Học tốt Vật lí 11 bài 13: Dòng điện trong kim loại

Thứ tư - 24/07/2019 05:23

Hướng dẫn giải bài tập Vật lí 11 bài 13: Dòng điện trong kim loại

A/ TRẢ LỜI CÂU HỎI C1, C2 SGK VẬT LÝ 11 BÀI 13
C1. Vì sao người ta chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp?
Trả lời:
Người ta dùng dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp vì điện trở của dây này được xác định chính xác ở các nhiệt độ khác nhau. Vì thế khi ta đặt dây đó vào khu vực cần đo nhiệt độ chỉ cần biết được điện trở dây là biết được nhiệt độ.

C2. Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn diện lại có thể duy trì lâu dài? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được không?
Trả lời:
Dòng điện chạy trong dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài vì diện trở của dây siêu dẫn bằng không nên không có sự mất mát năng lượng do tỏa nhiệt trên dây dẫn.
Không thể dùng dòng điện ấy để làm cho động cơ chạy mãi vì vẫn có hao phí năng lượng trên động cơ.

B/ TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 11 BÀI 13 TRANG 78
1. Hạt tải điện trong kim loại là những loại êlectron nào? Mật độ của chúng vào cờ nào?
Trả lời:
Hạt tải điện trong kim loại là Electron lự do. Mật độ của chúng rất cao.

2. Vì sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng?
Trả lời:
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động của các ion trong mạng tinh thể tăng, sự cản trở chuyển động của êlectron nhiều nên điện trở của kim loại tăng.

3. Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau như thế nào?
Trả lời:
Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại thường sẽ giảm đều theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ:

_o [1 + α(t – t₀)].
Còn đối với chất siêu dẫn thì khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ giới hạn T₀ thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng không.

4. Do đâu mà trong cặp nhiệt điện có suất điện động?
Trả lời:
Khi một sợi dây kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh thì êlectron tự do sẽ chuyển từ đầu nóng về đầu lạnh. Đầu nóng sẽ tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm, giữa hai đầu có một hiệu điện thế. Nếu lấy hai dây kim loại khác loại nhau và hàn hai đầu với nhau, giữ nhiệt độ ở hai mốI hàn khác nhau thì hiệu điện thế giữa hai đầu của từng dây khác nhau nên trong mạch có suất điện động.

5. Phát biểu nào là chính xác?
Các kim loại đều
A. Dẫn điện tố, 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.
Đáp án: B

6. Phát biểu nào là chính xác?
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.
Đáp án: D

7. Một bóng đèn 220V-100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 2000^oC . Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 20^oC và dây tóc đèn làm bằng vonfam.
Giải:
Điện trở bóng đèn khi thắp sáng:
R =

= 484 (Ω)
Điện trở bóng đèn khi không thắp sáng.
R₀=

= 48,84 (Ω)
Đáp số: R = 484 (Ω); R₀= 48,84 (Ω)

8. Khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64.10-3 kg/mol. Khối lượng riêng của đồng là 8,9.103kg/m³. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp một êlectron dẫn.
a) Tính mật độ êlectron tự do trong đồng.
b) Một dây tải điện bằng đồng, tiết diện 10mm² mang dòng điện 10A. Tính tốc độ trôi của êlectron dẫn trong dây dẫn đó.
Giải:
Số êlectron tự do trong 1 mol đồng: n_e = N_A = 6,02.10²³ hạt
Thể tích 1 mol đồng: V =