Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Vật lí 9 Bài 9 giúp các bạn học sinh có thêm nhiều gợi ý tham khảo để trả lời các câu trong sách giáo khoa trang 25, 26, 27 và câu hỏi trong sách bài tập Vật lí 9 bài Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn.

Soạn Vật lí 9 bài 9 được biên soạn với các lời giải chi tiết, đầy đủ và chính xác bám sát chương trình sách giáo khoa gồm cả lý thuyết. Hi vọng đây sẽ là tài liệu cực kì hữu ích hỗ trợ các em học sinh lớp 9 trong quá trình giải bài tập. Ngoài ra các bạn xem thêm giải Vật lý 9 Bài 10 Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật và nhiều tài liệu khác tại chuyên mục Vật lý lớp 9.

Giải Vật lí 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Giải bài tập SGK Vật lí 9 trang 25, 26, 27
Giải SBT Vật lí 9 Bài 9
Lý thuyết Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Giải bài tập SGK Vật lí 9 trang 25, 26, 27

Bài C1 (trang 25 SGK Vật lí 9)

Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có đặc điểm gì?

Gợi ý đáp án

Đo điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn.

Bài C2 (trang 26 SGK Vật lí 9)

Dựa vào bảng 1 (SGK) hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m và có tiết diện S = 1mm².

Gợi ý đáp án

Qua bảng 1 ta tra được điện trở suất của dây constantan là ρ = 0,50.10^-6 Ω.m

Có nghĩa là nếu ta có một sợi dây constantan hình trụ có chiều dài l1 = 1m, tiết diện S₁ = 1m² thì điện trở của nó là: R₁ = 0,50.10^-6Ω

→ Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = l m = l1 và có tiết diện S = l mm² là R thỏa mãn hệ thức

$\frac{\mathrm{R}}{\mathrm{R}_{1}}=\frac{\mathrm{S}_{1}}{\mathrm{~S}}=\frac{1}{1.10^{-6}}=10^{6} \rightarrow \mathrm{R}=10^{6} \cdot \mathrm{R}_{1}=0,5 \Omega$

Bài C3 (trang 26 SGK Vật lí 9)

Để xác định công thức tính điện trở R của một đoạn dây dẫn có chiều dài l, có tiết diện s và làm bằng vật liệu có điện trở suất ρ, hãy tính các bước như bảng 2 (SGK).

Gợi ý đáp án

Các bước tính	Dây dẫn (được làm từ vật liệu có điện trở suất p)		Điện trở của dây dẫn
1	Chiều dài 1(m)	Tiết diện 1 m²	R₁ = ρ
2	Chiều dài l (m)	Tiết diện 1 m²	R₂ = ρ_l
3	Chiều dài l (m)	Tiết diện S(m²)	$R_3=\ p.\frac{l}{S}$

Bài C4 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l = 4m có tiết diện tròn, đường kính d = 1 mm (lấy π = 3,14).

d = 1mm = 10^-3 m

Bảng điện trở suất (trang 26), ta có:

Điện trở của đoạn dây: $R = \rho \dfrac{l}{S} (1)$

Theo đề bài ta có:

+ Chiều dài l = 4m

+ Tiết diện: S $= \pi {r^2} = \pi \dfrac{{{d^2}}}{4} = \pi .\dfrac{{{{\left( {0,001} \right)}^2}}}{4} = 7,{85.10^{ - 7}}{m^2}$

+ Điện trở suất của đồng: $\rho = 1,{7.10^{ - 8}}\Omega m$

Thay vào (1) ta được, điện trở của đoạn dây đồng là: $R = \rho \dfrac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}\dfrac{4}{{7,{{85.10}^{ - 7}}}} = 0,0866\Omega$

Bài C5 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Từ bảng 1 (SGK) hãy tính:

- Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m và có tiết diện 1mm².

Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường kính là 0,4mm (lấy π = 3,14).

- Điện trở của sợi dây đồng dài 400m và có tiết diện 2mm².

