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

5 trắc nghiệm 3 bài tập SGK

Qua bài học giúp các em nắm được phương pháp giải Bài tập vận dụng định luật Ômcông thức tính điện trở của dây dẫn

Để chuẩn bị tốt cho phần này, mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn 

Tóm tắt lý thuyết

1. Tóm tắt lý thuyết

a. Biến trở

  • Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
  • Trong đời sống và kỹ thuật người ta thường dùng biến trở có con chạy, biến trở có tay quay và biến trở than (chiết áp).

b. Điện trở dùng trong kỹ thuật

  • Có hai cách ghi trị số các điện trở:
    • Trị số được ghi ngay trên điện trở
    • Trên điện trở có sơn các vòng màu sắc

c. Áp dụng các công thức

  • Định luật Ôm: \(I=\frac{U}{R}\)
  • Công thức tính điện trở: \(R=\frac{U}{I}\)

2. Phương pháp giải

a. Tính điện trở của biến trở

  • Điện trở toàn phần của biến trở

Áp dụng công thức   

 \(R=\rho .\frac{l}{S}\)

Trong đó:

\(\rho\): điện trở suất (\(\Omega m\))

l: là toàn bộ chiều dài của dây làm biến trở. (m)

S: tiết diện dây dẫn (m2)

Bài tập minh họa

Bài 1.

Hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có hiệu điện thế định mức tương ứng là U1=1,5V và U2=6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1=1,5Ω và R2=8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U=7,5V theo sơ đồ hình 11.2
a. Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường?
b. Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,40.10-6Ωm, có độ dài tổng cộng là 19,64m và đường kính tiết diện là 0,5mm. Hỏi giá trị của biến trở tính được ở câu a trên đây chiếm bao nhiêu phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở này?
 

Hướng dẫn giải:

a.
CĐDĐ mạch chính I=I1=\(U_1\over R_1\) =\(1,5\over 1,5\) = 1 A
Điện trở tương đương của đoạn mạch R=\(U\over I\) = \(7,5\over 1\) = 7,5 Ω
Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song gồm R2 mắc song song với biến trở theo công thức:
R=R1+R2b  ⇒ R2b = R-R1 = 7,5 - 1,5 = 6
Điện trở  Rb theo công thức Rb=\(R_2.R{2b} \over R_2 - R{2b}\)= 24 Ω.
b.
Tiết diện của dây S=Л\(d^2 \over 4\) = Л.( \({0,5.10^{-3}} \over2\))2 = 0,169. 10-6 m2
Điện trở lớn nhất của biến trở theo công thức Rbmax  =ρ.\(l \over S\)=  0,40.10-6 . \(19,64\over 0,169. 10-6 \) =  40 Ω
 
Tiếp theo Bạn tính phần trăm theo công thức:\( R_b \over R_{ bmax}\)100%=60%
 
Đáp án:
a. Rb=24Ω
b. 60%

Bài 2.

Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức là UĐ=6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ là IĐ=0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U=12V.
a. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với điện trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?
b. Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 thì phần điện trở R1 của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?
 

Hướng dẫn giải:

a. Điện trở của biến trở khi đó là: Rb = \(U-U_Đ \over I_Đ\) = \(12 - 6 \over 0,75\) = 8Ω 
b. Đèn được mắc song song với phần R1 của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại (16 – R1) của biến trở (hình 11.1).
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là UĐ = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến trở là U – UĐ = 6V.
Từ đó suy ra điện trở của hai đoạn mạch này bằng nhau, tức là:
\(R_ĐR_1 \over R_Đ + R_1\) = 16 – R1, với RĐ = \(6 \over 0,75\) = 8Ω
 
Thay giá trị của RĐ và tính toán, ta được R≈ 11,3 Ω
 

Lời kết

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn cùng  với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được:

  • Phương pháp giải Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn 

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài Kiểm tra Trắc nghiệmBài tập SGK  Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy đặt câu hỏi ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt! Đạt kết quả cao trong kỳ thi tới!

-- Mod Vật Lý 9 HỌC247