Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn - Vở BT Vật lí lớp 9

A – ÔN TẬP

I - Sự phụ thuộc vật liệu làm dây dẫn tới điện trở

C1: Ta cần làm thí nghiệm để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu của dây dẫn với những dây dẫn có đặc điểm: cùng chiều dài và tiết diện nhưng được làm từ những vật liệu khác nhau.

- Kết luận: Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.

II - Điện trở suất. Công thức tính điện trở

1. Điện trở suất

Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm từ vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện là 1m².

Kí hiệu của điện trở suất là ρ

Đơn vị: Ω m.

C2: Điện trở một dây dẫn hình trụ làm từ constantan có nghĩa là một dây dẫn hình dài 1m và tiết diện là 1 mm² là

Đổi: 1 mm² = 10^-6 m²

- Điện trở của dây constantan có tiết diện S = 1m² ,chiều dài l = 1 m là: R₁ = 0,5.10^-6 Ω

- Điện trở của dây constantan có tiết diện S = 1 mm², chiều dài l = 1 m là:

R = 10⁶.R₁ = 0,5 Ω.

2. Công thức tính điện trở

C3. Xây dựng công thức tính điện trở R của một đoạn dây dẫn có chiều dài l, tiết diện S và vật liệu có điện trở suất ρ theo các bước như ở bảng 2:

3. Kết luận

Công thức tính điện trở R của một dây dẫn: R = ρ. (l/S)

Trong đó:

ρ: điện trở suất (Ω. m)

l: chiều dài dây dẫn (m)

S: tiết diện của dây (mm²)

III - Vận dụng

C4: Dây đồng có diện tích tiết diện là:

Điện trở suất của đồng: ρ = 1,7.10^-8 Ω m

Dây đồng có điện trở là:

C5:

Sợi dây nhôm dài 2m tiết diện 1mm² có điện trở là:

Sợi dây nikenlin dài 8m, tiết diện tròn đường kính 0,4mm có điện trở là:

Dây đồng dài 400m, tiết diện 2mm² có điện trở là:

C6:

Công thức tính chiều dài của dây tóc bóng đèn:

B – LÀM BÀI TẬP

I – Bài tập sách bài tập

Câu 9.1 trang 29 Vở BT Vật Lí 9: Đáp án C: Bạc

Câu 9.2 trang 29 Vở BT Vật Lí 9: Đáp án B: Sắt

Câu 9.3 trang 29 Vở BT Vật Lí 9: Đáp án D: R₃ > R₂ > R₁

Câu 9.4 trang 29 Vở BT Vật Lí 9:

Công thức tính điện trở của sợi dây đồng là: R = ρ. (l/S)

Suy ra:

Câu 9.5 trang 29 Vở BT Vật Lí 9:

Dây dẫn có thể tích tổng cộng là:

a. Dây dẫn có chiều dài là: l = V/S ≈ 56,18 m

b. Cuộn dây dẫn có điện trở là:

II - Bài tập nâng cao

Câu 9a trang 29 Vở BT Vật Lí 9: Đoạn dây điện trở AB làm từ constantan mắc nối tiếp với một đoạn dây điện trở BC làm từ nicrom có tiết diện và chiều dài như nhau (hình 9.1). Đặt một hiệu thế 6V vào hai đầu AC của đoạn mạch. Hãy so sánh:

a. Cường độ dòng điện qua AB và BC

b. Hiệu điện thế giữa 2 đầu dây AB và 2 đầu dây BC

Tóm tắt đề bài:

Dây dây BC làm từ nicrom nói tiếp với dây AB làm từ constantan;

S₁ = S₂; l₁ = l₂; U_AC = 6 V

a. So sánh I_AB, I_BC?

b. So sánh U_AB, U_BC?

Lời giải:

a. Vì điện trở AB và điện trở BC nối tiếp với nhau nên I_AB = I_BC

b) Vì ρ_AB < ρ_BC mà có chiều dài và tiết diện như nhau nên R_AB < R_BC

Mặt khác, U_AB/U_BC = R_AB/R_BC mà R_AB < R_BC nên U_AB < U_BC

Câu 9b trang 30 Vở BT Vật Lí 9: Dây điện trở làm từ constantan có chiều dài 1m, tiết diện 1mm². Để thay dây điện trở này bằng dây điện trở làm từ nikenlin nhưng cường độ dòng điện trong mạch điện không thay đổi thì cần chọn dây nikenlin có chiều dài 1m và tiết diện bao nhiêu?

Tóm tắt đề bài

Dây constantan: l₁ = 1m; S₁ = 1 mm²;

Dây nikelin: l₂ = 1m; S₂;

I₁ = I₂; S₂ =?

Đáp án:

Vì I₁ = I₂ nên R₁ = R₂