Hướng dẫn giải bài tập Vật lí 7 bài số 20: Chất dẫn điện và chất cách điện – dòng điện trong kim loại.

A. KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NẮM VỮNG.
 
1. Chất dẫn điện và chất cách điện:
 
Chất dẫn điện là chất cho dòng diện đi qua. Chất dẫn điện gọi là vật liệu đẫn điện khi được dùng để làm các vật hay các bộ phận dẫn điện.
 
Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua. Chất cách điện gọi là vật liệu cách điện khi được dùng để làm các vật hay các hộ phận cách điện.
 
2. Dòng điện trong kim loại:
 
Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do dịch chuyển có hướng.  
 
TRẢ LỜI MỘT SỐ CÂU HỎI CƠ BẢN.
 
C1. Hãy quan sát hình hình 20.1 hoặc các vật thật tương ứng và cho biết chúng gồm:
 

1. Các bộ phận dẫn điện là …………
2. Các bộ phận cách điện là …………
 
Trả lời:
 
1. Các bộ phận dẫn điện là: dây tóc, dây trục, hai đầu dây đèn, hai chốt cắm, lõi dây.
 
2. Các bộ phận cách điện là: trụ thủy tinh, thủy tinh đen, đui xoáy, vỏ nhựa của phích cắm, vỏ dây.
 
C2. Hãy kể tên ba vật liệu thường dùng để làm vật dẫn điện và ba vật liệu thường dùng để làm vật cách điện.
 
Trả lời:
 
❖ Vật liệu thường dùng để làm vật dẫn điện: đồng, nhôm, sắt.
❖ Vật liệu thường dùng để làm vật cách điện: nhựa, gỗ, thủy tinh.
 
C3. Hãy nêu một số trường hợp chứng tỏ rằng không khí ở điều kiện bình thường là chất cách điện.
 
Trả lời:
 
Các nguồn điện bao giờ cũng có hai cực được bao xung quanh là không khí. Nếu không khí dẫn điện sẽ luôn có dòng điện chạy từ cực này sang cực kia của nguồn. Thực tế, chỉ cần hai đầu dây trong mạch điện để cách nhau trong không khí thì mạch điện sẽ hở và không có dòng điện trong mạch.
 
C4. Hãy nhớ lại xem trong nguyên tử, hạt nào mang điện tích dương, hạt nào mang điện tích âm.
 
Trả lời:
 
Trong nguyên tử, hạt nhân mang điện tích dương và êlectron mang điện tích âm.
 
C5. Hãy nhận biết trong mô hình đơn giản của một đoạn dây kim loại (Hình 20.2):
 


- Kí hiệu nào biểu diễn các êlectron tự do?.
- Kí hiệu nào biểu diễn phần còn lại của  nguyên tử. Chúng mang điện tích gì? Vì sao?.
 
Trả lời:
 
- Kí hiệu biểu diễn các êlectron tự do: 
- Kí hiệu biểu diễn phần còn lại của nguyên tử: 
 
- Phần còn lại của nguyên tử mang điện tích dương vì chúng bị mất êlectron. 
 
C6. Từ hình 20.3, hãy cho biết các êlectron tự do bị cực nào của pin đẩy, bị cực nào của pin hút.
Hãy vẽ thêm mũi tên cho mỗi electron tự do này để chỉ chiều dịch chuyển có hướng của chúng.
 


Trả lời:
 
Các electron tự do bị cực âm của pin đẩy và bị cực dương của pin hút.
 
Vẽ hình 20.3a về chiều dịch chuyển có hướng của các êlectron.
 
C7. Vật nào dưới đây là vật dẫn điện?.
 
A. Thanh gỗ khô
B. Một đoạn ruột bút chì.
C. Một đoạn dây nhựa.
D. Thanh thủy tinh.
 
Trả lời:
 
Vật dẫn điện là một đoạn ruột bút chì.
 
Đáp án: B
 
C8. Trong các dụng cụ và thiết bị điện thường dùng, vật liệu cách điện được sử dụng nhiều nhất là:
 
A. Sứ
B. Thủy tinh
C. Nhựa
D. Cao su
 
Trả lời:
 
Hiện nay vật liệu cách điện được sử dụng nhiều nhất là nhựa.
 
