Giải bài tập vật lý lớp 9 bài 5
|
Page 2
Page 3
Bài 5.9 trang 14 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Trong mạch điện có sơ đồ như hình 5.5, hiệu điện thế U và điện trở R1 được giữ không đổi. Hỏi khi giảm dần điện trở R2 thì cường độ I của mạch điện chính sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng. B. Không thay đổi. C. Giảm. D. Lúc đầu tăng, sau đó giảm. Trả lời: Chọn A. Tăng. Bài 5.10 trang 14 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Ba điện trở R1=5Ω, R2=10Ω và R3=30Ω được mắc song song với nhau. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song này là bao nhiêu? A. 0,33Ω B. 3Ω C. 33,3Ω D. 45Ω Trả lời: Chọn B. 3Ω Bài 5.11 trang 15 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.6, trong đó điện trở R1=6Ω ;dòng điện mạch chính có cường độ I=1,2A và dòng điện đi qua điện trở R2 có cường độ I2=0,4A.
a. Tính R2. b. Tính hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch. c. Mắc một điện trở R3 vào mạch điện trên , song song với R1 và R2 thì dòng điện trong mạch chính có cường độ là 1,5A. Tính R3 và điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch này khi đó. Trả lời: a) \({I_1} = I - {I_2} = 1,2 - 0,4 = 0,8{\rm{A}}\) \({U_1} = {I_1} \times {R_1} = 0,8 \times 6 = 4,8V \Rightarrow U = {U_1} = {U_2} = 4,8V\) (Vì R1 // R2) \({R_2} = tbl_{U_2 \over tbl_I_2} = 12\Omega\) b) \({1 \over tbl_R_{12}} = {1 \over tbl_R_1} + {1 \over tbl_R_2} = {1 \over 6} + {1 \over {12}} \Rightarrow R = 4\Omega \) \( \Rightarrow U = I \times {R_{12}} = 1,2 \times 4 = 4,8V\) c) \(R = {U \over I} = 3,2\Omega \) \({1 \over tbl_R_{t{\rm{d}}}} = {1 \over tbl_R_3} + {1 \over tbl_R_{12}} \Rightarrow {1 \over tbl_R_3} = {1 \over tbl_R_{t{\rm{d}}}} - {1 \over tbl_R_{12}} = {1 \over {3,2}} - {1 \over 4} \Rightarrow {R_3} = 16\Omega \) Giaibaitap.me Page 4
Bài 5.12 trang 15 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Cho một ampe kế, một hiệu điện thế U không đổi, các dây dẫn nối, một điện trở R đã biết giá trị và một điện trở Rx chưa biết giá trị. Hãy nêu một phương án giúp xác định giá trị của Rx (Vẽ hình và giải thích cách làm) Trả lời: Hình vẽ: Các em vẽ ampe kế, điện trở R và biến trở Rx nối tiếp nhau như hình dưới đây  - Cách làm: Dùng ampe kế đo cường độ dòng điện qua mạch, ta sẽ có cường độ dòng điện qua R và Rx. Áp dụng công thức tính \(R = {U \over I}\) ta tính được Rtđ và Rx = Rtđ - R. Bài 5.13 trang 15 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Cho một hiệu điện thế U = 1,8V và hai điện trở R1,R2. Nếu mắc nối tiếp hai điện trở này vào hiệu điện thế U thì dòng điện đi qua chúng có cường độ I1=0,2A; nếu mắc song song hai điện trở này vào hiệu điện thế U thì dòng điện mạch chính có cường độ I2=0,9A. Tính R1,R2? Trả lời: +) R1 nối tiếp R2: \(R = {R_1} + {R_2} = {U \over tbl_I_1} = tbl_1,8} \over {0,2 = 9\Omega \) (1) +) R1 mắc song song R2: \(R = tbl_{R_1}{R_2 \over tbl_R_1} + {R_2} = {U \over tbl_I_2} = tbl_1,8} \over {0,9 = 2\Omega \) (2) Từ (1) và (2) \( \Rightarrow {R_1} \times {R_2} = 18 \Rightarrow {R_1} = tbl_18} \over {{R_2}\) (3) Thay (3) vào (1), ta được: \(R_2^2 - 9tbl_\rm{R_2} + 18 = 0\) Giải phương trình ta có : R1 = 3Ω ; R2 = 6Ω hay R1 = 6Ω ; R2 = 3Ω Bài 5.14 trang 15 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Một đoạn mạch gồm 3 điện trở R1=9Ω, R2=18Ω và R3=24Ω được mắc vào hiệu điện thế U=3,6V như sơ đồ trên hình 5.7.
