Pure Math Lab · Teach Modeโหมดสอน
← All Teach Mode topics← ทุกหัวข้อโหมดสอนNotes & practice for this topic →สรุป + โจทย์ของหัวข้อนี้ →Free libraryคลังเรียนฟรี
Lesson notes & every answer, in textสรุปบทเรียนและเฉลยทุกข้อ แบบข้อความ

Charge, Current & Voltageประจุ กระแส และความต่างศักย์

IGCSE Physics · Edexcel 4PH1 & 4SD0 · free step-by-step lesson, every question with its answer and the reason behind itบทเรียนฟรีทีละขั้น ทุกข้อมีเฉลยและเหตุผลกำกับ

1. Warm-upวอร์มอัพ

A lamp lights only when the loop is completeหลอดไฟติดก็ต่อเมื่อวงจรต่อครบรอบ

No complete loop, no current.วงจรไม่ครบรอบ ก็ไม่มีกระแส

  1. The switch in this circuit is now open. What happens to the lamp?ตอนนี้สวิตช์ในวงจรนี้เปิดอยู่ · หลอดไฟเป็นอย่างไร
    Answer:เฉลย: It goes out.ดับA gap stops the current A lamp or an LED shows whether a current is flowing.ช่องว่างหยุดกระแส หลอดไฟหรือ LED บอกเราได้ว่ามีกระแสไหลอยู่หรือไม่
  2. Which of these can show you that a current is flowing in a circuit?ข้อไหนบอกเราได้ว่ามีกระแสไหลในวงจร
    Answer:เฉลย: an LEDLEDLamps and LEDs light up An ammeter tells you how big the current is.หลอดไฟและ LED สว่างขึ้น แอมมิเตอร์บอกว่ากระแสมีขนาดเท่าไร

2. What current isกระแสไฟฟ้าคืออะไร

Current is the rate of flow of charge.กระแสคืออัตราการไหลของประจุ

Current = how much charge passes a point each secondกระแส = ปริมาณประจุที่ผ่านจุดหนึ่งในแต่ละวินาที

1 A means 1 C of charge passes every second.1 A แปลว่ามีประจุ 1 C ผ่านทุก ๆ วินาที

  1. What is an electric current?กระแสไฟฟ้าคืออะไร
    Answer:เฉลย: the rate of flow of chargeอัตราการไหลของประจุRate of flow of charge: $\text{current}=\dfrac{\text{charge}}{\text{time}}$ Learn the exact words: rate of flow of charge.อัตราการไหลของประจุ: $\text{current}=\dfrac{\text{charge}}{\text{time}}$ จำคำให้ตรง: อัตราการไหลของประจุ
  2. In a metal wire, which particles move to carry the current?ในสายโลหะ อนุภาคอะไรเคลื่อนที่เพื่อพากระแสไป
    Answer:เฉลย: electronsอิเล็กตรอนNegatively charged electrons The mark scheme wants both ideas: electrons, and negative charge.อิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ เกณฑ์ตรวจต้องการสองอย่าง: อิเล็กตรอน และประจุลบ
  3. Which way do electrons move round this circuit?อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบวงจรนี้ไปทางไหน
    Answer:เฉลย: from the − terminal, round the circuit, to the + terminalจากขั้ว − วนรอบวงจร ไปขั้ว +Electrons: − to + Conventional current is drawn from + to −, the opposite way to the electrons.อิเล็กตรอน: − ไป + กระแสตามแบบแผนเขียนจาก + ไป − · สวนทางกับอิเล็กตรอน
  4. State what is meant by an electric current, and name the particles that carry it in a metal wire.บอกว่ากระแสไฟฟ้าหมายถึงอะไร และบอกชื่ออนุภาคที่พากระแสในสายโลหะ
    Answer:เฉลย: the rate of flow of charge; carried by (negatively charged) electronsอัตราการไหลของประจุ · พาไปโดยอิเล็กตรอน (ประจุลบ)Two ideas, two marks: rate of flow of charge, and electrons.สองไอเดีย สองคะแนน: อัตราการไหลของประจุ และอิเล็กตรอน
  5. Compare the direction of the conventional current in a circuit with the direction the electrons move.เปรียบเทียบทิศของกระแสตามแบบแผนในวงจร กับทิศที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่
    Answer:เฉลย: conventional current: + to −; electrons: − to + (opposite)กระแสตามแบบแผน: + ไป − · อิเล็กตรอน: − ไป + (สวนทาง)Say both directions. One of them alone is one mark.ต้องบอกทั้งสองทิศ · บอกทิศเดียวได้คะแนนเดียว

