Các công ti điện lực sử dụng đơn vị kWh để đo năng lượng điện tiêu thụ và tính tiền điện. 1 kWh là năng lượng điện mà một thiết bị điện có công suất 1 kW tiêu thụ trong 1 giờ. Một bình nóng lạnh đang hoạt động ở hiệu điện thế 230 V với công suất 9,5 kW.

a) Tính cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh. Giải thích tại sao nên sử dụng đường dây riêng và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.

b) Giả sử mỗi ngày, một gia đình sử dụng bình nóng lạnh trong 90 phút. Nếu giá bản điện là 2 500 đồng/kWh thì số tiền gia đình phải trả mỗi ngày để sử dụng bình nóng lạnh là bao nhiêu? Ước tính số tiền phải trả trong một tháng; đề xuất biện pháp tiết kiệm chi phí tiền điện phải trả do sử dụng bình nóng lạnh.

Hình 3 mô tả đèn điện tử chân không, bao gồm bóng đèn thuỷ tinh đã hút chân không (áp suất trong bóng đèn còn khoảng 10^-6 mmHg). Bên trong bóng đèn có hai cực: anode là một bản kim loại, còn cathode là dây vonfam bị đốt nóng, làm bật ra các electron tự do hay còn gọi là các điện tử tự do. Nối anode và cathode với nguồn điện một chiều thì các electron chuyển động thành dòng và tạo thành dòng điện có cường độ 4,5 mA.

a) Tính điện lượng chuyển qua ampe kế trong 3 phút.

b) Tính số electron di chuyển qua anode trong 3 phút.

c) Cho biết hiệu điện thế giữa anode và cathode là 75 V. Tính năng lượng một electron thu được khi nó di chuyển từ cathode đến anode?

Làm một pin đơn giản bằng các dụng cụ sau: mảnh đồng, mảnh tôn, một quả chanh và các dây dẫn điện. Dùng đồng hồ đo điện đa năng để đo hiệu điện thế giữa mảnh đồng và mảnh tôn. Đề xuất biện pháp để tăng suất điện động của pin này.

Hình 2 mô tả đường đặc trưng I – U của hai vật dẫn sợi đốt bóng đèn và một đoạn dây thép.

a) Đường đặc trưng B tương ứng với vật dẫn nào?

b) Ở hiệu điện thế nào thì hai vật dẫn có cùng điện trở? Tính giá trị điện trở này?

Bảng mạch in (Hình 1) được sử dụng để kết nối các linh kiện điện tử với nhau nhờ các đường dẫn điện bằng đồng được in sẵn trên một tấm vật liệu cách điện

Xét một đường dẫn bằng đồng có tiết diện 5.10^-8 m², có dòng điện 3,5 mA chạy qua. Mật độ electron trong đồng là 10²⁹ m^-3. Tính tốc độ dịch chuyển của các electron trên đường dẫn này.

Một tia sét truyền dòng điện từ đám mây xuống mặt đất với cường độ trung bình là 30 kA và kéo dài 2 ms. Tính điện lượng truyền qua không khí trong quá trình này.

Cho các dụng cụ:

• 02 đồng hồ đo điện đa năng;

• 02 pin 1,5 V;

• 01 điện trở 10 $\Omega$;

• 01 biến trở 100 $\Omega$;

Dây nối; công tắc; bảng để lắp mạch điện.

Thảo luận để lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo suất điện động và điện trở trong của pin.

Cho mạch điện như Hình 3.8. Con chạy ở vị trí C, chia điện trở R thành R = R_AC + R_CB.

Tìm biểu thức liên hệ giữa số chỉ của vôn kế, $\mathcal{E}$, R_AC và R_CB.

Một acquy ô tô 12 V cung cấp dòng điện có cường độ 5 A trong thời gian 2,0 giờ. Năng lượng mà acquy cung cấp trong thời gian này là bao nhiêu jun?

Vì sao có thể xác định điện trở trong bằng biểu thức: $r=\frac{\Delta U}{\Delta I}$.

