Đề bài
Câu 1 (1,5 đ): Phát biểu định luật Joule – Lenz (Jun – Len-xơ). Viết công thức và cho biết đơn vị của các đại lượng trong đó.
Câu 2 (1,5 đ): Định nghĩa dòng điện không đổi. Viết công thức. Giải thích ý nghĩa và đơn vị của các đại lượng trong công thức đó.
Câu 3 (1,0 đ): Khi nhiệt độ của kim loại tăng thì điện trở của kim loại thay đổi ra sao. Giải thích nguyên nhân.
Câu 4 (1,0 đ): Trình bày bản chất dòng điện trong chất điện phân.
Câu 5 (2,5 đ): Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ:
R1 là bóng đèn loại (6V – 3W), \({R_2} = 6\Omega \) là bình điện phân chứa dung dịch CuSO4, có anode (cực dương) làm bằng đồng (cho A = 64 g/mol; n = 2); điện trở \({R_3} = 5\Omega \); cho hằng số Faraday F = 96500 C/mol. Bộ nguồn gồm 4 pin ghép nối tiếp, mỗi pin có suất điện động \({\xi _0} = 3V\) và điện trở trong \({r_0} = 0,25\Omega \).
a) Tính suất điện động, điện trở trong của bộ nguồn và điện trở mạch ngoài Rn.
b) Tính cường độ dòng điện mạch chính và hiệu điện thế mạch ngoài.
c) Nhận xét độ sáng của đèn và tính khối lượng kim loại bám vào catode ( cực âm bình điện phân) trong 30 phút 10 giây (HS không cần vẽ lại sơ đồ mạch điện).
Câu 6 (1,0 đ): Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động 0,05mV/K, một đầu mối hàn được giữ cố định trong không khí ở 280C và đầu mối hàn còn lại nung nóng tới nhiệt độ 4280C. Tính suất điện động cặp nhiệt điện này.
Câu 7 (1,5 đ): Một bình đun siêu tốc có công suất 1800W hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 220V.
a) Tính cường độ dòng điện qua bình khi sử dụng ở hiệu điện thế 220V.
b) Mỗi ngày sử dụng 45 phút, nếu giá điện cố định là 1900đ/Kwh thì trong 30 ngày (1 tháng), tiền điện phải trả là bao nhiêu?
Lời giải chi tiết
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Thực hiện: Ban chuyên môn soanvan.me
Câu 1:
Phương pháp
Vận dụng lý thuyết định luật Jun – Lenxo SGK/47.
Cách giải
- Nội dung định luật:
Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
- Biểu thức: \(Q = R{I^2}t\)
Trong đó:
Q: nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn, đơn vị là Jun (J)
R: điện trở của vật dẫn, đơn vị là Ôm \(\left( \Omega \right)\)
I: cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là ampe (A)
t: thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là giây (s)
Câu 2:
Phương pháp
Vận dụng lý thuyết về dòng điện không đổi – SGK/37
Cách giải
- Định nghĩa: Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian.
- Công thức: \(I = \frac{q}{t}\)
Trong đó:
I: cường độ dòng điện, đơn vị là ampe (A)
q: điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng, đơn vị là Culông (C)
t: thời gian, đơn vị là giây (s)
Câu 3:
Phương pháp
Vận dụng lý thuyết dòng điện trong kim loại – SGK/74
Điện trở: \(\left[ \begin{array}{l}R = {R_0}\left[ {1 + \alpha \left( {t - {t_0}} \right)} \right]\\R = \rho \frac{l}{S}\end{array} \right.\)
Cách giải
Cách 1:
Khi nhiệt độ tăng, các ion kim loại ở nút mạng tinh thể dao động mạnh. Do đó, độ mất trật tự của mạng tinh thể kim loại tăng làm tăng sự cản trở chuyển động của electron tự do. Vì vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng, điện trở của kim loại tăng.
Cách 2:
Ta có: Điện trở của kim loại: \(R = \rho \frac{l}{S}\)
Trong đó: \(\rho \) là điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ theo quy luật \(\rho = {\rho _0}\left( {1 + \alpha t} \right)\)
=> Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng thì điện trở của nó sẽ tăng.
