in

Chuyên đề dòng điện trong kim loại, vật lí lớp 11

  • Hạt tải điện chủ yếu của kim loại là: electron tự do

  • Bản chất dòng điện trong kim loại: là dòng chuyển dời có hướng (ngược chiều điện trường) của các eletron tự do

Chuyên đề dòng điện trong kim loại, vật lí lớp 11
Chuyển động của các electron tự do va chạm với nút mạng → nút mạng cản trở chuyển động của eletron → hình thành điện trở của kim loại
Chuyên đề dòng điện trong kim loại, vật lí lớp 11
Hiện tượng nhiệt điện

Sự phụ thuộc của điện trở, điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ

$R = \rho\dfrac{\ell}{S}=R_o[1 + \alpha(t – t_o)]$

$\rho=\rho_o[1 + \alpha(t – t_o)]$

Suất điện động nhiệt điện:

$E=\alpha_{T}(T_2 – T_1)$

Trong đó:

  • T1; T2: nhiệt độ hai đầu cặp nhiệt điện (K)
  • E: suất điện động của cặp nhiệt điện (V)
  • αT: Hệ số nhiệt điện

Khi nhiệt độ giảm xuống → điện trở của kim loại giảm xuống → khi nhiệt độ giảm đến giá trị tới hạn TC → điện trở giảm đột ngột về không→ đây là hiện tượng siêu dẫn

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.

Spoiler

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.






[Ẩn HD]

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.

Spoiler

Khi sáng bình thường: \[R_{đ}=\dfrac{U_{đ}^{2}}{P_{đ}}\]=1210 Ω.

R$_{đ}$=Ro[1+α(t – to)] => t=2020o C.

[Ẩn HD]

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.

Spoiler

Khi sáng bình thường: \[R_{đ}=\dfrac{U_{đ}^{2}}{P_{đ}}\]=242 Ω.

Ở nhiệt độ 100o C: \[R_{o}=\dfrac{R_{đ}}{1+\alpha (t-t_{o})}\]= 22,4 Ω.

R$_{đ}$=Ro(1+α(t – to)) => α=0,0041 K-1.

[Ẩn HD]

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.

Spoiler

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.

[Ẩn HD]

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.

Spoiler

E  = α$_{T}$(T2 – T1)=0,0195 V.

[Ẩn HD]

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.

Spoiler

E  = α$_{T}$(T2 – T1) => α$_{T}$= 42,5.10-6 V/K.

[Ẩn HD]

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.

Spoiler

E  = α$_{T}$(T2 – T1)

=> T= 1215o C.

[Ẩn HD]

What do you think?

Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Loading…

0

Comments

0 comments

Định luật ôm cho đoạn mạch chứa nguồn, máy thu, vật lí lớp 11

Dòng điện trong chất điện phân, hiện tượng dương cực tan, vật lí lớp 11