Giải thích tại sao khi điện thoại sắp hết pin, bạn nên giảm độ sáng của màn hình.

Tính công suất điện hao phí dưới dạng nhiệt trên một dây cáp dài 15 km dẫn dòng điện có cường độ 100 A. Biết điện trở trên một đơn vị chiều dài của dây cáp này là 0,20 /km.

Trong trường hợp đoạn mạch chỉ có điện trở R, phần năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ biến đổi hoàn toàn thành năng lượng nhiệt.

Suy luận biểu thức tính công suất toả nhiệt trên điện trở khi có dòng điện với cường độ I chạy qua.

Cho mạch điện như Hình 3.6

Khi mạch hở, vôn kế chỉ 13,0 V.

Khi mạch kín, vôn kế chỉ 12,0 V và cường độ dòng điện qua đèn là 3,0 A.

Biết vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm suất điện động và điện trở trong của pin.

Bạn hãy tìm hiểu thêm tại sao cá chình không bị chết vì dòng điện mà nó phóng ra và đi qua chính nó.

Trong trường hợp nào, hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nó?

Mô tả ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện lên hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn.

Nối mỗi cực của một pin với mỗi cực của một vôn kế có điện trở rất lớn.

Số chỉ của vôn kế có ý nghĩa gì?

Nêu điểm giống và khác nhau giữa suất điện động của nguồn điện và hiệu điện thế giữa hai điểm trong mạch điện.

Từ biểu thức 3.1, chứng minh suất điện động có cùng đơn vị với hiệu điện thế.

Một đèn mắc nối tiếp với một pin như Hình 3.3.

Nêu sự biến đổi năng lượng xảy ra trong pin và trong đèn khi đóng khoá K.

Nếu gắn mỗi đầu của một vật dẫn vào một bản của tụ điện đã tích điện thì chỉ có dòng điện chạy qua vật dẫn trong một khoảng thời gian rất ngắn. Nhưng nếu gắn mỗi đầu của cùng một vật dẫn đó vào một cực của pin hoặc acquy thì dòng điện được duy trì lâu hơn nhiều.

Vì sao lại như vậy? Làm thế nào để duy trì được dòng điện tích dịch chuyển có hướng qua một vật dẫn?

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của một điện trở nhiệt thay đổi như thế nào?

Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của dây tóc bóng đèn sợi đốt thay đổi như thế nào?

Sử dụng mô hình ở Hình 2.6 giải thích mối liên hệ giữa điện trở R và chiều dài l, tiết diện thẳng S của vật dẫn kim loại: $R=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}$

Trong đó, $\rho$ là điện trở suất của kim loại.

Sử dụng mô hình ion dương và electron tự do trong vật dẫn kim loại (Hình 2.6) hoặc mối liên hệ 1.4 ở Bài 1 để lập luận, đưa ra phán đoán về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ.

Nguyên nhân chính gây ra điện trở là gì?

Vẽ phác đường đặc trưng I - U của vật dẫn kim loại có điện trở 10 $\Omega$.

Vẽ phác đường đặc trưng I – U của điện trở rất nhỏ (vật dẫn điện rất tốt) và điện trở rất lớn (vật cách điện rất tốt).

Vẽ phác trên cùng một đồ thị và thảo luận về hai đường đặc trưng I - U của hai vật dẫn kim loại ở nhiệt độ xác định. Hai vật dẫn có điện trở là R₁ và R₂ với R₁ > R₂.

Sử dụng biểu thức liên hệ (2.1) để chứng minh, ở nhiệt độ xác định, đường đặc trưng I – U là một đoạn thẳng.

Tìm hiểu và vẽ sơ đồ mạch điện trong đèn pin (Hình 2.2).

Tìm từ thích hợp cho vị trí của (?) trong định nghĩa về đơn vị đo điện trở:

1 $\Omega$ là điện trở của một dụng cụ điện, khi (?) ở hai đầu là 1 (?) thì có (?) chạy qua là 1 (?).

