Vật Lí 9 Bài 10: Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 9 Bài 10
Biến trở
– Biến trở là điện trở có thể thay đổi được trị số và có thể sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
– Cấu tạo gồm hai bộ phận chính:
+ Con chạy hoặc tay quay
+ Cuộn dây bằng hợp kim có điện trở suất lớn
– Kí hiệu
– Hoạt động: Khi di chuyển con chạy (hoặc tay quay) thì sẽ làm thay đổi chiều dài của cuộn dây có dòng điện chạy qua ⇒ làm thay đổi điện trở của biến trở.
Các loại biến trở thường dùng
Có nhiều cách phân loại biến trở:
– Phân loại biến trở theo chất liệu cấu tạo:
+ Biến trở dây quấn (B, C)
+ Biến trở than (A)
– Phân loại biến trở theo bộ phận điều chỉnh:
+ Biến trở con chạy (B)
+ Biến trở tay quay (A, C)
Các điện trở thường dùng trong kĩ thuật
a) Cấu tạo
Các điện trở được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lõi cách điện (thường bằng sứ).
b) Nhận dạng cách ghi trị số điện trở
– Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở
– Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vòng màu sơn trên điện trở
Cách tính toán giá trị 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
Ví dụ:
– Điện trở ở vị trí bên trái có giá trị được tính như sau: R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng.
– Điện trở ở vị trí giữa có giá trị được tính như sau: R = 380 × 103 Ω = 380 KΩ bởi vì cam tương ứng với 3, xám tương ứng với 8, đen tương ứng với 0, và cam tương ứng với giá trị số mũ 3. Vòng màu cuối cho biết giá trị sai số là 2% ứng với màu đỏ.
– Điện trở ở vị trí bên phải có giá trị được tính như sau: R = 527 × 104 Ω = 5270 KΩ bởi vì xanh lục tương ứng với 5, đỏ tương ứng với 2, và tím tương ứng với 7, vàng tương ứng với số mũ 4, và nâu tương ứng với sai số 1%. Vòng màu cuối cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo nhiệt độ là 10 PPM/°C.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 10
Bài C2 (trang 29 SGK Vật Lý 9)
Bộ phận chính của các biến trở trên các hình 10.1a,b gồm con chạy (hoặc tay quay) C và cuộn dây dẫn bằng hợp kim có điện trở suất lớn (nikêlin hay nicrom), được quấn đều đặn dọc theo một lỏi bằng sứ. Nếu mắc hai đầu A, B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện thì khi dịch chuyển con chạy C, biến trở có tác dụng thay đổi điện trở không? Vì sao?
Lời giải:
Trong trường hợp trên, đầu ra của con chạy C không sẽ không còn được kết nối với nguồn điện nên nếu dịch chuyển con chạy C thì dòng điện vẫn chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở. Khi đó con chạy sẽ không có tác dụng làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua, vì vậy biến trở không có tác dụng thay đổi điện trở tham gia vào mạch điện nữa.
Bài C3 (trang 29 SGK Vật Lý 9)
Biến trở được mắc nốì tiếp vào mạch điện, chẳng hạn với hai điểm A và N của các biến trở ở hình 10.la và b. Khi đó nếu dịch chuyển con chạy hoặc tay quay c thì điện trở của mạch có thay đổi không? Vì sao?
Lời giải:
Trong trường hợp trên, nếu dịch chuyển con chạy hoăc tay quay C thì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ thay đổi và điện trở của biến trở cũng thay đổi theo. Vì vậy điện trở của mạch điện cũng thay đổi.
Bài C4 (trang 29 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 10.2 (SGK) vẽ các kí hiệu sơ đồ của biến trở. Hãy mô tả hoạt động của biến trở có kí hiệu sơ đồ a, b, c.
Lời giải:
Khi dịch chuyển con chạy thì sẽ làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua và do đó làm thay đổi điện trở của biến trở.