Đáp án: C
 
C9. Trong vật nào dưới đây không có các êlectron tự do?.
 
A. Một đoạn dây thép;
B. Một đoạn dây đồng;
C. Một đoạn dây nhựa;
D. Một đoạn dây nhôm.
 
Trả lời:
 
Vật không có các êlectron tự do là một đoạn dây nhựa.
 
Đáp án: C
 
GIẢI BÀI TẬP CƠ BẢN
 
20.1. Điền các cụm từ thích hợp vào chỗ trống trong các câu dưới đây:
 
a) Các điện tích có thể dịch chuyển qua …………..
b) Các điện tích không thể dịch chuyển qua …………
c) Kim loại là chất dẫn điện vì trong đó có các …….. có thể dịch chuyển có hướng.
d) Tia chớp là do các điện tích chuyển động rất nhanh qua không khí tạo ra.
Trong trường hợp này không khí là …………..
 
Hướng dẫn giải:
 
a) Các điện tích có thể dịch chuyển qua chất dẫn điện.
b) Các điện tích không thể địch chuyển qua chất cách điện. 
c) Kim loại là chất dẫn điện vì trong đó có các điện tích có thể dịch chuyển có hướng.
d) Tia chớp là do các điện tích chuyển động rất nhanh qua không khí tạo ra. Trong trường hợp này không khí là chất dẫn điện.
 
20.2. Trong thí nghiệm được bố trí như hình 20.4, hai quả cầu A và B gắn với giá đỡ bằng nhựa được đặt đủ xa. Khi làm quả cầu A nhiễm điện, hai lá nhôm mỏng gắn với nó xòe ra.
 


a) Tại sao hai lá nhôm này xòe ra?
b) Có hiện tượng gì xảy ra với hai lá nhôm mỏng gắn với quả cầu B hay không, nếu nối A với B bằng một thanh nhựa như hình 20.5? Tại sao?.
c) Cũng như câu hỏi b) trên đây, nhưng thay cho thanh nhựa người ta dùng một thanh kim loại có tay cầm bằng nhựa để nối A với B.
 
Hướng dẫn giải:
 
a. Vì quả cầu A đã truyền điện tích cho hai lá nhôm nên chúng đã bị nhiễm điện cùng loại và chúng đẩy nhau xòe ra.
 
b. Sẽ không có hiện tượng gì xảy ra với hai lá nhôm của quả cầu B. Vì thanh nhựa là vật liệu cách điện nên không thể dẫn điện từ quả cầu A sang quả cầu B, nên hai lá nhôm gắn với nó cũng không nhiễm điện.
 
c. Nếu dùng một thanh kim loại có tay cầm bằng nhựa để nối A với B thì quả cầu B sẽ nhiễm điện và hai lá nhôm cũng xòe ra do thanh kim loại đã dẫn điện từ A sang B.
 
20.3. Quan sát dưới gầm các ôtô chở xăng bao giờ ta cũng thấy có một dây xích sắt. Một đầu của dây xích này được nối với vỏ thùng chứa xăng đầu kia được thả kéo lê trên mặt đường. Hãy cho biết dây xích này được sử dụng như thế để làm gì? Tại sao?.
 
Hướng dẫn giải:
 
Khi di chuyển xăng sẽ có sự ma sát giữa thùng xăng và không khí làm cho thùng xăng nhiễm điện, dây xích sắt là vật dẫn điện sẽ dẫn điện từ thùng xăng xuống đất (mặt đường) để tránh tạo ra dòng điện trong thùng xăng gây ra cháy nổ. Vì xăng là nhiên liệu rất dễ bốc cháy nên cần dùng dây xích sắt để tránh tai nạn xảy ra khi di chuyển xăng.
 
20.4. Sử dụng một đèn pin (đã lắp sẵn pin và hoạt động tốt) hoặc mạch điện thắp sáng đèn của xe đạp để xác định xem các vật sau đây là vật dẫn điện hay vật cách điện: 
 
a) Mặt có lớp phủ màu vàng (hay màu bạc) của giấy bọc lót trong bao thuốc lá.
 
b)  Giấy tráng kim (thường dùng để gói quà tặng).
 
Hướng dẫn giải:
a. Giây bọc lót có phủ màu vang hay bạc là vật dẫn điện.
b. Giấy tráng kim là vật dẫn điện.
 
20.5. Vật nào dưới đây là vật cách điện?.
 
A Một đoạn ruột bút chì.
B. Một đoạn dây thép,
C. Một đoạn dây nhôm.
D. Một đoạn dãy nhựa.
 
Hướng dẫn giải:
 
Một đoạn dây nhựa là vật cách điện.
 
Đáp án: D
 
20.6. Dòng điện là gì?.
 
A. Dòng điện chỉ là dòng các điện tích dương dịch chuyển có hướng.
B. Dòng điện chỉ là dòng các diện tích âm dịch chuyển có hướng,
C. Dòng điện chỉ là dòng các êlectron dịch chuyển có hướng.
D. Dòng điện là dòng các điện tích bất kì dịch chuyển có hướng.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện là dòng các điện tích bất kì dịch chuyển có hướng.
 
Đáp án: D
 
20.7. Êlectron tự đo có trong vật nào dưới đây?.
 
A. Mảnh nilông.
B. Mảnh nhôm,
C. Mảnh giấy khô.
D. Mảnh nhựa.
 
Hướng dẫn giải:
 
Electron tự do có trong mảnh nhôm.
 
Đáp án: B
 
20.8. Dòng điện trong kim loại là gì?.
 
A Là dòng chất điện tương tự như chất lỏng dịch chuyển có hướng.
B Là dòng các êlectron tự do dịch chuyển có hướng,
C. Là dòng các hạt nhân nguyên tử kim loại dịch chuyển có hướng.
D. Là dòng các nguyên tử kim loại dịch chuyển có hướng.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện trong kim loại là dòng các êlectron tự do dịch chuyển có hướng.
Đáp án: B
 
20.9. Khi nối liền hai cực của pin bằng dây dẫn kim loại với hai đầu của bóng đèn thì có các điện tích dịch chuyển như thế nào qua dây dẫn và dây tóc bóng đèn?.
 
A. Các điện tích dương dịch chuyển từ cực dương sang cực âm.
B. Các điện tích dương dịch chuyển từ cực âm sang cực dương.
C. Các êlectron tự do dịch chuyển từ cực âm sang cực dương.
D. Các êlectrôn tư do dịch chuyển từ cực dương sang cực âm.
 
Hướng dẫn giải:
 
Khi nối liền hai cực của pin bằng dây dẫn kim loại với hai đầu của bóng đèn thì có các êlectrôn tự do dịch chuyển từ cực âm sang cực dương.
 
Đáp án: C
 
20.10. Chất nào dẫn điện tốt nhất trong số các chất dưới đây?.
 
A. Nhôm.
B. Đồng.
C. sắt.
D. Vàng.
 
Hướng dẫn giải:
 
Trong số các chất trên đồng là chất dẫn điện tốt nhất.
 
Đáp án: B
 
20.11. Trong số các chất dưới đây, chất nào khống phải là chất cách điện?.
 
A. Than chì.
B. Nhựa.
C. Gỗ khô.
D. Cao su
 
Hướng dẫn giải:
 
Trong số các chất dưới đây, than chì không phải là chất cách điện.
 
Đáp án: A
 
20.12. Vật nào dưới đây không cho dòng điện đi qua?.
 
A. Một đoạn dây nhôm.
B. Một đoạn dây nhựa,
C. Một đoạn ruột bút chì.
D. Một đoạn dây thép.
 
Hướng dẫn giải:
 
Một đoạn dây nhựa không cho dòng điện đi qua.
 
Đáp án: B
 
20.13. Dòng điện trong các dây dẫn kim loại là dòng các êlectron tụ do dịch chuyển có hướng.  Các êlectron tự do này do đâu mà có?.
 
A. Do các dây dẫn này bị nhiễm điện khi nhận thêm các êlectron.
B. Do các nguồn điện sản ra các êlectrôn và đẩy chúng dịch chuyển trong các dây dẫn.
C. Do các êlectron này bứt khỏi nguyên tử kim loại và chuyển động tự do trong dây dẫn.
D. Do cả ba nguyên nhân nói trên.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện trong các dây dẫn kim loại là đồng các êlectron tự do dịch chuyển có hướng. Các êlectron tự do này là do các êlectron bứt khỏi nguyên tử kim loại và chuyển động tự do trong dây dẫn.
 
