A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
I. Tóm tắt kiến thức
1. Điện trở của dây dẫn
- Điện trở của một dây dẫn:
+ Tỉ lệ thuận với chiều dài dây l.
+ Tỉ lệ ngịch với tiết diện dây S.
+ Phụ thuộc vào vật liệu làm dây $\rho $.
- Công thức:
R = $\rho .\frac{l}{S}$
- Đơn vị:
R:Ω; l: m (mét); S: m2; $\rho $: Ωm
- Ý nghĩa của điện trở suất
- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất liệu) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m2.
- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
- Kí hiệu điện trở:
2. Biến trở
- Biến trở
- Là một dụng cụ điện mà điện trở của nó thay đổi được
- Tác dụng của biến trở là để điều chỉnh cường độ dòng điện.
- Kí hiệu của biến trở
- Chú ý: Một dây dẫn chiều dài l, tiết diện S có điện trở R. Nếu chập sát n dây dẫn với nhau, ta sẽ thu được dây dẫn có điện trở $\frac{R}{n}$.
II. Phương pháp giải
1. Tính điện trở của dây dẫn
- Điện trở của dây dẫn:
R = $\rho .\frac{l}{S}$
- Hai dây dẫn cùng chất liệu, cùng tiết diện:
$\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{l_{1}}{l_{2}}$
- Hai dây dẫn cùng chất liệu, cùng chiều dài:
$\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{S_{1}}{S_{2}}$
- Hai dây dẫn cùng chất liệu:
$\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{l_{1}}{l_{2}}.\frac{S_{1}}{S_{2}}$
- Công thức tính tiết diện của dây theo bán kính (R) và đường kính dây (d):
$S=\pi R^{2}=\pi \frac{d^{2}}{4}\Rightarrow \frac{S_{1}}{S_{2}}=\left ( \frac{d_{1}}{d_{2}} \right )^{2}$
- Đổi đơn vị: 1m = 100cm = 1000mm
1mm = 10-1 cm = 10-3m
1mm2 = 10-2 cm2 = 10-6m2
2. Biến trở
+ Áp dụng công thức về tính điện trở của biến trở.
+ Áp dụng định luật Ôm.
B. Bài tập & Lời giải
Bài 1: Điện trở của một dây dẫn bằng nhôm tiết diện 10$\mu $m x 10$\mu $m là 1000Ω. Biết rằng điện trở suất của nhôm là $\rho $ = 2,8.10-8m.
a, Hỏi độ dài của dây dẫn là bao nhiêu?
b, Một điện trở 1000Ω được tạo bằng cách cuốn sợi dây quanh một lõi thủy tinh đường kính 3mm. Hỏi số vòng cần cuốn là bao nhiêu?
Bài 2: Một dây dẫn kim loại có điện trở là R bị cắt thành hai đoạn bằng nhau. Hỏi điện trở của dây dẫn gồm hai đoạn đó được cột song song với nhau là bao nhiêu?
Xem lời giải
Bài 3: Một biến trở con chạy được làm bằng dây nicrom, có chiều dài 40m và tiết diện là 0,1mm2. Biết nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6 Ω.m.
a, Tính điện trở toàn phần của biến trở.
b, Mắc biến trở này nối tiếp với điện trở 10 Ω rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi bằng 25V. Hỏi khi con chạy của biến trở dịch chuyển thì cường độ dòng điện trong mạch biến đổi trong phạm vị nào?
Bài 4: Một bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R1 = 7,5 Ω và cường độ dòng điện chạy qua khi đó I = 0,6 A. Bóng đèn được mắc nối tiếp với biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12 V. Phải điều chỉnh con chạy C để RAC có giá trị R2 bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường ?
Xem lời giải
Bài 5: Cho mạch điện (như hình vẽ):
AB là biến trở con chạy C có điện trở toàn phần là 120 Ω. Nhờ có biến trở làm thay đổi cường độ dòng điện trong mạch từ 0,9 A đến 4,5 A. Tìm giá trị của điện trở R1 ?
Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ.
Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 8V, Đ là bóng đèn (3V - 3W) có điện trở R1, các điện trở r = 2Ω, R2 = 3Ω, MN là một biến trở có điện trở toàn phần bằng 3Ω, Ampe kế, khóa K và các dây nối có điện trở không đáng kể, coi điện trở của bóng đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Mở khóa K. Điều chỉnh vị trí của con chạy C sao cho RCN = 1Ω.
Tìm R1, RAB và số chỉ của Ampe kế khi đó.
Bài 7: Cho mạch điện (như hình vẽ), đèn sáng bình thường. Với Uđm = 6V và Iđm = 0,75 A. Đèn được mắc với biến trở có điện trở lớn nhất bằng 16 Ω và UMN không đổi băng 12V. Tính R1 của biến trở để đèn sáng bình thường ?
Xem lời giải
Bài 8: Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết R1 = 1Ω; R2 = 2 Ω. Điện trở toàn phần của biến trở là 6 Ω. UMN = 9 V.
a, Xác định vị trí con chạy C để ampe kế chỉ số 0.
b, Xác định vị trí con chạy C để hiệu điện thế giữa hai điện trở R1 và R2 bằng nhau.