3. Q = ItQ = It

Charge = current × time.ประจุ = กระแส × เวลา

Charge that passes = current × timeประจุที่ผ่าน = กระแส × เวลา

2 C pass each second, so 5 s moves $2\times5=10$ C.ผ่าน 2 C ทุกวินาที · 5 s จึงได้ $2\times5=10$ C

  1. A current of 0.5 A flows for 20 s. Calculate the charge that passes.กระแส 0.5 A ไหลนาน 20 s · คำนวณประจุที่ไหลผ่าน
    Answer:เฉลย: $Q=It=0.5\times20=10$ C$Q=It=0.5\times20=10$ CCurrent times time: $Q=It$   $=0.5\times20$   $=10\text{ C}$กระแสคูณเวลา: $Q=It$   $=0.5\times20$   $=10\text{ C}$
  2. A torch bulb carries a current of 0.3 A for 50 s. Calculate the charge that flows through it.หลอดไฟฉายมีกระแส 0.3 A ไหลผ่านนาน 50 s · คำนวณประจุที่ไหลผ่านหลอด
    Answer:เฉลย: $Q=It=0.3\times50=15$ C$Q=It=0.3\times50=15$ CSame equation, new numbers: $Q=It$   $=0.3\times50$   $=15\text{ C}$สมการเดิม ตัวเลขใหม่: $Q=It$   $=0.3\times50$   $=15\text{ C}$
  3. Which unit is charge measured in?ประจุวัดเป็นหน่วยอะไร
    Answer:เฉลย: C (coulomb)C (คูลอมบ์)Charge: coulombs, C: $1\text{ C}=1\text{ A}\times1\text{ s}$ประจุ: คูลอมบ์ C: $1\text{ C}=1\text{ A}\times1\text{ s}$

4. Turning it roundพลิกสูตร

Find $I$ or $t$ from $Q=It$.หา $I$ หรือ $t$ จาก $Q=It$

Divide by the letter you do not wantหารด้วยตัวที่ไม่ต้องการ

Write the version you need before you put any numbers in.เขียนสูตรแบบที่ต้องใช้ก่อน แล้วค่อยแทนตัวเลข

  1. 36 C of charge passes through a heater in 12 s. Calculate the current.ประจุ 36 C ไหลผ่านเครื่องทำความร้อนใน 12 s · คำนวณกระแส
    Answer:เฉลย: $I=\dfrac{Q}{t}=\dfrac{36}{12}=3$ A$I=\dfrac{Q}{t}=\dfrac{36}{12}=3$ ACharge over time: $I=\dfrac{Q}{t}$   $=\dfrac{36}{12}$   $=3\text{ A}$ประจุหารด้วยเวลา: $I=\dfrac{Q}{t}$   $=\dfrac{36}{12}$   $=3\text{ A}$
  2. A current of 0.25 A carries 60 C of charge round a circuit. Calculate the time taken.กระแส 0.25 A พาประจุ 60 C ไปรอบวงจร · คำนวณเวลาที่ใช้
    Answer:เฉลย: $t=\dfrac{Q}{I}=\dfrac{60}{0.25}=240$ s$t=\dfrac{Q}{I}=\dfrac{60}{0.25}=240$ sCharge over current: $t=\dfrac{Q}{I}$   $=\dfrac{60}{0.25}$   $=240\text{ s}$ Dividing by a number less than 1 makes the answer bigger.ประจุหารด้วยกระแส: $t=\dfrac{Q}{I}$   $=\dfrac{60}{0.25}$   $=240\text{ s}$ หารด้วยตัวเลขที่น้อยกว่า 1 คำตอบจะมากขึ้น
  3. Which of these is a correct rearrangement of $Q=It$?ข้อไหนพลิกสูตร $Q=It$ ได้ถูกต้อง
    Answer:เฉลย: $t=\dfrac{Q}{I}$Undo × with ÷: $Q=It$   $\dfrac{Q}{I}=t$แก้การคูณด้วยการหาร: $Q=It$   $\dfrac{Q}{I}=t$

