Phương pháp giải bài tập Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ môn Vật Lý 11 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO NHIỆT ĐỘ

+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật ôm:

I = U/R

+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:

ρ = ρ₀[1 + α(t - t₀)]

với ρ₀ là điện trở suất của kim loại ở t₀ ^oC.

+ Điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:

R_t = r₀[1 + α(t - t₀)]

với R₀: điện trở ở t₀ ^oC; α (K^-1): hệ số nhiệt của điện trở.

Ví dụ 1: Một dây đồng có điện trở R₁ = 2 Ω ở 20^oC. Sau một thời gian có dòng điện đi qua, nhiệt độ của dây đồng là 74^oC. Tính điện trở R₂ của dây đồng ở 74^oC. Hệ số nhiệt điện trở của đồng α = 0,004 K^-1.

Giải

Điện trở R₂ của dây đồng ở 74^oC:

R₂ = R₁[1 + α(t₂ - t₁)] = 2(1 + 0,004.54) = 2,43Ω

Ví dụ 2: Một thanh than và một thanh sắt có cùng tiết diện thẳng mắ nối tiếp. Tìm tỉ số chiều dài của hai thanh để điện trở của mạch này không phụ thuộc nhiệt độ. Than có ρ₁ = 4.10^-5 Ωm, α₁ = -0,8.10^-3 K^-1; sắt có ρ₂ = 1,2.10^-7 Ωm, α₂ = -0,6.10^-3 K^-1.

Giải

Ở nhiệt độ t, ta có:

R₁ = R₀₁(1 + α₁t); R₂ = R₀₂(1 + α₂t).

R₁ mắc nối tiếp R₂, điện trở tương đương:

R = R₁ + R₂ = (R₀₁ + R₀₂) + (α₁R₀₁ + α₂R₀₂)t .

Muốn R không phụ thuộc nhiệt độ thì:

α₁R₀₁ + α₂R₀₂ = 0

ó α₁ρ₁ .l₁/S₁+ α₂ ρ ₂ .l₂/S₂ = 0

=> l₂/l₁ = - α₁/ α₂ .ρ₁/ ρ ₂ = 400/9

Bài 1: Một bóng đèn 220V – 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 2000^oC. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi trường là 20⁰C và dây tóc đèn làm bằng Vonfram có α = 4,5.10^-3 K^-1.

Đ/S: 48,8 Ω

Bài 2: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ

A. Giảm đi.             

B. Không thay đổi.

C. Tăng lên.             

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.

Bài 3. Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ có biểu thức

A. R = ρl/S             

B. R = R₀(1 + α.t)

C. Q = I²Rt.             

D. ρ = ρ₀(1 + α.t)

Bài 4. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng do:

A. Chuyển động vì nhiệt của các electron tăng lên.

B. Chuyển động định hướng của các electron tăng lên.

C. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên.

D. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng giảm đi.

--------------

Trên đây là trích dẫn toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ môn Vật Lý 11 năm 2020-2021. Để xem các tư liệu hữu ích khác, các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Chúc các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.