Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn- Vở BT Vật lí lớp 9

Bài 11: Vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

A – ÔN TẬP

Bài 1:

- Công thức tính điện trở của dây dẫn:

- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:

Bài 2:

a. Đoạn mạch nối tiếp có điện trở tương đương là R = R₁ + R₂

Để đèn sáng bình thường thì giá trị của điện trở R của đoạn mạch nối tiếp là: R = U/I = 12V/0,6A = 20 Ω

=> R₂ = R – R₁ = 20 – 7,5 = 12,5Ω

b. Áp dụng công thức:

Vậy dây làm biến trở có chiều dài là 75m

Tham khảo cách giải khác của câu a: Vì đèn ghép nói tiếp với biến trở nên để đèn sáng bình thường thì I_b = I_Đ = I_Đđm = 0,6A và U_Đ = U_Đđm = I_Đđm. R₁ = 0,6.7,5 = 4,5V

Ta lại có U_Đ + U_b = U = 12 V → U_b = 12 – U_Đ = 12 – 4,5 = 7,5V

Lúc này biến trở có giá trị là:

Bài 3:

a. Gọi điện trở của các dây nối MA và NB là R_d , điện trở tương đương của hai bóng đèn là R₁₂ thì đoạn mạch MN có điện trở là R_MN = R₁₂ + R_d

Trong đó

=> R_MN = R₁₂ + R_d = 377Ω

b) Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mỗi đèn là:

Tham khảo cách làm 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 (R₁ // R₂) nên ta có:

Mà U_d + U₁₂ = U_MN = 220 V

=> (17/360).U₁₂ + U₁₂ = 220 V → U₁₂ = 210V

Vậy mỗi đèn có hiệu điện thế là U_Đ1 = U_Đ2 = 210V

B – LÀM BÀI TẬP

I – Bài tập sách bài tập

Câu 11.1 trang 35 Vở BT Vật Lí 9:

a. Hai bóng đèn có điện trở tương đương là R_tđ = R₁ + R₂ = 11,9Ω

Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện trong mạch chính phải có giá trị là I = I₁ = I₂ = I_đm1 = I_đm2 = 0,8A.

Vậy giá trị của điện trở toàn mạch là

b. Công thức tính tiết diện của dây điện trở: S = ρ. (l/R₃)

Suy ra

Câu 11.2 trang 35 Vở BT Vật Lí 9:

a. Vẽ sơ đồ mạch điện vào hình 11.1

- Cường độ dòng điện qua mạch chính là:

- Biến trở của điện trở là:

b. Biến trở có điện trở lớn nhất là:

- Dây hợp kim có đường kính tiết diện là:

Câu 11.3 trang 36 Vở BT Vật Lí 9:

a. Vẽ sơ đồ mạch điện vào hình 11.2:

b. Tính điện trở của biến trở:

- Đèn Đ₁ có cường độ dòng điện là:

I₁ = U₁/ R₁ = 6: 5 = 1,2 A

- Biến trở có cường độ dòng điện là:

I_b = I₁ – I₂ = 0,2 A

- Biến trở có điện trở là: R_b = U_b/I_b = 3/0,2 = 15Ω

c. Dây nicrom dùng để quấn biến trở có chiều dài là:

Câu 11.4 trang 36 Vở BT Vật Lí 9:

a. Khi đó biến trở có điện trở là:

b. Đèn và phần R₁ của biến trở được mắc song song với nhau và đoạn mạch song song này mắc nối tiếp với phần còn lại R₂(R₂ = 16 – R₁) của biến trở.

Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là U_Đ = 6V, suy ra hiệu điện thế ở hai đầu còn lại của biến trở là:

U₂ = U – U_Đ = 12 – 6 = 6V.

Đèn có điện trở là: R_Đ = U_Đ/I_Đ = 6/0,75 = 8 Ω

Vì cụm đoạn mạch (đèn // R₁) và R2 mắc nối tiếp với nhau nên ta có công thức: R_1Đ/R₂ = U_1Đ/U₂

(R_1Đ là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // R₁ và U_1Đ = U₁ = U_Đ = 6V)

Bài 15: Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện

1. Trả lời câu hỏi

a. Hệ thức nào là liên hệ giữa công suất P của một dụng cụ điện hoặc một đoạn mạch liên hệ với hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I?

Hiệu điện thế và cường độ dòng điện liên hệ với nhau bằng công thức: P = U. I

b. Dùng dụng cụ gì để đo hiệu điện thế? Dụng cụ này được mắc như thế nào vào đoạn mạch cần đo?

- Hiệu điện thế được đo bằng Vôn kế.

- Cách mắc Vôn kế trong mạch: Vôn kế được mắc song song với đoạn mạch cần đo hiệu điện thế, sao cho chốt (+) của vôn kế được mắc về phía cực (+) của nguồn điện, chốt (-) của vôn kế được mắc về phía cực (-) của nguồn điện.

c. Dùng dụng cụ gì để đo cường độ dòng điện? Dụng cụ này được mắc như thế nào vào đoạn mạch cần đo?

- Cường độ dòng điện được đo bằng Ampe kế.

- Cách mắc Ampe kế trong mạch: Ampe kế được mắc nối tiếp với đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện chạy qua nó, sao cho chốt (+) của ampe kế được mắc về phía cực (+) của nguồn điện, chốt (-) của ampe kế được mắc về phía cực (-) của nguồn điện.

2. Xác định công suất của bóng đèn pin

Bảng 1:

a. Tính rồi điền vào bảng những giá trị công suất của bóng đèn trong mỗi lần đo.

b. Nhận xét: Khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn tăng thì công suất của bóng đèn tăng. Ngược lại, khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn giảm thì công suất của bóng đèn giảm.

3. Xác định công suất của quạt điện

Bảng 2:

a. Tính và điền vào bảng 2 giá trị công suất của quạt điện tương ứng trong mỗi lần đo.

b. Công suất trung bình của quạt điện có giá trị là:

Bài trước: Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật - Giải Vở BT Vật lí lớp 9 Bài tiếp: Bài 12: Công suất điện - Giải BT Vật lí lớp 9