BÀI 11. BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM VÀ CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
+ Hệ thức của định luậ Ôm: \(I=\frac{U}{R}\)
Trong đó:
U: hiệu điện thế, đơn vị đo là V
I: cường độ dòng điện, đơn vị đo là A
R: điện trở, đơn vị đo là Ω
+ Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song
| Đoạn mạch nối tiếp | Đoạn mạch song song |
| Sơ đồ mắc |
|
|
| Cường độ dòng điện | I = I1 = I2 = ….. | I = I1 + I2 + ….. |
| Hiện điện thế | U = U1 + U2 + ….. | U = U1 = U2 = ….. |
| Điện trở | R = R1 + R2 + ….. | \(\frac{1}{R}=\frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}+...\) |
+ Điện trở R của dây dẫn được tính bằng công thức: \(R=\rho \frac{\ell }{S}\)
Trong đó: ρ là điện trở suất (đơn vị là W.m)
ℓ là chiều dài dây dẫn (đơn vị là m)
S là tiết diện dây dẫn (đơn vị là m2)
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
- Đèn sáng bình thường khi hiệu điện thế hoặc cường độ dòng điện sử dụng của đèn bằng các giá trị định mức ghi trên đèn.
- Với những bài toán yêu cầu vẽ sơ đồ mạch điện để đèn sáng bình thường, cần lưu ý đến các giá trị định mức của đèn.
- Nếu các đèn khác nhau nhưng có hiệu điện thế định mức bằng nhau, có thể mắc các đèn song song với nhau.
- Nếu các đèn khác nhau nhưng có cường độ dòng điện định mức bằng nhau, có thể mắc các đèn nối tiếp với nhau.
- Nếu các đèn có hiệu điện thế và cường độ dòng điện định mức khác nhau thì đèn nào có cường độ dòng điện định mức lớn hơn sẽ mắc ở mạch chính, đèn nào có cường độ dòng điện định mức nhỏ hơn sẽ mắc ở mạch rẽ.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lí 9):
Một dây dẫn bằng nicrom dài 30 m, tiết diện 0,3 mm2 được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này.
Tóm tắt:
Dây nicrom có ρ = 1,1.10-6 Ω.m; ℓ = 30 m; S = 0,3 mm2 = 0,3.10-6 m2; U = 220 V;
I = ?
Lời giải:
Điện trở của dây dẫn là: \(R=\rho \frac{\ell }{S}=1,{{1.10}^{-6}}.\frac{30}{0,{{3.10}^{-6}}}=110\,\,\Omega .\)
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là: \(I=\frac{U}{R}=\frac{220}{110}=2\,A.\)
Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lí 9):
Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R1 = 7,5 Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12 V như sơ đồ hình 11.1.
a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?
b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30 Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1 mm2. Tính chiều dài ℓ của dây dẫn dùng làm biến trở này.
Tóm tắt:
RĐ = R1 = 7,5 Ω và IĐ đm = I = 0,6 A; đèn nối tiếp biến trở; U = 12 V
a) Để đèn sáng bình thường, Rb = R2 = ?
b) Rb max = 30 Ω, dây nikelin ρ = 0,4.10-6 Ω.m, S = 1 mm2 = 1.10-6 m2, ℓ = ?
Lời giải:
a) Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là: \({{R}_{t\text{d}}}=\frac{U}{I}=\frac{12}{0,6}=20\,\Omega .\)
Mạch điện gồm R1 nt R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2
⇒ R2 = Rtđ – R1 = 20 – 7,5 = 12,5 Ω
b) Từ công thức điện trở \(R=\rho \frac{\ell }{S}\Rightarrow \ell =\frac{R\text{S}}{\rho }=\frac{{{30.10}^{-6}}}{0,{{4.10}^{-6}}}=75\,m.\)
Bài 3 (trang 33 SGK Vật Lí 9):
Một bóng đèn có điện trở R1 = 600 Ω được mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R2 = 900 Ω vào hiệu điện thế UMN = 220 V như sơ đồ hình 11.2. Dây nối từ M tới A và từ N tới B là dây đồng, có chiều dài tổng cộng là ℓ = 200 m và có tiết diện S = 0,2 mm2. Bỏ qua điện trở của dây nối từ hai bóng đèn tới A và B.
a) Tính điện trở của đoạn mạch MN.
b) Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn.
Tóm tắt:
Đèn 1: R1 = 600 Ω;
Đèn 2: R2 = 900 Ω; UMN = 220 V;
Dây đồng ρ = 1,7.10-8 Ω.m và ℓMA + ℓNB = ℓ = 200 m; S = 0,2 mm2 = 0,2.10-6 m2
a) RMN = ?
b) UĐ1 = ?; UĐ2 = ?
Lời giải:
a) Điện trở của đoạn dây nối là: \({{R}_{d}}=\rho \frac{\ell }{S}=1,{{7.10}^{-8}}.\frac{200}{0,{{2.10}^{-6}}}=17\,\,\Omega .\)
Mạch ngoài R1 // R2 nên \({{R}_{12}}=\frac{{{R}_{1}}.{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}\frac{600.900}{600+900}=360\,\Omega\)
R12 nt Rd nên Rtđ = R12 + rd = 17 + 360 = 377 Ω.
b) Cường độ dòng điện mạch chính khi đó là: \(I=\frac{U}{R}=\frac{220}{377}=0,583\,A.\)
Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là: UĐ1 = UĐ2 = U = Imạch chính.R12 = 0,583.360 = 210 V.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