a. Tính điện trở tương đương c ủa đoạn mạch. b. Tính số chỉ I của ampe kế A và số chỉ I12 của ampe kế A1. Trả lời: a) Điện trở tương đương của đoạn mạch: \({1 \over tbl_R_{t{\rm{d}}}} = {1 \over tbl_R_1} + {1 \over tbl_R_2} + {1 \over tbl_R_3} \Rightarrow {1 \over tbl_R_3} = {1 \over 9} + {1 \over {18}} + {1 \over {24}} \Rightarrow {R_tbl_\rm{td}} = 4,8\Omega \)
a) Số chỉ của ampe kế: \(I = {U \over tbl_R_{t{\rm{d}}}} = tbl_3,6} \over {4,8 = 0,75{\rm{A}}\) \({1 \over tbl_R_{12}} = {1 \over tbl_R_1} + {1 \over tbl_R_2} = {1 \over 9} + {1 \over {18}} \Rightarrow {R_{12}} = 6\Omega \) \({I_{12}} = {U \over tbl_R_{12}} = {{3,6} \over 6} = 0,6\Omega \) Giaibaitap.me Page 5
Bài 6.1 trang 16 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Hai điện trở R1=R2=20Ω được mắc vào hai điểm A, B. a. Tính điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch AB khi R1 mắc nối tiếp với R2. Rtđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần? b. Nếu mắc R1 song song với R2 thì điện trở tương đương R’tđ của đoạn mạch khi đó là bao nhiêu? R’tđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần? c. Tính tỉ số \(tbl_{R_{tđ} \over {R{'_{tđ}}}}{\rm{ }}\) Trả lời: a) Rtđ của đoạn mạch AB là: Rtđ = R1 + R2 = 20 + 20 = 40Ω Vậy Rtđ lớn hơn mỗi điện trở thành phần b) Khi R1 mắc song song với R2 thì: \(R_{t{\rm{đ}}}^' = tbl_{R_1}{R_2 \over tbl_R_1} + {R_2} = tbl_20 \times 20} \over {20 + 20 = 10\Omega \) Vậy R’tđ nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần. c) Tỉ số giữa Rtđ và R’tđ là: \(tbl_{R_{td} \over {R{'_{td}}}}{\rm{ = }}tbl_40} \over {10 = 4 \) Bài 6.2 trang 16 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Hai điện trở R1 và R2 được mắc theo hai cách vào hai điểm M, N trong sơ đồ hình 6.1, trong đó hiệu điện thế U=6V. Trong cách mắc thứ nhất, ampe kế chỉ 0,4A. Trong cách mắc thứ hai, ampe kế chỉ 1,8A.
a. Đó là hai cách mắc nào? Vẽ sơ đồ từng cách mắc. b. Tính điện trở R1 và R2. Trả lời:
a. Có hai cách mắc + Cách 1: R1 nối tiếp R2 + Cách 2: R1 song song R2
Ta có: - I1 = 0,4 A khi R1 nối tiếp R2 nên: \({R_1} + {R_2} = {U \over {{I_1}}} = {6 \over {0,4}} = 15\Omega\) (1) - I2 = 1,8 A khi R1 song song R2 nên: \({{{R_1}{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}} = {U \over {{I_2}}} = {6 \over {1,8}} = {{60} \over {18}}\Omega\) (2)
Kết hợp (1) và (2) ta có R1R2 = 50 (3) Từ (1) và (3) giải ra ta có R1 = 5 Ω; R2 = 10 Ω (hoặc R1 = 10 Ω; R2 = 5 Ω). Bài 6.3 trang 16 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Hai bóng đèn giống nhau sáng bình thường khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là 6V và dòng điện chạy qua mỗi đèn khi có cường độ là 0,5A (cường độ dòng điện định mức). Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 6V. Tính cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó. Hai đèn có sáng bình thường không? Vì sao? Trả lời: Điện trở của đèn là: \(R = {U \over I} = {6 \over {0,5}} = 12\Omega \) Khi hai đèn mắc nối tiếp thì \({R_{t{\rm{d}}}} = {R_1} + {R_2} = 12 + 12 = 24\Omega \) Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: \({I_1} = {I_2} = {U \over tbl_R_{t{\rm{d}}}} = {6 \over {24}} = 0,25{\rm{A}}\)
Hai đèn sáng yếu hơn mức bình thường vì cường độ dòng điện chạy qua đèn nhỏ hơn giá trị định mức. Bài 6.4 trang 16 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức 110V; cường độ dòng điện định mức của đèn thứ nhất là 0,91A, của đèn thứ hai là 0,36A. Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao? Trả lời: Cường độ dòng điện thực tế chạy qua hai bóng đèn là I1 = I2 = 0,52A. So sánh với cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn ta thấy đèn 1 có thể không sáng lên được, còn đèn 2 thì có thể sẽ cháy nên không mắc nối tiếp hai bóng đèn này được. Giaibaitap.me Page 6
Page 7
Bài 6.9 trang 17 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Điện trở R1=6Ω; R2=9Ω; R3=15Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là I1=5A, I2=2A, I3=3A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất bao nhiêu vào ha đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau? A. 45V B. 60V C. 93V D.150V. Trả lời: Chọn đáp án B. 60V + Do ba điện trở này mắc nối tiếp nên ta có I=I1=I2=I3=2A(lấy giá trị nhỏ nhất, nếu lấy giá trị khác lớn hơn thì điện trở bị hỏng). Sau đó bạn tính hiệu điện thế toàn mạch U theo định luật Ôm. U=IR=I(R1+R2+R3)=60V Bài 6.10 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I=0,12A. a.Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này. b. Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào hiệu điện thế thì dòng điện chạy qua điện trở R1 có cường độ I1 gấp 1,5 lần cường độ I2 của dòng điện chạy qua điện trở R2. Hãy tính điện trở R1và R2. Trả lời: a. Điện trở tương đương của đoạn mạch: \(R = {U \over I} = {{1,2} \over {0,12}} = 10\Omega\) b) Vì R1 // R2 nên \({U_1} = {U_2} \Leftrightarrow {I_1}{R_1} = {I_2}{R_2} \Leftrightarrow 1,5{I_2}{R_1} = {I_2}{R_2}\) \(\Leftrightarrow 1,5{{\rm{R}}_1} = {R_2}\) (1) Mặt khác: R = R1+R2=10Ω (2) Giải (1) và (2), ta được: R1=4Ω và R2=6Ω Bài 6.11 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Cho ba điện trở là R1=6Ω; R2=12Ω; R3=18Ω. Dùng ba điện trở để mắc thành đoạn mạch song song có hai mạch rẽ, trong đó một mạch rẽ gồm hai điện trở mắc nối tiếp. a. Vẽ sơ đồ của đoạn mạch theo yêu cầu đã nêu trên. b. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch này. Trả lời: a) Vẽ sơ đồ b) Điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch:
(R1 nt R2) // R3 \({R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 6 + 12 = 18\Omega \) \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {1 \over {{R_{12}}}} + {1 \over {{R_3}}} = {1 \over {18}} + {1 \over {18}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = 9\Omega\) +) (R3 nt R2) // R1 \({R_{23}} = {R_2} + {R_3} = 12 + 13 = 30\Omega \) \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {1 \over {{R_{23}}}} + {1 \over {{R_1}}} = {1 \over {30}} + {1 \over 6} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = 5\Omega\) (R1 nt R3) // R2 \({R_{13}} = {R_1} + {R_3} = 6 + 18 = 24\Omega \) \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {1 \over {{R_{13}}}} + {1 \over {{R_2}}} = {1 \over {24}} + {1 \over {12}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = 8\Omega \) Giaibaitap.me Page 8
Bài 6.12 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lí 9 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.5, trong đó có các điện trở R1=9Ω; R2=15Ω; R3=10Ω; dòng điện đi qua R3 có cường độ là I3=0,3A.
