Giải bài tập SGK Vật lý 11 Nâng cao Bài 17: Dòng điện trong kim loại

Câu nào sai?

A. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do.

B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong kim loại được giữ không thay đổi

C. Hạt tải điện trong kim loại là ion

D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được đặc điểm của dòng điện và hạt tải điện trong kim loại

Hướng dẫn giải

- Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do chứ không phải là các ion

⇒ Câu C sai

- Chọn đáp án C

Câu nào đúng?

Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ

A. Giảm đi

B. Không thay đổi

C. Tăng lên

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính điện trở của kim loại:

\(R = \rho .\frac{l}{s}\) với điện trở suất ρ = ρ₀(1 + αt)

để rút ra sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ

Hướng dẫn giải

- Điện trở của kim loại:

\(R = \rho .\frac{l}{s}\)

- Trong đó ρ là điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ theo quy luật:

ρ = ρ₀(1 + αt)

⇒ Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ tăng.

- Chọn đáp án C

Một sợi dây đồng có điện trở 74 Ω ở 50^oC. Điện trở của sợi dây đó ở 100^oC là bao nhiêu?

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức: \(R = \rho .\frac{l}{s}\) để tính điện trở ở mỗi nhiệt độ

- Lập tỉ lệ hai công thức vừa tìm được

- Điện trở dây ở 100^oC được tính theo công thức là: R_100^o = R_50^o.1,177

Hướng dẫn giải

- Ta có:

\(\begin{array}{l} {R_{{{50}^o}}} = {\rho _{{{50}^o}}}.\frac{l}{s}\\ {R_{{{100}^o}}} = {\rho _{{{100}^o}}}.\frac{l}{s}\\ \Rightarrow \frac{{{R_{{{100}^o}}}}}{{{R_{{{50}^o}}}}} = \frac{{{\rho _{{{100}^o}}}}}{{{\rho _{{{50}^o}}}}}\\ = \frac{{{\rho _0}\left[ {1 + \alpha (100 - 0)} \right]}}{{{\rho _0}\left[ {1 + \alpha (50 - 0)} \right]}}\\ = \frac{{1 + \alpha .100}}{{1 + \alpha .50}} \end{array}\)

- Với hệ số nhiệt điện trở: α = 4,3.10^-3 (K^-1)

\( \Rightarrow \frac{{{R_{{{100}^o}}}}}{{{R_{{{50}^o}}}}} = \frac{{{\rho _{{{100}^o}}}}}{{{\rho _{{{50}^o}}}}} = \frac{{1 + {{100.4,4.10}^{ - 3}}}}{{1 + {{50.4,4.10}^{ - 3}}}} = \frac{{1,43}}{{1,215}} = 1,177\)

⇒ R_100^o = R_50^o.1,177 = 87,1 Ω