Tính cường độ dòng điện chạy qua một bóng đèn khi điện trở của nó là 15 $\Omega$ và hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 3,0 V.

Trong thí nghiệm minh hoạ cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện ở trang 88, khi bạn nối bóng đèn với pin thì dòng điện qua đèn làm cho đèn phát sáng (Hình 2.1). Kết quả thí nghiệm cho thấy: cường độ dòng điện qua đèn càng lớn thì đèn càng sáng.

Nhưng điều gì quyết định độ lớn của cường độ dòng điện?

Đoạn dây đồng có tiết diện thẳng 5.10^-6 m, mật độ electron dẫn 8,5.10²⁸/m³ và đang có cường độ dòng điện 1 A chạy qua. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong đoạn dây này. Giải thích tại sao tốc độ dịch chuyển có hướng của electron rất nhỏ.

Dòng điện chạy qua một dây dẫn bằng kim loại có cường độ là 1 A. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn này trong khoảng thời gian 1 s.

Dòng điện không đổi là dòng điện một chiều. Nhưng ngược lại thì không đúng. Có những dòng điện không đổi chiều nhưng lại có cường độ thay đổi, ví dụ như xung điện một chiều trong vật lí trị liệu. Hãy tìm hiểu thêm về đặc điểm của xung điện một chiều.

Cho các dụng cụ: 01 đồng hồ đo điện đa năng, 01 pin 1,5 V, 01 biến trở 100 $\Omega$, 01 bóng đèn sợi đốt loại 1,5V, dây điện, công tắc, bảng để lắp mạch điện.

Thực hiện thí nghiệm minh hoạ cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện.

Nối hai đầu một đèn sợi đốt vào hai cực của một viên pin.

– Chiều và cường độ dòng điện qua đèn có thay đổi theo thời gian không?

– Cho biết trong 4 s có điện lượng 2 C chạy qua đèn. Xác định cường độ dòng điện chạy qua đèn.

Kể tên một số thiết bị điện. Thiết bị này hoạt động dựa trên tác dụng nào của dòng điện?

Thiết bị này hoạt động mạnh khi nào?

Dòng điện có thể chạy qua nước sông, nước máy không? Tại sao?

Tại sao các ion mang điện tích trái dấu chuyển động ngược chiều nhau?

Tại sao các electron chuyển động có hướng khi nối dây dẫn với nguồn điện?

So sánh chiều chuyển động thành dòng của các electron trong kim loại với chiều dòng điện quy ước chạy qua dây dẫn.

Các hạt mang điện trong kim loại có đặc điểm gì?

Muốn truyền năng lượng điện từ nơi này đến nơi khác người ta dùng dây dẫn để truyền dòng điện. Với một đường dây dẫn diện, năng lượng điện truyền trên dây càng lớn, dòng điện chạy trong dây càng mạnh. Tác dụng mạnh yếu của dòng điện được đặc trưng bằng đại lượng nào?

Một đèn flash máy ảnh sử dụng tụ điện có điện dung C₁ = 4 700 $\mu F$ và được sạc bằng pin 12 V. Sau đó, tụ điện được ngắt khỏi pin và phóng điện qua đèn để hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 9,0 V. Tính năng lượng tụ điện đã chuyển qua đèn.

Hai tụ điện có điện dung lần lượt là C₁ = 100 $\mu F$; C₂ = 50 $\mu F$ và được mắc vào nguồn điện như hình vẽ. Biết hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là U = 12 V. Tính:

a) Điện dung của bộ tụ điện,

b) Hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện,

c) Điện tích của mỗi tụ điện.

Đặt một điện tích thử dương q₁ = 2,0.10^-9 C trong một điện trường thì điện trường tác dụng lên nó lực có độ lớn là F = 4,0.10^-9 N.

Tìm độ lớn của cường độ điện trường tại vị trí đặt điện tích thử.