a. Tính các cường độ dòng điện I1, I2 tương ứng đi qua các điện trở R1 và R2. b. Tính hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch AB. Trả lời:
a) Điện trở tương đương của R2 và R3: \({1 \over {{R_{{\rm{23}}}}}} = {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_3}}} = {1 \over {15}} + {1 \over {10}} \Rightarrow {R_{23}} = 6\Omega \) Hiệu điện thế giữa hai đầu R3 : U3 = I3.R3 = 0,3.10 = 3V => U23 = U2 = U3 = 3V (vì R2 // R3) Cường độ dòng điện qua R2: \({I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = {3 \over {15}} = 0,2{\rm{A}}\) Cường độ dòng điện qua R1: I = I1 = I2 + I3 = 0,3 + 0,2 = 0,5A b) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB là: UAB = I.R = I(R23 +R1) = 0,5(6+9) = 7,5V Bài 6.13 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hãy chứng minh rằng điện trở tương đương Rtđ của một đoạn mạch song song, chẳng hạn gồm 3 điện trở R1, R2, R3 mắc song song với nhau thì nhỏ hơn một điện trở thành phần. (Rtđ Trả lời: Ta có: \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {1 \over {{R_1}}} + {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_3}}}({R_1},{R_2},{R_3} \ne 0)\) Mà: \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} > {1 \over {{R_1}}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} < {R_1}\) \({1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} > {1 \over {{R_2}}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} < {R_2};{1 \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} > {1 \over {{R_3}}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} < {R_3}\) Bài 6.14 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.6, trong đó các điện trở R1=14Ω; R2=8Ω; R3=24Ω; dòng điện đi qua R1 có cường độ là I1=0,4A
a. Tính cường độ dòng điện I2, I3 tương ứng đi qua các điện trở R2 và R3. b. Tính các hiệu điện thế UAC; UCB và UAB. Trả lời:
a) \({1 \over {{R_{23}}}} = {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_3}}} = {1 \over {18}} + {1 \over {24}} \Rightarrow {R_{23}} = 6\Omega \) Rtđ = R1 + R23 = 14 + 6 = 20Ω Do R1 nt R23 nên I1 = I23 = 0,4A U23 = I23 .R23 = 0,4.6 = 2,4V⇒ U23 = U2 = U3 = 2,4 V (R2 // R3) \({I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = {{2,4} \over 8} = 0,3{\rm{A}};{I_3} = {{{U_3}} \over {{R_3}}} = {{2,4} \over {24}} = 0,1{\rm{A}}\) b) UAB = I.R = 0,4.20 = 8V UAC = I1.R1 = 0,4.14 = 5,6V UCB = I23.R23 = 0,4.6 = 2,4V Giaibaitap.me Page 9
Page 10
Bài 7.5 trang 19 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào yếu tố nào dưới đây? A. Vật liệu làm dây dẫn. B. Khối lượng của dây dẫn. C. Chiều dài của dây dẫn. D. Tiết diện của dây dẫn. Trả lời: Chọn B. Khối lượng của dây dẫn. Bài 7.6 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài 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. Trả lời: Chọn A. Các dây dẫn này phải có cùng tiết diện, được làm từ cùng một vật liệu, nhưng có chiều dài khác nhau. Bài 7.7 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Dây tóc của một bóng đèn khi chưa mắc vào mạch có điện trở là 24Ω. Mỗi đoạn dài 1cm của dây tóc này có điện trở là 1,5Ω. Tính chiều dài của toàn bộ sợi dây tóc của bóng đèn đó. Trả lời: Cứ 1 cm dây tóc có điện trở là 1,5Ω x cm dây tóc có điện trở là 24Ω \(\Rightarrow x = {{24 \times 1} \over {1,5}} = 16cm\) Bài 7.8 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Đường dây dẫn của một mạng điện trong gia đình nếu nối dài liên tiếp với nhau sẽ có chiều dài tổng cộng là 500m và điện trở của mỗi đoạn có chiều dài 1m của đường dây này có điện trở trung bình là 0,02Ω. Tính điện trở tổng cộng của toàn bộ đường dây dẫn nối dài liên tiếp này. Trả lời: Cứ 1 m dây có điện trở trung bình là 0,02Ω 500 m dây có điện trở trung bình là xΩ \(\Rightarrow x = {{0,02 \times 500} \over 1} = 10\Omega \) Giaibaitap.me Page 11
Bài 7.9 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Đoạn dây dẫn nối từ cột điện vào một gia đình có chiều dài tổng cộng là 50m và có điện trở tổng cộng là 0,5Ω. Hỏi mỗi đoạn dài 1m của dây này có điện trở là bao nhiêu? Trả lời: Cứ 50 m dây dẫn có điện trở là 0,5Ω 1m dây dẫn có điện trở là xΩ \(\Rightarrow x = {{0,5 \times 1} \over {50}} = 0,01\Omega \) Bài 7.10 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Người ta muốn quấn một cuộn dây dẫn điện trở quay một lõi sứ hình trụ tròn với đường kính lõi sứ là 1,5 cm. Biết 1m dây quấn có điện trở 2Ω.Hỏi cuộn dây này gồm bao nhiêu vòng dây nếu điện trở của cả cuộn dây là 30Ω? Biết rằng các vòng dây được quấn sát nhau thành một lớp. Trả