Vật lí 9 BÀI 9: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN

[Tên để làm gì]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

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

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT​

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

C1: 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?

Lời giải:
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.

Kết luận: Điện trở phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn

2. Điện trở suất
- 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 [imath]\rho[/imath], đơn vị của điện trở suất là Ôm.mét ([imath]\Omega.m[/imath]).
- 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 [imath]1m[/imath] và có tiết diện đều là [imath]1m^2[/imath].
- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.

3. 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.

C2: Dựa vào bảng 1 (SGK) hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài [imath]l = 1m[/imath] và có tiết diện [imath]S = 1mm^2[/imath].

Lời giải:
Qua bảng 1 ta tra được điện trở suất của dây constantan là [imath]\rho = 0,50.10^{-6} \Omega.m[/imath]
Có nghĩa là nếu ta có một sợi dây constantan hình trụ có chiều dài [imath]l_1 = 1m[/imath], tiết diện [imath]S_1 = 1m^2[/imath] thì điện trở của nó là: [imath]R_1 = 0,50.10^{-6} \Omega[/imath]
Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài [imath]l = 1 m = l_1[/imath] và có tiết diện [imath]S = l mm^2[/imath] là [imath]R[/imath] thỏa mãn hệ thức
[imath]\dfrac{R}{R_1} = \dfrac{S_1}{S} = \dfrac{1}{1.10^{-6}} = 10^6[/imath]
Nên: [imath]R = 0.5 \Omega[/imath]

4. Công thức tính điện trở​

C3:

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

View attachment 217561

Lời giải:

Các bước tính	Dây dẫn (được làm từ vật liệu có điện trở suất [imath]\rho[/imath])		Điện trở của dây dẫn
1	Chiều dài [imath]1 (m)[/imath]	Tiết diện [imath]1 m^2[/imath]	[imath]R_1 = \rho[/imath]
2	Chiều dài [imath]1 (m)[/imath]	Tiết diện [imath]1 m^2[/imath]	[imath]R_2 = \rho_1[/imath]
3	Chiều dài [imath]1 (m)[/imath]	Tiết diện [imath]S (m^2)[/imath]	[imath]R_3 = \rho.\dfrac{l}{S}[/imath]

Công thức: [imath]R= \rho. \dfrac{l}{S}[/imath]
Trong đó:
[imath]l[/imath] là chiều dài dây dẫn [imath](m)[/imath]
[imath]\rho[/imath] là điện trở suất [imath](\Omega.m)[/imath]
[imath]S[/imath] là tiết diện dây dẫn [imath](m^2)[/imath]
[imath]R[/imath] là điện trở của dây dẫn [imath](\Omega)[/imath]

II/ VẬN DỤNG
C4: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài [imath]l = 4m[/imath] có tiết diện tròn, đường kính [imath]d = 1 mm[/imath] (lấy [imath]\pi = 3.14[/imath]).

Lời giải:
Bảng điện trở suất (trang 26), ta có:
[imath]\rho_{đồng} = 1,7.10^{-8} (\Omega.m)[/imath]
Diện tích hình tròn:
[imath]S = \pi.r^2 = \pi.\dfrac{d^2}{4} = 7.85.10^{-7} (m^2)[/imath]
Áp dụng công thức tính điện trở:
[imath]R = \rho.\dfrac{l}{S} = 0.087 \Omega[/imath]

C5: Từ bảng 1 (SGK) hãy tính:
- Điện trở của sợi dây nhôm dài [imath]2m[/imath] và có tiết diện [imath]1mm^2[/imath]
- Điện trở của sợi dây nikêlin dài [imath]8m[/imath], có tiết diện tròn và đường kính là [imath]0,4mm[/imath] (lấy [imath]\pi = 3.14[/imath]).
- Điện trở của sợi dây đồng dài [imath]400m[/imath] và có tiết diện [imath]2mm^2[/imath].

Lời giải:
- Điện trở của dây nhôm là:
[imath]R_1 = \rho_1.\dfrac{l_1}{S_1} = 0.056 \Omega[/imath]
- Điện trở của dây nikêlin là:
[imath]R_2 = \rho_2.\dfrac{l_2}{S_2} = 25.5 \Omega[/imath]
- Điện trở của dây đồng là:
[imath]R_3 = \rho_3.\dfrac{l_3}{S_3} = 3.4 \Omega[/imath]

C6: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở [imath]20^0C[/imath] có điện trở [imath]25 \Omega[/imath] , có tiết diện tròn bán kính [imath]0,01mm[/imath]. Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy [imath]\pi = 3,14[/imath]).