5. Minutes and milliampsนาที และมิลลิแอมแปร์

Convert to seconds and amperes before you substitute.แปลงเป็นวินาทีและแอมแปร์ก่อนแทนค่า

$Q=It$ only works in amperes and seconds$Q=It$ ใช้ได้กับแอมแปร์และวินาทีเท่านั้น

A time in minutes gives an answer 60 times too small.ถ้าใช้เวลาเป็นนาที คำตอบจะเล็กไป 60 เท่า

0.25 A flows for 2 minutes. Find the charge.กระแส 0.25 A ไหลนาน 2 นาที · หาประจุ

  1. $t=2\times60$Minutes to seconds, first.แปลงนาทีเป็นวินาทีก่อน
  2. $=120\text{ s}$This line earns its own mark.บรรทัดนี้ได้คะแนนของมันเอง
  3. $Q=It$Now the equation.ตอนนี้ค่อยเขียนสมการ
  4. $=0.25\times120$Substitute the seconds, not the 2.แทนด้วยวินาที ไม่ใช่เลข 2
  5. $=30\text{ C}$Answer and unit.คำตอบพร้อมหน่วย
  1. A current of 0.30 A flows through a lamp for 3 minutes. Calculate the charge that passes through the lamp.กระแส 0.30 A ไหลผ่านหลอดไฟนาน 3 นาที · คำนวณประจุที่ไหลผ่านหลอด
    Answer:เฉลย: $t=3\times60=180$ s, $Q=0.30\times180=54$ C$t=3\times60=180$ s · $Q=0.30\times180=54$ CSeconds, then multiply: $t=3\times60$   $=180\text{ s}$   $Q=0.30\times180$   $=54\text{ C}$เป็นวินาทีก่อน แล้วคูณ: $t=3\times60$   $=180\text{ s}$   $Q=0.30\times180$   $=54\text{ C}$
  2. A current of 200 mA flows for 50 s. Calculate the charge.กระแส 200 mA ไหลนาน 50 s · คำนวณประจุ
    Answer:เฉลย: $200$ mA $=0.2$ A, $Q=0.2\times50=10$ C$200$ mA $=0.2$ A · $Q=0.2\times50=10$ CMilliamps ÷ 1000: $I=200\div1000$   $=0.2\text{ A}$   $Q=0.2\times50$   $=10\text{ C}$มิลลิแอมแปร์ ÷ 1000: $I=200\div1000$   $=0.2\text{ A}$   $Q=0.2\times50$   $=10\text{ C}$
  3. A phone charger supplies a current of 1.5 A. Calculate the charge that flows in 10 minutes.ที่ชาร์จโทรศัพท์จ่ายกระแส 1.5 A · คำนวณประจุที่ไหลใน 10 นาที
    Answer:เฉลย: $t=600$ s, $Q=1.5\times600=900$ C$t=600$ s · $Q=1.5\times600=900$ CSeconds, then multiply: $t=10\times60$   $=600\text{ s}$   $Q=1.5\times600$   $=900\text{ C}$เป็นวินาทีก่อน แล้วคูณ: $t=10\times60$   $=600\text{ s}$   $Q=1.5\times600$   $=900\text{ C}$
  4. 480 C of charge passes through a lamp in 4 minutes. Calculate the current in the lamp.ประจุ 480 C ไหลผ่านหลอดไฟใน 4 นาที · คำนวณกระแสในหลอดไฟ
    Answer:เฉลย: $t=240$ s, $I=\dfrac{480}{240}=2$ A$t=240$ s · $I=\dfrac{480}{240}=2$ ASeconds, then divide: $t=4\times60$   $=240\text{ s}$   $I=\dfrac{480}{240}$   $=2\text{ A}$เป็นวินาทีก่อน แล้วหาร: $t=4\times60$   $=240\text{ s}$   $I=\dfrac{480}{240}$   $=2\text{ A}$
  5. A student calculates the charge when 0.30 A flows for 3 minutes. She writes Q = 0.30 × 3 = 0.9 C. Explain what she has done wrong.นักเรียนคนหนึ่งคำนวณประจุเมื่อกระแส 0.30 A ไหลนาน 3 นาที · เธอเขียนว่า Q = 0.30 × 3 = 0.9 C · อธิบายว่าเธอทำผิดตรงไหน
    Answer:เฉลย: time must be in seconds (180 s), so Q = 54 Cเวลาต้องเป็นวินาที (180 s) ดังนั้น Q = 54 CName the mistake, then show the right number.บอกจุดที่ผิด แล้วแสดงตัวเลขที่ถูก