lời: Cứ 1m dây dẫn có điện trở là 2Ω x m dây dẫn có điện trở là 30Ω \( \Rightarrow x = {{30 \times 1} \over 2} = 15m\) Chu vi của 1 vòng quấn dây: c = 3,14 x d = 3,14 x 1,5.10-2 = 0,0471m Số vòng của cuộn dây này là : \(n = {{15} \over {0,0471}} \approx 318,5\) (vòng) Bài 7.11 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Có trường hợp bếp điện sử dụng dây nung là dây mayso bi đứt, ta có thể nối chỗ dây bị đứt lại để tiếp tục sử dụng. Hỏi khi đó điện trở của dây nung này và cường độ dòng điện đi qua nó thay đổi như thế nào so với trước? Vì sao? Biết rằng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn vẫn như trước. Trả lời: Khi có điện trở của dây nung này sẽ nhỏ hơn cường độ dòng điện lớn. Vì khi bị đứt và sau khi nối lại thì dây nung sẽ ngắn hơn nên điện trở của dây nung sẽ nhỏ hơn trước mà hiệu điện thế không đổi. Do đó cường độ dòng điện tăng lên. Giaibaitap.me Page 12
Bài 8.1 trang 21 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 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. \({{{S_1}} \over {{R_1}}} = {{{S_2}} \over {{R_2}}}\) C. R1R2=S1S2 D. Cả ba hệ thức trên đều sai. Trả lời: Chọn A. S1R1=S2R2 Bài 8.2 trang 21 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai dây dẫn bằng nhôm có chiều dài, tiết diện và điện trở tương ứng là l1, S1, R1 và l2, S2, R2. Biết l1=4l2 và S1=2S2. Lập luận nào sau đây về mối quan hệ giữa các điện trở R1 và R2 của hai dây dẫn này là đúng? A. Chiều dài lớn gấp 4, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở lớn gấp 4.2=8 lần, vậy R1=8R2. B. Chiều dài lớn gấp 4 thì điện trở nhỏ hơn 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở lớn gấp 2 lần, vậy \({R_1} = {{{R_2}} \over 2}\) C. Chiều dài lớn gấp 4 thì điện trở lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở nhỏ hơn 2 lần, vậy R1=2R2. D. Chiều dài lớn gấp 4, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở nhỏ hơn 4.2=8 lần, vậy \({R_1} = {{{R_2}} \over 8}\) Trả lời: Chọn C. Chiều dài lớn gấp 4 thì điện trở lớn gấp 4 lần, tiết diện lớn gấp 2 thì điện trở nhỏ hơn 2 lần, vậy R1=2R2. Bài 8.3 trang 21 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài. Dây thứ nhất có tiết diện S1=5mm2 và điện trở R1=8,5Ω. Dây thứ hai có tiết diện S2=0,5mm2. Tính điện trở R2. Trả lời: Ta có: S1 = 5mm2, suy ra \({S_2} = {{{S_1}} \over {10}}\) Vậy R2 = 10R1 = 10.8,5 = 85Ω Bài 8.4 trang 21 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một dây dẫn bằng đồng có điện trở 6,8Ω với lõi gồm 20 sợi đồng mảnh. Tính điện trở của mỗi sợi dây mảnh này, cho rằng chúng có tiết diện như nhau. Trả lời: Điện trở của mỗi dây mảnh là: 6,8.20 = 136 Ω Giaibaitap.me Page 13
Bài 8.5 trang 22 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một dây nhôm dài l1=200m, tiết diện S1=1mm2 thì có điện trở R1=5,6Ω. Hỏi một dây nhôm khác tiết diện S2=2mm2 và điện trở R2=16,8Ω thì có chiều dài l2 là bao nhiêu? Trả lời: Chiều dài của dây nhôm có tiết diện S1 = 1mm2 và điện trở R2 = 16,8Ω là \(l = {{16,8} \over {5,6}}{l_1}\) Vậy chiều dài của dây nhôm có tiết diện S2 = và điện trở R2 = 16,8Ω là: \({l_2} = 2l = 2 \times {{16,8} \over {5,6}}{l_1} = 6{l_1} = 1200m\) Bài 8.6 trang 22 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 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. Trả lời: Chọn B. Các dây dẫn này phải có cùng chiều dài, được làm từ cùng một vật liệu, nhưng có tiết diện khác nhau. Bài 8.7 trang 22 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một dây dẫn đồng chất có chiều dài l, tiết diện đều S có điện trở là 8Ω được gập đôi thành một dây dẫn mới có chiều dài \({l \over 2}\). Điện trở của dây dẫn mới này là bao nhiêu? A. 4Ω B. 6Ω C. 8Ω D. 2Ω Trả lời: Chọn A. 4Ω Giaibaitap.me Page 14
Page 15
Bài 8.11 trang 23 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 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 0,9Ω. Tính điện trở của dây cáp điện này. Trả lời: Điện trở của dây cáp điện này là: \(R = {{0,9} \over {15}} = 0,06\Omega \) Bài 8.12 trang 23 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Người ta dùng dây Nikêlin (một loại hợp kim) làm dây nung cho 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 0,4 mm thì dây phải có chiều dài là bao nhiêu? Trả lời: +) Dây 1: \({S_1} = {{\pi {{\left( {{d_1}} \right)}^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,6} \right)}^2}} \over 4} = 0,2826m{m^2}\) +) Dây 2: \({S_1} = {{\pi {{\left( {{d_2}} \right)}^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,4} \right)}^2}} \over 4} = 