⚛ Physics Team · HỌC ONLINE

Bài 22. Cường độ dòng điện

Học nhanh phần lí thuyết trọng tâm, luyện các dạng câu hỏi và hoàn thành bài kiểm tra ngắn để tự đánh giá mức độ hiểu bài.

Lớp 11 Chương 4. Dòng điện. Mạch điện 9 bài tập áp dụng 8 câu kiểm tra · 10 phút
Tiến độ bài học0/3 phần
1Hiểu lí thuyết
2Làm bài áp dụng
3Hoàn thành kiểm tra
Phần I

Tóm tắt lí thuyết và giúp hiểu sâu

Đọc lần lượt, chú ý các công thức, hình minh họa và lưu ý trọng tâm.

Bước 1/3

1. Kiến thức trọng tâm

🎧 Khởi động: Dòng điện mạnh hay yếu được xác định như thế nào?
Mở nội dung trong cửa sổ mới

1. Cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho mức độ mạnh, yếu của dòng điện.
Cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện càng mạnh.
Kí hiệu: I.
Đơn vị: ampe (A).
🎧 Cường độ dòng điện và ý nghĩa vật lí
Mở nội dung trong cửa sổ mới

2. Công thức tính cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian:

I=ΔqΔtTrong đó:

I: cường độ dòng điện (A).
Δq: điện lượng chuyển qua tiết diện dây dẫn (C).
Δt: thời gian (s).

Suy ra:

Δq=IΔtÝ nghĩa:

Dòng điện có cường độ 1 A nghĩa là trong 1 giây1 C điện tích đi qua tiết diện dây dẫn.
🎧 Công thức I bằng delta q chia delta t
Mở nội dung trong cửa sổ mới

3. Dòng điện trong dây dẫn kim loại

Hình minh họa

Trong kim loại tồn tại các electron tự do.
Electron chuyển động nhiệt hỗn loạn khi chưa có điện trường; chỉ khi có điện trường chúng mới có thêm chuyển động có hướng tạo thành dòng điện.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.

Chiều chuyển động của electron ngược với chiều dòng điện quy ước.

🎧 Dòng điện trong kim loại được tạo bởi electron tự do
Mở nội dung trong cửa sổ mới

4. Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ các hạt mang điện

Hình minh họa

Cường độ dòng điện trong dây dẫn kim loại được xác định bởi:

I=SnveTrong đó:

S: diện tích tiết diện dây dẫn (m²).
n: mật độ electron tự do (electron/m³).
v: tốc độ chuyển dời có hướng của electron (m/s).
e: điện tích của electron (1,6×10-19 C).
🎧 Ý nghĩa công thức I bằng S n v e
Mở nội dung trong cửa sổ mới

Từ công thức trên:

Tiết diện dây càng lớn thì dòng điện càng lớn.
Mật độ electron càng lớn thì dòng điện càng lớn.
Electron chuyển động có hướng càng nhanh thì dòng điện càng lớn.
🎧 Ba yếu tố làm cường độ dòng điện thay đổi
Mở nội dung trong cửa sổ mới

II. GIÚP HIỂU SÂU

1. Cường độ dòng điện đặc trưng cho điều gì?

Cường độ dòng điện không cho biết các electron chuyển động nhanh hay chậm, mà cho biết lượng điện tích đi qua tiết diện dây dẫn trong mỗi giây nhiều hay ít. Vì vậy, cường độ dòng điện càng lớn thì tác dụng của dòng điện càng mạnh.

2. Vì sao dòng điện trong kim loại do electron tạo nên?

Trong kim loại, các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể. Khi có điện trường, chúng chuyển động có hướng tạo thành dòng điện.

3. Vì sao electron chuyển động ngược chiều dòng điện?

Theo quy ước, chiều dòng điện là chiều chuyển động của điện tích dương. Electron mang điện tích âm nên chuyển động ngược chiều dòng điện quy ước.

🎧 Vì sao electron đi ngược chiều dòng điện?
Mở nội dung trong cửa sổ mới

4. Ý nghĩa của công thức I=Δqt

Công thức cho thấy cường độ dòng điện phụ thuộc vào lượng điện tích đi qua tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian.

Điện lượng qua càng nhiều → dòng điện càng mạnh.
Thời gian càng ngắn mà điện lượng không đổi → dòng điện càng lớn.

5. Ý nghĩa của công thức I=Snve

Công thức cho thấy cường độ dòng điện phụ thuộc vào số hạt mang điện đi qua tiết diện dây dẫn trong một giây.

Tiết diện lớn hơn → nhiều electron cùng đi qua → dòng điện lớn hơn.
Mật độ electron lớn hơn → dòng điện lớn hơn.
Electron chuyển động có hướng nhanh hơn → dòng điện lớn hơn.

6. Vì sao tốc độ chuyển dời của electron rất nhỏ nhưng dòng điện truyền gần như tức thời?

Electron chỉ chuyển động có hướng với tốc độ rất nhỏ. Tuy nhiên, khi đóng mạch, điện trường được thiết lập gần như đồng thời trong toàn bộ dây dẫn nên các electron ở khắp nơi bắt đầu chuyển động gần như cùng lúc. Vì vậy, tác dụng của dòng điện xuất hiện rất nhanh.