Đáp án: C
 
20.14. Đánh dấu (x) vào ô đúng hoặc sai cho mỗi câu phát biểu dưới đây.

 

 
Hướng dẫn giải:
 

 
20.15. Ghép các cụm từ ở cột bên trái với một đoạn câu ở cột bên phải để được một câu hoàn chỉnh, có nội dung đúng.
 
1. Chất cách điện                    a) là do điện tích dịch chuyển có hướng.
2. Dòng điện                           b) cho các điện tích dịch chuyển có hướng.
3. Chất dẫn điện                      c) không cho các điện tích dịch chuyển có hướng.
4. Dòng điện trong kim loại    d) là do các êlectron tự do dịch chuyển có hướng.
 
Hướng dẫn giải:
 
1. - c ;  2. -  a;  3. -  b; 4.- d.

20.16. Hãy đối chiếu hệ thống truyền chuyển động của xe đạp và mạch điện kín làm quay quạt điện để tìm được hình ảnh tương tự với hiện tượng “nhanh như điện” bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống trong các câu dưới đây:
 
a) Bánh đĩa gắn liền với bàn đạp của xe tương tự như…….. trong mạch điện kín.
 
b) Bánh răng (còn gọi là líp) gắn liền với bánh xe sau của xe đạp tương tự như……. lắp trong mạch điện kín.
 
c) Dây xích vòng qua và khép kín giữa bánh đĩa và bánh răng của xe đạp tương tự như …….trong  mạch điện kín.
 
d) Các mắt xích của dây xích trong xe đạp tương tự như……… có tại mọi nơi trong ……của mạch điện kín.
 
e) Khi đạp bàn đạp thì bánh xe sau của xe đạp lập lức chuyển động, tương tự như khi…… thì quạt điện lắp trong mạch điện kín lập tức quay. Thật đúng là “nhanh như điện”.
 
Hướng dẫn giải:
 
a) Bánh đĩa gắn liền với hàn đạp của xe tương tự như nguồn trong mạch điện kín.
 
b) Bánh răng (còn gọi là líp) gắn liền với bánh xe sau của xe đạp tương tự như quạt điện lắp trong mạch điện kín.
 
c) Dây xích vòng qua và khép kín giữa bánh đĩa và bánh răng của xe đạp tương tự như dây dẫn trong mạch điện kín.
 
d) Các mắt xích của dây xích trong xe đạp tương tự như điện tích có tại mọi nơi trong dây dẫn của mạch điện kín.
 
e) Khi đạp bàn đạp thì bánh xe sau của xe đạp lập tức chuyển động tương tự như khi bật công tắc thì quạt điện lắp trong mạch điện kín lập tức quay. Thật đúng là “nhanh như điện”.
 
MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG.
 
Bài 20.1: Chọn câu đúng nhất:
 
A. Kim loại là chất dẫn điện.
B. Kim loại được cấu tạo từ các nguyên tử.
C. Trong kim loại luôn tồn tại các điện tử tự do.
D. Cả ba câu trên đều đúng.
 
Bài 20.2: Chọn câu trả lời đúng:
 
Khi dùng một sợi dây đồng nối liền hai cực của một cục pin thì:
 
A. Các ion dương trong sợi dây đồng dịch chuyển từ cực dương sang cực âm.
B. Các ion âm trong sợi dây đồng dịch chuyển từ cực dương sang cực âm.
C. Các điện tử tự do trong sợi dây đồng dịch chuyển từ cực âm sang cực dương.
D. Các điện tử tự do trong sợi dây đồng dịch chuyển từ cực dương sang cực âm.
 
Bài 20.3: Chọn câu trả lời đúng:
 
Khi sửa điện trong nhà, ba Lan thường đứng trên ghế gỗ hoặc ghế nhựa. Làm như vậy để:
 
A. Không tiếp xúc với mặt đất.
B. Tránh bị điện giật,
C. Không cho dòng điện đi qua người.
D. Cả ba câu đều đúng.
 
Bài 20.4: Chọn câu giải thích đúng:
 
Quan sát kìm hay tuốc nơ vít của người thợ điện, ta thấy chúng thường có cán được bọc bởi một lớp cao su hay nhựa.