0,1256m{m^2}\) Chiều dài của sợi dây có đường kính 0,4mm. 2880mm -> 0,2826mm2 l? mm -> 0,1256mm2 \(\Rightarrow l = {{2880 \times 0,1256} \over {0,2826}} = 1280mm = 1,28m\) Bài 8.13 trang 23 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Cuộn dây thứ nhất có điện trở là R1=20Ω, được quấn bằng dây dẫn có chiều dài tổng cộng là l1=40m và có đường kính tiết diện là d1=0,5mm. Dùng dây dẫn được làm từ cùng vật liệu như cuộn dây thứ nhất, nhưng có đường kính tiết diện của dây là d2=0,3mm để quấn một cuộn dây thứ hai, có điện trở R2=30Ω. Tính chiều dài tổng cộng của dây dẫn dùng để quấn cuộn dây thứ hai này. Trả lời: +) Cuộn dây 1: \({S_1} = {{\pi {{\left( {{d_1}} \right)}^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,5} \right)}^2}} \over 4} = 0,19625m{m^2}\) = 0,19625.10-6m2. +) Cuộn dây 2: \({S_1} = {{\pi {{\left( {{d_2}} \right)}^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,3} \right)}^2}} \over 4} = 0,07065m{m^2}\) = 0,07065.10-6m2. Lập tỉ lệ: \({{{R_1}} \over {{R_2}}} = {{{l_1}{S_2}} \over {{l_2}{S_1}}} \Leftrightarrow {{20} \over {30}} = {{40 \times 0,{{07065.10}^{ - 6}}} \over {0,{{19625.10}^{ - 6}} \times {l_2}}} \Rightarrow {l_2} = 21,6m\) Giaibaitap.me Page 16
Page 17
Bài 9.5 trang 24 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một cuộn dây dẫn bằng đồng với khối lượng của dây dẫn là 0,5kg và dây dẫn có tiết diện 1mm2. a. Tính chiều dài dây dẫn, biết khối lượng riêng của đồng là 8900kg/m3. b. Tính điện trở của cuộn dây này, biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Ω.m. Trả lời: a) Chiều dài dây dẫn là: \(l = {V \over S} = {m \over {D{\rm{S}}}} = {{0,5} \over {{{89.10}^{ - 4}}}} = 56,18m\)
b) Điện trở của dây là: \(R = \rho {l \over S} = 1,{7.10^{ - 8}}.{{56,18} \over {{{10}^{ - 6}}}} = 1\Omega \) Bài 9.6 trang 25 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn, cần xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm nào dưới đây? A. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau. B. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ cùng một loại vật liệu. C. Các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có tiết diện như nhau và được làm từ cùng một loại vật liệu. D. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện như nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau. Trả lời: Chọn D. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện như nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau. Bài 9.7 trang 25 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Biết điện trở suất của nhôm là 2,8.10-8Ωm, của vônfram là 5,5.10-8Ωm, của sắt là 12,0.10-8Ωm. Sự so sánh nào dưới đây là đúng? A. Sắt dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn nhôm. B. Vonfram dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn nhôm. C. Nhôm dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn sắt. D. Nhôm dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn vonfram. Trả lời: Chọn C. Nhôm dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn sắt. Giaibaitap.me Page 18
Page 19
Bài 9.11 trang 26 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Người ta dùng dây Nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6Ωm để làm dây nung cho một bếp điện. Điện trở của dây nung này ở nhiệt độ bình thường là 4,5Ω và có chiều dài tổng cộng là 0,8m. Hỏi dây nung này phải có đường kính tiết diện là bao nhiêu Trả lời: Tiết diện của dây nicrom : \(S = \rho .{l \over R} = {{1,{{1.10}^{ - 6}} \times 0,8} \over {4,5}} = 0,{2.10^{ - 6}}({m^2})\) Đường kính của dây nung là: \(S = {{\pi {d^2}} \over 4} \Rightarrow d = \sqrt {{{4{\rm{S}}} \over \pi }} = \sqrt {{{4 \times 0,{{2.10}^{ - 6}}} \over {3,14}}} \) = 0,25.10-3m2⇒ d = 0,5 mm Bài 9.12 trang 26 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Ở các nhà cao tầng người ta thường lắp cột thu lôi để chống sét. Dây nối đầu cột thu lôi xuống đất là dây sắt, có điện trở suất là 12,0.10-8Ωm. Tính điện trở của một dây dẫn bằng sắt này nếu nó dài 40m và có đường kính tiết diện là 8mm. Trả lời: Tiết diện của dây sắt : \(S = {{\pi {d^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( 8 \right)}^2}} \over 4} = 50,24m{m^2} = 50,{24.10^{ - 6}}{m^2}\) Điện trở của dây sắt: \(R = \rho {l \over S} = {12.10^{ - 8}} \times {{40} \over {50,{{24.10}^{ - 6}}}} = 9,55\Omega \) Bài 9.13 trang 26 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Ghép mỗi đoạn câu ở cột bên trái với một đoạn câu ở cột bên phải để thành một câu hoàn chỉnh và có nội dung đúng.
