Dòng điện. Mạch điện (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Chuyên đề Dòng điện. Mạch điện có trong bộ 14 Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí năm 2025 đầy đủ lý thuyết và bài tập đa dạng có lời giải giúp học sinh có thêm tài liệu ôn tập cho bài thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí.

Dòng điện. Mạch điện (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Chỉ từ 350k mua trọn bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật lí năm 2025 theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

I. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT OHM

1. Dòng điện

- Dòng điện là dòng dịch chuyển có huớng của các hạt mang điện (điện tích).

- Quy ước chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của điện tích dương.

- Dòng điện trong các chất khác nhau được tạo nên bởi các hạt mang điện khác nhau.

2. Cường độ dòng điện

- Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.

- Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng (lượng điện tích) chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.

$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$

+ Đơn vị: Ampe. $1 \text{A}=\frac{1\text{C}}{\text{ls}}=1\text{C}/\text{s}$

+ Dụng cụ đo là ampe kế (được mắc nối tiếp với cường độ dòng điện cần đo).

- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và độ lớn không thay đổi theo thời gian.

- Cuờng độ dòng điện không đổi: $I=\frac{q}{t}$

3. Tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện (vận tốc trôi)

Tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện (vận tốc trôi) tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn.

$v=\frac{I}{nS\left|q\right|}$

Trong đó: I: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (A).

     n: mật độ hạt mang điện.

     S: diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn (m²)

     |q|: độ lớn điện tích của mỗi hạt tải điện (C).

Cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn bằng kim loại có các hạt tải điện là electron: I = nSve

4. Điện trở. Định luật Ohm

Khái niệm: Điện trở là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn.

Biểu thức: $R=\frac{U}{I}$

Đơn vị: $ohm\left(\Omega \right).1\Omega =\frac{1V}{1A}$

Điện trở của một đoạn dây kim loại: $R=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}$

5. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở

Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ theo gần đúng là hàm bậc nhất: $R=R_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right]$

Trong đó: R là điện trở kim loại ở nhiệt độ t.

     R₀ là điện trở kim loại ở nhiệt độ t_o.

     α là hệ số nhiệt điện trở (K^-1).

6. Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Trong dông sét, một điện tích âm có độ lớn 1 C được phóng xuống đất trong khoảng thời gian 4.10^-4 s. Tính cường độ dòng điện của tia sét đó.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức $\text{I}=\frac{\text{q}}{\text{t}}=\frac{1}{4\cdot {10}^{-4}}=2500\text{ A}$.

Ví dụ 2: Trong thời gian 30 giây, có một điện lượng 60 C chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn. Tính cường độ dòng điện qua dây và số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2 giây.

Hướng dẫn giải

- Cường độ dòng điện: $I=\frac{\text{Δ}q}{\text{Δ}t}=2\text{ A}$.

- Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2 giây: ∆q = It = 2.2 = 4C.

- Số electron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là: $n=\frac{\text{Δ}q}{\left|e\right|}=\mathrm{2,5}\cdot {10}^{19}$ electron.

Ví dụ 3: Mật độ electron tự do trong một đoạn dây nhôm hình trụ là 1,8.10²⁰ electron/m³. Cường độ dòng điện chạy qua dây nhôm hình trụ có đường kính 2 mm là 2A. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron trong dây nhôm đó.

Hướng dẫn giải

Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron tự do được xác định:

v = $\frac{I}{\text{ Sne }}=\frac{I}{\frac{\pi d^2}{4}\text{.ne }}$ = $\frac{4\cdot 2}{\pi \cdot {\frac{\left(2\cdot {10}^{-3}\right)}{4}}^2\cdot \mathrm{1,8}\cdot {10}^{29}\cdot \mathrm{1,6}\cdot {10}^{-19}}$ = 0,21.10^-4 m/s.

Ví dụ 4: Một đoạn dây dẫn bằng đồng có điện trở suất ${\mathrm{1,69.10}}^{-8}\text{Ωm}$, dài 2,0 m và đường kính tiết diện là 1,0 mm. Cho dòng điện 1,5 A chạy qua đoạn dây.

a) Tính điện trở của đoạn dây.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây.

