Bài tập Xác định cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn lớp 11 (có lời giải)

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Cường độ dòng điện được xác định bởi \(I = \frac{Q}{t}\), trong đó \(Q\) là điện lượng qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian \(t\).

b) Đúng. Đổi \(2\) phút \( = 120\) s. Khi đó \(I = \frac{{360}}{{120}} = 3\) A.

c) Đúng. Khi thời gian không đổi, \(I\) tỉ lệ thuận với điện lượng \(Q\). Điện lượng tăng 1,5 lần thì cường độ dòng điện cũng tăng 1,5 lần.

d) Sai. Với \(t = 30\) s, cường độ dòng điện là \(I = \frac{{360}}{{30}} = 12\) A, không phải 6 A.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. \(Q = It = 2,5 \times 40 = 100\) C.

b) Đúng. \(Q = 2,5 \times 20 = 50\) C.

c) Đúng. Thời gian cần thiết là \(t = \frac{Q}{I} = \frac{{250}}{{2,5}} = 100\) s.

d) Đúng. Điện lượng mới là \(Q = It = 4 \times 25 = 100\) C, đúng bằng điện lượng ban đầu.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. Độ lớn điện lượng là \(Q = Ne = 1,5 \times {10^{21}} \times 1,6 \times {10^{ - 19}} = 240\) C.

b) Đúng. \(t = 5\) phút \( = 300\) s nên \(I = \frac{{240}}{{300}} = 0,8\) A.

c) Đúng. Trong cùng một khoảng thời gian, điện lượng \(Q = Ne\) tỉ lệ thuận với số electron \(N\), do đó \(I = \frac{Q}{t}\) cũng tỉ lệ thuận với \(N\).

d) Sai. Với \(I = 2\) A và \(t = 300\) s, điện lượng cần có là \(Q = It = 600\) C. Số electron tương ứng là \(N = \frac{{600}}{{1,6 \times {{10}^{ - 19}}}} = 3,75 \times {10^{21}}\) electron.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. \({Q_1} = {I_1}{t_1} = 2 \times 10 = 20\) C.

b) Đúng. \({Q_2} = {I_2}{t_2} = 5 \times 20 = 100\) C.

c) Đúng. \(Q = {Q_1} + {Q_2} = 20 + 100 = 120\) C.

d) Sai. Cường độ dòng điện trung bình là \({I_{{\rm{tb}}}} = \frac{Q}{t} = \frac{{120}}{{30}} = 4\) A.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. \(t = \frac{Q}{I} = \frac{{270}}{{0,75}} = 360\) s.

b) Đúng. $360$ s \( = 6\) phút.

c) Đúng. Với cùng \(Q\), ta có \(t = \frac{Q}{I}\) nên khi cường độ dòng điện tăng gấp đôi thì thời gian giảm một nửa.

d) Đúng. Thời gian mới là $720$ s nên \(Q = It = 0,75 \times 720 = 540\) C.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. \(Q = Ne = 4,8 \times {10^{20}} \times 1,6 \times {10^{ - 19}} = 76,8\) C.

b) Đúng. \(I = \frac{{76,8}}{{120}} = 0,64\) A.

c) Đúng. 5 phút gấp 2,5 lần 2 phút nên số electron là \(N = 2,5 \times 4,8 \times {10^{20}} = 1,2 \times {10^{21}}\) electron.

d) Đúng. Với cùng thời gian, cường độ dòng điện tăng từ 0,64 A lên 1,28 A, tức tăng 2 lần nên số electron đi qua cũng phải tăng 2 lần.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. \(Q = It = 3 \times 1 = 3\) C.

b) Đúng. \(Q = 3 \times 60 = 180\) C.

c) Đúng. \(Q = 3 \times 600 = 1800\) C.

d) Sai. Thời gian tương ứng là \(t = \frac{{900}}{3} = 300\) s \( = 5\) phút.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. Trong cùng thời gian, \(Q = It\) nên \(\frac{{{Q_2}}}{{{Q_1}}} = \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}} = \frac{{3,6}}{{1,2}} = 3\).

b) Đúng. \({Q_2} = 3{Q_1} = 3 \times 40 = 120\) C.

c) Sai. Để cùng điện lượng, \({I_1}{t_1} = {I_2}{t_2}\). Vì \({I_2} = 3{I_1}\) nên \({t_2} = \frac{{{t_1}}}{3}\).

d) Đúng. \({Q_1} = {I_1}t = 1,2 \times 50 = 60\) C.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.