Trả lời: a - 3 b - 4 c- 2. Giaibaitap.me Page 20
Bài 10.1 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m và tiết diện 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn. Trả lời: Chiều dài của dây dẫn là: \(l = {{R{\rm{S}}} \over \rho } = {{30.0,{{5.10}^{ - 6}}} \over {0,{{4.10}^{ - 6}}}} = 37,5m\) Bài 10.2 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Trên một biến trở con chạy có ghi 50Ω - 2,5A. a. Hãy cho biết ý nghĩa của hai số ghi này. b. Tính hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở. c. Biến trở được làm bằng dây hợp kim nicrom có điện trở suất 1,10.10-6Ω.m và chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở. Trả lời: a) Ý nghĩa của hai số ghi: +) 50Q - điện trở lớn nhất của biến trở; +) 2,5A - cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được. b) Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây c biến trở là: Umax = Imax × Rmax = 2,5 × 50 = 125V. c) Tiết diện của dây là: \(S = \rho {l \over R} = 1,{1.10^{ - 6}} \times {{50} \over {50}} = 1,{1.10^{ - 6}}{m^2} = 1,1m{m^2}\) Bài 10.4 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1, trong đó hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi và đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở bằng 0. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng? A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M. B. Đèn sáng yếu đi khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M. C. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu N. D. Cả ba câu trên đều không đúng. Trả lời: Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M. Bài 10.3 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m, có tiết diện đều là 0,60mm2 và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4cm. a. Tính điện trở lớn nhất của biến trở này. b. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là 67V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu? Trả lời: a) Điện trở lớn nhất của biến trở là: \({R_{{\rm{max}}}} = \rho {l \over S} = \rho {{N\pi d} \over S} = 0,{4.10^{ - 6}} \times {{500 \times 3,14 \times 0,04} \over {0,{{6.10}^{ - 6}}}} = 41,9\Omega\) b) Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là: \({I_{\max }} = {{{U_{\max }}} \over {{R_{\max }}}} = {{67} \over {41,9}} = 1,6A\) Giaibaitap.me Page 21
Bài 10.5 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện định mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V. a. Đèn và biến trở phải mắc với nhau như thế nào để đèn có thể sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện này. b. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu? c. Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 40Ω thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu phần trăm (%) tổng số vòng dây của biến trở? Trả lời: a) Phải mắc nối tiếp bóng đèn và biến trở với nhau. Sơ đồ mạch điện như dưới đây b) Đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở là: \({R_{bt}} = {{12 - 2,5} \over {0,4}} = 23,75\Omega \) c) Số phần trăm (%) vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là: \(n = {{23,75} \over {40}} = 0,59375 = 54\% \) Bài 10.6 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V. a. Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu? b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V. Trả lời: a) Điện trở của biến trở là: \({R_{bl}} = {{U - {U_v}} \over I} = {{12 - 6} \over {0,5}} = 12\Omega \) b) Ta có: Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R và biến trở khi đó là: \(I = {{{U_v}} \over R} = {{4,5} \over {12}} = 0,375{\rm{A}}\) Để vôn kế chỉ 4,5V, điện trở của biến trở khi đó phải là: \({R_{b2}} = {U \over I} - R = {{12} \over {0,375}} - 12 = 20\Omega \) Bài 10.7 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hiệu điện thế U trong mạch điện có sơ đồ như hình 10.3 được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở tiến dần về phía đầu N thì chỉ số ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?
A. Giảm dần đi. B. Tăng dần lên. C. Không thay đổi. D. Lúc đầu giảm dần đi, sau đó tăng dần. Trả lời: Chọn A. Giảm dần đi. Bài 10.8 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Biến trở không có kí hiệu nào dưới đây?
Trả lời: Chọn B. Giaibaitap.me Page 22
Page 23
Bài 10.12 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức là 3V và khi sáng bình thường thì dòng điện qua đèn có cường độ là 0,32A. Mắc bóng đèn này nối tiếp với một biến trở rồi mắc vào hiệu điện thế không đổi 12V. Hỏi biến trở này phải có giá trị lớn nhất tối thiểu là bao nhiêu để đèn sáng bình thường? Trả lời: Điện trở tương đương toàn mạch: \({R_{t{\rm{d}}}} = {U \over I} = {{12} \over {0,32}} = 37,5\Omega \) Điện trở của bóng đèn: \({R_D} = {U \over I} = {3 \over {3,2}} = 9,375\Omega \) Điện trở lớn nhất cỉa biến trở : R b = Rtđ – RĐ = 37,5 – 9,375 = 28,125Ω Bài 10.13 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6Ωm và có đường kính tiết diện là d1=0,8mm để quấn một biến trở có điện trở lớn nhất là 20Ω. a. Tính độ dài l1 của đoạn dây nicrom cần dùng để quấn biến trở nói trên. b. Dây nicrom của biến trở này được quấn thành một lớp gồm những vòng sát nhau trên một lõi sứ có đường kính d2=2,5 cm. Tính chiều dài tối thiểu l2 của lõi sứ này. Trả lời: Tiết diện của dây nicrom: \(S = {{\pi {d^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,8} \right)}^2}} \over 4} = 0,5024m{m^2} = 0,{5024.10^{ - 6}}{m^2}\) Chiều dài của dây nicrom : \(l = {{R \times S} \over \rho } = {{20 \times 0,{{5024.10}^{ - 6}}} \over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 9,13m = 913cm\) b) Chu vi của lõi sứ: \(C = \pi \times d = 3,14 \times 2,5 = 7,85cm\) Cứ 1 vòng dây có chiều dài là 7,85 cm n vòng dây có chiều dài là 913 cm => Số vòng dây quấn vào lõi sắt: \(n = {{913 \times 1} \over {7,85}} \approx 116,3\) vòng Bài 10.14 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Một biến trở Rb có giá trị lớn nhất là 30Ω được mắc với hai điện trở R1=15Ω và R2=10Ω thành mạch có sơ đồ như hình 10.5 , trong đó hiệu điện thế không đổi U=4,5V. Hỏi khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu? Trả lời: Điện trở R2 và Rb:
