Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn - Vật Lí 9
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn
Để xác định điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì thay đổi tiết diện của dây dẫn, chiều dài dây và vật liệu làm dây dẫn phải như nhau (giữ nguyên).
⇒ Kết quả: Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện của mỗi dây.
Chú ý:
+ Tiết diện là hình tròn:
Trong đó:
r là bán kính
d là đường kính
+ Khối lượng của dây dẫn có tiết diện đều m = D. S. (D là khối lượng riêng của vật liệu làm dây dẫn).
2. Liên hệ thực tế
Mỗi đường dây tải trong hệ thống đường dây tải điện 500kV của nước ta gồm bốn dây mắc song song với nhau. Mỗi dây này có tiết diện 373 mm2, do đó có thể coi rằng mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373 mm2.4 = 1492 mm2. Cách mắc dây như vậy làm cho điện trở của đường dây tải nhỏ hơn so với khi dùng một dây.
B. Trắc nghiệm & Tự luận
Câu 1: Hai đoạn dây bằng đồng, cùng chiều dài có tiết diện và điện trở tương ứng là S1, R1 và S2, R2. Hệ thức nào dưới đây là đúng?
A. S1R1 = S2R2
B.
C. R1R2 = S1S2
D. Cả ba hệ thức trên đều sai
Đáp án đúng là: A
Giải thích:
Điện trở tỷ lệ nghịch với tiết diện của dây:
Hệ thức đúng là S1R1 = S2R2
Câu 2: Hai dây dẫn bằng nhôm có chiều dài, tiết diện và điện trở tương ứng là I1, S1, R1 và I2, S2, R2. Biết
A. Chiều dài lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 lần thì điện trở lớn gấp 4.2 = 8 lần. Vậy R1 = 8. R2.
B. Chiều dài lớn gấp 4 lần thì điện trở nhỏ hơn 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 lần thì điện trở lớn gấp 2 lần. Vậy
C. Chiều dài lớn gấp 4 lần thì điện trở lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 lần thì điện trở nhỏ hơn 2 lần. Vậy R1 = 2. R2.
D. Chiều dài lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 lần thì điện trở nhỏ hơn 4.2 = 8 lần. Vậy
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Chiều dài lớn gấp 4 lần thì điện trở lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 lần thì điện trở nhỏ hơn 2 lần => R1 = 2. R2
Câu 3: Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây dẫn, cần phải xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm nào?
A. Các dây dẫn này phải có cùng tiết diện, được làm từ cùng một vật liệu nhưng có chiều dài khác nhau.
B. Các dây dẫn này phải có cùng chiều dài, được làm từ cùng một vật liệu nhưng có tiết diện khác nhau.
C. Các dây dẫn này phải có cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng được làm bằng các vật liệu khác nhau.
D. Các dây dẫn này phải được làm từ cùng một vật liệu nhưng có chiều dài và tiết diện khác nhau.
Đáp án đúng là: B
Giải thích: Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây dẫn, cần phải xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm: Các dây dẫn này phải có cùng chiều dài, được làm từ cùng một vật liệu nhưng có tiết diện khác nhau.
Câu 4: Một dây cáp điện bằng đồng có lõi là 15 sợi dây đồng nhỏ xoắn lại với nhau. Điện trở của mỗi sợi dây đồng nhỏ này là 0,9 Ω. Tính điện trở của dây cáp điện này.
A. 0,6 Ω
B. 6 Ω
C. 0,06 Ω
D. 0,04 Ω
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Do tiết diện dây tăng lên 15 lần nên điện trở giảm 15 lần nghĩa là điện trở của dây cáp điện là:
Câu 5: Một dây dẫn đồng chất có chiều dài
A. 4 Ω
B. 6 Ω
C. 8 Ω
D. 2 Ω
Đáp án đúng là: D
Giải thích:
Do dây dẫn được gập đôi lại nên chiều dài giảm đi 2 lần và tiết diện tăng 2 lần.
Chiều dài giảm 2 lần nên điện trở giảm 2 lần, tiết diện tăng 2 lần nên điện trở giảm 2 lần. Kết quả là giảm 4 lần.
Vì vậy điện trở dây dẫn mới là:
Câu 6: Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài. Dây thứ nhất có tiết diện S1 = 5 mm2 và điện trở R1 = 8,5 Ω. Dây thứ hai có tiết diện S2 = 0,5 mm2. Tính điện trở R2.
A. 8,5 Ω
B. 85 Ω
C. 50 Ω
D. 55 Ω
Đáp án đúng là: B
Giải thích:
Ta có:
Vậy R2 = 10. R1 = 10.8,5 = 85 Ω
Câu 7: Hai dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, có điện trở, chiều dài và tiết diện tương ứng là R1,
A.
B.
C.
D. Đáp án đúng là: C Hệ thức đúng:
Câu 8: Một dây dẫn bằng đồng có điện trở 6,8 với lõi gồm 20 sợi đồng mảnh. Tính điện trở của mỗi sợi dây mảnh này, cho rằng chúng có tiết diện như nhau.
Điện trở của mỗi dây mảnh là: 6,8.20 = 136 Ω
Câu 9: Cuộn dây thứ nhất có điện trở là R1 = 20 Ω, được quấn bằng dây dẫn có chiều dài tổng cộng là:
Cuộn dây thứ nhất:
Cuộn dây thứ hai:
Ta có tỉ lệ:
Vậy chiều dài tổng cộng của dây dẫn dùng để quấn cuộn dây thứ hai là 21,6 m
Câu 10: Người ta dùng dây Nikêlin (một loại hợp kim) làm dây nung chco một bếp điện. Nếu dùng loại dây này với đường kính tiết diện là 0,6mm thì cần dây có chiều dài là 2,88m. Hỏi nếu không thay đổi điện trở của dây nung, nhưng dùng dây loại này với đường kính tiết diện là 0,4mm thì dây phải có chiều dài là bao nhiêu?
Cuộn dây thứ nhất:
Cuộn dây thứ hai:
Chiều dài của sợi dây có đường kính 0,4 mm
Dây dài 2880 mm → tiết diện 0,2826 mm2
Dây dài