Gợi ý đáp án

Ta có:

+ Điện trở suất của nhôm: $\rho=2,8.10^{-8}\Omega m$

+ Chiều dài đoạn dây: l=2m

+ Tiết diện: $S=1mm^2=10^{-6}m^2$

=> Điện trở của sợi dây nhôm:

$R = \rho \displaystyle{l \over S} = {2,8.10^{ - 8}}.{2 \over {{{1.10}^{ - 6}}}} = 0,056\Omega$

Ta có:

+ Điện trở suất của Nikelin:

$\rho=0,40.10^{-6}\Omega m$

+ Chiều dài đoạn dây: l=8m

+ Tiết diện:

$S=\pi r^2=\pi \dfrac{d^2}{4}=\pi \dfrac{{(0,4.10^{-3}})^2}{4}=1,256.10^{-7}m^2$

=> Điện trở của sợi dây nikêlin:

$R = \rho \displaystyle{l \over S} = {0,4.10^{ - 6}}.{8 \over 1,256.10^{-7}} = 25,5\Omega$

Ta có:

+ Điện trở suất của đồng:

$\rho=1,7.10^{-8}\Omega m$

+ Chiều dài đoạn dây: l=400m

+ Tiết diện $S=2mm^2=2.10^{-6}m^2$

=> Điện trở của một dây đồng:

$R = \rho \displaystyle{l \over S} = {1,7.10^{ - 8}}.{{400} \over {{{2.10}^{ - 6}}}} = 3,4\Omega$

Bài C6 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 20 ^o C có điện trở 25Ω , có tiết diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy π = 3,14).

Gợi ý đáp án

Ta có:

+ Điện trở $R=25\Omega$

+ Tiết diện:

$S=\pi r^2=\pi {(0,01.10^{-3})}^2=3,1.10^{-10}m^2$

+ Điện trở suất của vonfam:

$\rho=5,5.10^{-8}\Omega m$

Mặt khác, ta có:

$R = \rho \displaystyle{l \over S} \\\Rightarrow l = \displaystyle{{RS} \over \rho } = {{25.3,14.{{({{0,01.10}^{ - 3}})}^2}} \over {{{5,5.10}^{ - 8}}}} = 0,1427m{\rm{ }}$

Giải SBT Vật lí 9 Bài 9

Bài 9.1 trang 24

Trong số các kim loại đồng, nhôm, sắt và bạc, kim loại nào dẫn điện tốt nhất?

A. Sắt

B. Nhôm

C. Bạc

D. Đồng

Gợi ý đáp án

Chọn C. Bạc

Bạc có điện trở suất nhỏ nhất nên điện trở của dây dẫn nhỏ nhất. Vì vậy kim loại bạc dẫn điện tốt nhất.

Bài 9.2 trang 24

Trong số các kim loại là đồng, sắt, nhôm và vonfam, kim loại nào dẫn điện kém nhất?

A. Vonfam

B. Sắt

C. Nhôm

D. Đồng.

Gợi ý đáp án

Chọn B. Sắt có điện trở suất lớn nhất nên điện trở của dây dẫn lớn nhất. Vì vậy kim loại sắt dẫn điện kém nhất.

Bài 9.3 trang 24

Có ba dây dẫn với chiều dài và tiết diện như nhau. Dây thứ nhất bằng bạc có điện trở R₁, dây thứ hai bằng đồng có điện trở R₂ và dây thứ ba bằng nhôm có điện trở R₃. Khi so sánh các điện trở này ta có:

A. R₁ > R₂ > R₃

B. R₁ > R₃ > R₂

C. R₂ > R₁ > R₃

D. R₃ > R₂ > R₁

Gợi ý đáp án

Chọn D. R3 > R₂ > R₁

Do điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn ta có: ρ₃ > ρ₂ > ρ₁ nên D. R₃ > R₂ > R₁

Bài 9.4 trang 24

Một sợi dây đồng dài 100m có tiết diện là 2mm². Tính điện trở của sợi dây đồng này, biết điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8Ω.m

Gợi ý đáp án

Điện trở của sợi dây đồng này là: R = ρ l/S = 1,7.10^-8.100/(2.10^-6) = 0,85Ω.

Bài 9.5 trang 24

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

Bài 9.6 trang 25

Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở của 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.

