SBT Vật lí 11 Bài tập cuối chương III | Giải SBT Vật lí lớp 11

Chúng tôi giới thiệu Giải sách bài tập Vật lí lớp 11 Bài tập cuối chương III chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài tập cuối chương III

Bài III.1 trang 43 SBT Vật Lí 11: Khi cho dòng điện chạy qua một sợi dây thép thì nhiệt độ của sợi dây này tăng thêm 250°C và điện trở của nó tăng gấp đôi. Xác định hệ số nhiệt điện trớ của một sợi dây thép này.

A. 0,004 K-1                   B. 0,002 K-1               

C. 0,04 K-1                     D. 0,005 K-1 

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính điện trở: $R=R_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right]$

Lời giải:

Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở sợi dây thép (kim loại) được xác định theo công thức :

$R=R_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right]$

với R0 là điện trở ở nhiệt độ ban đầu t0 = 200C, R là điện trở ở nhiệt độ t và α là hệ số nhiệt độ của sợi dây thép. Từ đó suy ra :

 ${\displaystyle \frac{R}{R_0}}=1+\alpha (t-t_0)$

Thay t – t0 = 2500C và R/R0 = n = 2, ta tìm được:

$\alpha ={\displaystyle \frac{n-1}{t-t_0}}={\displaystyle \frac{2-1}{250}}=0,004K^{-1}$

Chọn đáp án: A

Bài III.2 trang 45 SBT Vật lí 11: Nối cặp nhiệt đồng - constantan với milivôn kế thành một mạch kín. giữ một mối hàn của cặp nhiệt điện trong không khí ở ${20}^{0}C$, nhúng mối hàn còn lại vào miếng thiếc đang nóng chảy. Khi đó milivon kế chỉ 9,18 mV. Cho biết hệ số của cặp nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là $42,{5.10}^{-6}V/K$. Nhiệt độ của thiếc nóng chảy là:

A. ${236}^{0}C$

A. ${430}^{0}C$

A. ${240}^{0}C$

A. ${258}^{0}C$

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức: $E=\alpha (T_2-T_1)$

Lời giải:

Ta có:  $E=\alpha (T_2-T_1)$ 

Nhiệt độ của thiếc nóng chảy là: $T_2={\displaystyle \frac{E}{\alpha }}+T_1={\displaystyle \frac{9,{18.10}^{-3}}{42,{5.10}^{-6}}}+20={236}^{0}C$

Chọn đáp án:A

Bài III.3 trang 45 SBT Vật lí 11: Để tiến hành mạ bạc cho một thỏi sắt, người ta bố trí thí nghiệm như hình  III.1 Cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm nào sau đây là đúng?

A. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi bạc, C là thỏi sắt.

B. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi sắt, C là thỏi bạc.

C. A là dung dịch muối bạc, B là thỏi kim loại bất kì, C là thỏi sắt.

D. A là dung dịch muối bất kì, B là thỏi bạc, C là thỏi sắt.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện trong chất điện phân.

Lời giải:

Cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm đúng là: A là dung dịch muối bạc, B là thỏi sắt, C là thỏi bạc

Chọn đáp án: B

Bài III.4 trang 45 SBT Vật lí 11: Đương lượng điện hóa của niken là $k={3.10}^{-4}g/C$. Khi cho 4 dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân có anốt bằng Niken trong 1 phút 40 giây thì khối lượng niken bám vào catốt là 3mg. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân trong thời gian trên là

A. 1A

B. 0,1A

C. 0,01A

D. 0,001A

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức: tính cường độ dòng điện:$I={\displaystyle \frac{q}{t}}$

Lời giải:

Ta có:

$$\begin{gathered} m=k.q \\ \to q={\displaystyle \frac{m}{k}}={\displaystyle \frac{{3.10}^{-3}}{{3.10}^{-4}}}=0,1C \end{gathered}$$

Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân trong thời gian trên là: $I={\displaystyle \frac{q}{t}}={\displaystyle \frac{0,1}{100}}=0,001A$

Chọn đáp án: D

Bài III.5 trang 45 SBT Vật lí 11: Một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anôt bằng bạc. Điện trở của bình điện phân là $R=2\mathrm{\Omega }$ . Hiệu điện thế đặt vào hai cực là U=10V . Bạc có khối lượng mol nguyên tử A=108 g/mol và hóa trị n=1. Khối lượng bạc bám vào cực âm sau 1 giờ 20 phút 25 giây là:

A. 0,27g.

B. 2,7g.

C. 27g.

D. 270g.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức Fa-ra-day: $m={\displaystyle \frac{1}{F}}{\displaystyle \frac{A}{n}}It$

Lời giải:

Khối lượng bạc bám vào cực âm sau 1 giờ 20 phút 25 giây là:

$$\begin{gathered} m={\displaystyle \frac{1}{F}}{\displaystyle \frac{A}{n}}It={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{108}{1}}.5.4825 \\ =27g \end{gathered}$$

