Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 9: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Sách Giáo Khoa Vật Lý 9
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 9
• Giải Vở Bài Tập Vật Lí Lớp 9
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 9
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 9

Giải Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lý 9): Một dây dẫn bằng nicrom dài 30m, tiết diện 0,3mm2 được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này.

Tóm tắt:

Dây nicrom có ρ = 1,1.10-6Ω.m; l = 30m; S = 0,3mm2 = 0,3.10-6m2; U = 220V;

I = ?

Lời giải:

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lý 9): Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R1 = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V như sơ đồ hình 11.1

a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?

b)Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm2. Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.

Tóm tắt:

RĐ = R1 = 7,5Ω và IĐ đm = I = 0,6A; đèn nối tiếp biến trở; U = 12V

a) Để đèn sáng bình thường, Rb = R2 = ?

b) Rb max = 30Ω, dây nikelin ρ = 0,4.10-6Ω.m, S = 1mm2 = 1.10-6m2, l = ?

Lời giải:

a) Cách giải 1: Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là:

Theo sơ đồ hình 11.1 thì Rtđ = R1 + R2

Từ đó tính được R2 = Rtđ – R1 = 20 – 7,5 = 12,5Ω

Cách giải 2

Vì đèn và biến trở ghép nối tiếp nên để đèn sáng bình thường thì Ib = IĐ = IĐ đm = 0,6A và UĐ = UĐ đm = IĐ đm . R1 = 0,6.7,5 = 4,5V

Mặt khác UĐ + Ub = U = 12V → Ub = 12 – UĐ = 12 – 4,5 = 7,5V

Giá trị của biến trở khi này là:

b) Từ công thức suy ra

Bài 3 (trang 33 SGK Vật Lý 9): Một bóng đèn có điện trở R1 = 600Ω được mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R2 = 900Ω vào hiệu điện thế UMN = 220V như sơ đồ hình 11.2. Dây nối từ M tới A và từ N tới B là dây đồng, có chiều dài tổng cộng là l = 200m và có tiết diện S = 0,2mm2 . Bỏ qua điện trở của dây nối từ hai bóng đèn tới A và B.

a) Tính điện trở của đoạn mạch MN.

b) Tính hiệu điện thế dặt vào hai đầu của mỗi đèn.

Tóm tắt:

Đèn 1: R1 = 600Ω; Đèn 2: R2 = 900Ω; UMN = 220V; dây đồng ρ = 1,7.10-8Ω.m và lMA + lNB = l = 200m; S = 0,2mm2 = 0,2.10-6m2

a) RMN = ?

b) UĐ1 = ?; UĐ2 = ?

Lời giải:

a) Điện trở của dây nối từ M tới A và từ N tới B là

Điện trở tương đương của R1 và R2 mắc song song là:

Điện trở của đoạn mạch MN là RMN = Rdây nối + R12 = 17 + 360 = 377Ω

b) Cách 1: Cường độ dòng điện mạch chính khi đó là:

Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là

U = Imạch chính.R12 = 0,583.360 = 210V

Cách 2: Vì dây nối từ M tới A và từ N tới B coi như một điện trở tổng cộng bên ngoài Rd mắc nối tiếp với cụm hai đèn (R1//R2) nên ta có hệ thức:

(U12 là hiệu điện thế hai đầu mỗi đèn: U12 = UĐ1 = UĐ2)

Mà Ud + U12 = UMN = 220V

Vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn là UĐ1 = UĐ2 = 210V