Gợi ý đáp án

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

Biết điện trở suất của nhôm là 2,8.10^-8Ω.m, của vonfam là 5,5.10^-8Ω.m , của sắt là 12,0.10^-8Ω.m. Sự so sánh nào dưới đây là đúng?

A. Sắt dẫn điện điện tốt hơn vonfam và vonfam dẫn điện tốt hơn nhôm

B. Vonfam dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn nhôm.

C. Nhôm dẫn điện tốt hơn vonfam và vonfam dẫn điện tốt hơn sắt.

D. Nhôm dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn vonfam

Gợi ý đáp án

Chọn C. Nhôm dẫn điện tốt hơn vonfam và vonfam dẫn điện tốt hơn sắt. Vì điện trở suất của nhôm lớn hơn điện trở suất của vonfam và điện trở suất của vonfam lớn hơn điện trở suất của sắt.

Bài 9.8 trang 25

Dây dẫn bằng đồng được sử dụng rất phổ biến. Điều này không phải vì lí do nào dưới đây.

A. Dây bằng đồng chịu được lực kéo căng tốt hơn dây bằng nhôm

B. Đồng là kim loại có trọng lượng riêng nhỏ hơn nhôm

C. Đồng là chất dẫn điện vào loại tốt nhất trong số các kim loại và và tốt hơn nhôm

D. Đồng là vật liệu không quá đắt so với nhôm và dễ kiếm

Gợi ý đáp án

Chọn B. Đồng là kim loại có trọng lượng riêng nhỏ hơn nhôm.

Trọng lượng riêng của đồng là d = 89000 N/m³ lớn hơn trọng lượng riêng của nhôm là d = 27010 N/m³ nên đáp án C là sai.

Bài 9.9 trang 25

Hệ thức nào dưới đây biểu thị mối quan hệ giữa điện trở R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S của dây dẫn và với điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn

Gợi ý đáp án

Chọn D

Bài 9.10 trang 26

Một cuộn dây điện trở có trị số là 10Ω được quấn bằng dây Nikêlin có tiết diện là 0,1mm² và có điện trở suất là 0,4.10^-6Ω.m

a) Tính chiều dài của dây Nikêlin dùng để quấn cuộn dây điện trở này.

b) Mắc cuộn dây điện trở nói trên nối tiếp với một điện trở có trị số là 5Ω và đặt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp này một hiệu điện thế là 3V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây điện trở

Gợi ý đáp án

a) Chiều dài của dây nikenlin:

$l =\dfrac {{R{{S}}} }{ \rho } = \dfrac{{10 \times 0,{{1.10}^{ - 6}}} }{ {0,{{4.10}^{ - 6}}}} = 2,5m$

b) Điện trở tương đương và cường độ dòng điện trong mạch là:

${R_{tđ}} = {R_1} + {R_2} = 10 + 5 = 15\Omega$

$I =\dfrac {U }{ R_{tđ}} = \dfrac{3 }{{15}} = 0,2{\rm{A}}$

$\Rightarrow I = {I_1} = {I_2} = 0,2{\rm{A}} ( Vì R_1 nt R_2)$

Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây là: ${U_{cd}} = I{R_1} = 0,2.10 = 2V$

Bài 9.11 trang 26

Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10^-6Ω.m 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?

Gợi ý đáp án

Tiết diện của dây nicrom:

$S = \dfrac{\rho.l}{R} = \dfrac{1,1.{10}^{ - 6}.0,8}{4,5} = 0,{2.10^{ - 6}}({m^2})$

Đường kính của dây nung là:

$S=\dfrac{\pi.{d^2}}{4}\\ \Rightarrow d =\sqrt {\dfrac{4.S}{\pi }} = \sqrt {\dfrac{4.0,2.{10}^{ - 6}}{3,14}} \\=5.10^{-4}m ⇒ d = 0,5 mm$

Bài 9.12 trang 26

Ở các nhà cao tầng, người ta lắp cột thu lôi để chống sét. Dây nối đầu cột thu lôi xuống đất là dây sắt, có điện trở suất là 12,0.10-8Ω.m. tính điện trở của một dây dẫn bằng sắt này nếu nó dài 40m và có đường kính tiết diện là 8mm