\({1 \over {{R_{2b}}}} = {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_b}}} = {1 \over {10}} + {1 \over {30}} \Rightarrow {R_{2b}} = 7,5\Omega \) Điện trở tương đương toàn mạch: Rtđ = R1 +R2b = 15 + 7,5 = 22,5 Ω Cường độ dòng điện nhỏ nhất : \({I_{\min }} = {U \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {{4,5} \over {22,5}} = 0,2{\rm{A}}\) Cường độ dòng điện lớn nhất : Imax → Rb rất nhỏ (Rb = 0) \({I_{\max }} = {I_1} = {U \over {{R_1}}} = {{4,5} \over {15}} = 0,3A\) Giaibaitap.me Page 24
Bài 11.1 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R1=7,5Ω và R2=4,5Ω. Dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức là I=0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R3 để mắc vào hiệu điện thế U=12V. a. Tính R3 để hai đèn sáng bình thường. b. Điện trở R3 được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất 1,10.10-6Ω.m và chiều dài là 0,8m. Tính tiết diện của dây Nicrom này. Trả lời: a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: \({R_{t{\rm{d}}}} = {U \over I} = {{12} \over {0,8}} = 15\Omega \) Để đèn sáng bình thường thì R3 = 15 – (7,5 + 4,5) = 3Ω b) Tiết diện của dây nicrom là: \(S = {{\rho l} \over R} = {{1,{{1.10}^{ - 6}}.0,8} \over 3} = 0,{29.10^{ - 6}}{m^2} = 0,29m{m^2}\) Bài 11.2 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức là U1=6V, khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1=8Ω và R2=12Ω. Cần mắc hai bóng đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường. a. Vẽ sơ đồ của mạch điện trên và tính điện trở của biến trở khi đó. b. Biến trở được quấn bằng dây hợp kim nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m, tiết diện tròn, chiều dài 2m. Tính đường kính tiết diện d của dây hợp kim này, biết rằng hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu của biến trở là 30V và khi đó dòng điện chạy qua biến trở có cường độ là 2A. Trả lời: Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây: - Cường độ dòng điện qua đèn 1 là: \({I_1} = {{{U_1}} \over {{R_1}}} = {6 \over 8} = 0,75{\rm{A}}\) - Cường độ dòng điện qua đèn 2 là: \({I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = {6 \over {12}} = 0,5{\rm{A}}\) Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = I1 + I2 = 1,25A -Điện trở của biến trở là : \({R_b} = {{U - {U_1}} \over I} = {{9 - 6} \over {1,25}} = 2,4\Omega\) b) Điện trở lớn nhất của biến trở là: \({R_{\max }} = {{{U_{\max }}} \over {{I_{\max }}}} = {{30} \over 2} = 15\Omega\) Tiết diện của dây là: \(S = {{\rho l} \over R} = {{0,{{4.10}^{ - 6}}.2} \over {15}} = 0,{053.10^{ - 6}}{m^2} = 0,053m{m^2}\) Vì dây dẫn có tiết diện tròn nên \(S = \pi {{{d^2}} \over 4}\) \(\Rightarrow d = 2\sqrt {{S \over \pi }} = 2\sqrt {{{0,053} \over {3,14}}} = 0,26mm\) Bài 11.3 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U1=6V, U2=3V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1=5Ω và R2=3Ω.Cần mắc hai đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường. a. Vẽ sơ đồ của mạch điện. b. Tính điện trở của biến trở khi đó. c. Biến trở này có điện trở lớn nhất là 25Ω, được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất là 1,10.10-6Ω.m. Tiết diện 0,2mm2. Tính chiều dài của dây Nicrom này. Trả lời: a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây: b) Cường độ dòng điện chạy qua Đ1 là: \({I_1} = {{{U_1}} \over {{R_1}}} = {6 \over 5} = 1,2{\rm{A}}\) Cường độ dòng điện chạy qua biến trở là: Ib = I1 – I2 = 0,2A Điện trở: \({R_b} = {{{U_2}} \over {{I_b}}} = 15\Omega\) c) Chiều dài của dây nicrom dùng để quấn biến trở là: \(l = {{R{\rm{S}}} \over \rho } = {{25.0,{{2.10}^{ - 6}}} \over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 4.545m\) Bài 11.4 trang 32 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 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? Trả lời: a) Điện trở của biến trở là: \({R_b} = {{U - {U_D}} \over {{I_D}}} = {{12 - 6} \over {0,75}} = 8\Omega \) 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 11.3). 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, nghĩa là: \({{{R_D}{R_1}} \over {{R_D} + {R_1}}} = 16 - {R_1}\) với \({R_D} = {6 \over {0,75}} = 8\Omega \) => ta tính được R1 ≈11,3Ω Giaibaitap.me Page 25
Bài 11.5 trang 32 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Xét các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn giảm đi 5 lần và tiết diện tăng 2 lần thì điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào? A. Điện trở của dây dẫn tăng lên 10 lần. B. Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần. C. Điện trở của dây dẫn tăng lên 2,5 lần. D. Điện trở của dây dẫn giảm đi 2,5 lần. Trả lời: Chọn B. Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần. Bài 11.6 trang 32 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Câu phát biểu nào dưới đây về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U giữa hai đầu một đoạn mạch có điện trở R và cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch là không đúng? A. Hiệu điện thế U bằng tích số giữa cường độ dòng điện I và điện trở R của đoạn mạch. B. Điện trở R của đoạn mạch không phụ thuộc vào hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. C. Cường độ dòng điện I tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với điện trở R của đoạn mạch. D. Điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch. Trả lời: Chọn D. Điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch. Bài 11.7 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hãy ghép mỗi đoạn câu ở phần a, b, c, d với một đoạn câu ở phần 1, 2, 3, 4, 5 để được một câu hoàn chỉnh và có nội dung đúng.