🎧 Vì sao tác dụng của dòng điện xuất hiện gần như tức thời?
Mở nội dung trong cửa sổ mới

7. Ý nghĩa của thông số mAh trên pin

Thông số mAh biểu thị dung lượng điện tích mà pin có thể cung cấp.

Ví dụ: 3000 mAh ≈ 3 Ah có thể cấp 3 A trong 1 giờ hoặc 1 A trong khoảng 3 giờ.

🎧 Thông số mAh trên pin cho biết điều gì?
Mở nội dung trong cửa sổ mới

III. LƯU Ý CHO HỌC SINH

Không nhầm cường độ dòng điện với điện lượng; cường độ dòng điện là tốc độ dịch chuyển điện tích qua tiết diện dây dẫn.
Công thức I=ΔqΔt áp dụng cho mọi dòng điện.
Trong kim loại, hạt mang điện là electron tự do, không phải ion.
Chiều chuyển động của electron luôn ngược chiều dòng điện quy ước.
Không nhầm giữa tốc độ chuyển dời có hướng của electrontốc độ lan truyền của tín hiệu điện; tín hiệu điện truyền rất nhanh trong khi electron chuyển động có hướng rất chậm.
🎧 Ghi nhớ kiến thức trọng tâm về cường độ dòng điện
Mở nội dung trong cửa sổ mới
Phần II

Bài tập áp dụng

Làm từng câu rồi bấm “Kiểm tra”. Có thể xem hướng dẫn ngay sau mỗi câu.

9 câu

ATrắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1.
Cường độ dòng điện được xác định bằng

Hướng dẫn

Đáp án: A

Hướng dẫn:

Theo định nghĩa: I = Δq/Δt. Cường độ dòng điện cho biết lượng điện tích chuyển qua tiết diện dây dẫn trong mỗi giây.

Câu 2.
Trong dây dẫn kim loại, chiều chuyển động có hướng của electron tự do

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

Chiều dòng điện được quy ước là chiều chuyển động của điện tích dương. Electron mang điện tích âm nên chuyển động ngược chiều dòng điện quy ước.

Câu 3.
Có điện lượng Δq = 120 C chuyển qua tiết diện một dây dẫn trong 2,0 phút. Cường độ dòng điện qua dây là

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

Δt = 2,0 phút = 120 s.

I = Δq/Δt = 120/120 = 1,0 A.

Đ/STrắc nghiệm đúng – sai

Câu 1.
Cường độ dòng điện và dòng điện trong kim loại
a) Cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện càng mạnh.
b) Dòng điện có cường độ 1 A nghĩa là trong 1 phút1 C điện tích đi qua tiết diện dây.
c) Hạt mang điện tạo thành dòng điện trong kim loại là electron tự do.
d) Tốc độ chuyển dời có hướng của electron rất nhỏ nhưng tác dụng của dòng điện có thể xuất hiện rất nhanh.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Cường độ dòng điện đặc trưng cho mức độ mạnh, yếu của dòng điện.

Ý b: Sai. 1 A = 1 C/s, không phải 1 C/phút.

Ý c: Đúng. Trong kim loại có các electron tự do tham gia chuyển động có hướng.

Ý d: Đúng. Khi đóng mạch, điện trường được thiết lập gần như đồng thời trong toàn bộ dây dẫn nên các electron ở nhiều vị trí bắt đầu chuyển động gần như cùng lúc.

Câu 2.
Công thức I = Δq/Δt
a) Có thể suy ra Δq = IΔt.
b) Với cùng điện lượng, nếu thời gian giảm một nửa thì cường độ dòng điện giảm một nửa.
c) Khi tính theo hệ SI, điện lượng tính bằng culông và thời gian tính bằng giây.
d) Chuyển động nhiệt hỗn loạn của electron khi chưa có điện trường đã tạo thành dòng điện có hướng.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Biến đổi trực tiếp từ I = Δq/Δt.

Ý b: Sai. Với Δqkhông đổi, Itỉ lệ nghịch với Δt; thời gian giảm một nửa thì Ităng gấp đôi.

Ý c: Đúng. Khi đó kết quả cường độ dòng điện có đơn vị ampe.

Ý d: Sai. Chuyển động nhiệt là hỗn loạn. Chỉ khi có điện trường, electron mới có thêm chuyển động có hướng tạo thành dòng điện.

Câu 3.
Mối liên hệ I = Snve
a) Nếu các đại lượng khác không đổi, tiết diện dây tăng thì cường độ dòng điện tăng.
b) Nếu các đại lượng khác không đổi, mật độ electron tự do tăng thì cường độ dòng điện giảm.
c) Nếu các đại lượng khác không đổi, tốc độ chuyển dời có hướng tăng thì cường độ dòng điện tăng.
d) Trong công thức, e = 1,6·10⁻¹⁹ C là độ lớn điện tích của electron.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Itỉ lệ thuận với S.

Ý b: Sai. Itỉ lệ thuận với n.

Ý c: Đúng. Itỉ lệ thuận với v.