Giải thích:

a) Đúng. \(t = 30 + 45 = 75\) s.

b) Đúng. \({Q_1} = 4 \times 30 = 120\) C; \({Q_2} = 2 \times 45 = 90\) C. Do đó \(Q = 120 + 90 = 210\) C.

c) Đúng. \({I_{{\rm{tb}}}} = \frac{Q}{t} = \frac{{210}}{{75}} = 2,8\) A.

d) Đúng. Dòng điện không đổi tương đương phải truyền cùng điện lượng trong cùng thời gian nên có cường độ \(I = 2,8\) A.

Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.

Giải thích:

a) Đúng. \(I = \frac{{75}}{{15}} = 5\) A.

b) Đúng. \(Q = 5 \times 120 = 600\) C.

c) Đúng. \(Q = 2 \times 15 = 30\) C.

d) Sai. \(t = \frac{{1500}}{5} = 300\) s \( = 5\) phút. Vì vậy phát biểu “3 phút” là sai.

Đáp án: 3

Đổi \(3\) phút \( = 180\) s.

Cường độ dòng điện là \(I = \frac{Q}{t} = \frac{{540}}{{180}} = 3\) A.

Đáp án: 360

Đổi \(4\) phút \( = 240\) s.

Điện lượng qua dây là \(Q = It = 1,5 \times 240 = 360\) C.

Đáp án: 0,32

Điện lượng chuyển qua tiết diện dây là \(Q = Ne = 3 \times {10^{20}} \times 1,6 \times {10^{ - 19}} = 48\) C.

Đổi 2,5 phút \( = 150\) s.

Do đó \(I = \frac{Q}{t} = \frac{{48}}{{150}} = 0,32\) A.

Đáp án: 360

Cường độ dòng điện là \(I = \frac{{120}}{{40}} = 3\) A.

Thời gian mới là \(2\) phút \( = 120\) s.

Điện lượng tương ứng là \(Q = It = 3 \times 120 = 360\) C.

Đáp án: 300

Từ \(Q = It\), suy ra \(t = \frac{Q}{I}\).

Ta có \(t = \frac{{720}}{{2,4}} = 300\) s, tương đương 5 phút.

Đáp án: 192

Điện lượng chuyển qua dây là \(Q = Ne = 9,6 \times {10^{20}} \times 1,6 \times {10^{ - 19}} = 153,6\) C.

Từ \(I = \frac{Q}{t}\) suy ra \(t = \frac{Q}{I}\).

Do đó \(t = \frac{{153,6}}{{0,8}} = 192\) s.

Đáp án: 4,2

Điện lượng trong giai đoạn thứ nhất là \({Q_1} = {I_1}{t_1} = 3 \times 20 = 60\) C.

Điện lượng trong giai đoạn thứ hai là \({Q_2} = {I_2}{t_2} = 5 \times 30 = 150\) C.

Tổng điện lượng là \(Q = 60 + 150 = 210\) C.

Cường độ dòng điện tương đương là \({I_{{\rm{tb}}}} = \frac{Q}{t} = \frac{{210}}{{50}} = 4,2\) A.

Đáp án: 60

Điện lượng chuyển qua tiết diện dây là \(Q = Ne = 1,5 \times {10^{21}} \times 1,6 \times {10^{ - 19}} = 240\) C.

Thời gian là \(t = \frac{Q}{I} = \frac{{240}}{4} = 60\) s.

Đáp án: 180

Cường độ dòng điện là \(I = \frac{{250}}{{50}} = 5\) A.

Để truyền điện lượng 900 C, thời gian cần thiết là \(t = \frac{{900}}{5} = 180\) s.

Đáp án: 450

Trong 2 phút đầu, cường độ dòng điện là \({I_1} = \frac{{180}}{{120}} = 1,5\) A.

Cường độ dòng điện ở giai đoạn sau tăng 50% nên \({I_2} = 1,5 \times 1,5 = 2,25\) A.

Trong 1 phút tiếp theo, điện lượng đi qua là \({Q_2} = {I_2}{t_2} = 2,25 \times 60 = 135\) C.

Tổng điện lượng là \(Q = {Q_1} + {Q_2} = 180 + 135 = 315\) C.