Giải bài tập Bài 13: Dòng điện trong kim loại SBT Vật lý 11

13.3. Một dây bạch kim ở 20⁰C có điện trở suất 10,6.10^-8 Ω.m. Xác định điện trở suất của dây bạch kim này ở 1120⁰C. Cho biết điện trở suất của dây bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi bằng 3,9.10^-3 K^-1.

 A. 56,9.10^-8Ω.m                     B. 45,5.10^-8Ω.m

C. 56,1. 10^-8Ω.m                     D. 46,3. 10^-8Ω.m

Trả lời:

Đáp án C

Điện trở suất của vật dẫn phụ thuộc nhiệt độ theo công thức :

trong đó ρ₀ là điện trở suất của vật dẫn ở nhiệt độ t₀ (thường chọn t₀ = 20⁰C), α là hệ số nhiệt điện trở của vật dẫn. Thay số, ta tìm được :

3.4. Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với một milivôn kế thành một mạch kín. Nhúng một mối hàn vào nước đá đang tan và một mối hàn vào hơi nước sôi thì milivôn kế chỉ 4,25 mV. Xác định hệ số nhiệt đỉện động của cặp nhiệt điện này.

A. 42,5 μV/K.

B. 4,25 μV/K

C. 42,5 mV/K            

D. 4,25 mV/K

Trả lời:

Đáp án A

Suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện tính theo công thức 🙂

trong đó (T₁ -T₂) là hiệu nhiệt độ giữa hai đầu nóng và lạnh của cặp nhiệt điện, α_T là hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện. Thay số, ta tìm được:

Bài 13.5 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Dựa vào quy luật phụ thuộc nhiệt độ của điện trở suất của dây kim loại, tìm công thức xác định sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở của một dây kim loại có độ dài l và tiết diện đều S. Cho biết trong khoảng nhiệt độ ta xét, độ dài và tiết diện của dây kim loại không thay đổi.

Trả lời:

Điện trở R phụ thuộc chất liệu và kích thước của dây dẫn kim loại theo công thức

Bài 13.6 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Một bóng đèn 220 V – 40 W có dây tóc làm bằng vonfam. Điện trở của dây tóc đèn ở 20⁰C là 121 Ω. Xác định nhiệt độ của dây tóc đèn khi sáng đèn bình thường. Cho biết điện trở dây tóc đèn trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hộ số nhiệt điện trở là 4,5.10^-3 K^-1

Trả lời:

Khi bóng đèn 220 V – 40 W sáng bình thường, điện trở của dây tóc đèn tính bằng

Bài 13.7 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Dây tóc của một bóng đèn 12 V – 20 W khi thắp sáng bình thường có nhiệt độ là 2500⁰C và có điện trở lớn gấp 16 lần so với điện trở của nó ở 20⁰C. Xác định điện trở của dây tóc đèn này khi thắp sáng bình thường và hệ số nhiệt điện trở của nó. Cho biết trong khoảng nhiệt độ này, điện trở của dây tóc đèn tăng bậc nhất theo nhiệt độ.

Trả lời:

Áp dụng công thức điện trở phụ thuộc nhiệt độ

Bài 13.8 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Dùng cặp nhiệt điện đồng – constantan có hệ số nhiệt điện động là 42,5 μV/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc. Đặt mối hàn thứ nhất của cặp nhiệt điện này trong nước đá đang tan và nhúng mối hàn thứ hai của nó vào thiếc đang chảy lỏng, khi đó milivôn kế chỉ 10,03 mV. Xác định nhiệt độ nóng chảy của thiếc.

Trả lời:

Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện tính theo công thức :

Bài 13.9 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Cặp nhiệt điện sắt – constantan có hệ số nhiệt điện động là 52 μV/K và điện trở trong r = 0,5 Ω. Nối cặp nhiệt điện này với điện kế G có điện trở trong là 20 Ω. Đặt một mối hàn của cặp nhiệt điện này trong không khí ở 20⁰C và nhúng mối hàn thứ hai vào trong lò điện có nhiệt độ 620⁰C. Xác định cường độ dòng điện chạy qua điện kế G.

Trả lời:

Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện sắt – constantan :

Bài 13.10 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Khi "Khảo sát hiện tượng nhiệt điện", các kết quả đo giá trị suất điện động nhiệt điện E và hiệu nhiệt độ (T₁ – T₂) tương ứng giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện sắt – constantan được ghi trong bảng số liệu dưới đây :

Dựa vào bảng số liệu này, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của suất điện động nhiệt điện vào hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện sắt – constantan được khảo sát ở trên, từ đó xác định hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt này.

Trả lời:

Đồ thị (Hình 13.1G) biểu diễn sự phụ thuộc của suất điện động nhiệt điện E vào hiệu nhiệt độ (T₁ – T₂) giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện sắt – constantan có dạng một đường thẳng. Như vậy, suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ (T₁ – T₂) giữa hai mối hàn :

$E={\alpha }_T(T_1-T_2)$$\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">E</span>}<span\; style="font-size:16px;">=</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">\alpha </span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">T</span>}}<span\; style="font-size:16px;">(</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">1</span>}}<span\; style="font-size:16px;">-</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:16px;">2</span>}}<span\; style="font-size:16px;">)</span>$

trong đó α_T gọi là hộ số nhiệt điện động (hay hằng số cặp nhiệt điện).

 Từ. đồ thị trên, ta suy ra giá trị của hệ số suất điện động nhiệt điện :