Cụ thể nếu đầu con chạy dịch chuyển sang bên trái thì chiều dài phần điện trở tham gia vào mạch điện sẽ giảm dẫn đến điện trở của biến trở lúc này giảm theo. Nếu dịch con chạy sang bên phải thì điện trở của phần biến trở tham gia mạch điện sẽ tăng.
Bài C5 (trang 29 SGK Vật Lý 9)
Vẽ sơ đồ mạch điện như hình 10.3 (SGK).
Lời giải:
Sơ đồ của mạch điện như hình 10.1.
Bài C6 (trang 29 SGK Vật Lý 9)
Tìm hiểu trị số điện trở lớn nhất của biến trở được sử dụng và cường độ lớn nhất của dòng điệncho phép chạy qua biến trở đó.
+ Mắc mạch điện theo hình 10.3. Đẩy con chạy C về sát điểm N để biến trở có điện trở lớn nhất.
+ Đóng công tắc rồi dịch chuyển con chạy C để đèn sáng hơn. Tại sao?
+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con chạy của biến trở tới vị trí nào? Vì sao?
Lời giải:
+ Để con chạy C ở điểm N thì biến trở có giá trị điên trở lớn nhất, vì khi đó dòng điện chạy qua tất cả cuộn dây của biến trở.
+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con trở của biến trở đến vị trí sao cho điện trở của biến trở là nhỏ nhất ( vì biến trở mắc nối tiếp với đèn trong mạch), đó là điểm M.
Khi con chạy đặt ở điểm M thì dòng điện hầu như không chạy qua cuộn dây của biến trở, điện trở của biến trở khi ấy là nhỏ nhất.
Bài C7 (trang 30 SGK Vật Lý 9)
Trong kĩ thuật, chẳng hạn trong các mạch điện của Radio, tivi… người ta cần sử dụng các điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau, có thể tới vài trăm megavon (1MΩ = 106Ω). Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện (thường bằng sứ). Hãy giải thích vì sao lớp than hay lớp kim loại mỏng đó lại có điện trở lớn.
Lời giải:
Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện (thường bằng sứ), nên khi áp điện vào hai đầu thì điện trở tham gia vào mạch sẽ có tiết diện S rất nhỏ (không được nhầm lẫn với tiết diện của lõi sứ)
Mặt khác nên khi S rất nhỏ thì R rất lớn, có thể lên đến cỡ MΩ
Bài C8 (trang 30 SGK Vật Lý 9)
Hãy nhận dạng hai cách ghi trị số các điện trở kĩ thuật nêu dưới đây.
Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở (hình 10.4a)
Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vòng màu sơn điện trở (hình 10.4b và hình 2 ở bìa 3).
Lời giải:
Cách 1: Các điện trở có kích thước lớn thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ.
Cách 2: Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch màu theo một quy ước chung của thế giới (xem bảng 1 SGK. Trang 31).
Cách đọc: Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu
* Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu:
Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có màu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.
– Đối diện với vòng cuối là vòng số 1, tiếp theo đến vòng số 2, số 3
– Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị
– Vòng số 3 là bội số của cơ số 10.
– Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 (mũ vòng 3)
– Có thể tính vòng số 3 là số con số không “0” thêm vào
– Màu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm.
* Cách đọc trị số điện trở 5 vòng màu: (điện trở chính xác)
– Vòng số 5 là vòng cuối cùng, là vòng ghi sai số, trở 5 vòng màu thì màu sai số có nhiều màu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác định đâu là vòng cuối cùng, tuy nhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút.
– Đối diện vòng cuối là vòng số 1
– Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng màu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị
– Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 (mũ vòng 4)
– Có thể tính vòng số 4 là số con số không “0” thêm vào
Bài C9 (trang 30 SGK Vật Lý 9)
Đọc trị số của các điện trở kĩ thuật cùng loại như hình 10.4a có trong bộ dụng cụ thí nghiệm
Lời giải:
Ví dụ đọc trị số điện trở như hình vẽ sau:
R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ
Bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng.
Bài C10 (trang 30 SGK Vật Lý 9)
Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20Ω. Dây điện trở của biến trở là dây hợp kim nicrom có tiết diện 0,5mm2 và được quấn đều chung quanh một lỏi sứ tròn đường kính 2cm. Tính số vòng dây của biến trở này.
