện trong kim loại chương trình vật lý lớp 11 cơ bản, nâng cao.

    Tóm tắt lý thuyết
    Định luật Ôm cho dòng điện trong kim loại
    I=\[\dfrac{U}{R}\]​
    Trong đó:
    • R: điện trở dây dẫn kim loại (Ω)
    • U: hiệu điện thế giữa hai đầu dây kim loại (V)
    Điện trở của dây dẫn kim loại hình trụ
    \[R=\rho \dfrac{l}{S}\]​
    • ρ: điện trở suất của kim loại
    • l: chiều dài dây kim loại (m)
    • S: tiết diện của dây dẫn (m2)
    Sự phụ thuộc điện trở của kim loại vào nhiệt độ
    R=Ro[1 + α(t – to)]
    ρ=ρo[1 + α(t – to)]​
    Suất điện động nhiệt điện:
    E=α$_{T}$(T2 – T1).​
    Trong đó:
    • T1; T2: nhiệt độ hai đầu cặp nhiệt điện (K)
    • E: suất điện động của cặp nhiệt điện (V)
    Bài tập dòng điện trong kim loại
    Bài tập 1. Một bóng đèn 220 V - 100 W có dây tóc làm bằng vônfram. Khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc bóng đèn là 2000$^{0 }$C. Xác định điện trở của bóng đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng. Biết nhiệt độ của môi trường là 20$^{0 }$C và hệ số nhiệt điện trở của vônfram là α=4,5.10$^{-3 }$K-1.
    Khi thắp sáng điện trở của bóng đèn là:
    \[R_{đ}=\dfrac{U_{đ}^{2}}{P_{đ}}\]=484 Ω.
    Khi không thắp sáng điện trở của bóng đèn là:
    \[R_{o}=\dfrac{R_{đ}}{1+\alpha (t-t_{o})}\]= 48,8 Ω.
    Bài tập 2. Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm bằng vônfram. Điện trở của dây tóc bóng đèn ở 20$^{0 }$C là Ro=121 Ω. Tính nhiệt độ của dây tóc khi bóng đèn sáng bình thường. Cho biết hệ số nhiệt điện trở của vônfram là α=4,5.10$^{-3 }$K-1.
    Khi sáng bình thường: \[R_{đ}=\dfrac{U_{đ}^{2}}{P_{đ}}\]=1210 Ω.
    R$_{đ}$=Ro[1+α(t – to)] => t=2020o C.
    Bài tập 3. Dây tóc của bóng đèn 220 V - 200 W khi sáng bình thường ở nhiệt độ 2500$^{0 }$C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở ở 100$^{0 }$C. Tìm hệ số nhiệt điện trở α và điện trở Ro của dây tóc ở 100$^{0 }$C.
    + Khi thắp sáng, đèn sáng bình thường ở nhiệt độ 25000C điện trở của bóng đèn là:
    \[{R_S} = \dfrac{{{U^2}}}{P} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{200}} = 242\Omega \]
    + Ở nhiệt độ 1000C : \[{R_0} = \dfrac{{{R_S}}}{{{\rm{[}}1 + \alpha (100 - {t_0}){\rm{]}}}} = \dfrac{{242}}{{10,8}} = 22,4\Omega \]
    Ta có:
    \[\begin{array}{l}{R_S} = {R_0}{\rm{[}}1 + \alpha (2500 - 100){\rm{]}}\\ \to \alpha = 4,{08.10^{ - 3}}{K^{ - 1}}\end{array}\]

    Bài tập 4. Ở nhiệt độ t1=25$^{0 }$C, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U1=20 mV thì cường độ dòng điện qua đèn là I1=8 mA. Khi sáng bình thường, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U2=240 V thì cường độ dòng điện chạy qua đèn là I2=8 A. Tính nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường. Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc làm bóng đèn là α=4,2.10$^{-3 }$K-1.
    Điện trở của dây tóc ở 25$^{0 }$C: R1=U1/I1=2,5 Ω.
    Điện trở của dây tóc khi sáng bình thường: R2=U2/I2=30 Ω.
    Vì: R2=R1(1+α(t2 – t1)) => t2=2644o C.
    Bài tập 5. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động α$_{T}$=65 µV/K được đặt trong không khí ở 20$^{0 }$C, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 320$^{0 }$C. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện đó.
    E = α$_{T}$(T2 – T1)=0,0195 V.
    Bài tập 6. Một mối hàn của cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá đang tan, mối hàn kia được nhúng vào hơi nước sôi. Dùng milivôn kế đo được suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 4,25 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó.
    E = α$_{T}$(T2 – T1) => α$_{T}$= 42,5.10-6 V/K.
    Bài tập 7. Nhiệt kế điện thực chất là một cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp mà ta không thể dùng nhiệt kế thông thường để đo được. Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động α$_{T}$= 42 µV/K để đo nhiệt độ của một lò nung với một mối hàn đặt trong không khí ở 20$^{0 }$C còn mối hàn kia đặt vào lò thì thấy milivôn kế chỉ 50,2 mV. Tính nhiệt độ của lò nung.
    E = α$_{T}$(T2 – T1)
    => T2=1488o K=1215o C.

    nguồn: vật lý phổ thông trực tuyến
    3
  2. Thầy giải giúp em.
    Một cặp nhiệt điện Đồng- constantan có hệ số nhiệt điện động là 40µ V/K.
    a) Tính suất điện động nhiệt điện khi 2 đầu cặp nhiệt điện có nhiệt độ tương ứng là 20oC và 1000oC.
    b) Một nhiệt kế được cấu tạo theo nguyên tắc dựa vào hiện tượng nhiệt và cặp nhiệt điện ở trên. Hãy:
    - Suy ra cấu tạo cơ bản của thiết bị.
    - Tính suất điện động nhiệt điện biến thiên khi nhiệt độ giữa hai đầu cặp nhiệt điện chênh lệch 1oC.
    Cảm ơn thầy!
    1. T.Trường
      T.Trường, 14/11/17
      α = 40.10$^{-6}$ V/m, t$_{1}$ = 20; t$_{2}$ = 1000
      a/ E = α(t$_{2}$ – t$_{1}$)
      b/ gồm 2 thanh kim loại khác nhau hàn lại với nhau, bên trong có một bộ tính toán tự chuyển E → độ tương ứng.
      (Δt = 1) => E = α . Δt
      xem thêm về hiện tượng nhiệt điện ở đây https://vatlypt.com/threads/hien-tuong-nhiet-dien-hien-tuong-sieu-dan.128.html
       
    2. Ngânyang
      Ngânyang, 14/11/17
      Cho em hỏi ' bộ tính toán tự chuyển E ra độ tương ứng' là như thế nào vậy thầy?
       
    3. T.Trường
      T.Trường, 14/11/17
      người ta có mẫu trước ví dụ 1,5V tuong ứng lệch 20 độ => lập trình tự động cứ lệch 1,5V thì đồng hồ hiển thị +20 độ so với đầu nhiệt độ chuẩn
       
  3. thầy cho em công thức bài này với ạ
    ?BÀI 1: một dòng điện không đổi có cường độ 3A thì sau một khoảng thời gian có một điện lượng 4C chuyển qua một tiết diện thẳng . cùng thoefi gian đó , với dòng điện 4,5Athì có một điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng là?
    ?BÀI 2: một thỏi đồng khối lượng 176g được kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn , điện trở dâu dẫn bằng 32 ôm . tính chiều dài và đường kính tiết diện của dây dẫn. Biết khồng lượng riêng của đồng là 8,8.10^3 kg/m^3 , điền trở suất của đồng bằng 1,6.10^-8 ôm mét
Share Share