Vật Lí 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn 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 8
Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn
Để xác định điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì thay đổi tiết diện của dây dẫn, chiều dài dây và vật liệu làm dây dẫn phải như nhau (giữ nguyên).
⇒ Kết quả: Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện của mỗi dây.
Chú ý:
+ Tiết diện là hình tròn:
Trong đó: r là bán kính
d là đường kính
+ Khối lượng của dây dẫn có tiết diện đều m = D.S. (D là khối lượng riêng của vật liệu làm dây dẫn).
Liên hệ thực tế
Mỗi đường dây tải trong hệ thống đường dây tải điện 500kV của nước ta gồm bốn dây mắc song song với nhau. Mỗi dây này có tiết diện 373 mm2, do đó có thể coi rằng mỗi đường dây tải có tiết diện tổng cộng là 373 mm2.4 = 1492 mm2. Cách mắc dây như vậy làm cho điện trở của đường dây tải nhỏ hơn so với khi dùng một dây.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 8
Bài C1 (trang 22 SGK Vật Lý 9)
Hãy tính điện trở tương đương R2 của hai dây dẫn trong sơ đồ hình 8.1b (SGK) và điện trở tương đương R3của ba dây dẫn trong sơ đồ hình 8.1c (SGK).
Lời giải:
+ Trong mạch điện hình 8.1b, ta nhận thấy điện trở R2 được tạo nên từ 2 điện trở R1 = R ghép song song với nhau.
Điện trở tương đương R2 của hai dây là:
+ Trong mạch điện hình 8.1c, ta nhận thấy điện trở R3 được tạo nên từ 3 điện trở R1 = R ghép song song với nhau.
Điện trở tương đương R3 của hai dây là:
Bài C2 (trang 23 SGK Vật Lý 9)
Cho rằng các dây dẫn với tiết diện 2S và 3S có điện trở tương đương là R2 và R3 như đã tính trong bài học, hãy nêu dự đoán về mối quan hệ giữa điện trở của các dây dẫn với tiết diện của mỗi dây.
Từ đó suy ra trường hợp hai dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu, thì giữa tiết diện S1 và S2 và điện trở tương ứng R1, R2 của chúng có mối quan hệ như thế nào.
Lời giải:
+ Dự đoán: Nếu tiết diện tăng gấp hai hoặc ba lần thì điện trở của dây giảm hai hoặc ba lần: R2 = R/2 và R3 = R/3
+ Các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu, nếu tiết diện của dây tăng bao nhiêu lẩn thì điện trở của nó giảm bấy nhiêu lần.
Từ đó suy ra điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch vớí tiết diện của nó.
Hệ thức liên hệ:
Bài C3 (trang 24 SGK Vật Lý 9)
Hai dây đồng có cùng chiều dài, dây thứ nhất có tiết diện 2mm2, dây thứ hai có tiết diện 6mm2. Hãy so sánh điện trở của hai dây này.
Lời giải:
Vì tiết diện dây thứ nhất là S1 = 2mm2 bằng 1/3 lần tiết diện dây thứ hai S2 = 6mm2
→ Điện trở của dây thứ hai nhỏ hơn ba lần điện trở của dây thứ nhất.
Bài C4 (trang 24 SGK Vật Lý 9)
Hai dây nhôm có cùng chiều dài, dây thứ nhất có tiết diện 0,5mm2 và có điện trở R1 = 5,5Ω. Hỏi dây thứ hai có tiết diện 2,5mm2 thì có điện trở R2 là bao nhiêu?
Lời giải:
Vì điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện dây nên ta có
Bài C5 (trang 24 SGK Vật Lý 9)
Một dây dẫn bằng constantan (một loại hợp kim) dài l1 = l00m, có tiết diện S1 = 0,lmm2 thì có điện trở R1 = 500Ω. Hỏi một dây khác cũng bằng constantan dài 12 = 50m, có tiết diện S2 = 0,5mm2 thì có điện trở R2 là bao nhiêu?
Lời giải:
Dây thứ nhất có: l1 = 100m, S1 = 0,1 mm2, R1 = 500Ω
Dây thứ hai có: l2 = 50m, S2 = 0,5 mm2, R2 = ? Ω
Ta chọn thêm dây thứ 3 cùng vật liệu với 2 dây trên sao cho có:
l3 = l1 =100m nhưng lại có tiết diện S3 = S2 = 0,5 mm2.
Như vậy dây 1 và dây 3 có cùng vật liệu và chiều dài, khác tiết diện →
→ R3 = R1/5 = 100Ω
Lại có dây 2 và dây 3 có cùng vật liệu, cùng tiết diện, khác chiều dài →
→ R2 = R3/2 = 100/2 = 50Ω
Bài C6 (trang 24 SGK Vật Lý 9)
Một dây dẫn sắt dài l1 = 200m, có tiết diện S1 = 0,2mm2 và có điện trở R1 = 120Ω . Hỏi một dây sắt khác dài l2 = 50m, có điện trở R2 = 45Ω thì có tiết diện S2 là bao nhiêu?