Lời giải:
Ta có: Tiết diện của dây dẫn: S = 0,5 mm2 = 0,5.10-6 m2
Tra bảng 1, SGK, tr26 ta tìm được dây nicrom có điện trở suất: ρ = 1,10.10-6 Ωm
Chiều dài của dây hợp kim là: l = = 20.0,5.10-6/(1,1.10-6) = 9,09m
Vì dây được quấn đều chung quanh một lỏi sứ tròn đường kính d = 2cm = 0,02m nên một vòng quấn sẽ chiếm một chiều dài bằng chu vi của lỏi: C = π.d (lấy π = 3,14)
Số vòng dây của biến trở là: N = = 145 vòng.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 10 có đáp án
Bài 1: Biến trở là:
A. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh chiều dòng điện trong mạch.
B. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ và chiều dòng điện trong mạch.
C. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
D. điện trở không thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
Lời giải
Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
Đáp án: C
Bài 2: Hiệu điện thế trong mạch điện có sơ đồ dưới được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở dần về đầu N thì số chỉ của ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?
A. Giảm dần đi
B. Tăng dần lên
C. Không thay đổi
D. Lúc đầu giảm dần, sau đó tăng dần lên
Lời giải
Khi dịch chuyển con chạy của biến trở dần về đầu N thì điện trở của mạch sẽ tăng lên, mà hiệu điện thế không đổi
=> Số chỉ ampe kế IA sẽ giảm dần đi
Đáp án: A
Bài 3: Biến trở không có kí hiệu sơ đồ nào dưới đây?
A.
B.
C.
D.
Lời giải
Hình B không phải là kí hiệu của biến trở
Đáp án: B
Bài 4: Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng về biến trở?
A. Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số
B. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi cường độ dòng điện
C. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện
D. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi chiều dòng điện trong mạch.
Lời giải
A, C, B – đúng
D – sai vì: Biến trở là dụng cụ không thể được dùng để thay đổi chiều dòng điện trong mạch
Đáp án: D
Bài 5: Trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện thì cần điều chỉnh biến trở có giá trị nào dưới đây?
A. Có giá trị 0
B. Có giá trị nhỏ
C. Có giá trị lớn
D. Có giá trị lớn nhất
Lời giải
Trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện thì cần điều chỉnh biến trở có giá trị lớn nhất, như vậy cường độ dòng điện qua mạch sẽ nhỏ nhất.
Khi chỉnh biến trở, điện trở của mạch sẽ giảm dần nên cường độ dòng điện trong mạch sẽ tăng dần
=> tránh được hư hỏng thiết bị trong mạch.
Đáp án: D
Bài 6: Trên một biến trở có ghi 30 – 2,5A. Các số ghi này có ý nghĩa nào dưới đây?
A. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A
B. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A
C. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A
D. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A
Lời giải
Các thông số ghi trên biến trở có nghĩa là: Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A
Đáp án: C
Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ:
Đóng khóa K rồi dịch chuyển con chạy trên biến trở. Đề đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch chuyển con chạy của biến trở đến vị trí nào?
A. Điểm M
B. Điểm N
C. Trung điểm của MN
D. Đèn luôn sáng bình thường
Lời giải
Ta có, để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch chuyển con chạy của biến trở tới vị trí M
Vì khi đó điện trở của biến trở bằng 0, biến trở được coi như một dây dẫn bình thường => cường độ dòng điện trong mạch cực đại => đèn sáng mạnh nhất
Đáp án: A
Bài 8: Điện trở dùng trong kĩ thuật thường có trị số:
A. Rất lớn
B. Rất nhỏ
C. Cỡ vài chục ôm
D. Có thể lên tới 100 ôm
Lời giải
Điện trở dùng trong kĩ thuật thường có trị số rất lớn, có thể lên tới vài trăm mêgaom
Đáp án: A
Bài 9: Trong kĩ thuật, chẳng hạn trong các mạch điện của rađio, tivi, … người ta cần sử dụng các điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau, có thể lên tới vài trăm megaom. Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện (thường bằng sứ). Phương án nào sau đây giải thích được vì sao lớp than hay lớp kim loại đó lại có điện trở lớn.