 

Cấu tạo như vậy để làm gì?
 
A. Cao su và nhựa là chất cách điện, giúp người thợ điện tránh bị điện giật.
B. Lớp vỏ cao su hay nhựa giúp người thợ cầm nắm được chặt hơn.
C. Cao su và nhựa nhẹ và bền hơn các vật liệu cách điện khác như gỗ, đá...
D. Cả A, B, C đều đúng.
 
Bài 20.5: Tại sao các sợi dây điện âm tường (nằm ngay trong tường nhà) thường được luồn trong một ống nhựa trước khi xây bịt kín lại trong tường?.
 
Bài20.6: Tại sao khi có người bị điện giật ta không nắm tay người đó kéo ra mà lại chạy đi cắt cầu dao hay dùng các vật như chăn, bao tải... để kéo người đó?.
 
Bài 20.7: Dung dịch muối ăn có phải là chất dẫn điện tốt hay không? Giải thích?
 
Bài 20.8: Trong những trường hợp sau đây trường hợp nào găng tay dùng để cách điện:
 
A. Bác sĩ đang phẫu thuật cho một bệnh nhân.
B. Các chú thợ điện đang sửa điện ở trên cột điện,
C. Các cô lao công quét đường.
D. Các cô chú phòng thí nghiệm hoá học. 
 
 GIẢI VÀ ĐÁP SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG
 
Bài 20.1:
 
Kim loại là chất dẫn điện.
Kim loại được cấu tạo từ các nguyên tử
Trong kim loại luôn tồn tại các điện tử tự do
 
Đáp án: D
 
Bài 20.2: Khi dùng một sợi dây đồng nối liền hai cực của một cục pin thì các điện tử tự do trong sợi dây đồng dịch chuyển từ cực âm sang cực dương.
 
Đáp án: C
 
Bài 20.3:

Không tiếp xúc với mặt đất.
Tránh bị điện giật.
Không cho dòng điện đi qua người.
 
Đáp án: D
 
Bài 20.4:
 
Cao su và nhựa là chất cách điện, giúp người thự điện tránh bị điện giật.
 Lớp vỏ cao su hay nhựa giúp người thợ cầm nắm được chặt hơn.
Cao su và nhựa nhẹ và bền hơn các vật liệu cách điện khác như gỗ, đá...
 
=> Cả A, B, C đều đúng.
 
Đáp án: D
 
Bài 20.5: Ngày nay để tiện dụng trong việc trang trí nội thất nhiều gia đình đã xây dựng hệ thống điện âm tường. Các sợi dây điện đều được luồn vào bên trong một cái ông nhựa. Điều này rất dễ hiểu, các vỏ cách điện của các sợi dây được làm từ nhựa tổng hợp do đó sau một thời gian lớp nhựa này có thể bị nứt làm cho dòng điện ở trong lõi dây dò ra ngoài. Nêu không được bọc trong một ống nhựa dòng điện này sẽ dò vào tường. Khi trời ẩm ướt tường nhà cũng có thể là vật dẫn điện do đó mà gây nguy hiểm cho người trong gia đình. Để an toàn điện, tất cả các dây dẫn đều được bao bọc rất cẩn thận.
 
Bài 20.6: Khi bị điện giật, cơ thể nạn nhân sẽ dẫn điện, nếu em cầm tay người đó kéo ra em cũng sẽ là một vật dẫn điện tiếp theo và cũng bị điện giật. Do đó khi gặp trường hợp có người bị điện giật em phải nhanh chóng chạy đi ngắt cầu dao. Như thế dòng điện sẽ bị hở mạch và không hoạt động được nữa, sau đó thì đưa nạn nhân đi cấp cứu. Nếu không ngắt cầu dao được thì dùng các vật cách điện như chăn, bao tải để kéo người bị nạn.
 
Bài 20.7: Dung dịch muối ăn là chất dẫn điện tốt vì trong dung dịch muối ăn có rất nhiều các ion dương và ion âm có thể chuyển động tự do.
 
Bài 20.8: Trường hợp nào găng tay dùng để cách điện
 
Các chú thợ điện đang sửa điện ở trên cột điện.
 
Đáp án: B