Phương pháp giải một số dạng bài tập về dòng điện trong kim loại

Dạng 1: Tính điện trở của dây dẫn kim loại

Sử dụng công thức: $$

Trong đó:

+ $$ là điện trở suất của kim loại $$

+ l là chiều dài dây dẫn (m)

+ S là tiết diện của dây dẫn (m²)

Bài tập ví dụ: Một đường ray xe điện bằng thép có diện tích tiết diện bằng 56 cm². Hỏi điện trở của đường ray là 10 km bằng bao nhiêu? Cho điện trở suất của thép bằng $$.

Hướng dẫn  giải

Ta có:

$$

Dạng 2: Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ

- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm: $$

Trong đó:

+ R: điện trở của dây dẫn kim loại $$

+ U: hiệu điện thế giữa hai đầu dây kim lại (V)

- Sự phụ thuộc điện trở của kim loại vào nhiệt độ:

+ $$

+ $$

Trong đó:

$$: là điện trở ở $$

$$: là điện trở suất của kim loại ở $$

$$: hệ số nhiệt điện trở (K^-1)

Điện trở và điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất.

Bài tập ví dụ:

Một thanh than và một thanh sắt có cùng tiết diện thẳng mắc nối tiếp. Tìm tỉ số chiều dài của hai thanh để điện trở của mạch này không phụ thuộc nhiệt độ. Biết than có $$; sắt có $$

Hướng dẫn giải

+ Ở nhiệt độ t ta có:$$

+ $$ => Điện trở tương đương:

$$

+ Muốn R không phụ thuộc nhiệt độ thì: $$

$$

Dạng 3: Hiện tượng nhiệt điện, suất điện động nhiệt điện

Biểu thức suất điện động nhiệt điện: $$

Trong đó:

+ $$ là hệ số nhiệt điện động $$

+ $$ lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu  lạnh.

Bài tập ví dụ:

Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động $$ được đặt trong không khí ở nhiệt độ $$ còn đầu kia được nung nóng ở nhiệt độ t₂.

a) Tìm suất điện động nhiệt điện khi $$

b) Để suất điện động nhiệt điện là 2,6 mV thì nhiệt độ t₂ là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a)

Suất điện động nhiệt điện khi $$ là:

$$

b)

Ta có:

$$