7 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Dạng 42. Liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện có đáp án

Trắc nghiệm Lý 11 KNTT Bài 22: Cường độ dòng điện có đáp án

Dạng 42. Liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện có đáp án

517 lượt thi
7 câu hỏi
60 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Dòng điện không đổi có cường độ 2,8 A chạy trong một dây dẫn kim loại có diện tích tiết diện thẳng 3,2.10^-6 m². Biết mật độ electron trong dây dẫn là 8,5.10²⁸ electron/m³. Tính vận tốc trôi của electron.

Xem đáp án

Vận tốc trôi của electron: $v = \frac{I}{Sne} = \frac{2, 8}{3, 2 \cdot 10^{- 6} \cdot 8, 5 \cdot 10^{28} \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19}} \approx 0, 064 \cdot 10^{- 3} m / s$

Câu 2:

Hai dây dẫn (1) và (2) được làm từ cùng một loại vật liệu kim loại, có cùng một cường độ dòng điện chạy qua nhưng bán kính dây (1) lớn gấp 3 lần bán kính dây (2). Tính tỉ số tốc độ trôi của electron dẫn trong hai dây dẫn đang xét.

Xem đáp án

Tỉ số tốc độ trôi của electron dẫn trong hai dây dẫn đang xét: $I = S_{1} n e v_{1} = S_{2} n e v_{2} \Rightarrow \frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{S_{2}}{S_{1}} = \frac{π r_{2}^{2}}{π r_{1}^{2}} = \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}} = \frac{r_{2}^{2}}{{(3 r_{2})}^{2}} = \frac{1}{9}$

Câu 3:

Hai dòng điện không đổi (1) và (2) có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện theo thời gian như hình vẽ

a) Hãy tính điện lượng do dòng điện (1) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian từ $t_{1} = 2 s$ đến $t_{2} = 4 s$ .

b) Hãy tính điện lượng do dòng điện (2) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian từ $t_{1} = 3 s$ đến $t_{2} = 6 s$ .

Xem đáp án

a) Điện lượng do dòng điện (1) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian từ $t_{1} = 2 s$ đến $t_{2} = 4 s$ : $Δ q_{1} = I_{1} (t_{2} - t_{1}) = 5 \cdot (4 - 2) = 10 C$

b) Điện lượng do dòng điện (2) đi qua tiết diện thẳng của dây trong khoảng thời gian từ $t_{1} = 3 s$ đến $t_{2} = 6 s$ : $Δ q_{2} = I_{2} (t_{4} - t_{3}) = 3 \cdot (6 - 3) = 9 C$

Câu 4:

Một lượng kim loại được nấu nóng chảy và kéo thành một đoạn dây dẫn. Cho dòng điện I chạy qua đoạn dây đó thì thời gian trung bình một electron đi từ đầu đến cuối đoạn dây là 4 giờ 30 phút. Nếu đoạn dây đó được nấu nóng chảy rồi kéo thành đoạn dây có chiều dài gấp đôi chiều dài ban đầu, sau đó vẫn cho dòng điện I như trên chạy qua thì thời gian trung bình một electron đi từ đầu đến cuối đoạn dây bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Áp dụng: $I = S_{1} n e v_{1} = S_{2} n e v_{2} \Rightarrow S_{1} v_{1} = S_{2} v_{2} \Rightarrow S_{1} \frac{l_{1}}{t_{1}} = S_{2} \frac{l_{2}}{t_{2}}$ .

Vì cùng một lượng kim loại nên: $S_{1} l_{1} = S_{2} l_{2} \Rightarrow t_{1} = t_{2} = 4$ giờ 30 phút.

Vậy thời gian trung bình một electron đi từ đầu đến cuối đoạn dây vẫn không đổi và bằng 4 giờ 30 phút.

Câu 5:

Coi Trái Đất là một quả cầu bán kính 6400 km. Giả sử có một lượng điện tích tương ứng với dòng điện 1,0 A chuyển qua một tiết diện thẳng của vật dẫn trong 1 giờ được phân bố đều trên bề mặt thì mật độ điện tích trên bề mặt Trái Đất bằng bao nhiêu C/m²?

Xem đáp án

Điện lượng: $q = I t = 1, 0.3600 = 3600 C$ .

Diện tích bề mặt Trái Đất: $S = 4 π r^{2} = 4 π {(6400000)}^{2} = 5, {147.10}^{14} m^{2}$ .

Mật độ điện tích trên bề mặt Trái Đất mặt: $σ = \frac{q}{S} = \frac{3600}{5, 147 \cdot 10^{14}} \approx 7 \cdot 10^{- 12} C / m^{2} .$

Câu 6:

Nhôm là loại vật liệu có khối lượng riêng 2,7 tấn/m³ và khối lượng mol nguyên tử là 27 g/mol. Biết rằng mỗi nguyên tử nhôm có tương ứng 3 electron tự do. Một dây dẫn bằng nhôm có đường kính tiết diện 3,0 mm mang dòng điện 15 A. Tính tốc độ trôi của electron trong dây dẫn bằng nhôm này.

Xem đáp án

Mật độ nguyên tử nhôm, với D là khối lượng riêng, A là số khối: $n = 3 \frac{N}{V} = 3 \frac{m}{A} \cdot \frac{N_{A}}{V} = 3 \frac{D N_{A}}{A}$

Thay vào: $v = \frac{I}{Sne} = \frac{4 I A}{3 π d^{2} e N_{A} D}$

$= \frac{4 \cdot 15 \cdot 27 \cdot 10^{- 3}}{3 π {(3, 0 \cdot 10^{- 3})}^{2} \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19} \cdot 6, 022 \cdot 10^{23} \cdot 2700} = 0, 073 \cdot 10^{- 3} m/s = 0, 073 mm/s$

Câu 7:

Mật độ electron tự do trong một đoạn dây nhôm hình trụ là $1, 8 \cdot 10^{29}$ electron $m^{3}$ Cường độ dòng điện chạy qua dây nhôm hình trụ có đường kính 2mm là 2A. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong dây nhôm đó.

Xem đáp án

Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron tự do được xác định:

$v = \frac{I}{Sne} = \frac{I}{\frac{π d^{2}}{4} .ne} = \frac{4 \cdot 2}{π \cdot 4 \cdot 10^{- 6} \cdot 1, 8 \cdot 10^{29} \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19}} = 0, 21 \cdot 10^{- 4} m / s.$

Bắt đầu thi ngay