Bài Tập Vận Dụng định Luật Ôm Và Công Thức Tính điện Trở Của Dây Dẫn

Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn Chuyên đề môn Vật lý lớp 9 Bài trước Bài sau Lớp: Lớp 9 Môn: Vật Lý Dạng tài liệu: Chuyên đề Phân loại: Tài liệu Tính phí

Nâng cấp gói Pro để trải nghiệm website VnDoc.com KHÔNG quảng cáo, và tải file cực nhanh không chờ đợi.

Tìm hiểu thêm » Mua ngay Từ 79.000đ Hỗ trợ Zalo

Trong chương trình Vật lý lớp 9, định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn là một trong những kiến thức trọng tâm, giúp học sinh hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện trở. Đây không chỉ là nền tảng để giải quyết các bài toán điện học mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc rèn luyện kỹ năng vận dụng công thức vào thực tế. Bài viết này sẽ cung cấp hệ thống bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn, kèm hướng dẫn chi tiết, nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức và chuẩn bị tốt nhất cho các kỳ kiểm tra cũng như kỳ thi quan trọng trong chuyên đề môn Vật lý lớp 9.

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

• A. Lý thuyết Định luật Ohm
  • 1. Định luật Ôm
  • 2. Điện trở của dây dẫn
  • 1. Tính điện trở của biến trở
  • 3. Vận dụng đinh luật Ôm
• B. Trắc nghiệm & Tự luận vận dụng định luật Ohm

A. Lý thuyết Định luật Ohm

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Định luật Ôm

- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

- Hệ thức biểu diễn định luật:

Trong đó: R là điện trở (Ω)

U là hiệu điện thế (V)

I là cường độ dòng điện (A)

2. Điện trở của dây dẫn

Công thức:

Trong đó: l là chiều dài dây dẫn (m)

ρ là điện trở suất (Ω.m)

S là tiết diện dây dẫn (m2)

R là điện trở của dây dẫn (Ω)

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Tính điện trở của biến trở

a) Điện trở toàn phần của biến trở

Áp dụng công thức:

Trong đó: lAB là toàn bộ chiều dài của dây làm biến trở

b) Điện trở của phần biến trở tham gia vào mạch điện

Áp dụng công thức:

Trong đó: lMN là chiều dài của phần biến trở tham gia vào mạch điện

lMN = n.l1 với n là số vòng dây tham gia vào mạch điện, l1 là chiều dài của một vòng (chu vi của một vòng dây).

2. Dựa vào bảng quy định trị số theo các vòng màu để tính trị số của điện trở

+ Đối với điện trở 4 vạch màu:

• Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở

+ Đối với điện trở 5 vạch màu:

• Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở

3. Vận dụng đinh luật Ôm

a) Đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

* Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

- Đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp: RAB = R1 + R2 + ... + Rn

- Nếu n điện trở đều bằng nhau, giá trị mỗi điện trở bằng R0.

- Nếu biết hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua đoạn mạch:

* Tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch

- Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:

- - Nếu biết Un và Rn là giá trị hiệu điện thế và điện trở thứ n. Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch:

* Tính hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ trong mạch điện

- Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M, N bất kỳ trên mạch điện

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch đó:

Trong đoạn MN có thể có một hay nhiều điện trở mắc nối tiếp.

- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở

Trong đó: U và U’ là hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R và R’

b) Đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

* Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

- Đoạn mạch chỉ có hai điện trở mắc song song

- Đoạn mạch có n điện trở mắc song song

+ Trường hợp có n điện trở giống nhau:

Trong đó R0 là giá trị của mỗi điện trở

+ Trường hợp n điện trở có giá trị khác nhau:

- Nếu biết hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua đoạn mạch:

* Tính cường độ dòng điện

- Tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch chính

- Tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch rẽ:

Trong đó UAB và R’ là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và điện trở của đoạn mạch rẽ cần tìm cường độ dòng điện. Hoặc:

Trong đó I’ và R’ là cường độ dòng điện và điện trở của đoạn mạch rẽ khác.

R là điện trở của đoạn mạch rẽ cần tìm cường độ dòng điện.

* Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở:

- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB

UAB = U1 = U2 = ... = Un hay UAB = IAB.RAB

Với U1, U2... Un là hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ

B. Trắc nghiệm & Tự luận vận dụng định luật Ohm

Câu 1: Xét các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn giảm đi 5 lần và tiết diện tăng 2 lần thì điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào?

A. Điện trở của dây dẫn tăng lên 10 lần.

B. Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần.

C. Điện trở của dây dẫn tăng lên 2,5 lần.

D. Điện trở của dây dẫn giảm đi 2,5 lần.

Hướng dẫn giải

Ta có:

Nếu chiều dài dây dẫn giảm đi 5 lần và tiết diện tăng 2 lần thì điện trở của dây dẫn thay đổi:

Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần

→ Đáp án B

Câu 2: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. 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.

Hướng dẫn giải

Ta biết

Khi dịch chuyển con trỏ về đầu M thì khi đó I giảm R tăng

Mà khi đó I tăng nên đèn càng sáng mạnh lên khi dịch chuyển con trỏ về M.

→ Đáp án A

Câu 3: Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R1 = 7,5Ω và R2 = 4,5Ω . Dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức là I = 0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R3 để mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Tính R3 để hai đèn sáng bình thường.

A. 1 Ω              B. 2 Ω              C. 3 Ω              D. 4 Ω

Hướng dẫn giải

Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

Để đèn sáng bình thường thì: R3 = 15 – 7,5 – 4,5 = 3 Ω

→ Đáp án C

Câu 4: Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 40 . Dây điện trở của biến trở là một dây hợp kim nicrom có tiết diện 0,5 mm2 và được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2cm. Tính số vòng dây của biến trở này.

A. 290 vòng              B. 380 vòng               C. 150 vòng               D. 200 vòng

Hướng dẫn giải

Từ \(R = \frac{{\rho l}}{S} \Rightarrow l = \frac{{R.S}}{\rho } = \frac{{40.0,{{5.10}^{ - 6}}}}{{1,{{1.10}^{ - 6}}}} \approx 18,2\left( m \right)\)

Chiều dài một vòng dây bằng chu vi của lõi sứ:

\(l' = \pi d = 3,{14.2.10^{ - 2}} = 6,{28.10^{ - 2}}\left( m \right)\)

Số vòng dây quấn trên lõi sứ: