Bài 11 Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn A – HỌC THEO SGK Bài 1 Tóm tắt 61,1 10 m ; l = 30m; S = 0,3mm2 = 0,3 10 6m2; U = 220V I = ? Hướng dẫn giải + Điện trở[.]
Trang 1Bài 11 Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn
A – HỌC THEO SGK
Bài 1
Tóm tắt:
6
1,1.10 m
; l = 30m; S = 0,3mm2 = 0,3.10-6m2; U = 220V
I = ?
Hướng dẫn giải
+ Điện trở của dây dẫn được tính theo công thức:
6
6
R 1,1.10 110
S 0,3.10
+ Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:
U 220
R 110
Bài 2
Tóm tắt:
Đèn: R1 = 7,5; Idm = 0,6A
R1 nt Rb; U = 12V
a) Đèn sáng bình thường, Rb = R2 = ?
b) Rbmax = 30; 0,4.106m; S = 1mm2 = 10-6m2
l = ?
Hướng dẫn giải
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp là R = R1 + R2
Muốn cho đèn sáng bình thường thì điện trở R của đoạn mạch nối tiếp phải có giá trị là R =
Đèn sáng bình thường thì: I Đ = I dm = 0,6A
Vì Đ nt R 2 nên: I = I Đ = I 2 = 0,6A
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Trang 21 2
U 12
I 0,6
Suy ra R2 20 7,5 12,5
b) Áp dụng công thức:
6
6
l RS 30.10
S 0, 4.10
Vậy chiều dài dây làm biến trở là 75m
- Cách giải khác cho câu a):
Vì đèn và biến trở ghép nối tiếp nên để đèn sáng bình thường thì:
I b = I Đ = I dm = 0,6A và U Đ = U dm = I dm R 1 = 0,6.7,5 = 4,5 V
Mặt khác U Đ + U b = U = 12 V → U b = 12 – U Đ = 12 – 4,5 = 7,5 V
Giá trị của biến trở khi này là:
b
b
b
U 7,5
I 0,6
Bài 3
Tóm tắt:
R1 // R2; R1 = 600; R2 = 900; UMN = 220V
8
1,7.10 m
; lMA + lNB = 200m; S = 0,2mm2 = 0,2.10-6m2
a) RMN = ?
b) U1 = ? U2 = ?
Hướng dẫn giải
a) Gọi Rd là điện trở của các dây nối MA và NB, R12 là điện trở tương đương của hai bóng đèn thì điện trở của cả đoạn mạch MN là: RMN = R 12 + R d
Trong đó 1 2
12
R R 600.900
R R 600 900
8
S 0, 2.10
Suy ra RMN = R 12 + R d = 377 Ω
b) Hiện điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là:
Trang 3
MN
MN
U U U I R R 360 210 V
- Cách giải khác cho câu b):
Vì dây nối từ M tới A và từ N tới B coi như một điện trở tổng cộng bên ngoài
R d mắc nối tiếp với cụm hai đèn (R 1 // R 2 ) nên ta có hệ thức:
U R 360 360
Mà: U d + U 12 = U MN = 220 V
Suy ra:
17
.U U 220 U 210V U U
Vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn là: U 1 = U 2 = 210 V
B – GIẢI BẢI TẬP
I – BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 11.1 trang 35 VBT Vật Lí 9:
Tóm tắt:
R1 = 7,5; R2 = 4,5
Idm1 = Idm2 = 0,8A
R1 nt R2 nt R3; U = 12V
a) Hai đèn sáng bình thường, R3 = ?
b) 1,10.106m, l = 0,8m; S = ?
Hướng dẫn giải
a) Điện trở tương đương của hai bóng đèn là: Rtđ = R 1 + R 2 = 7,5 + 4,5 = 12 Ω
Muốn cho hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện trong mạch chính phải
có giá trị là I = I 1 = I 2 = I dm1 = I dm2 = 0,8 A Suy ra điện trở toàn mạch có giá trị là:
U 12
I 0,8
Trang 4Từ đó ta có R3 = R = R td = 15 – 2 = 3 Ω
b) Tiết diện của dây điện trở được tính theo công thức:
3
l S R
3
S 1,1.10 0, 29.10 m 0, 29mm
Câu 11.2 trang 35 VBT Vật Lí 9:
Tóm tắt:
Udm1 = U1 = 6V = Udm2
R1 = 8; R2 = 12; U = 9V hai đèn sáng bình thường
a) Vẽ sơ đồ mạch điện? Rb = ?
b) 0,40.106m; l = 2m; Ubmax = 30V; Ib = 2A
d = ?
Hướng dẫn giải
a) Vẽ sơ đồ mạch điện vào hình 11.1
Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
U U 6 6
R R 8 12
Điện trở của biến trở là:
1
b
U U 9 6
I 1, 25
b) Điện trở lớn nhất của biến trở là:
Trang 5b max
b max
b
U 30
Đường kính tiết diện của dây hợp kim là:
6
4
b max
4 l 4.0, 4.10 2
Câu 11.3 trang 36 VBT Vật Lí 9:
Tóm tắt:
Udm1 = U1 = 6V; Udm2 = 3V
R1 = 5; R2 = 3; U = 9V hai đèn sáng bình thường a) Vẽ sơ đồ mạch điện?
b) Rb = ?
c) Rbmax = 25; 1,10.106m; S = 0,2mm2 = 0,2.10-6m2
l = ?
Hướng dẫn giải
a) Vẽ sơ đồ mạch điện vào hình 11.2:
b) Tính điện trở của biến trở:
- Cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ1 là:
1
1
1
U 6
I 1, 2A I
R 5
- Cường độ dòng điện chạy qua biến trở là:
Trang 62
I I – I I = 1,2 – 0,2 A
- Điện trở của biến trở: b
b b
I 0, 2
c) Chiều dài của dây nicrom dùng để quấn biến trở là:
6
b max
6
R S 25.0, 2.10
1,1.10
Câu 11.4 trang 36 VBT Vật Lí 9:
Tóm tắt:
Udm = Ud = 6V; Idm = Id = 0,75A
Rbmax = 16; U = 12V
a) Đ nt Rb, đèn sáng bình thường, Rb = ?
b) Đèn sáng bình thường, R1 = ?
Hướng dẫn giải
a) Điện trở của biến trở khi đó là:
d b
d
U U 12 6
I 0,75
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 R 2 với (R 2 = 16 – R 1 ) của biến trở
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là
U d = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến Hình 11.3 trở là:
U 2 = U – U d = 12 – 6 = 6 V
Điện trở của đèn là: d
d d
I 0,75
Vì cụm đoạn mạch (Đ // R 1 ) nt R 2 nên ta có hệ thức: 1d 1d
R U
Trang 7(R 1d là điện trở tương đương của đoạn mạch (Đ // R 1 ) và U 1d = U 1 = U d = 6 V)
1 d
2 1
1
1
R R
R 8
16 R 8R R 8R 128
R 8
R 128 8 2 11,31