6. Voltage: energy per chargeความต่างศักย์: พลังงานต่อประจุ

$E=QV$: each coulomb transfers $V$ joules.$E=QV$: ประจุแต่ละคูลอมบ์ถ่ายโอนพลังงาน $V$ จูล

Voltage = energy transferred per coulomb of chargeความต่างศักย์ = พลังงานที่ถ่ายโอนต่อประจุหนึ่งคูลอมบ์

1 volt = 1 joule per coulomb: 1 V = 1 J/C.1 โวลต์ = 1 จูลต่อคูลอมบ์: 1 V = 1 J/C

  1. 5 C of charge passes through a lamp. The voltage across the lamp is 12 V. Calculate the energy transferred.ประจุ 5 C ไหลผ่านหลอดไฟ · ความต่างศักย์คร่อมหลอดไฟคือ 12 V · คำนวณพลังงานที่ถ่ายโอน
    Answer:เฉลย: $E=QV=5\times12=60$ J$E=QV=5\times12=60$ J12 J for each coulomb: $E=QV$   $=5\times12$   $=60\text{ J}$12 J ต่อทุกคูลอมบ์: $E=QV$   $=5\times12$   $=60\text{ J}$
  2. Calculate the potential difference across the heater.คำนวณความต่างศักย์คร่อมเครื่องทำความร้อน
    Answer:เฉลย: $V=\dfrac{E}{Q}=\dfrac{1500}{60}=25$ V$V=\dfrac{E}{Q}=\dfrac{1500}{60}=25$ VEnergy per coulomb: $V=\dfrac{E}{Q}$   $=\dfrac{1500}{60}$   $=25\text{ V}$ Potential difference is the exam's word for voltage.พลังงานต่อคูลอมบ์: $V=\dfrac{E}{Q}$   $=\dfrac{1500}{60}$   $=25\text{ V}$ ข้อสอบใช้คำว่า potential difference แทน voltage
  3. Build the definition of voltage from the phrases below. Two of them score nothing.เรียงคำนิยามของความต่างศักย์จากวลีข้างล่าง · มีสองวลีที่ไม่ได้คะแนน
    Answer:เฉลย: Voltage is the energy transferred per unit charge passed, so one volt is one joule per coulomb.ความต่างศักย์คือพลังงานที่ถ่ายโอนต่อประจุหนึ่งหน่วยที่ผ่านไป ดังนั้นหนึ่งโวลต์คือหนึ่งจูลต่อคูลอมบ์Energy per unit charge: $V=\dfrac{E}{Q}$   $1\text{ V}=1\text{ J/C}$พลังงานต่อประจุหนึ่งหน่วย: $V=\dfrac{E}{Q}$   $1\text{ V}=1\text{ J/C}$
  4. Calculate the energy transferred by the lamp.คำนวณพลังงานที่หลอดไฟถ่ายโอน
    Answer:เฉลย: $Q=2\times30=60$ C, $E=60\times6=360$ J$Q=2\times30=60$ C · $E=60\times6=360$ JCharge first, then energy: $Q=It$   $=2\times30$   $=60\text{ C}$   $E=QV$   $=60\times6$   $=360\text{ J}$หาประจุก่อน แล้วหาพลังงาน: $Q=It$   $=2\times30$   $=60\text{ C}$   $E=QV$   $=60\times6$   $=360\text{ J}$
  5. A 1.5 V cell and a 9 V battery each push 1 C of charge round a circuit. Explain which one transfers more energy.เซลล์ 1.5 V และแบตเตอรี่ 9 V ต่างก็ดันประจุ 1 C ไปรอบวงจร · อธิบายว่าอันไหนถ่ายโอนพลังงานมากกว่า
    Answer:เฉลย: the 9 V battery: 9 J per coulomb against 1.5 J per coulombแบตเตอรี่ 9 V: 9 J ต่อคูลอมบ์ เทียบกับ 1.5 J ต่อคูลอมบ์The choice is one mark. The reason, per coulomb, is the other.การเลือกได้หนึ่งคะแนน · เหตุผลเรื่องต่อคูลอมบ์ได้อีกหนึ่ง

