Đáp án vật lí 11 chân trời sáng tạo Bài 6. Các đặc trưng vật lý của sóng

                                               BÀI 18. NGUỒN ĐIỆN

Thảo luận 1 trang 109 sgk vật lý 11 ctst

Quan sát Hình 18.3, mô tả chiều chuyển động của các hạt mang điện trong dây dẫn và bên trong nguồn điện.

Đáp án:

Chiều chuyển động của các điện tích âm trong dây dẫn ngược chiều với chiều của điện trường.

Trong nguồn điện dưới tác dụng của lực lạ thì làm các điện tích âm dịch chuyển ngược chiều điện trường, các điện tích dương dịch chuyển cùng chiều điện trường.

Thảo luận 2 trang 109 sgk vật lý 11 ctst

So sánh sự giống và khác nhau của hai khái niệm: suất điên động và hiệu điện thế.

Đáp án:

Giống nhau: đều là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công.

Khác nhau:

Suất điện động của một nguồn điện chính là khả năng sinh công của nguồn, công của lực lạ để có thể di chuyển một điện tích dương từ cực âm sang đến cực dương của một nguồn điện (ngược chiều của điện trường).

Hiệu điện thế là sự chênh lệch về điện thế giữa hai điểm và là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia.

Luyện tập trang 110 sgk vật lý 11 ctst

Xét một nguồn điện có suất điện động 12 V. Xác định công cần thiết của nguồn điện để dịch chuyển một electron từ cực dương sang cực âm của nguồn.

Đáp án:

Công cần thiết của nguồn điện để dịch chuyển một electron từ cực dương sang cực âm của nguồn là:

A=ξ.q=12.1,6.10⁻¹⁹=192.10⁻²⁰V        

Vận dụng trang 110 sgk vật lý 11 ctst

Hình 18,4 thể hiện một số loại pin và ắc quy trên thị trường. Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn thông số của các loại pin và ắc quy này.

Đáp án:

Thông số của các loại pin và ắc quy là:

- Pin kích thước AA (bên trái màu đỏ); suất điện động 1,5 V.

- Pin sạc Ni – MH (pin nickel – hydride kim loại): kích thước AA; suất điện động 1,2 V dung lượng 1 500 mAh.

- Pin Polymer Lithium: suất điện động 9 V; dung lượng 500 mAh.

- Pin sạc Li-ion (có thành phần chính là ion lithium); suất điện động 3,7 V; dung lượng 3 500 mAh.

- Acquy suất điện động 12 V; dung lượng 75 Ah.

Thảo luận 3 trang 110 sgk vật lý 11 ctst

Khi di chuyển bên trong nguồn từ một cực sang cực còn lại dưới tác dụng của lực lạ, sự chuyển động của các điện tích có bị cản trở bởi yếu tố nào không?

Đáp án:

Khi các điện tích dịch chuyển bên trong nguồn điện về các cực của nguồn dưới tác dụng của lực lạ, chúng luôn va chạm với các hạt vật chất cấu tạo nên nguồn. Do đó, sự dịch chuyển của các điện tích luôn bị cản trở.

Thảo luận 4 trang 111 sgk vật lý 11 ctst

Mắc hai cực nguồn điện với một điện trở qua một khóa K. Mắc hai đầu một vôn kế vào hai cực của nguồn (Hình 18.6). Bằng lập luận, em hãy so sánh số chỉ của vôn kế trong hai trường hợp khóa K đóng và mở.

Đáp án:

Khi khoá K mở, không có dòng điện trong mạch, khi đó vốn kế chỉ hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn cũng chính bằng suất điện động của nguồn. Khi khoá K đóng, có dòng điện trong mạch, khi đó vôn kế chỉ giá trị nhỏ hơn trường hợp K mở theo công thức: U=ξ−I.r (do có độ giảm thế trên điện trở trong của nguồn).

Luyện tập trang 111 sgk vật lý 11 ctst

Mắc hai cực của một pin có suất điện động 9V vào hai đầu của một mạch chứa điện trở. Cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu của mạch lần lượt có giá trị đo được là 0,1A và 8,9V. Xác định giá trị điện trở trong của pin.

Đáp án:

Ta có: U=ξ−Ir

Nên điện trở trong của pin là:

r = (ξ – U) / I = (9−8,9) / 0,1 = 1Ω

Vận dụng trang 111 sgk vật lý 11 ctst         

Em hãy giải thích vì sao lời khuyên khi cất giữ pin là cần để pin nơi khô và thoáng mát.

Đáp án:

Pin là nguồn điện nên có cực âm(-) và cực dương(+), nếu để nơi ẩm ướt, tiếp xúc nhau thì hơi nước trong không khí vô tình là dây dẫn điện, hoặc cực - tiếp xúc với cực + tạo ra dòng điện nên pin mất điện, hư hỏng vì vậy cần để pin nơi khô ráo, không tiếp xúc nhau. Và độ ẩm sẽ làm ảnh hưởng đến chất cấu tạo bên trong pin và sẽ làm tăng điện trở trong của pin làm giảm suất điện động.

Bài tập 1 trang 112 sgk vật lý 11 ctst

Một nguồn điện có suất điện động 6V và điện trở trong 0,5Ω. Khi mắc hai cực của nguồn điện với một vật dẫn thì trong mạch xuất hiện dòng điện 1,4 A. Bỏ qua điện trở các dây nối. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.

Đáp án:

Hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn: U = ξ – Ir = 6 − 1,4.0,5 = 5,3 V                                                                                                

Bài tập 2 trang 112 sgk vật lý 11 ctst

Ghép nối tiếp một biến trở R với một điện trở R0 thành bộ rồi nối hai đầu vào hai cực của một nguồn điện không đổi. Điều chỉnh R, người ta thu được đồ thị đường biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở vào cường độ dòng điện như Hình 18P1.

a) Xác định giá trị suất điện động của nguồn điện.

b) Xác định giá trị biến trở R ứng với điểm M trên đồ thị.

Đáp án:

a) Ta có: U=ξ,R_td=R+R0

Từ đồ thị ta thấy khi cường độ dòng điện bằng 0 mà đồ thị cắt trục U(V) tại giá trị 12V nên ta có Suất điện động của nguồn điện là 12V.

b) Từ đồ thị ta có thể suy ra được dạng của đường biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở vào cường độ dòng điện là: U=12−2,5.I

Tại M có I=1,6A ⇒ U=8V

Giá trị biến trở R ứng với điểm M là: R=U/I=5Ω