Lời giải:
Dây thứ nhất có: l1 = 200m, S1 = 0,2mm2, R1 = 120Ω
Dây thứ hai có: l2 = 50m, S2 = ? mm2, R2 = 45Ω
Ta chọn thêm dây thứ 3 cùng vật liệu với 2 dây trên sao cho có:
l3 = l2 =50m nhưng lại có tiết diện S3 = S1 = 0,2 mm2.
Như vậy dây 1 và dây 3 có cùng vật liệu và tiết diện, khác chiều dài
→ R3 = R1/4 = 30Ω
Lại có dây 2 và dây 3 có cùng vật liệu, cùng chiều dài, khác tiết diện →
→ S2 = 2S3/3 = 2.0,2/3 = 2/15mm2 = 0,133mm2.
Lưu ý: Qua hai bài trên ta nhận thấy, với hai dây dẫn cùng vật liệu nhưng có chiều dài và tiết diện khác nhau thì ta có thể dùng hệ thức liên hệ sau để làm nhanh hơn.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 8 có đáp án
Bài 1: Chọn phát biểu đúng nhất trong các phát biểu dưới đây?
A. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diện dây và không phụ thuộc vào vật liệu làm dây
B. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây
C. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn
D. Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diện dây và vật liệu làm dây
Lời giải
Điện trở của dây dẫn:
Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diện dây và vật liệu làm dây
Đáp án: D
Bài 2: Biểu thức nào sau đây xác định điện trở của dây dẫn?
Lời giải
Đáp án: C
Bài 3: Để tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn, cần phải xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm nào?
A. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ cùng một loại vật liệu
B. Các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau
C. Các dây dẫn chiều dài khác nhau, 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
Để tìm hiếu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn, cần phải xác định và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, tiết diện như nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau.
Đáp án: D
Bài 4: Biết điện trở suất của nhôm là , của vonfram là , của sắt là . So sánh nào dưới đây là đúng?
A. Sắt dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn nhôm
B. Vonfram dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn nhôm
C. Nhôm dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn sắt
D. Nhôm dẫn điện tốt hơn sắt và sắt dẫn điện tốt hơn vonfram
Lời giải
Ta có điện trở dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất
Mặt khác, điện trở đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện
=> Vật liệu nào có điện trở suất càng lớn thì khả năng dẫn điện càng kém và ngược lại .
Ta thấy, điện trở suất của nhôm là nhỏ nhất và của sắt là lớn nhất => nhôm dẫn điện tốt hơn vonfram và vonfram dẫn điện tốt hơn sắt
Đáp án: C
Bài 5: Dây dẫn bằng đồng được sử dụng rất phổ biến. Điều này không phải vì lí do nào dưới đây?
A. Đồng là kim loại có trọng lượng riêng nhỏ hơn nhôm
B. Đồng là chất dẫn điện vào loại tốt nhất trong số các kim loại và tốt hơn nhôm
C. Đồng là vật liệu không quá đắt so với nhôm và dễ kiếm tìm
D. Dây dẫn bằng đồng chịu được lực kéo căng tốt hơn dây bằng nhôm
Lời giải
A – sai vì trọng lượng riêng của đồng lớn hơn của nhôm
Đáp án: A
Bài 6: Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào yếu tố dưới đây?
A. Vật liệu làm dây dẫn
B. Khối lượng của dây dẫn
C. Chiều dài của dây dẫn
D. Tiết diện của dây dẫn
Lời giải
Ta có:
=> Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào khối lượng của dây dẫn
Đáp án: B
Bài 7: Chọn câu trả lời đúng? Một dây dẫn bằng đồng dài l1 = 10m có điện trở R1 và một dây dẫn bằng nhôm dài l2 = 2m có điện trở R2. So sánh giữa R1 và R2 nào dưới đây là đúng?
A. R1 = 2R2
B. R1 < 2R2
C. R1 > 2R2
D. Không đủ điều kiện để so sánh R1 với R2
Lời giải
Ta có:
Vì ta không biết tiết diện của hai dây dẫn này như thế nào, nên không đủ điều kiện để so sánh R1 với R2
Đáp án cần chọn là: D
Bài 8: Hai đoạn dây bằng đồng, cùng chiều dài có tiết diện và điện trở tương ứng là S1, R1 và S2, R2. Hệ thức nào dưới đây là đúng?
Lời giải
Ta có:
Đáp án: A
Bài 9: Hai dây dẫn bằng nhôm có chiều dài, tiết diện và điện trở tương ứng là l1, S1, R1 và l2, S2, R2. Biết l1 = 4l2 và S1 = 2S2. Lập luận nào sau đây về mối quan hệ giữa các điện trở R1 và R2 của hai dây dẫn này là đúng?
Lời giải
Ta có:
Đáp án: C
Bài 10: Một dây dẫn đồng chất có chiều dài l, tiết diện S có điện trở 8 được gập đôi thành một dây dẫn mới có chiều dài . Điện trở của dây dẫn mới này là bao nhiêu?
