Bài tập vận dụng định luật ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Vật lí 9 Bài 11 giúp các em học sinh lớp 9 giải nhanh được các bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn chương I trang 32.

Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 11 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

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

Giải bài tập Vật lí 9 bài 11 trang 32

Giải bài tập Vật lí 9 bài 11 trang 32

Bài 1 (trang 32 SGK Vật lí 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 = ?

Gợi ý đáp án

Ta có:

+ Chiều dài của dây: l=30m

+ Tiết diện dây:

$S=0,3mm^2=0,3.10^{-6}m^2$

+ Điện trở suất của nicrom:

$\rho=1,10.10^{-6}\Omega m$

+ Hiệu điện thế: U=220V

Điện trở của dây dẫn:

$R = \displaystyle{{\rho l} \over S} = {{{{1,1.10}^{ - 6}}.30} \over {{{0,3.10}^{ - 6}}}} = 110\Omega$

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

$I = \displaystyle{U \over R} = {{220} \over {110}} = 2A.$

Bài 2 (trang 32 SGK Vật lí 9)

Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R ₁ = 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 R_b = 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:

R_Đ = R₁ = 7,5Ω và I_{Đ đm} = I = 0,6A; đèn nối tiếp biến trở; U = 12V

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

b) R_{b max} = 30Ω, dây nikelin ρ = 0,4.10-6Ω.m, S = 1mm² = 1.10-6m^{2, 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:

$R_{tđ\ }=\ \frac{U}{I}=\ \frac{12}{0,6}\ =\ 20$

Theo sơ đồ hình 11.1 thì R_tđ = R₁ + R₂

Từ đó tính được R₂ = R_tđ - R₁ = 20 - 7,5 = 12,5Ω

Cách giải 2

Vì đèn và biến trở ghép nối tiếp nên để đèn sáng bình thường thì I_b = I_Đ = I_{Đ đm} = 0,6A và U_Đ= U_{Đ đm} = I_{Đ đm} . R₁ = 0,6.7,5 = 4,5V

Mặt khác U_Đ + U_b = U = 12V → U_b = 12 – U_Đ = 12 – 4,5 = 7,5V

Giá trị của biến trở khi này là:

$R_b=\ \frac{U_b}{I\ _b}=\ \frac{7,5}{0,6}=\ 12.5$

b) Từ công thức $R=p.\frac{l}{s}$ suy ra I = 75m

Bài 3 (trang 32 SGK Vật lí 9)

Một bóng đèn có điện trở R ₁ = 600Ω được mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R ₂ = 900Ω vào hiệu điện thế U _MN = 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 = 0,2mm ² . 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; U_MN = 220V; dây đồng ρ = 1,7.10^-8Ω.m và l_MA + l_NB = l = 200m; S = 0,2mm² = 0,2.10^-6m²

a) RMN = ?

b) UĐ1 = ?; UĐ2 = ?

Gợi ý đáp án

+ Điện trở của dây nối từ M tới A và từ N tới B là:

${R_d} = \rho \displaystyle{l \over S} = {1,7.10^{ - 8}}.{{200} \over {{{0,2.10}^{ - 6}}}} = 17\Omega {\rm{ }}$

+ Điện trở tương đương của hai bóng đèn R1 và R2 mắc song song là:

${R_{12}} = \displaystyle{{{R_1}{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}} = {{600.900} \over {600 + 900}} = 360\Omega$

+ Điện trở của đoạn mạch MN là $R_{MN}=R_{d}+R_{12}= 17 + 360 = 377Ω.$

+ Cách 1:

Cường độ dòng điện mạch chính là: $I = \displaystyle{U \over {{R_{MN}}}} = {{220} \over {377}} = 0,584A$

=> Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là: $U_1=U_2=I.R_{12}= 0,584.360 = 210V$

+ Cách 2:

Vì dây nối từ M tới A và từ N tới B coi như một điện trở tổng cộng bên ngoài ${R_d}$ mắc nối tiếp với cụm hai đèn $\left( {{R_1}//{R_2}} \right)$ nên ta có hệ thức:

$\begin{array}{l}\dfrac{{{U_d}}}{{{U_{12}}}} = \dfrac{{{R_d}}}{{{R_{12}}}} = \dfrac{{17}}{{360}}\\ \Rightarrow {U_d} = \dfrac{{17}}{{360}}{U_{12}}\end{array}$