Lời giải:
Điện trở suất của vonfram ở [imath]20^0C[/imath] (trang 26 sgk):
[imath]\rho = 5,5.10^{-8} \Omega.m[/imath]
Diện tích hình tròn:
[imath]S = \pi.r^2 = 3,14.10^{-10} m^2[/imath]
Công thức tính điện trở dây dẫn:
[imath]R = \dfrac{\rho.l}{S} \Rightarrow l = \dfrac{R.S}{\rho} = 143 mm[/imath]

Hi vọng những kiến thức cơ bản này sẽ được các em nắm kĩ và vận dụng thật tốt ^^


---------
Xem thêm tại: HỆ THỐNG MỤC LỤC VẬT LÍ 9

 

[Nguyễn Đình Trường]

Bài 9: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN​

​

Bài 9.5.​

Một cuộn dây dẫn bằng đồng với khối lượng của dây dẫn là [imath]0,5kg[/imath] và dây dẫn có tiết diện [imath]1mm^{2}[/imath].
a) Tính chiều dài dây dẫn, biết khối lượng riêng của đồng là [imath]8900kg/m^{3}[/imath].
b) Tính điện trở của cuộn dây này, biết điện trở suất của đồng là [imath]1,7.10^{-8}\Omega.m[/imath].

Lời giải:

a) +) Đổi : [imath]S=1mm^{2}=10^{-6}m^{2}[/imath]

+) Thể tích dây dẫn: [imath]V=\dfrac{m}{D}=\dfrac{0,5}{8900}=\dfrac{1}{17800} m^{3}[/imath]

+) Chiều dài dây dẫn: [imath]l=\dfrac{V}{S}=\dfrac{1}{17800} : 10^{-6}=\dfrac{5000}{89}\approx 56,18m[/imath].

b) +) Điện trở của cuộn dây: [imath]R=\rho. \dfrac{l}{S}=1,7.10^{-8}\dfrac{\dfrac{5000}{89}}{10^{-6}}=\dfrac{85}{89}\approx 0,955\Omega[/imath]

Bài 9.6​

Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn, cần xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm nào sau 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.

Lời giải:

Chọn: D. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện như nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau.

Bài 9.10.​

Một cuộn dây điện trở có trị số là [imath]10\Omega[/imath] được quấn bằng dây nikenlin có tiết diện là [imath]0,1mm^{2}[/imath] và có điện trở suất là [imath]0,4.10^{-6}\Omega.m[/imath].
a) Tính độ dài của cuộn dây nikenlin dùng để quấn cuộn dây điện trở này.
b) Mắc cuộn dây điện trở nối tiếp với một điện trở có trị số là [imath]5\Omega[/imath] và đặt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp này một hiệu điện thế là [imath]3V[/imath]. Tính hiệu diện thế giữa hai đầu cuộn dây điện trở.

Lời giải:

a) +) Đổi [imath]0,1mm^{2}=10^{-7}m^{2}[/imath]

+) Độ dài sợi dây nikenlin: [imath]R=\rho. \dfrac{l}{S}\Rightarrow l=\dfrac{RS}{\rho }=\dfrac{10.10^{-7}}{0,4.10^{-6}}=2,5m[/imath].

b) +) Gọi [imath]R_{0}=5\Omega[/imath]
+) Ta có mạch điện: [imath]RntR_{0}[/imath]
+) [imath]R_{td}=R+R_{0}=10+5=15\Omega[/imath]

+) Áp dụng định luật ohm: [imath]I=\dfrac{U}{R_{td}}=\dfrac{3}{15}=0,2A[/imath]

+) Hiệu điện thế hai đầu cuộn dây điện trở: [imath]U'=I.R=0,2.10=2V[/imath].

Bài 9.11.​

Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất [imath]1,1.10^{-6}\Omega.m[/imath] để làm dây nung cho một bếp điện. Điện trở của dây nung này ở nhiệt độ bình thường là [imath]4,5\Omega[/imath] và có chiều dài tổng cộng là [imath]0,8m[/imath]. Hỏi dây nung này phải có đường kính tiết diện là bao nhiêu?

Lời giải:

+) Tiết diện dây nung: [imath]R=\rho \dfrac{l}{S}\Rightarrow S=\rho \dfrac{l}{R}=1,1.10^{-6}.\dfrac{0,8}{4,5}=\dfrac{88}{450}.10^{-6}m^{2}[/imath]

+) Mà [imath]S=\pi r^{2}[/imath]

[imath]\Leftrightarrow \dfrac{88}{450}.10^{-6}=\pi.\dfrac{d^{2}}{4}[/imath]

[imath]\Rightarrow d\approx 5.10^{-4}m=5mm[/imath]

Bài 9.12.​

Ở các nhà cao tầng, người ta thường lắp cột thu lôi để chống sét. Dây nối đầu cột thu lôi xuống đất là dây sắt, có điện trở suất là [imath]12,0.10^{-8}\Omega.m[/imath]. Tính điện trở của một dây dẫn bằng sắt này nếu nó dài [imath]40m[/imath] và có đường kính tiết diện là [imath]8mm[/imath].

Lời giải:

+) Đổi [imath]d=8mm=8.10^{-3}m[/imath]

+) Tiết diện dây dẫn sắt: [imath]S=\pi r^{2}=\pi \dfrac{d^{2}}4{}=\pi\dfrac{(8.10^{-3})^{2}}{4}=1,6.10^{-5}\pi m^{2}[/imath]

+) Điện trở của dây dẫn sắt: [imath]R=\rho \dfrac{l}{S}=12.10^{-8}.\dfrac{40}{1,6.10^{-5}\pi}\approx 0,095\Omega[/imath].