Trả lời: a - 4; b - 3; c -1; d - 2 Bài 11.8 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, dây thứ nhất có điện trở R1=15Ω, có chiều dài l1=24m và có tiết diện S1=0,2mm2, dây thứ hai có điện trở R2=10Ω, chiều dài l2=30m. Tính tiết diện S2 của dây. Trả lời: Ta có tỉ lệ: \({{{R_1}} \over {{R_2}}} = {{{l_1}} \over {{S_1}}} \times {{{S_2}} \over {{l_2}}} \Leftrightarrow {{15} \over {10}} = {{24{{\rm{S}}_1}} \over {0,2.30}} \Rightarrow {S_2} = 0,375m{m^2}\) Giaibaitap.me Page 26
Bài 11.9 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 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? Trả lời: a) Ta có: U2b = U2 = Ub = 6V (Vì Đ// biến trở) Cường độ dòng điện qua Đ1 và Đ2 ⇒I = I1 = I2b = 1A (vì Đ1 nt (Đ2 // biến trở)) Cường độ dòng điện qua biến trở: Ib = I2b – I2 = 1 – 0,75 = 0,25A Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường: \({R_b} = {{{U_b}} \over {{I_b}}} = {6 \over {0,25}} = 24\Omega \) b) Tiết diện của dây Niken để làm biến trở: \(S = {{\pi {d^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,5} \right)}^2}} \over 4} = 0,196m{m^2} = 0,{196.10^{ - 6}}{m^2}\) Điện trở lớn nhất của biến trở: \({R_b} = {{\rho l} \over S} = {{0,{{4.10}^{ - 6}}.19,64} \over {0,{{196.10}^{ - 6}}}} = 40\Omega \) Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm: \(\% R = {{24} \over {40}} \times 100 = 60\% \) Bài 11.10 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có cùng hiệu điện thế định mức là U1=U2=6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1=12Ω và R2=8Ω. Mắc đèn Đ1 và Đ2 cùng với một biến trở vào hiệu điện thế không đổi U=9V để hai đèn sáng bình thường. a. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị Rb của biến trở khi hai đèn sáng bình thường. b. Biến trở này được quấn bằng dây nicrom có điện trở suất là 1,10.10-6Ωm và tiết diện 0,8mm2. Tính độ dài tổng cộng của dây quấn biến trở này, biết rằng nó có giá trị lớn nhất là Rbm=15Rb, trong đó Rb là giá trị tính được ở câu a trên đây. Trả lời: a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây Cường độ dòng điện qua R1, R2 và toàn mạch: \({I_1} = {{{U_1}} \over {{R_1}}} = {6 \over {12}} = 0,5{\rm{A}}\) và \({I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = {6 \over 8} = 0,75{\rm{A}}\) I12 = Ib = I = I1 + I2 = 0,5 + 0,75 = 1,25A Điện trở tương đương của R1, R2 \({1 \over {{R_{12}}}} = {1 \over {{R_1}}} + {1 \over {{R_2}}} = {1 \over {12}} + {1 \over 8} \Rightarrow {R_{12}} = 4,8\Omega \) Điện trở toàn mạch: \(R = {U \over I} = {9 \over {1,25}} = 7,2\Omega \) Điện trở của biến trở: Rb = R – R12 = 7,2 – 4,8 = 2,4Ω b) Điện trở lớn nhất của biến trở: Rbm = 15Rb = 15Rb = 15 x 2,4 = 36Ω Độ dài của dây cuốn làm biến trở: \(l = {{R{\rm{S}}} \over \rho } = {{36.0,{{8.10}^{ - 6}}} \over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 26,2m\) Bài 11.11 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9 Ba bóng đèn Đ1, Đ2, Đ3 có hiệu điện thế định mức tương ứng là U1=3V, U2=U3=6V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1=2Ω, R2=6Ω, R3=12Ω. a. Hãy chứng minh rằng có thể mắc ba bóng đèn này vào hiệu điện thế U=9V để các đèn chiếu sáng bình thường và vẽ sơ đồ của mạch điện này. b. Thay đèn Đ3 bằng cuộn dây điện trở được quấn bằng dây manganin có điện trở suất 0,43.10-6Ωm và có chiều dài 8m. Tính tiết diện của dây này. Trả lời:
Cách 1. Để 3 đèn sáng bình thường thì R1 nt (R2//R3) Vì U2 = U3 = 6V và U1 = 3V ⇒ U = U1 + U23 = 9V Cách 2. Cường độ dòng điện toàn mạch: \({I_1} = {{{U_1}} \over {{R_1}}} = {6 \over 6} = 1{\rm{A}}\) và \({I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = {6 \over {12}} = 0,5{\rm{A}}\) Cường độ trong mạch R1, R2 : I12 = I = I1 = I2 + I3 = 1,5A Điện trở tương đương của R23: \({1 \over {{R_{23}}}} = {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_3}}} = {1 \over 6} + {1 \over {12}} \Rightarrow {R_{23}} = 4\Omega \) Hiệu điện thế toàn mạch: U = I.R = I(R1 + R23) = 9V⇒đpcm b) Tiết diện của dây: \(S = {{\rho l} \over R} = {{8.0,{{43.10}^{ - 8}}} \over {12}} \approx 0,{29.10^{ - 6}}{m^2}\) Giaibaitap.me |