Chọn đáp án: C

Bài III.6 trang 46 SBT Vật lí 11: Cho sơ đồ mạch điện như hình III.2. Khi đóng khóa K thì:

A. Dòng điện chạy qua cả 3 điốt bán dẫn theo chiều thhuận.

B. Chỉ có điốt bán dẫn 3 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận.

C. Chỉ có điốt bán dẫn 1 và 2 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận.

D. Chỉ có điốt bán dẫn 1 và 3 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về diốt bán dẫn.

Lời giải:

Khi đóng khóa K thì chỉ có điốt bán dẫn 1 và 3 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận.

Chọn đáp án: D

Bài III.7 trang 46 SBT Vật lí 11: Cho mạch điện như hình III.3 Khi đóng đồng thời $k_1$ và $k_2$ thì những điốt bán dẫn nào có dòng điện chạy qua theo chiều thuận?

A. Chỉ có điốt bán dẫn 1.

A. Chỉ có điốt bán dẫn 2.

A. Các điốt bán dẫn 2 và 3.

A. Các điốt bán dẫn 1 và 2.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điốt bán dẫn.

Lời giải:

Khi đóng đồng thời $k_1$ và $k_2$ thì chỉ có điốt bán dẫn 1 có dòng điện chạy qua theo chiều thuận.

Chọn đáp án:D

Bài III.8 trang 46 SBT Vật lí 11: Trong sơ đồ mạch điện ở hình III.4 các điốt bán dẫn 1,2,4 và 5 được mắc vào các điểm như hình vẽ . Nếu dòng điện chạy qua điốt bán dẫn 3 theo chiều thuận thì chắc chắn:

A. Dòng điện chạy qua các điốt bán dẫn 1,2,4 và 5 theo chiều thuận.

B. Dòng điện chạy qua các điốt bán dẫn 1,4 và 5 theo chiều thuận.

C. Dòng điện chạy qua các điốt bán dẫn 2,4 và 5 theo chiều thuận.

D. Dòng điện chạy qua các điốt bán dẫn 1 và 2 theo chiều thuận.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điốt bán dẫn.

Lời giải:

Nếu dòng điện chạy qua điốt bán dẫn 3 theo chiều thuận thì chắc chắn: Dòng điện chạy qua các điốt bán dẫn 1 và 2 theo chiều thuận.

Chọn đáp án: D

Bài III.9 trang 46 SBT Vật lí 11: Nối cặp nhiệt điện sắt - constantan có điện trở là $0,8\mathrm{\Omega }$ với một điện kế có điện trở là $20\mathrm{\Omega }$ thành một mạch kín. Nhúng một mối hàn của cặp nhiệt này vào nước đá đang tan và đưa mối hàn còn lại vào trong lò điện. Khi đó điện kế chỉ 1,60 mA. Cho biết hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là ${52.10}^{-6}$ V/K . Xác định nhiệt độ bên trong lò điện.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức: $E=\alpha .(T_2-T_1)$

Lời giải:

Ta có: $E=IR={\mathrm{1.6.10}}^{-3}.(0,8+20)=0,03328V$

Ta có:$E=\alpha .(T_2-T_1)$

$=>T_2={\displaystyle \frac{E}{\alpha }}+T_1={\displaystyle \frac{0,03328}{{52.10}^{-6}}}+0={640}^{0}C$

Vậy nhiệt độ bên trong lò điện là: ${640}^{0}C$

Bài III.10 trang 47 SBT Vật Lí 11: Cho dòng điện không đối có cường độ 10 A chạy qua một bình điện phân chứa dung dịch muối niken trong khoảng thời gian 0,5 giờ. Xác định khối lượng niken giải phóng ra ở catôt của bình điện phân. Cho biết niken có khối lượng mol nguyên tử là 58,7 và hoá trị 2.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức Faraday về điện phân:$m={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It$

Lời giải:

Áp dụng công thức Faraday về điện phân:

$m={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It$

Ta tìm được khối lượng niken giải phóng ra ở catot của bình điện phân:

$m={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{58,7}{2}}.10.1800=5,47g$

Bài III.11 trang 47 SBT Vật Lí 11: Cho dòng điện không đổi chạy qua hai bình điện phân mắc nối tiếp : bình thứ nhất dung dịch đồng sun phát ($CuS{O}_4$), bình thứ hai chứa dung dịch bạc nitrat ($AgN{O}_3$). Xác định khối lượng đồng bám vào catôt của bình thứ nhất khi khối lượng bạc bám vào catôt của bình thứ hai là $40,24g$ trong cùng khoảng thời gian điện phân. Đồng có khối lượng moi nguyên tử A1 = 63,5 g/mol và hoá trị n1 = 2 ; bạc có khối lượng mol nguyên tử A2= 108 g/mol và hoá trị n2 =1.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức Faraday về điện phân: $m_1={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It$