7. Exam formแบบข้อสอบจริง

Full questions, in the wording and mark pattern of a 4PH1 paper.ข้อเต็มในสำนวนและรูปแบบคะแนนของข้อสอบ 4PH1

Equation, substitution, answer with unitสมการ · แทนค่า · คำตอบพร้อมหน่วย

Convert the units on the first line. That line is often a mark.แปลงหน่วยในบรรทัดแรก · บรรทัดนั้นมักได้คะแนน

  1. A current of 0.40 A flows through a lamp for 5.0 minutes. Calculate the charge that flows through the lamp. (2 marks)กระแส 0.40 A ไหลผ่านหลอดไฟนาน 5.0 นาที · คำนวณประจุที่ไหลผ่านหลอดไฟ · (2 คะแนน)
    Answer:เฉลย: $Q=0.40\times300=120$ C$Q=0.40\times300=120$ C2 marks: $\text{M1}\quad Q=0.40\times300$   $\text{A1}\quad Q=120\text{ C}$ Leaving the time in minutes gives 2 C and loses both marks.2 คะแนน: $\text{M1}\quad Q=0.40\times300$   $\text{A1}\quad Q=120\text{ C}$ ถ้าใช้เวลาเป็นนาทีจะได้ 2 C และเสียทั้งสองคะแนน
  2. A 9.0 V battery transfers 540 J of energy to a circuit in 2.0 minutes. Calculate the current in the circuit. (3 marks)แบตเตอรี่ 9.0 V ถ่ายโอนพลังงาน 540 J ให้วงจรใน 2.0 นาที · คำนวณกระแสในวงจร · (3 คะแนน)
    Answer:เฉลย: $Q=\dfrac{540}{9.0}=60$ C, $I=\dfrac{60}{120}=0.5$ A$Q=\dfrac{540}{9.0}=60$ C · $I=\dfrac{60}{120}=0.5$ A3 marks: $\text{M1}\quad Q=\dfrac{540}{9.0}=60\text{ C}$   $\text{M1}\quad I=\dfrac{60}{120}$   $\text{A1}\quad I=0.5\text{ A}$ Two equations chained: find the charge before the current.3 คะแนน: $\text{M1}\quad Q=\dfrac{540}{9.0}=60\text{ C}$   $\text{M1}\quad I=\dfrac{60}{120}$   $\text{A1}\quad I=0.5\text{ A}$ สองสมการต่อกัน · หาประจุก่อนหากระแส
  3. The potential difference across a lamp is 6 V. Explain what this means. (2 marks)ความต่างศักย์คร่อมหลอดไฟคือ 6 V · อธิบายว่าหมายความว่าอย่างไร · (2 คะแนน)
    Answer:เฉลย: 6 J of energy is transferred for every coulomb of charge that passes through the lamp.พลังงาน 6 J ถูกถ่ายโอนต่อประจุทุก ๆ หนึ่งคูลอมบ์ที่ไหลผ่านหลอดไฟ2 marks: $\text{M1}\quad 6\text{ J}$   $\text{M2}\quad \text{per coulomb}$2 คะแนน: $\text{M1}\quad 6\text{ J}$   $\text{M2}\quad \text{per coulomb}$
  4. Describe how you would find the charge that flows through a lamp in 2 minutes. Your answer should include the equipment and the equation you would use. (5 marks)บรรยายว่าจะหาประจุที่ไหลผ่านหลอดไฟใน 2 นาทีได้อย่างไร · คำตอบต้องมีอุปกรณ์และสมการที่ใช้ · (5 คะแนน)
    Answer:เฉลย: ammeter in series · read I · stopwatch, 120 s · Q = It · steady current / repeatแอมมิเตอร์ต่ออนุกรม · อ่าน I · นาฬิกาจับเวลา 120 s · Q = It · กระแสคงที่ / ทำซ้ำEquipment, reading, timing, equation, then how you make it reliable.อุปกรณ์ · การอ่านค่า · การจับเวลา · สมการ · แล้วทำให้น่าเชื่อถือ