A. Vì khối này như một điện trở có bề dày lớn
B. Vì khối này như một điện trở có tiết diện S rất nhỏ
C. Vì khối này như một điện trở có tiết diện S lớn
D. Vì khối này như một điện trở có chiều dài rất lớn
Lời giải
Ta có:
Than hay lớp kim loại là chất dẫn điện, nếu lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện thì chỉ có lớp mỏng này dẫn điện, lõi sứ bên trong không dẫn điện.
Vì vậy khối này giống như một điện trở có tiết diện S rất nhỏ. Bề dày của lớp than hay kim loại này càng mỏng thì tiết diện S càng nhỏ.
Mà điện trở: tỉ lệ nghịch với S nên điện trở R rất lớn.
Đáp án: B
Bài 10: Điện trở dùng trong kĩ thuật được chế tạo bằng:
A. Lớp natri hoặc lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện
B. Lớp natri hoặc lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp dẫn điện
C. Lớp chì hoặc lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện
D. Lớp chì hoặc lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp dẫn điện
Lời giải
Điện trở dùng trong kĩ thuật được chế tạo bằng lớp chì hoặc lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện
Đáp án: C
Bài 11: Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20Ω . Dây điện trở của biến trở là hợp kim nicrom có điện trở suất 1,1.10- 6 .m và tiết diện 0,5mm2 và được quấn đều xung quang một lõi sứ tròn đường kính 1,5cm. Số vòng dây của biến trở này là:
A. 260 vòng
B. 193 vòng
C. 326 vòng
D. 186 vòng
Lời giải
Ta có:
+ Chiều dài dây điện trở:
+ Số vòng dây của biến trở: vòng
Đáp án: B
Bài 12: Cầm làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 50Ω bằng dây dẫn Niken có điện trở suất 0,4.10−6Ω.m và có tiết diện 0,5mm2. Chiều dài của dây dẫn có giá trị là:
A. 62,5m
B. 37,5m
C. 40m
D. 10m
Lời giải
Ta có:
Đáp án: A
Bài 13: Trên một biến trở con chạy có ghi 60Ω − 2A. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là:
A. 30V
B. 60V
C. 80V
D. 120V
Lời giải
+ Các số chỉ trên biến trở cho biết biến trở có điện trở tối đa là 60Ω và cường độ dòng điện tối đa có thể chạy qua biến trở là I max = 2A
+ Hiệu điện thế lớn nhất có thể được đặt ở hai đầu cuộn dây là:
Đáp án: D
Bài 14: Cuộn dây dẫn một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim niken có điện trở suất 0,4.10−6Ω.m, có tiết diện đều là 0,6mm2 và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn có đường kính 4cm. Điện trở lớn nhất của biến trở này là:
A. 62,8 Ω
B. 41,9 Ω
C. 26 Ω
D. 52,2 Ω
Lời giải
+ Chiều dài của dây quấn là:
+ Điện trở lớn nhất của biến trở này là:
Đáp án: B
Bài 15: Cho mạch điện có sơ đồ như hình sau:
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 sau đây là đúng?
A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M
B. Đèn sáng yếu hơn 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 phương án trên đều không đúng
Lời giải
Khi di chuyển con chạy về đầu M, điện trở của biến trở giảm => cường độ dòng điện trong mạch tăng
=> đèn sáng mạnh hơn
Đáp án: A
Bài 16: Trong mạch điện có sơ đồ như sau:
Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi là 12V, điện trở mạch ngoài (R = 12 Ω). Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 3V?
A. 12Ω
B. 24Ω
C. 36Ω
D. 34Ω
Lời giải
Khi số chỉ vôn kế là 3V thì số chỉ ampe kế sẽ là:
Hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở khi đó:
Điện trở của biến trở khi đó là:
Đáp án: C
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 10: Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