Gợi ý đáp án

Tiết diện của dây sắt :

$S = \dfrac{\pi.d^2}{4} = \dfrac{3,14 .8^2}{4} = 50,24m{m^2} = 50,{24.10^{ - 6}}{m^2}$

Điện trở của dây sắt:

Lý thuyết Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

1. Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn

- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng một đại lượng được gọi là điện trở suất của vật liệu, kí hiệu là ρ, đơn vị của điện trở suất là Ôm.mét (Ω.m).

- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện đều là 1m².

- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.

2. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm các dây dẫn.

3. Công thức tính điện trở

$R = \rho \dfrac{l}{S}$

Trong đó:

l : chiều dài dây dẫn (m)

$\rho$ : điện trở suất $\left( {\Omega .m} \right)$

S: tiết diện dây dẫn (m²)

R: điện trở của dây dẫn $\left( \Omega \right)$

4. Liên hệ thực tế

Nước biển có điện trở suất khoảng 0,2Ω.m còn nước uống thông thường có điện trở suất trong khoảng từ 20Ω.m đến 2000Ω.m. Do đó, nước biển dẫn điện tốt hơn nước uống thông thường khoảng từ 100 đến 10000 lần.

5. Phương pháp giải

Tính chiều dài dây dẫn, tiết diện và điện trở suất cảu dây dẫn

Từ công thức $R=\rho \cdot \frac{\ell}{\mathrm{S}}=>\left\{\begin{array}{l} \ell=\frac{\mathrm{R} \cdot \mathrm{S}}{\rho} \\ \mathrm{S}=\frac{\rho \cdot \ell}{\mathrm{R}} \\ \rho=\frac{\mathrm{R} \cdot \mathrm{S}}{\ell} \end{array}\right.$

Chú ý: Đổi đơn vị 1 mm² = 10^-6 m²; 1 cm² = 10^-4 m²; 1 dm² = 10^-2 m².

Ví dụ 1: Ba dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện. Dây thứ nhất bằng đồng có điện trở R₁, dây thứ hai bằng nhôm có điện trở R₂, dây thứ ba bằng sắt có điện trở R₃. Câu trả lời nào dưới đây là đúng khi so sánh điện trở của các dây dẫn?

A. R₃ > R₂ > R₁

B. R₁ > R₃ > R₂

C. R₂ > R₁ > R₃

D. R₁ > R₂ > R₃

Điện trở của dây tỉ lệ với điện trở suất p nên R₃ > R₂ > R₁

Ví dụ 2: Lập luận nào sau đây là đúng?

Điện trở của dây dẫn

A. tăng lên gấp đôi khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp đôi.

B. giảm đi một nửa khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp đôi.

C. giảm đi một nửa khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp bốn.

D. tăng lên gấp đôi khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây giảm đi một nửa.

Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn - Soạn Lý 9

Vật lí 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Soạn Lý 9 trang 25, 26, 27

Giải Vật lí 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Giải bài tập SGK Vật lí 9 trang 25, 26, 27

Bài C1 (trang 25 SGK Vật lí 9)

Bài C2 (trang 26 SGK Vật lí 9)

Bài C3 (trang 26 SGK Vật lí 9)

Bài C4 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Bài C5 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Bài C6 (trang 27 SGK Vật lí 9)

Giải SBT Vật lí 9 Bài 9

Bài 9.1 trang 24

Bài 9.2 trang 24

Bài 9.3 trang 24

Bài 9.4 trang 24

Bài 9.5 trang 24

Bài 9.6 trang 25

Bài 9.7 trang 25

Bài 9.8 trang 25

Bài 9.9 trang 25

Bài 9.10 trang 26

Bài 9.11 trang 26

Bài 9.12 trang 26

Lý thuyết Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Liên kết tải về

Chủ đề liên quan

Học tập

Lớp 9

Vật lý 9

Chia sẻ

Có thể bạn quan tâm

Được tải nhiều nhất

Bài viết mới nhất