Câu 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6 phần bài tập trong SBT – Trang 32,33 Vở bài tập Vật lí 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.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính điện trở của dây dẫn \(R = \displaystyle{{\rho l} \over S}\)

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt

\(\eqalign{
& R = 30\Omega \cr 
& \rho = 0,{4.10^{ - 6}}\Omega .m \cr 
& S = 0,5m{m^2} = 0,{5.10^{ - 6}}{m^2} \cr 
& l = ? \cr} \)

Chiều dài của dây dẫn là: \(l = \displaystyle{{R{\rm{S}}} \over \rho } = {{30.0,{{5.10}^{ - 6}}} \over {0,{{4.10}^{ - 6}}}} = 37,5m\)

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.

Phương pháp giải:

+ Đọc số liệu ghi trên biến trở

+ Vận dụng biểu thức định luật ôm: \(I=\dfrac{U}{R}\)

+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của dây dẫn: \(R=\rho \dfrac{l}{S}\)

Lời giải chi tiết:

a) Ý nghĩa của hai số ghi:

+ \(50\Omega\) - 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:

\(U_{max}=I_{max}×R_{max}= 2,5 × 50 = 125V\).

c) Tiết diện của dây là:

\(S = \rho \displaystyle{l \over R} = 1,{1.10^{ - 6}} \times {{50} \over {50}} = 1,{1.10^{ - 6}}{m^2} \\= 1,1m{m^2}\)

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?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính:

+ điện trở \(R=\rho\dfrac{l}{S}.\)

+ định luật Ôm \(I=\dfrac{U}{R}\).

Lời giải chi tiết:

a) Điện trở lớn nhất của biến trở là:

\(\displaystyle{R_{{\rm{max}}}} = \rho {l \over S} = \rho {{N\pi d} \over S}\\ = 0,{4.10^{ - 6}} \times {{500 \times 3,14 \times 0,04} \over {0,{{6.10}^{ - 6}}}} = 41,9\Omega\)

b) Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là:

 \({I_{\max }} = \displaystyle{{{U_{\max }}} \over {{R_{\max }}}} = {{67} \over {41,9}} = 1,6A\)

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.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức định luật Ôm \(I=\dfrac{U}{R}\) ; R càng nhỏ I càng lớn; I càng lớn đèn sáng càng mạnh

Lời giải chi tiết:

Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

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?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức của mạch nối tiếp và định luật Ôm: U = U₁ + U₂. và \(I=\dfrac{U}{R}\)

Lời giải chi tiết:

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:

 \({R_{bt}} =\dfrac{{12 - 2,5}}{ {0,4}} = 23,75\Omega \)

c) Số phần trăm (%) vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là:

\(n = \dfrac{{23,75}}{{40}}.100\% = 59,4\% \)

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.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức của đoạn mạch mắc nối tiếp:

• Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I₁ = I₂. 
• Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U₁ + U₂.
• Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: R_tđ = R₁ + R₂. 

Lời giải chi tiết:

a) Điện trở của biến trở là:

 \({R_{bl}} = \displaystyle{{U - {U_v}} \over I} = {{12 - 6} \over {0,5}} = 12\Omega \)

b) Ta có:  

Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R và biến trở khi đó là:

 \(I = \displaystyle{{{U_v}} \over R} = {{4,5} \over {12}} = 0,375{\rm{A}}\)

Để vôn kế chỉ 4,5V, điện trở của biến trở khi đó phải là:

\({R_{b2}} = \displaystyle{U \over I} - R = {{12} \over {0,375}} - 12 = 20\Omega \)