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của đoạn dây: $R=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}=\rho \frac{4\mathcal{l}}{\pi d^2}$ = $\mathrm{1,69}\cdot {10}^{-8}\cdot \frac{4.2}{\pi {\left(\mathrm{0,001}\right)}^2}\approx \mathrm{0,043}\text{Ω}$

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây: U = RI = 0,043.1,5 = 0,065 V.

Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Các giá trị điện trở R₁ = 6Ω, R₂ = 4Ω, R₃ = 2Ω, R₄ = 3Ω, R₅ = 6Ω.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₂ nếu cường độ dòng điện qua điện trở R₁ có giá trị 1 A.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₂ nếu cường độ dòng điện qua điện trở R₅ có giá trị 1 A.

Hướng dẫn giải

$R_{45}=\frac{R_4{R}_5}{R_4+R_5}=2\Omega ;R_{345}=R_3+R_{45}=4\Omega$

$R_{2345}=\frac{R_2.R_{345}}{R_2+R_{345}}=2\Omega ;R_{12345}=R_1+R_{2345}=8\Omega$

a) Vì R₃₄₅ = R₂ nên ta có $I_2=I_{345}=\frac{I_1}{2}=\mathrm{0,5}\text{ A}$.

$U_{R_2}=I_2{R}_2=\mathrm{0,5}\cdot 4=2\text{ V}$.

b) Ta có: $U_{R_4}=U_{R_5}$ => $\frac{I_4}{I_5}=\frac{R_5}{R_4}=2\Rightarrow I_4=2I_5=2\text{ A}$.

Vì R₃₄₅ = R₂ nên ta suy ra: $I_{345}=I_2=I_3=I_4+I_5=3\text{ A}$.

$U_{R_2}=I_2{R}_2=3.4=12\text{ V}$.

II. NGUỒN ĐIỆN VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

1. Khái niệm nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch.

Kí hiệu:

Nguồn điện có 2 cực: cực có điện thế cao hơn là cực dương, cực có điện thế thấp hơn là cực âm.

2. Suất điện động của nguồn điện

Suất điện động E là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.

Biểu thức: $\text{E}=\frac{A}{q}$

Đơn vị: vôn (V). $1V=\frac{1J}{1C}=1J/C$

3. Điện trở trong của nguồn điện

Trong mạch điện kín, dòng điện chạy qua mạch có ngoài và trong. Như vậy nguồn điện cũng là một vật dẫn và cũng có điện trở. Điện trở này gọi là điện trở trong của nguồn điện. Vì vậy mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động E và điện trở trong r.

4. Các công thức của nguồn điện

Xét mạch kín gồm nguồn điện (E,r) mắc với điện trở r tạo thành mạch kín.

Công của nguồn điện: A = E/q = EIt

Nhiệt lượng tỏa ra của cả mạch: Q = I²(R + r)t

Hiệu điện thế mạch ngoài: U = I.R = E - Ir

Định luật Ohm cho toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.

$I=\frac{\text{E}}{R+r}$

5. Ghép nguồn điện thành bộ

Ghép nối tiếp

+ Suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ: ${\text{E}}_b={\text{E}}_1+{\text{E}}_2+\mathrm{...}+{\text{E}}_n$

+ Điện trở trong r_b của bộ nguồn điện ghép nối tiếp bằng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ: $r_b=r_1+r_2+\mathrm{...}+r_n$

Ghép song song

+ Khi nối n nguồn giống nhau có cực dương nối với nhau, cực âm nối với nhau gọi là nối song song.

+ Suất điện động của bộ nguồn: E_b = E

+ Điện trở trong của bộ nguồn: $r_b=\frac{r}{n}$

................................

................................

................................

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Xem thêm các chuyên đề ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí năm 2025 có đáp án hay khác:

• Chuyên đề: Vật lí nhiệt (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Khí lí tưởng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Từ trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Vật lí hạt nhân (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Sai số và chuyển động cơ (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lực học (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Năng lượng, công, công suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lượng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Chuyển động tròn đều (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Biến dạng vật rắn. Áp suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Dao động (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Sóng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Điện trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)

---