Câu 4:
Phương pháp
Vận dụng lý thuyết dòng điện trong chất điện phân – SGK/81
Cách giải
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là:
Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Câu 5:
Phương pháp
- Áp dụng các công thức trong bộ nguồn mắc nối tiếp và mắc song song.
- Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{{{E_b}}}{{{R_n} + {r_b}}}\)
- Áp dụng định luật Faraday thứ hai: \(m = \frac{1}{F}.\frac{{AIt}}{n}\)
Cách giải
a)
- Bộ nguồn gồm 4 pin mắc nối tiếp.
+ Suất điện động của bộ nguồn là:
\({E_b} = nE = 4.3 = 12\left( V \right)\)
+ Điện trở trong của bộ nguồn là:
\({r_b} = n{{\rm{r}}_0} = 4.0,25 = 1\left( \Omega \right)\)
+ Điện trở của bóng đèn là:
Ta có: \(P = \frac{{{U^2}}}{{{R_1}}} \Rightarrow {R_1} = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{6^2}}}{3} = 12\left( \Omega \right)\)
+ \({R_1}//{R_2}\): \({R_{12}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{12.6}}{{12 + 6}} = 4\left( \Omega \right)\)
+ \(\left( {{R_1}//{R_2}} \right)nt{R_3}\) suy ra điện trở mạch ngoài là:
\({R_n} = {R_{12}} + {R_3} = 4 + 5 = 9\left( \Omega \right)\)
b)
Cường độ dòng điện qua mạch là:
\(I = \frac{{{E_b}}}{{{R_n} + {r_b}}} = \frac{{12}}{{9 + 1}} = 1,2\left( A \right)\)
Hiệu điện thế mạch ngoài là:
\({U_n} = I.{R_n} = 1,2.9 = 10,8\left( V \right)\)
c)
Ta có:
\({U_{12}} = I.{R_{12}} = 1,2.4 = 4,8\Omega = {U_1} = {U_2}\) (do R1 // R2)
\({U_1} = 4,8V < {U_{dm}} = 6V\) => Đèn sáng yếu.
Đổi 30 phút 10 giây = 1810 giây
Cường độ dòng điện qua bình điện phân là:
\({I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{{4,8}}{6} = 0,8\left( A \right)\)
Áp dụng định luật Faraday thứ hai, ta có:
\(m = \frac{1}{F}.\frac{{A{I_2}t}}{n} = \frac{1}{{96500}}.\frac{{64.0,8.1810}}{2} = 0,48g\)
Câu 6:
Phương pháp
Sử dụng công thức tính suất điện động cặp nhiệt điện:
\(E = {\alpha _T}\left( {{T_1} - {T_2}} \right) = {\alpha _T}\left( {{t_1} - {t_2}} \right)\)
Cách giải
Ta có:
Suất điện động cặp nhiệt điện là:
\(E = {\alpha _T}\left( {{T_1} - {T_2}} \right) = {\alpha _T}\left( {{t_1} - {t_2}} \right)\)
\( \Rightarrow E = 0,{05.10^{ - 3}}.\left( {428 - 28} \right) = 0,02\left( V \right)\)
Câu 7:
Phương pháp
Sử dụng công thức:\(\left\{ \begin{array}{l}P = U.I\\P = \frac{A}{t}\end{array} \right.\)
Cách giải
a)
Ta có:
\(P = U.I \Rightarrow I = \frac{P}{U} = \frac{{1800}}{{220}} = 8,18\left( A \right)\)
Vậy cường độ dòng điện qua bình khi sử dụng ở hiệu điện thế 220V là 8,18 A.
b)
Đổi 45 phút = ¾ giờ
Điện năng sử dụng trong 1 ngày là:
\(A = P.t = 1800.\frac{3}{4} = 1350\left( {Wh} \right) = 1,35k{\rm{W}}h\)
Điện năng sử dụng trong 30 ngày (1 tháng) là:
\(A' = 1,35.30 = 40,5k{\rm{W}}h\)
Số tiền điện phải trả là:
\(40,5.1900 = 76950\) (đồng)
soanvan.me