Bài 11. Vận dụng định luật Ôm và công thức tính R - Giải SBT Vật Lý 9

Đang tải...

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

11.1 (SBT, trang 31) Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là $R_{1}$ =7,5Ω và $R_{1}$ =4,5Ω. Dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức là I=0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở $R_{3}$ để mắc vào hiệu điện thế U=12V.

a. Tính $R_{3}$ để hai đèn sáng bình thường.

b. Điện trở $R_{3}$ được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất 1,1. $10^{-6}$ Ω.m và chiều dài là 0,8m. Tính tiết diện của dây Nicrom này.

Giải:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp là:

Giá trị của $R_{3}$ là:

$R_{3}$ = $R - R_{1}$ – $R_{2}$ = 15 – 7,5 – 4,5 = 3(Ω)

b) Tiết diện của dây dẫn là:

11.2 (SBT, trang 31) Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức là $U_{1}$ =6V, khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là $R_{1}$ =8Ω và $R_{2}$ =12Ω. Cần mắc hai bóng đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ của mạch điện trên và tính điện trở của biến trở khi đó.

b. Biến trở được quấn bằng dây hợp kim nikêlin có điện trở suất 0,40. $10^{-6}$ Ω.m, tiết diện tròn, chiều dài 2m. Tính đường kính tiết diện d của dây hợp kim này, biết rằng hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu của biến trở là 30V và khi đó dòng điện chạy qua biến trở có cường độ là 2A.

Giải:

a) Sơ đồ của mạch điện như hình dưới đây:

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

Điện trở tương đương của đoạn mạch song song là:

Hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở là:

$U_{b}$ = $U - U_{1}$ = 9 – 6 = 3 (V)

Điện trở của biến trở là:

b) Điện trở lớn nhất của biến trở:

Tiết diện của dây dẫn là:

Đường kính tiết diện của dây dẫn là:

11.3 (SBT, trang 31) Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là $U_{1}$ =6V, $U_{2}$ =3V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là $R_{1}$ =5Ω và $R_{2}$ =3Ω.Cần mắc hai đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ của mạch điện.

b. Tính điện trở của biến trở khi đó.

c. Biến trở này có điện trở lớn nhất là 25Ω, được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất là 1,10. $10^{-6}$ Ω.m. Tiết diện 0,2 $mm^{2}$ . Tính chiều dài của dây Nicrom này.

Giải:

a) Trước hết, tính cường độ dòng điện định mức của các đèn:

Vì $I_{1}$ > $I_{2}$ nên $D_{1}$ mắc ở mạch chính, $D_{2}$ và biến trở mắc ở mạch rẽ. Sơ đồ mạch điện:

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

b) Ta có: $I_{b}$ = $I_{1}$ – $I_{2}$ = 1,2 – 1 =0,2 (A)

Điện trở của biến trở khi đó là:

c) Chiều dài của dây dẫn làm biến trở là:

11.4 (SBT, trang 32) Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức là $U_{D}$ =6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ là $I_{D}$ =0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U=12V.

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

a. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với điện trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?

b. Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 thì phần điện trở $R_{1}$ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Giải:

a) Khi đèn mắc nối tiếp với biến trở thì $U_{b}$ = $U - U_{d}$ = 12 – 6 = 6 (V)

Điện trở của biến trở khi đó là:

b) Đèn được mắc song song với phần $R_{1}$ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại của biến trở (16 – $R_{1}$ ).

Vì đèn sáng bình thường nên $U_{d}$ = $U_{R1}$ = 6V.

Điện trở của đèn là:

Hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến trở là:

$U_{C}$ = $U - U_{d}$ = 12 – 6 = 6 (V)

Măt khác:

11.5 (SBT, trang 32) Xét các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn giảm đi 5 lần và tiết diện tăng 2 lần thì điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào?

A. Điện trở của dây dẫn tăng lên 10 lần.

B. Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần.

C. Điện trở của dây dẫn tăng lên 2,5 lần.

D. Điện trở của dây dẫn giảm đi 2,5 lần.

Đáp án:

Chọn D. Điện trở của dây dẫn giảm đi 2,5 lần.

11.6 (SBT, trang 32) Câu phát biểu nào dưới đây về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U giữa hai đầu một đoạn mạch có điện trở R và cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch là không đúng?

