MasterSchool

Vật lý lớp 11 · KNTT · Chương 4

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 22: Cường độ dòng điện

Chương 4: Dòng điện. Mạch điện · Kết nối tri thức với cuộc sống

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Bài 22: Cường độ dòng điện sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 11.

Lớp

I. Cường độ dòng điện

· Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.

Hình ảnh minh họa SGK

· Biểu thức: I=∆q∆tI=\frac{∆q}{∆t}

Trong đó:

- ∆q∆q là độ lớn của điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của một dây dẫn, đơn vị là culong (kí hiệu là C)

- ∆t∆t là thời gian lượng điện lượng trên chuyển qua, đơn vị là giây (kí hiệu là s)

- I là cường độ dòng điện, đơn vị là ampe (kí hiệu là A)

II. Liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện

1. Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại

Hình ảnh minh họa SGK

- Trong kim loại có các electron tự do, khi dây dẫn kim loại được nối với nguồn điện thì trong dây dẫn xuất hiện điện trường. Dưới tác dụng của lực điện trường, các electron tự do mang điện tích âm dịch chuyển có hướng ngược với hướng của điện trường, tạo ra dòng điện.

- Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương, hay ngược với chiều dịch chuyển của các electron tự do.

2. Biểu thức liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện

Hình ảnh minh họa SGK

- S là diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn

- n là mật độ hạt mang điện

- v là tốc độ dịch chuyển có hướng của electron

- e là độ lớn điện tích của electron

Trong khoảng thời gian ∆t∆t , số electron N chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:

N = nSh, trong đó h=v.∆th=v.∆t

N=nSv.∆tN=nSv.∆t

· Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian là:

∆q=Ne=Snve.∆t∆q=Ne=Snve.∆t

· Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại: I = Snve

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của hạt mang điện.
  • I = q/t = Δq/Δt; đơn vị ampe (A).
  • Chiều quy ước: chiều chuyển dời của điện tích dương.
  • Ampe kế mắc nối tiếp; điện trở rất nhỏ.
  • Công thức trọng tâm: I = q/t

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Cường độ dòng điện là gì và được định nghĩa bằng biểu thức nào?
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện, được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian: I=ΔqΔtI = \frac{\Delta q}{\Delta t}. Với dòng điện không đổi: I=qtI = \frac{q}{t}. Đơn vị đo là Ampere (A), với 1 A=1 C/s1\text{ A} = 1\text{ C/s}.
Câu 2: Chiều dòng điện được quy ước như thế nào so với chiều chuyển động của electron tự do?
Quy ước: Chiều dòng điện là chiều chuyển động của các hạt mang điện tích dương (đi từ cực dương qua dây dẫn về cực âm). Trong kim loại, hạt mang điện là electron tự do (mang điện tích âm), nên electron thực tế chuyển động ngược chiều với chiều quy ước của dòng điện.
Câu 3: Công thức liên hệ giữa cường độ dòng điện II và tốc độ trôi vv của các electron?
Biểu thức: I=n⋅S⋅v⋅eI = n \cdot S \cdot v \cdot e, trong đó: nn là mật độ hạt mang điện (số hạt/m3\text{m}^3), SS là diện tích tiết diện thẳng (m2\text{m}^2), vv là tốc độ dịch chuyển có hướng (tốc độ trôi), e=1,6×10−19 Ce = 1,6 \times 10^{-19}\text{ C} là điện tích nguyên tố.
Câu 4: Tại sao khi bật công tắc bóng đèn sáng gần như tức thì mặc dù tốc độ trôi của electron rất chậm (khoảng vài mm/giây)?
Vì khi bật công tắc, điện trường lan truyền trong dây dẫn với tốc độ tiệm cận ánh sáng (v≈3×108 m/sv \approx 3 \times 10^8\text{ m/s}). Điện trường tác dụng lực điện đồng thời lên toàn bộ các electron tự do có sẵn trên khắp chiều dài dây dẫn, khiến chúng cùng bắt đầu dịch chuyển có hướng ngay tức thì.

Đề luyện tập theo bài