8. On your ownลองเอง

Six on paper. Units first, then equation, substitution, and answer with its unit.หกข้อบนกระดาษ · แปลงหน่วยก่อน แล้วเขียนสมการ แทนค่า และคำตอบพร้อมหน่วย

  1. A current of 4 A flows for 15 s. Calculate the charge.กระแส 4 A ไหลนาน 15 s · คำนวณประจุ
    Answer:เฉลย: 60 CNo unit to convert: $Q=It$   $=4\times15$ไม่ต้องแปลงหน่วย: $Q=It$   $=4\times15$
  2. A current of 0.035 A flows for 47 s. Calculate the charge, to 2 significant figures.กระแส 0.035 A ไหลนาน 47 s · คำนวณประจุ ตอบเป็น 2 เลขนัยสำคัญ
    Answer:เฉลย: 1.6 C (1.645)$0.035\times47=1.645$, rounded once at the end.$0.035\times47=1.645$ ปัดครั้งเดียวตอนท้าย
  3. A lightning strike transfers 20 C of charge in 0.004 s. Calculate the current.ฟ้าผ่าครั้งหนึ่งถ่ายโอนประจุ 20 C ใน 0.004 s · คำนวณกระแส
    Answer:เฉลย: 5000 ATiny time, huge current: $I=\tfrac{Q}{t}$   $=\tfrac{20}{0.004}$เวลาสั้นมาก กระแสมหาศาล: $I=\tfrac{Q}{t}$   $=\tfrac{20}{0.004}$
  4. A current of 2.5 mA flows for 1 hour. Calculate the charge.กระแส 2.5 mA ไหลนาน 1 ชั่วโมง · คำนวณประจุ
    Answer:เฉลย: 9 CTwo conversions: $0.0025$ A and $3600$ s.แปลงสองครั้ง: $0.0025$ A และ $3600$ s
  5. A 230 V kettle transfers 690 000 J of energy. Calculate the charge that passes through it.กาต้มน้ำ 230 V ถ่ายโอนพลังงาน 690 000 J · คำนวณประจุที่ไหลผ่าน
    Answer:เฉลย: 3000 CCharge from energy and voltage: $Q=\tfrac{E}{V}$   $=\tfrac{690\,000}{230}$หาประจุจากพลังงานและความต่างศักย์: $Q=\tfrac{E}{V}$   $=\tfrac{690\,000}{230}$
  6. A 12 V battery drives a current of 0.5 A through a lamp for 4 minutes. (a) Calculate the charge that flows. (b) Calculate the energy transferred. (c) State the direction the electrons move round the circuit. (5 marks)แบตเตอรี่ 12 V ดันกระแส 0.5 A ผ่านหลอดไฟนาน 4 นาที · (a) คำนวณประจุที่ไหล (b) คำนวณพลังงานที่ถ่ายโอน (c) บอกทิศที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบวงจร · (5 คะแนน)
    Answer:เฉลย: (a) 120 C (b) 1440 J (c) from the − terminal round the circuit to the + terminal$Q=0.5\times240$, then $E=120\times12$, then the direction in words.$Q=0.5\times240$ แล้ว $E=120\times12$ แล้วบอกทิศเป็นคำ

All free lessonsบทเรียนฟรีทั้งหมด · Free maths libraryคลังเรียนฟรี