Giải Vật lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Sau bài học giúp các em nắm được sự ảnh hưởng của tiết diện dây dẫn đến điện trở. Từ đó vận dụng những kiến thức đã học làm các bài tập ứng dụng và giải thích các hiện tượng trong thực tế cuộc sống liên quan.

Giải bài tập Vật lý 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.

Lý thuyết Vật lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

a. 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).

b. 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.

Trên đây là toàn bộ hướng dẫn giải câu hỏi bài tập trong sách giáo khoa bài Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn kèm tổng hợp lý thuyết trọng tâm hay, ngắn gọn. Hy vọng là tài liệu tham khảo hữu ích dành cho các em học sinh và quý thầy cô nhằm ôn luyện và đối chiếu đáp án chính xác.

►►CLICK NGAY vào nút TẢI VỀ dưới đây để tải về Soạn Vật lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn file Word, pdf hoàn toàn miễn phí!