A. Hiệu điện thế U bằng tích số giữa cường độ dòng điện I và điện trở R của đoạn mạch.

B. Điện trở R của đoạn mạch không phụ thuộc vào hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

C. Cường độ dòng điện I tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với điện trở R của đoạn mạch.

D. Điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch.

Đáp án:

Chọn D. Điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế u và tỉ lệ nghịch với cuủng độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch.

11.7 (SBT, trang 33)

Hãy ghép mỗi đoạn câu ở phần a, b, c, d với một đoạn câu ở phần 1, 2, 3, 4, 5 để được một câu hoàn chỉnh và có nội dung đúng.

a. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

b. Điện trở của dây dẫn

c. Đối với đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

d. Đối với đoạn mạch song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch rẽ

1. tỉ lệ thuận với các điện trở.

2. tỉ lệ nghịch với các điện trở.

3. tỉ lệ thuận với chiều dài, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào vật liệu làm dây.

4. bằng tích giữa cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và điện trở của đoạn mạch.

5. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó.

Trả lời:

Cách ghép đúng: a – 4; b – 3; c – 1; d – 2.

11.8 (SBT, trang 33) Hai dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, dây thứ nhất có điện trở $R_{1}$ =15Ω, có chiều dài $l_{1}$ =24m và có tiết diện $S_{1}$ =0,2 $mm^{2}$ , dây thứ hai có điện trở $R_{2}$ =10Ω, chiều dài $l_{2}$ =30m. Tính tiết diện $S_{2}$ của dây.

Trả lời:

Tiết diện của mỗi dây dẫn là:

Suy ra:

11.9 (SBT, trang 33) Hai bóng đèn $D_{1}$ và $D_{2}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là $U_{1}$ =1,5V và $U_{2}$ =6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là $R_{1}$ =1,5Ω và $R_{2}$ =8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U=7,5V theo sơ đồ hình 11.2

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

a. Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường?

b. Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,40. $10^{-6}$ Ωm, có độ dài tổng cộng là 19,64m và đường kính tiết diện là 0,5mm. Hỏi giá trị của biến trở tính được ở câu a trên đây chiếm bao nhiêu phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở này?

Trả lời:

a) Khi các đèn $D_{1}$ và $D_{2}$ sáng bình thường thì dòng điện chạy qua các đèn có cường độ tương ứng là:

Vì ( $D_{2}$ // biến trở) nt $D_{1}$ nên dòng điện chạy qua biến trở có cường độ là:

$I_{b}$ = $I_{1}$ – $I_{2}$ = 1 – 0,75 = 0,25 (A)

Điện trở của biến trở khi đó là:

b) Tiết diện của dây nikêlin là:

Điện trở lớn nhất của biến trở là:

Phần điện trở của biến trở có dòng điện chạy qua biến trở chiếm số phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở là:

–

11.10 (SBT, trang 34) Hai bóng đèn $D_{1}$ và $D_{2}$ có cùng hiệu điện thế định mức là $U_{1}$ = $U_{2}$ =6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là $R_{1}$ =12Ω và $R_{2}$ =8Ω. Mắc đèn $D_{1}$ và $D_{2}$ cùng với một biến trở vào hiệu điện thế không đổi U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị $R_{b}$ của biến trở khi hai đèn sáng bình thường.

b. Biến trở này được quấn bằng dây nicrom có điện trở suất là 1,10. $10^{-6}$ Ωm và tiết diện 0,8 $mm^{2}$ . Tính độ dài tổng cộng của dây quấn biến trở này, biết rằng nó có giá trị lớn nhất là $R_{bm}$ =15 $R_{b}$ , trong đó $R_{b}$ là giá trị tính được ở câu a trên đây.

Trả lời:

a) Sơ đồ mạch điện như hình vẽ bên dưới:

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

Vì $R_{1}$ // $R_{2}$ nên:

Vì $R_{2}$ nối tiếp với biến trở nên $U_{b}$ = $U -U_{12}$ = 9 – 6 = 3(V)

Mặt khác:

Biến trở khi đó có giá trị 2,4Ω.

b) Độ dài tổng cộng của dây quấn biến trở là:

11.11 (SBT, trang 34) Ba bóng đèn $D_{1}$ , $D_{2}$ , $D_{3}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là $U_{1}$ =3V, $U_{2}$ = $U_{3}$ =6V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là $R_{1}$ =2Ω, $R_{3}$ =6Ω, $R_{3}$ =12Ω.