A. 4 Ω
B. 6 Ω
C. 8 Ω
D. 2 Ω
Lời giải
Khi gập dây lại thì chiều dài dây giảm nhưng tiết diện S của dây tăng lên.
Theo đề bài ta có:
Áp dụng biểu thức tính điện trở của dây dẫn, ta có:
Đáp án: D
Bài 11: Một dây đồng dài 50m, có tiết diện là 0,8mm2 thì có điện trở là 1,6Ω . Một dây đồng khác có tiết diện 0,4mm2 thì có điện trở là 2,4Ω thì có chiều dài bằng bao nhiêu?
A. 26m
B. 37,5m
C. 48m
D. 56m
Lời giải
Áp dụng biểu thức tính điện trở của dây dẫn, ta có:
Đáp án: B
Bài 12: Hai dây bằng nhôm có cùng tiết diện, một dây dài 2m có điện trở R1, dây kia dài 6m có điện trở R2. Tỉ số R1 /R2 = ?
Lời giải
Áp dụng biểu thức tính điện trở của dây dẫn, ta có:
Đáp án: C
Bài 13: Một dây dẫn dài 120m được dùng để quấn thành một cuộn dây. Khi đặt hiệu điện thế 30V vào hai đầu cuộn dây này thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là 125mA. Mỗi đoạn dây dài 1m của cuộn dây có điện trở bằng bao nhiêu?
A. 240 Ω
B. 20 Ω
C. 2 Ω
D. 200 Ω
Lời giải
Ta có
+ Điện trở của cuộn dây:
+ Gọi R′ là điện trở của đoạn dây dài l′ = 1m , ta có tỉ lệ:
Đáp án: C
Bài 14: Người ta dùng dây niken làm dây nung cho một bếp điện. Nếu dùng loại dây này với đường kính tiết diện là 0,5mm thì cần dây có chiều dài 4,68m. Nếu không thay đổi điện trở của dây nung, nhưng dùng dây loại này với đường kính tiết diện 0,3mm thì dây phải có chiều dài bằng bao nhiêu?
A. 1,24m
B. 1,4m
C. 2,34m
D. 1,68m
Lời giải
Ta có: Điện trở của dây dẫn :
Mặt khác:
Ta suy ra:
Theo đề bài, điện trở không thay đổi:
Đáp án: D
Bài 15: Trong số các vật liệu sau, vật liệu nào dẫn điện tốt nhất:
A. Sắt
B. Nhôm
C. Bạc
D. Đồng
Lời giải
Ta có: Vật liệu nào có điện trở suất càng nhỏ thì dẫn điện càng tốt.
Điện trở suất của bạc nhỏ nhất trong các vật liệu trên => Bạc dẫn điện tốt nhất
Đáp án: C
Bài 16: Trong số các vật liệu sau, vật liệu nào dẫn điện kém nhất?
A. Vonfram
B. Sắt
C. Nhôm
D. Đồng
Lời giải
Ta có: Vật liệu nào có điện trở suất càng nhỏ thì dẫn điện càng tốt.
Điện trở suất của sắt lớn nhất trong các vật liệu trên => Sắt dẫn điện kém nhất
Đáp án: B
Bài 17: Có ba dây dẫn với chiều dài và tiết diện như nhau. Dây thứ nhất bằng bạc có điện trở R1, dây thứ hai bằng đồng có điện trở R2 và dây thứ ba bằng nhôm có điện trở R3. Biết điện trở suất của bạc, đồng, nhôm có giá trị lần lượt là 1,6.10-8 m; 1,7.10-8 m; 2,8.10-8 m. Khi so sánh các điện trở này, ta có:
A. R1 > R2 > R3
B. R1 > R3 > R2
C. R2 > R1 > R3
D. R3 > R2 > R1
Lời giải
Vì các dây dẫn có cùng chiều dài và tiết diện nên dây nào làm bằng vật liệu có điện trở suất càng lớn thì điện trở của nó càng lớn.
Ta có:
Ta suy ra: R3 > R2 > R1
Đáp án: D
Bài 18: Một cuộn dây dẫn bằng đồng với khối lượng của dây dẫn là 0,5kg và dây dẫn có tiết diện 1mm2. Điện trở của cuộn dây là bao nhiêu biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8 m và khối lượng riêng của đồng là 8900kg/m3.
A. 0,955Ω
B. 0,85Ω
C. 1,25Ω
D. 0,69Ω
Lời giải
Ta có:
+
+ Điện trở của cuộn dây :
Đáp án: A
Bài 19: Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6 m để làm dây nung cho một bếp điện. Điện trở của dây nung này ở nhiệt độ bình thường là 4,5 và có chiều dài tổng cộng là 0,8m. Hỏi dây nung này phải có đường kính tiết diện là bao nhiêu?
A. d = 0,5mm
B. d = 0,2mm
C. d = 0,25mm
D. d = 0,65mm
Lời giải
Ta có:
+ Điện trở của dây dẫn:
Ta suy ra đường kính tiết diện của dây nung là:
Đáp án: A
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn 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 Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn. 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
