CHƯƠNG III:
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Bài 1
Dòng điện trong kim loại

I. Kiến thức trọng tâm
1. Bản chất của dòng điện trong kim loại:
+ Dòng chuyển dời có hướng của các electron tự di ngược
chiều điện trường
2. Hạt tải điện trong kim loại là các hạt electron tự do. Mật độ của
chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt.
3. Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của
hạt tải điện làm cho điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ.
Khi nhiệt độ gần đến 0oK, điện trở của kim loại rất nhỏ.

I. Kiến thức trọng tâm
4. Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến bằng 0 khi nhiệt độ
T ≤ TC
5. Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào
nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn T1, T2 khác nhau, trong mạch có suất
điện động nhiệt điện

  T (T1  T2 )

αT: hệ số nhiệt điện động
* Chú ý: Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào bản chất của vật
liệu và hiệu nhiệt độ (T1 – T2) giữa hai đầu mối hàn.

CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1. Bài tập liên quan đến điện trở của dây dẫn kim loại

l
R  .
S
- Trong đó:
+ l: chiều dài dây dẫn (m)
+ s: tiết diện dây dẫn (m2)
+ ρ: điện trở suất của chất làm vật dẫn (Ωm)

Ví dụ 1: Một dây dẫn có đường kính 1mm, chiều dài 2m và
điện trở suất của vật liệu là 1,96.10-8Ωm. Tính điện trở suất
của dây dẫn.

l
l
4l
R  .  . 2  . 2
d
S
d
4
4.2
8
1,96.10 .

0,
05

3 2
 .(10 )

Ví dụ 2: Chiều dài của một dây sắt bằng bao nhiêu để nó có cùng điện trở
với một dây đồng có chiều dài 2m và cả hai dây có cùng đường kính. Cho
điện trở suất của đồng và sắt lần lượt là 9,68.10 -8 Ωm và 1,69.10-8 Ωm
+ Điện trở của dây sắt:
+ Điện trở của dây đồng:

l1
4l1
R1 1. 1.
2
S1
 d1
l2
4l2
R2  2 .  2 .
S2
 d22

+ Do 2 dây dẫn cùng đường kính, cùng điện trở nên ta có:
8

2
1, 69.10
1.l1  2 .l2  l1  l2 
.2 0,35m
8
1
9, 68.10

Dạng 2: Sự phụ thuộc của điện trở suất, điện trở vào nhiệt độ
1. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm

U
I
R

l
R  .
S

2. Sự phụ thuộc của điện trở, điện trở suất vào nhiệt độ

R R0 (1   (t  t0 ))

  0 (1   (t  t0 ))

Ví dụ 1: Một bóng đèn 220V – 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ
dây tóc là 20000C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không
thắp sáng. Biết rằng nhiệt độ môi trường là 200C và dây tóc đèn làm bằng
Vofram có α = 4,5.10-3K-1

2

2

U dm
220

484
+ Điện trở của dây tóc bóng đèn khi thắp sáng: Rd 
Pdm
100
+ Áp dụng công thức:

R R0 1   (t  t0 ) 

R
484
 R0 

48,8
3
1   (t  t0 ) 1  4,5.10 (2000  20)

Ví dụ 2: Một bóng đèn 220V – 40W làm bằng vonfram. Điện trở của dây
tóc đèn ở 200C là R0 = 121Ω. Tính nhiệt độ t của dây tóc khi đèn sáng
bình thường. Coi điện trở suất của vonfram trong khoảng nhiệt độ này
tang bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở α = 4,5.10-3K-1
2

2

Ud
220

1210
+ Điện trở của dây tóc bóng đèn khi thắp sáng: R 
Pd
40
R R0 1   (t  t0 ) 
+ Áp dụng công thức:

R0
1 R
1 R

1   (t  t0 )  t  t0  (  1)  t  (  1)  t0
R
 R0
 R0

Dạng 3: Hiện tượng nhiệt điện, Suất điện động nhiệt
+ Cặp nhiệt điện: Là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào
nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau thì trong mạch có một suất
điện động

  T (T1  T2 ) T (t1  t2 )
Trong đó:
+ αT: là hệ số nhiệt động (μV/K)
+ T1 và T2 lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh

Ví dụ 1: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động
αT=6,5μV/K được đặt trong không khí ở t1=200C, còn đầu kia được nung
nóng ở nhiệt độ t2.
a) Tìm suất điện động nhiệt điện khi t2=2000C
b) Để suất điện động nhiệt điện là 2,6mV thì nhiệt độ t 2 là bao nhiêu?
a) Suất điện động nhiệt điện khi t2 = 2000C:

1  T (t2  t1 ) 6,5(200  20) 1170( V )

b) Áp dụng công thức:

2
0
 2  T (t2  t1 )  t2 t1 
420 C
T

Ví dụ 2: 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

Bài 2
Dòng điện trong chất điện phân

I. Kiến thức trọng tâm
1. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời
có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm
ngược chiều điện trường
2. Hạt tải điện trong chất điện phân là các hạt ion (+) và ion (-).
3. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới các anot
kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch

I. Kiến thức trọng tâm
4. Khối lượng chất giải phóng ở điện cực khi điện phân

m k .q
1 A

1 A
k  .
F n  m  . .It

F n
q I .t

F = 96500 C/mol
A: Khối lượng mol nguyên tử
I: Tính bằng ampe
s: thời gian (s)
n: hoá trị
k: đương lượng điện hoá (g/C)
m: khối lượng chất được giải phóng (g)

CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1. Bài tập liên quan đến bình điện phân trong mạch
điện đơn giản

1. Định luật Faraday thứ nhất

m k .q

2. Định luật Faraday thứ hai

1 A

1 A
k  .
F n  m  . .It

F n

 q I .t

3. Định luật Ôm

U
I ;
R


I
;
Rr

l
R  .
S

Ví dụ 1: Đương lượng điện hoá của Niken là k=0,3.10-3g/C. Một điện
lượng 5C chạy qua bình điện phân có anot bằng niken thì khối lượng
niken bán vào catot là bao nhiêu?
3

m 1,5.10 g

Ví dụ 2: Đương lượng điện hoá của Đồng là k=3,3.10-7kg/C. Muốn cho
trên catot của bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 với cực dương
bằng đồng có 1,65g đồng thì điện lượng chạt qua bình điện phân phải
bằng bao nhiêu?

3

q 5.10 C

Ví dụ 3: Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d=10μm trên một bản
đồng diện tích S=1cm2 bằng phương pháp điện phân. Cho I =0,01A. Biết
đương lượng gam của đồng là 32g/mol. Khối lượng riêng của đồng là
8900kg/m3 . Tính thời gian để bóc được lớp đồng

m 1,5.10 3 g

Dạng 2. Bài toán liên quan đến bình điện phân trong mạch điện
phức tạp

1. Định luật Faraday thứ nhất

m k .q

2. Định luật Faraday thứ hai

1 A

1 A
k  .
F n  m  . .It

F n

 q I .t

3. Định luật Ôm

U
I ;
R


I
;
Rr

l
R  .
S

Dạng 2. Bài toán liên quan đến bình điện phân trong mạch điện
phức tạp

4. Phân tích mạch ngoài để tính điện trở tương đương của mạch ngoài
5. Phân tích để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
6. Các công thức trong chương 2

Ví dụ 1: Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành ba nhóm nối tiếp, mỗi
nhóm có 10 pin mắc song song, mỗi pin có suất điện động 0,9V và điện
trở trong 0,6Ω. Một bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện trở 1,32Ω
được mắc vào 2 cực của bộ nguồn nói trên. Anot của bình điện phân
bằng đồng. Biết Cu có A=64, n=2. Tính khối lượng đồng bám vào Catot
trong thời gian 50 phút

Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết nguồn có ξ=24V, tụ điện có
điện dung C=4μF. Đèn Đ (6V – 6W); các điện trở R1=6 Ω; R2=4 Ω; Một
bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện trở 2Ω, anot của bình điện phân
bằng đồng. Biết Cu có A=64, n=2. Coi điện trở của đèn không đổi. Tính
khối lượng đồng bám vào Catot trong thời gian 16 phút.