Lời giải:

Áp dụng công thức Faraday về điện phân ta có :Khối lượng đồng bám vào catot:

$m_1={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A_1}{n_1}}.It$

Khối lượng bạc bám vào catot:

$m_2={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A_2}{n_2}}.It$

Từ đó suy ra:    

${\displaystyle \frac{m_1}{m_2}}={\displaystyle \frac{A_1}{A_2}}.{\displaystyle \frac{n_2}{n_1}}\Rightarrow m_1=m_2.{\displaystyle \frac{A_1}{A_2}}.{\displaystyle \frac{n_2}{n_1}}$

Thay số ta tìm được: 

$m_1=40,24.{\displaystyle \frac{63,5}{108}}.{\displaystyle \frac{1}{2}}\approx 11,8g$

Bài III.12 trang 47 SBT Vật Lí 11: Để xác định đương lượng điện hoá của đồng (Cu), một học sinh đã cho dòng điện có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO4) trong khoảng thời gian 5,0 phút và thu được 120 mg đồng bám vào catôt. Hỏi giá trị đương lượng điện hoá của đồng tính theo kết quả của thí nghiệm này bằng bao nhiêu ?

Xác định sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm do học sinh thực hiện với kết quả tính toán theo định luật II Fa-ra-đây về điện phân khi lấy khối lượng mol nguyên tử của đồng A = 63,5 g/mol và hoá trị n=2.

Phương pháp giải:

Sử dụng định luật II Faraday: $k={\displaystyle \frac{1}{F}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}$

Lời giải:

Đương lượng điện hóa của đồng tính theo kết quả thí nghiệm của học sinh có giá trị bằng:

$$\begin{gathered} k^{\prime }={\displaystyle \frac{m}{q}}={\displaystyle \frac{m}{It}}={\displaystyle \frac{{120.10}^{-3}}{1,\mathrm{2.5.60}}} \\ =3,{33.10}^{-4}g/C \end{gathered}$$

Kết quả tính theo định luật II Faraday có giá trị bằng:

$$\begin{gathered} k={\displaystyle \frac{1}{F}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{63,5}{2}} \\ =3,{29.10}^{-4}g/C \end{gathered}$$

Sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm so với kết quả tính theo định luật II Faraday về điện phân:

$$\begin{gathered} {\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }k}{k}}={\displaystyle \frac{|k^{\prime }-k|}{k}} \\ ={\displaystyle \frac{|3,{33.10}^{-4}-3,{29.10}^{-4}|}{3,{29.10}^{-4}}}\approx 1,2\mathrm{\%} \end{gathered}$$

Bài III.13* trang 47 SBT Vật Lí 11: Trong bình điện phân dung dịch đồng sunphat (CuSO4) có anôt bằng đồng, người ta nối ba lá đồng mỏng 1, 2, 3 có cùng diện tích mặt ngoài 10 cm2 với catôt sao cho khoảng cách từ mỗi lá đồng đến anôt lần lượt là 10, 20, 30 cm (Hình III. l)

Đặt hiệu điện thế u = 15 V vào hai điện cực của bình điện phân. Đồng có khối lượng mol nguyên tử A = 63,5 g/mol và hoá trị n = 2. Điện trở suất của dung dịch điện phân là 0,20 Ω.m. Xác định :

a) Điện trở của mỗi phần dung dịch nằm giữa anôt và mỗi lá đồng 1,2, 3.

b) Khối lượng đồng bám vào mỗi lá đồng sau thời gian t = 1 giờ.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trờ:$R=\rho {\displaystyle \frac{\ell }{S}}$

+ Sử dụng biểu thức thức Faraday về điện phân: $m={\displaystyle \frac{1}{F}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It$

Lời giải:

a) Bình điện phân chứa dung dịch muối của kim loại dùng làm các điện cực đóng vai trò như một điện trở thuần khi có dòng điện chạy qua nó. Do đó, điện trở và cường độ dòng điện chạy qua mỗi phần dung dịch điện phân giữa anot và mỗi lá đồng 1, 2, 3 được tính theo các công thức:

$R=\rho {\displaystyle \frac{\ell }{S}};I={\displaystyle \frac{U}{R}}$        

Vì các phần dung dịch này có cùng điện trở suất $\rho =0,20\Omega .m$ và cùng tiết diện $S={10.10}^{-4}{m}^2$ nhưng có độ dài l khác nhau nên ta tìm được:

- Với l1= 10cm:

$R_1=0,20.{\displaystyle \frac{{10.10}^{-2}}{{10.10}^{-4}}}=20\mathrm{\Omega }$

$I_1={\displaystyle \frac{U}{R_1}}={\displaystyle \frac{15}{20}}=0,75A$

 - Với l2 = 20cm:

