Bài 2 trang 49 Tài liệu Dạy – học Vật lí 9 tập 1

Đề bài

Một bóng đèn sáng bình thường khi có hiệu điện thế U₁ = 4,5V. Khi đó cường độ dòng điện qua đèn là I = 0,5A. Đèn được mắc nối tiếp với một biến trở vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 12V (hình H7.2). Biến trở có điện trở lớn nhất \(R = 40\Omega \)

a) Vẽ sơ đồ mạch điện.

b) Đóng khóa K. Phải di chuyển con chạy C đến vị trí biến trở có điện trở R₂ là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

c) Khi đó, C ở cách hai đầu dây M, P của biến trở các đoạn \({l_M},{l_P}\) (đầu M được nối với nguồn điện còn đầu P để hở). Tính tỉ số \({{{l_M}} \over {{l_P}}}\) ?

Lời giải chi tiết

a) Sơ đồ mạch điện như hình H7.2.

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở là: \({U_2} = U - {U_d} = 12 - 4,5 = 7,5V\)

Cường độ dòng điện qua biến trở: I = I_đ = 0,5A.

Giá trị điện trở của biến trở là: \({R_2} = {{{U_2}} \over I} = {{7,5} \over {0,5}} = 15\,\Omega \)

c) Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài nên: \({{{l_M}} \over {{l_P}}} = {{{R_{MC}}} \over {{R_{PC}}}}\)

Với \({R_{MC}} = {R_2} = 15\Omega \) và \({R_{PC}} = R - {R_2} = 40 - 15 = 25\,\Omega \)

Vậy \({{{l_M}} \over {{l_P}}} = {{{R_{MC}}} \over {{R_{PC}}}} = {{15} \over {25}} = {3 \over 5}\).