Bài tập vật lý 11 : dòng điện trong các môi trường

Một bóng đèn 220 V-100 W có dây tóc làm bằng vônfram. Khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc bóng đèn là 2000$°C$. Xác định điện trở của bóng đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng. Biết nhiệt độ của môi trường là 20$°C$ và hệ số nhiệt điện trở của vônfram là a = $4,5.{10}^{-3}{K}^{-1}$.

Một bóng đèn 220 V-40 W có dây tóc làm bằng vônfram. Điện trở của dây tóc bóng đèn ở 20$°C$ là $R_o$ = 121 W. Tính nhiệt độ của dây tóc khi bóng đèn sáng bình thường. Cho biết hệ số nhiệt điện trở của vônfram là a = $4,5.{10}^{-3}{K}^{-1}$

Dây tóc của bóng đèn 220 V-200 W khi sáng bình thường ở nhiệt độ 2500$°C$ có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở ở 100$°C$. Tìm hệ số nhiệt điện trở a và điện trở $R_0$ của dây tóc ở 100$°C$.

Ở nhiệt độ $t_1=25°C$, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là  $U_1$ = 20 mV thì cường độ dòng điện qua đèn là $I_1$ = 8 mA. Khi sáng bình thường, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là $U_2$ = 240 V thì cường độ dòng điện chạy qua đèn là $I_2$ = 8 A. Tính nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường. Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc làm bóng đèn là a = 4,2.${10}^{-3}{K}^{-1}$.

Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động ${\alpha }_T$ = 65 mV/K được đặt trong không khí ở 20$°C$, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 320$°C$. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện đó.

Một mối hàn của cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá đang tan, mối hàn kia được nhúng vào hơi nước sôi. Dùng milivôn kế đo được suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 4,25 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó.

Nhiệt kế điện thực chất là một cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp mà ta không thể dùng nhiệt kế thông thường để đo được. Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động ${\alpha }_T$ = 42 mV/K để đo nhiệt độ của một lò nung với một mối hàn đặt trong không khí ở 20$°C$ còn mối hàn kia đặt vào lò thì thấy milivôn kế chỉ 50,2 mV. Tính nhiệt độ của lò nung

Cho điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn có n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,5 W. Mạch ngoài gồm các điện trở $R_1$ = 20 W;  = $R_2$9 W; $R_3$ = 2 W; đèn Đ loại  3V-3W; $R_P$ là bình điện phân đựng dung dịch $AgN{O}_3$, có cực đương bằng bạc. Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn. Biết ampe kế $A_1$ chỉ 0,6 A, ampe kế $A_2$ chỉ 0,4 A. Tính:

a, Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân

b) Số pin và công suất của bộ nguồn.

c) Số chỉ của vôn kế.

d) Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau 32 phút 10 giây.

e) Đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao?

Cho mạch điện như hình vẽ.

Ba nguồn điện giống nhau, mỗi cái có suất điện động e và điện trở trong r; $R_1$ = 3 W; $R_2$ = 6 W; bình điện phân chứa dung dịch CuSO₄ với cực dương bằng đồng và có điện trở $R_p$ = 0,5 W. Sau một thời gian điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng của bản cực làm catôt tăng lên 0,636 gam.

a) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân và qua từng điện trở.

b) Dùng một vôn có điện trở rất lớn mắc vào 2 đầu A và C của bộ nguồn. Nếu bỏ mạch ngoài đi thì vôn kế chỉ 20 V. Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn điện.

Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết nguồn có suất điện động E  = 24 V, điện trở trong  r = 1 W; tụ điện có điện dung C  = 4 mF; đèn Đ loại 6 V-6 W; các điện trở có giá trị $R_1$ = 6 ; $R_2$ = 4 ; bình điện phân đựng dung dịch CuSO₄ và có anốt làm bằng Cu, có điện trở $R_p$ = 2 . Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính:

a) Điện trở tương đương của mạch ngoài.

b) Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút 5 giây.

c) Điện tích của tụ điện.

Cho mạch điện như hình vẽ:

Bộ nguồn gồm 6 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e =  2,25 V, điện trở trong r = 0,5 W. Bình điện phân có điện trở $R_p$ chứa dung dịch CuSO₄, anốt làm bằng đồng. Tụ điện có điện dung C = 6 mF. Đèn Đ loại 4 V-2 W, các điện trở có giá trị $R_1=R_3=R_3$ = 1 W. Ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở của dây nối. Biết đèn Đ sáng bình thường. Tính:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

b) Hiệu điện thế U_AB và số chỉ của ampe kế.

c) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây và điện trở R_p của bình điện phân.

d) Điện tích và năng lượng của tụ điện.

Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn gồm 8 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động e = 5 V; có điện trở trong r = 0,25 W mắc nối tiếp; đèn Đ có loại 4 V - 8 W; $R_1$ = 3 W; $R_2$ = $R_3$ = 2 W ; $R_B$ = 4 W và là bình điện phân đựng dung dịch $A{L}_2{\left(S{O}_4\right)}_3$có cực dương bằng Al. Điều chỉnh biến trở $R_t$ để đèn Đ sáng bình thường. Tính:

 a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch.

b) Lượng Al giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ  4 phút 20 giây. Biết Al có n = 3 và có A = 27

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M.

Hai bình điện phân: (Fe$C{L}_3$/Fe và Cu$S{O}_4$/Cu) mắc nối tiếp. Sau một khoảng thời gian, bình thứ nhất giải phóng một lượng sắt là 1,4 g. Tính lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai trong cùng khoảng thời gian đó. Biết nguyên tử lượng của đồng và sắt là 64 và 56, hóa trị của đồng và sắt là 2 và 3.

Hai bình điện phân: (Cu$S{O}_4$/Cu và Ag$N{O}_3$/Ag) mắc nối tiếp. Trong một mạch điện. Sau một thời gian điện phân, khối lượng catôt của hai bình tăng lên 2,8 g. Biết nguyên tử lượng của đồng và bạc là 64 và 108, hóa trị của đồng và bạc là 2 và 1.

a) Tính điện lượng qua các bình điện phân và khối lượng Cu và Ag được giải phóng ở catôt.

b) Nếu cường độ dòng điện bằng 0,5 A. Tính thời gian điện phân.

Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song; mỗi pin có suất điện động 0,9 V và điện trở trong 0,6 W. Một bình điện phân đựng dung dịch CuS$O_4$ có điện trở 205 W được mắc vào hai cực của bộ nguồn nói trên. Anôt của bình điện phân bằng đồng. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình trong thời gian 50 phút. Biết Cu có A = 64; n = 2.

Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h = 0,05 mm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30 $c{m}^2$. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Biết niken có A = 58, n = 2 và có khối lượng riêng là r = 8,9 g/$c{m}^3$.

Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 $c{m}^2$, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dùng dịch CuS$O_4$ và  anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. Cho biết đồng có A = 64; n = 2 và có khối lượng riêng r = 8,9.${10}^3$ kg/$m^3$.

Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,9 W  để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnS$O_4$ với cực dương bằng kẻm, có điện trở R = 3,6 W. Hỏi phải mắc hỗn hợp đối xứng bộ nguồn như thế nào để dòng điện qua bình điện phân là lớn nhất. Tính lượng kẻm bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết Zn có   A = 65; n = 2.