Ý d: Đúng. Đây là độ lớn điện tích nguyên tố.

#Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1.
540 Cđiện tích đi qua tiết diện dây dẫn trong 3,0 phút. Tính cường độ dòng điện theo đơn vị ampe.

Hướng dẫn

Trả lời: 3

Hướng dẫn:

Δt = 3,0·60 = 180 s.

I = Δq/Δt = 540/180 = 3 A.

Câu 2.
Dòng điện có cường độ 0,40 Achạy qua dây dẫn trong 5,0 phút. Tính điện lượng chuyển qua tiết diện dây theo đơn vị culông.

Hướng dẫn

Trả lời: 120

Hướng dẫn:

Δt = 5,0·60 = 300 s.

Δq = IΔt = 0,40·300 = 120 C.

Câu 3.
Một dây dẫn kim loại có tiết diện S = 1,0·10⁻⁶ m², mật độ electron tự do n = 8,0·10²⁸ m⁻³và tốc độ chuyển dời có hướng v = 5,0·10⁻⁴ m/s. Lấy e = 1,6·10⁻¹⁹ C. Tính cường độ dòng điện theo đơn vị ampe.

Hướng dẫn

Trả lời: 6,4

Hướng dẫn:

I = Snve.

I = 1,0·10⁻⁶·8,0·10²⁸·5,0·10⁻⁴·1,6·10⁻¹⁹ = 6,4 A.

Phần III

Bài kiểm tra ngắn

Nhập thông tin, bấm bắt đầu và hoàn thành trong thời gian quy định.

10 phút

ATrắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1.
Dòng điện có cường độ 250 mA tương ứng với điện lượng chuyển qua tiết diện dây trong mỗi giây là

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

250 mA = 0,250 A. Theo Δq = IΔt, với Δt = 1 sta có Δq = 0,25 C.

Câu 2.
Thông số 3000 mAh ghi trên pin tương đương với

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

3000 mAh = 3000/1000 = 3 Ah.

Câu 3.
Dòng điện I = 2,0 A truyền điện lượng q = 240 C qua tiết diện dây trong thời gian

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

Δt = Δq/I = 240/2,0 = 120 s.

Đ/STrắc nghiệm đúng – sai

Câu 1.
Dòng điện và hạt tải điện trong kim loại
a) Electron tự do vừa chuyển động nhiệt hỗn loạn vừa có thể có chuyển động có hướng.
b) Chiều chuyển động có hướng của electron là chiều dòng điện quy ước.
c) Cường độ dòng điện đặc trưng cho lượng điện tích qua tiết diện trong một đơn vị thời gian.
d) Tác dụng điện xuất hiện nhanh vì từng electron chạy từ nguồn tới thiết bị với tốc độ rất lớn.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Khi có điện trường, chuyển động có hướng chồng lên chuyển động nhiệt hỗn loạn.

Ý b: Sai. Electron chuyển động ngược chiều dòng điện quy ước.

Ý c: Đúng. Đây là ý nghĩa của I = Δq/Δt.

Ý d: Sai. Tốc độ chuyển dời của electron nhỏ; tác dụng xuất hiện nhanh do điện trường được thiết lập nhanh trong mạch.

Câu 2.
Các hệ thức về cường độ dòng điện
a) I = Δq/Δt.
b) Δq = I/Δt.
c) 1 A = 1 C/s.
d) Giữ Δt không đổi, điện lượng tăng gấp ba thì cường độ dòng điện tăng gấp ba.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Công thức định nghĩa cường độ dòng điện.

Ý b: Sai. Đúng phải là Δq = IΔt.

Ý c: Đúng. Đây là ý nghĩa của đơn vị ampe.

Ý d: Đúng. Itỉ lệ thuận với Δqkhi thời gian không đổi.

Câu 3.
Dung lượng của pin
a) Đơn vị mAh biểu thị một lượng điện tích mà pin có thể cung cấp.
b) Pin 3000 mAh có thể cấp lí tưởng dòng 3 A trong 1 giờ.
c) Pin 3000 mAh có thể cấp lí tưởng dòng 1 A trong khoảng 3 giờ.
d) Dung lượng mAh là đơn vị của công suất điện.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. mAh là tích của cường độ dòng điện và thời gian.

Ý b: Đúng. 3 A·1h =3 Ah.

Ý c: Đúng. 1 A·3h =3 Ah.

Ý d: Sai. Công suất có đơn vị oát; mAh biểu thị dung lượng điện tích.

#Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1.
Dòng điện 2,0 Achạy trong 30 phút. Điện lượng chuyển qua tiết diện dây theo đơn vị culông bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 3600

Hướng dẫn:

Δt = 30·60 = 1800 s.

Δq = IΔt = 2,0·1800 = 3600 C.

Câu 2.
Một pin có dung lượng 2400 mAhcấp lí tưởng cho thiết bị dùng dòng điện không đổi 0,80 A. Bỏ qua hao phí, pin cấp điện được trong bao nhiêu giờ?

Hướng dẫn

Trả lời: 3

Hướng dẫn:

2400 mAh = 2,4 Ah.

t = q/I = 2,4/0,80 = 3h.