Vật lý 9 bài 9: Điện trở dây dẫn, sự phụ thuộc của điện trở vào Vật liệu làm dây dẫn. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào tiết diện của dây dẫn, chiều dài của dây dẫn đã được chúng ta tìm hiểu qua các bài học trước.
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn, yếu tố đặc trưng nào giúp chúng ta nhận biết được vật liệu này dẫn điện tốt hơn vật liệu kia.
I. Sự phụ thuộc của Điện trở và Vật liệu làm dây dẫn
• Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
– Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm đo điện trở với các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau.
II. Điện trở suất – Công thức tính điện trở
1. Điện trở suất
– Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bởi một đại lượng là:điện trở suất của vật liệu.
– 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 1m và có tiết diện là 1m2.
– Điện trở suất được ký hiệu là ρ (đọc là rô)
– Đơn vị của điện trở suất là Ω.m (đọc là ôm mét).
Bảng 1: Bảng điện trở suất của một số kim loại ở 200C
– Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
* Câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9: Dựa vào bảng 1 (SGK) hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m và có tiết diện S = 1mm2.
° Lời giải câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9:
– Qua bảng 1 ta tra được điện trở suất của dây constantan là ρ = 0,50.10-6 Ω.m; Có nghĩa là nếu ta có một sợi dây constantan hình trụ có chiều dài l1 = 1m, tiết diện S1 = 1m2 thì điện trở của nó là: R1 = 0,50.10-6Ω;
⇒ Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m = l1 và có tiết diện S = 1mm2 là R thỏa mãn hệ thức (1mm2 = 10-6m2).
2. Công thức tính điện trở suất
– Điện trở của dây dẫn tỉ lệ với chiều dài l của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
– Điện trở R của dây dẫn được tính bằng công thức:
– Trong đó: ρ là điện trở suất Ω.m; l là chiều dài dây dẫn (m); S là tiết diện dây dẫn (m2).
III. Bài tập Vận dụng sự phụ thuộc của Điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
* Câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l = 4m có tiết diện tròn, đường kính d = 1 mm (lấy π = 3,14).
° Lời giải câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9:
– Ta có: d = 1mm = 10-3 m
– Bảng điện trở suất (bảng 1 trang 26 sgk – bảng 1 ở trên), ta có: ρđồng = 1,7.10-8 (Ωm).
– Diện tích hình tròn: (m2).
– Theo công thức tính điện trở:
* Câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9: Từ bảng 1 (SGK) hãy tính:
– Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m và có tiết diện 1mm2.
– Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường kính là 0,4mm (lấy π = 3,14).
– Điện trở của sợi dây đồng dài 400m và có tiết diện 2mm2.
° Lời giải câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9:
– Điện trở của dây nhôm là:
– Điện trở của dây nikêlin là:
– Điện trở của dây đồng là:
* Câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 20oC có điện trở 25Ω, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy π = 3,14).
° Lời giải câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9:
– Ta có: r = 0,01 mm = 10-5 m.
– Điện trở suất của vonfam ở 20oC (bảng 1 trang 26 sgk): ρ=5,5.10-8 (Ωm).
– Diện tích hình tròn:
– Theo công thức tính điện trở dây dẫn ta có:
Hy vọng với bài viết về sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn và bài tập vận dụng ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại nội dung dưới phần bình luận để THPT Ngô Thì Nhậm ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Giáo Dục
