Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn - Vở BT Vật lí lớp 9

A – ÔN TẬP

I - Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

C1:

+ Trong sơ đồ hình 8.1b sgk, điện trở tương đương của 2 dây dẫn là:

+ Trong sơ đồ hình 8.1c sgk, điện trở tương đương của 3 dây dẫn là:

R₃ = R₁/3 = R/3

C2:

+ Dự đoán sự liên hệ giữa điện trở của các dây dẫn có chiều dài giống nhau và có tiết diện bằng 2S, 3S so với tiết diện của chúng:

+ Điện trở của dây giảm hai hoặc ba lần khi tiết diện tăng gấp hai hoặc ba lần:

R₂ = R/2 và R₃ = R/3

+ Các dây dẫn làm từ cùng một loại vật liệu và có chiều dài như nhau, nếu tiết diện của dây tăng bao nhiêu lẩn thì điện trở của nó giảm đi bấy nhiêu lần.

+ Như vậy trong trường hợp hai dây dẫn có chiều dài và vật liệu làm dây dẫn giống nhau thì giữa tiết diện S₁, S₂ và điện trở tương ứng R₁, R₂ của chúng có mối liên hệ là:

R₁/R₂ = S₂/S₁

II - Thí nghiệm kiểm tra

Làm thí nghiệm theo sơ đồ 8.3SGK và ghi kết quả vào bảng 1

Nhận xét: kết quả thí nghiệm là R₁/R₂ = S₂/S₁, dự đoán về mối quan hệ trên là chính xác.

Kết luận: Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây

III - Vận dụng

C3: So sánh: Điện trở của dây dẫn thứ nhất lớn gấp 3 lần điện trở của dây thứ hai.

C4. Tính điện trở của dây thứ hai:

C5:

Chiều dài dây thứ hai là l₂ = l₁/2 nên có điện trở R₂ = R₁/2 và có tiết diện S₂ = 5S₁ nên điện trở R₂ = R₁/5

Vậy điện trở R₂ so với điện trở R₁ là: R₂ = R₁/10 = 50Ω

C6:

1 dây sắt có l₂ = 50m = l₁/4, điện trở R = R₁ = 120Ω phải có tiết diện là S = S₁/4 = 0,05 mm²

Vậy tiết diện của dây sắt có l₂ = 50 m, điện trở R₂ = 45Ω là: S₂ = (R/R₂). S = (120/45).0,05 = 0,133 mm²

B – LÀM BÀI TẬP

I – Bài tập sách bài tập

Câu 8.1 trang 26 Vở BT Vật Lí 9:

Đáp án A: S₁R₁ = S₂R₂

Câu 8.2 trang 26 Vở BT Vật Lí 9:

Đáp án C: Chiều dài lớn gấp 4 thì điện trở lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở nhỏ hơn 2 lần, vậy R₁= 2R₂.

Câu 8.3 trang 26 Vở BT Vật Lí 9:

Tính điện trở R₂:

Ta có: S₁ = 5mm²; S₂ = 0,5 mm² suy ra s₂ = S₁/10

Vì hai dây dẫn bằng đồng có chiều dài như nhau nên:

Câu 8.4 trang 26 Vở BT Vật Lí 9:

Tính điện trở của mỗi sợi dây mảnh:

Coi dây dẫn này gồm 20 dây dẫn mảnh giống nhau, cùng chiều dài, có tiết diện bằng 1/20 tiết diện của dây dẫn đầu và mắc song song với nhau. Vì vậy, mỗi dây dẫn mảnh sẽ có điện trở bằng nhau và bằng:

R_{dây mãnh} = 20. R = 20.6,8 = 136Ω

(vì điện trở của dây dẫn cùng loại, cùng chiều dài sẽ tỷ lệ nghịch với tiết diện)

Câu 8.5 trang 26 VBT Vật Lí 9:

Chiều dài của dây nhôm có tiết diện là S₁ = 1 mm² và có điện trở R₂ = 16,8Ω là:

Vậy chiêu dài của dây nhôm có tiết diện S₂ = 2 mm² = 2S₁ và có điện trở R₂ = 16,8 Ω là: l₂ = 2l = 6l₁ = 1200 m

II - Bài tập nâng cao

Câu 8a trang 26 Vở BT Vật Lí 9:

Một nhóm học sinh làm thí nghiệm mắc hai đầu dây điện trở vào một hiệu điện thế không đổi, các bạn đo được cường độ dòng điện qua điện trở là 0,5A. Hỏi nếu gập đôi dây điện trở lại rồi cũng mắc vào hiệu điện thế trên thì cường độ dòng điện chạy qua sợi dây đó là bao nhiêu?

Tóm tắt đề bài:

I₁ = 0,5A; l₁ = 2l₂; S₂ = 2S₁; I₂ =?

Đáp án:

Ta có:

Câu 8b trang 27 Vở BT Vật Lí 9:

Cắt 1 điện trở dài 1m thành 3 đoạn như nhau. Chập 2 đoạn thành một điện trở AB rồi mắc nối tiếp với đoạn CD còn lại vào hiệu điện thế không đổi 6V (hình 8.1). Hỏi Vôn kế ở 2 đầu AB lúc này chỉ bao nhiêu?

Đáp án: