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

  • Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn trang 1
  • Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn trang 2
  • Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn trang 3
  • Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn trang 4
sụ PHỤ THUỘC CỦA niỆM TRÚ
VÀO VÂT LIẸU LÀM DẲY DẪN
A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài 1 của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với
tiết diện s của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn : R = p-^.
s
Lưu ỷ :
Đổi đơn vị : 1 mm2 = 10-6 m2; 1 g/cm3 = 1000 kg/m3.
Tính tiết diện của dây dẫn khi biết khối lượng m, chiều dài l của dây
,	,	V m
dẫn, khối lượng riêng D của chất làm dây dân : s = — - —.
B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT
Cl. Để thấy được sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện và được làm từ các loại vật liệu kAác nhau.
C2. Bảng 1 cho biết: Một đoạn dây dẫn dài 1 m, tiết diện 1 m2 có điện trở là p (Q) => Một đoạn dây dẫn constantan dài l = 1 m, tiết diện s =*T mm2 = 10~6 m2,
có điện trở : R =	— = 0,5 Q.
10-6
C3. Bảng 2 (SGK).
Các bước tính
Dây dẫn
(được làm từ vật liệu có điện trở suất p)
Điên trở của dây dẫn
(Q)
1
Chiều dài 1 m, tiết diện 1 m2
♦	Ri = p
2
Chiều dài ỉ (m), tiết diện 1 m2
r2 = p/
3
Chiều dài / (m), tiết diện s (m)2
R = Bỉ s
C4. Tiết diện của dây đồng là : s =	= 3’14.(10—)_ _ 0,785.10 6m2.
4
I 1.7.10~8.4
R = pị = —_ ■	*_£ « 0,087£2
s 0,785.10-6
R = Pt- = s
l _ 2,8.10~8.2
10'
= 0,056 Q
C5. Điện trở của sợi dây nhôm dài l - 2 m, tiết diện s = 1 mm2 = 10 6 m2 là :
Điện trở của sợi dây nikêlin dài / = 8 m, tiết diện s =
_ n ncc in-6 „2	. n	/ _ 0,4.10 6.8
= 0,1256.10 m là: R = p—=	—	-«25,5£2
s 0,1256.10’6
3,14.(0,4.10-3)-2
Điện trở của sợi dây đồng dài l = 400 m, tiết diện s = 2 mm2 =2.10 6 m2 là :
2.10
-6
-10„2
C6. Tiết diện của dây tóc bóng đèn là : s = Jir2 = 3,14.(0,01.10"3)2 = 3,14.10_lum2. 	
Từ công thức R = p— => Chiều dài của dây tóc bóng đèn là : s
RS _ 25.3,14.10
-10
5,5.10
-8
0,143 m = 14,3 cm
n J l,7.10-8.400 R = p — = ———7— = 3,4 Q
Kim loại nào có điện trở suất nhỏ nhất thì kim loại đó dẫn điện tốt nhất. Trong bảng điện trở suất, bạc là chất có điện trở suất nhỏ nhất nên bạc dẫn điện tốt nhất.
Trong số các kim loại là đồng, sắt, nhôm và vonfam thì sắt là chất có điện trở suất lớn nhất nên sắt dẫn điện kém nhất.
D. Vì các dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện nên điện trở của các dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm dây.
Ta có : pA1 = 2,8.10-8 Q.m > pCu = 1,7.10"8 £2.m > pAg = 1,6.10-8 Q.m => R3 > R2 > Rj.
/	1,7.10 .100
9.4. R = p2- =
s 2.10
= 0,85 Q.
9.5. a) Thể tích của cuộn dây được tính theo công thức : V = 77-.
Chiều dài của dây dẫn là : l = -- = 7-7- =	——- « 56,18 m.
s DS 8900.1CT6
. u _ J _ l,7.10“8.56,18 ~ _ b) Điện trớ cúa cuộn dây là : R = p — =	« 1 Q .
s 10-6
9.6. D.	9.7. c.	9.8. c.
a) Chiều dài của dây dẫn là : z = —— =	-	■ ■■ = 2,5 m.
p 0,4.10“ố
b) Vì cuộn dây có điện trở R = 10 Q mắc nối tiếp với điện trở Rj = 5 Q nên
Ucd _ R _ ucd _ R _ ucd _	10	_ _ow
Uj Rj U;+Ucd Rj + R 3	5 + 10	cd
Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây điện trở là 2 V.
Tiết diện của dây dẫn là : s = 77- =	0 2.10-6 m2.
R 4,5
Từ công thức : s =	=> d = Ễ = J4'°’2'\0^ « 0,5.10“3m = 0,5mm.
4	V 71 V 3,14
Dây nung phải có đường kính tiết diện là 0,5 mm.
2	3 2
Tiết diện của dây sắt là : s =	= 3,14.(8.10—)_ _ 5Q,24.io_6m2.
4	4
,	1	12.10_8.40
Điện trở của dây sắt là : R = p — = -————7- « 0,1 Í2.
s 50,24.10’6
c. BÀI TẬP BỔ SUNG
9a. Có hai dây dẫn, dây thứ nhất làm bằng đồng có điện trở suất Pị = 1,7.10-8 Q.m, dây thứ hai làm bằng nhôm có điện trở suất p2 = 2,8.10~8 Q.m. Dây thứ nhất có điện trở R) = 27 £2 ; chiều dài và khối lượng của các dây liên hệ với nhau bởi các.hệ thức /ị = 2,7/2 và m, = 8,9m2. Tính điện trở R2 của dây thứ hai, cho biết khối lượng riêng của đồng là Dj = 8900 kg/m3 và khối lượng riêng của nhôm là D2 = 8900 kg/m3.
9b. Một điện trở làm bằng dây nikêlin cuốn thành n = 100 vòng quanh một lõi '	sứ hình trụ đường kính D = 4 cm. Đặt vào hai đầu điện trở này một hiệu điện
thế u = 24 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ I = 0,375 A.
Tính điện trở của ống dây.
Tính đường kính tiết diện của dây nikêlin.