A. HỌC THEO SGK
I. BIẾN TRỞ
1. Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của biến trở
C1. Nhận dạng các loại biến trở. Trong mỗi loại có bộ phận nào có thể chuyển động được?
+ biến trở con chạy: con chạy
+ biến trở tay quay: tay quay
+ biến trở than
C2. Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AB thì khi dịch chuyển con chạy C, điện trở của mạch điện không thay đổi điện trở.
Vì nếu mắc 2 đầu A, B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện thì khi dịch chuyển con chạy C không làm thay đổi chiều dài cuộn dây có dòng điện chạy qua.
C3. Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AN, nếu dịch chuyển con chạy hoặc tay quay C, điện trở của mạch điện cũng thay đổi.
Vì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ thay đổi và điện trở của biến trở cũng thay đổi theo.
C4. Hoạt động của biến trở:
+ Theo sơ đồ ở hình 10.2a: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.
+ Theo sơ đồ ở hình 10.2b: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.
+ Theo sơ đồ ở hình 10.2c: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.
2. Sử dụng biến trở để điều chỉnh cường độ dòng điện
C5. Vẽ sơ đồ mạch điện ở hình 10.3 SGK vào hình 10.1
C6.
+ Đẩy con chạy C về phía M thì đèn sáng hơn. Vì biến trở có giá trị điên trở giảm dần, cường độ dòng điện trong mạch tăng lên.
+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con trở của biến trở tới vị trí M vì khi đó điện trở của biến trở là nhỏ nhất nên cường độ dòng điện lớn nhất.
3. Kết luận
Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch
II. CÁC ĐIỆN TRỞ THƯỜNG DÙNG TRONG KĨ THUẬT
C7. Lớp than hay lớp kim loại mỏng lại có điện trở lớn vì:Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện nên khi áp điện vào hai đầu thì điện trở tham gia vào mạch sẽ có tiết diện S rất nhỏ. Mặt khác $R=\rho .\frac{l}{S}$ nên khi S rất nhỏ thì R rất lớn, có thể lên đến cỡ MΩ.
C8.
+ Điện trở ở hình 10.4a SGK có giá trị là: 680 kΩ
+ Điện trở ở hình 10.4b SGK: 27.10$^{2}$ Ω
Vòng màu 1 chỉ giá trị của điện trở là: 20
Vòng màu 2 chỉ giá trị của điện trở là: 7
Vòng màu 3 chỉ giá trị của điện trở là:10$^{2}$
Vòng màu 4 chỉ giá trị của điện trở là: sai số 1%
Giá trị tổng cộng của điện trở là: 2700 Ω
III. VẬN DỤNG
C9. Giá trị của các điện trở kĩ thuật cùng loại có trong bộ dụng cụ thí nghiệm:
R = 45 × 10$^{2}$ 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.
C10. Số vòng dây của biến trở được tính như sau:
Ta có: Tiết diện của dây dẫn: S = 0,5 mm$^{2}$ = 0,5.$10^{-6}$ m$^{2}$
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 = $\frac{R.S}{\rho }$ = $\frac{20.0,5.10^{-6}}{1,1.10^{-6}}$ = 9,09 m
Vì dây được quấn đều chung quanh một lỏi sứ tròn đường kính d = 2 cm = 0,02 m 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 =$\frac{l}{\pi .d}$ = 145 vòng
B. Bài tập & Lời giải
1. Bài tập trong SBT
10.1. Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất làm 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất là 0,40.10$^{-6}$Ω.m và tiết diện 0,5mm$^{2}$. Tính chiều dài của dây dẫn.
10.2. Trên một biến trở con chạy có ghi 50Ω – 2,5A.
a) Hãy cho biết ý nghĩa của hai số ghi này
b) Tính hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở
c) Biến trở được làm bằng dây hợp kim nicrom có điện trở suất 1,10.10$^{-6}$Ω.m và có chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở.
10.3. Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40. 10$^{-6}$Ω.m, có tiết diện đều là 0,6mm$^{2}$ và gồm 500 vòng quấn thành một lớp quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4cm
a) Tính điện trở lớn nhất của biến trở này.
b) Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây cảu biến trở là 67V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu?
10.4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1 SBT, 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 dưới đây đúng?
A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M
B. Đèn sáng yếu đi khi 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 câu trên đều không đúng
10.5. Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện dịnh mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.
a) Đèn và biến trở phải mắc với nhau như thế nào để đèn có thể sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện này
b) Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu?
c) Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 40Ω thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu phần trăm (%) tổng số vòng dây biến trở?
10.6. Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2 SBT, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V
a) Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?
b) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V?
Xem lời giải
2. Bài tập bổ sung
10.a. Trong biến trở con chạy ở hình 10.1a SGK ,để con chạy C ở một vị trí xác định và lần lượt mắc nói tiếp vào mạch điện hai đầu A và M, rồi hai đầu A và N của biến trở vào mạch điện thì trong hai lần đó cường độ dòng điện có bằng nhau không ? Vì sao?
10.b. Trong biến trở tay quay ở hình 10.1b lần lượt mắc hai chốt A và N rồi B và N thì cường độ dòng điện chạy trong mạch có khác nhau không? Vì sao?