$R_2=0,20.{\displaystyle \frac{{20.10}^{-2}}{{10.10}^{-4}}}=40\mathrm{\Omega }$

$I_1={\displaystyle \frac{U}{R_1}}={\displaystyle \frac{15}{40}}=0,375A$

- Với l3 = 30cm:

$R_3=0,20.{\displaystyle \frac{{30.10}^{-2}}{{10.10}^{-4}}}=60\mathrm{\Omega }$

$I_1={\displaystyle \frac{U}{R_1}}={\displaystyle \frac{15}{60}}=0,25A$

b) Theo công thức Faraday về điện phân, đồng bám vào mỗi lá đồng 1,2,3 sau thời gian $t=1h=3600s$ có khối lượng tương ứng tính bằng:

$m={\displaystyle \frac{1}{F}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{A}{n}}.It$

- Với I1= 0,75A: 

$$\begin{gathered} m_1={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{63,5}{2}}.0,75.3600 \\ \approx 888mg \end{gathered}$$

- Với I2= 0,375A:

$$\begin{gathered} m_1={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{63,5}{2}}.0,375.3600 \\ \approx 444mg \end{gathered}$$

- Với I3= 0,25A: 

$$\begin{gathered} m_1={\displaystyle \frac{1}{96500}}.{\displaystyle \frac{63,5}{2}}.0,25.3600 \\ \approx 296mg \end{gathered}$$

Bài III.14 trang 48 SBT Vật Lí 11: Xác định vận tốc chuyển động nhiệt của êlectron ở nhiệt độ T = 2500 K. Cho biết êlectron có khối lượng m = 9,1.10-31kg và năng lượng chuyển động nhiệt ở nhiệt độ T là $\epsilon ={\displaystyle \frac{3kT}{2}}$ với k = 1,38.10-23 J/K là hằng số Bôn-xơ-man.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính động năng: động năng $W_d={\displaystyle \frac{m{u}^2}{2}}$ 

Lời giải:

Ở nhiệt độ T, electron có động năng $W_d={\displaystyle \frac{m{u}^2}{2}}$ đúng bằng năng lượng chuyển động nhiệt  $\epsilon ={\displaystyle \frac{3kT}{2}}$ của nó:

${\displaystyle \frac{m{u}^2}{2}}={\displaystyle \frac{3kT}{2}}$

Từ đó suy ra vận tốc chuyển động nhiệt của electron bằng:

$$\begin{gathered} u=\sqrt{{\displaystyle \frac{3kT}{m}}}=\sqrt{{\displaystyle \frac{3.1,{38.10}^{-23}.2500}{9,{1.10}^{-31}}}} \\ \approx 3,{37.10}^{5}m/s \end{gathered}$$

Bài III.15 trang 46 SBT Vật Lí 11: Vẽ sơ đồ mạch chỉnh lưu dòng điện dùng bốn điôt bán dẫn mắc thành một cầu chỉnh lưu, trong đó ghi rõ chiều của dòng điện chạy qua mỗi điôt và qua điện trở tải.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu.

Lời giải:

Cầu chỉnh lưu (Hình III.1G) gồm bốn điot bán dẫn được nối với nhau tại các điểm 1 – 2 – 3 – 4, trong đó hai đầu 1 – 3 nối với nguồn điện xoay chiều ~u và hai đầu 2 – 4 nối với điện trở tải R. Chiều dòng điện chạy qua mỗi điôt trong mạch cầu và qua điện trở tải được chỉ thị bằng các mũi tên.

Bài III.16* trang 46 SBT Vật Lí 11: Bảng dưới đây ghi kết quả đo cường độ dòng điện I chạy qua điôt chỉnh lưu loại D4007 tương ứng với hiệu điện thế U đặt vào hai cực của điôt:

a) Hãy vẽ đồ thị I = f(U)  biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua điôt chỉnh lưu vào hiệu điện thế U giữa hai cực của điôt bán dẫn.

b) Đồ thị này cho thấy điôt chỉnh lưu có tác dụng như thế nào ?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điốt chỉnh lưu.

Lời giải:

a) Đồ thị I = f(U) có dạng như hình III.2G.

Chọn tỉ xích trên các trục tọa độ:

- trục hoành biểu diễn hiệu điện thế U : 10 ô ứng với 0,25V;

- trục hoành biểu diễn cường độ dòng điện I : 10 ô ứng với 5,00mA.

b) Đồ thị này cho thẩy điôt chỉnh lưu chỉ cho dòng điện chạy qua nó theo một chiều ứng với các giá trị dương của hiệu điện thế U đặt vào hai cực của nó. Hơn nữa cường độ dòng điện I chạy qua điôt chỉ tăng mạnh khi U > 0,3V – 0,4V.