Bài tập Sách giáo khoa
Bài C2 [trang 29 SGK Vật Lý 9]: Bộ phận chính của các biến trở trên các hình 10.1a,b gồm con chạy [hoặc tay quay] C và cuộn dây dẫn bằng hợp kim có điện trở suất lớn [nikêlin hay nicrom], được quấn đều đặn dọc theo một lỏi bằng sứ. Nếu mắc hai đầu A, B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện thì khi dịch chuyển con chạy C, biến trở có tác dụng thay đổi điện trở không? Vì sao?
Lời giải:
Trong trường hợp trên, nếu dịch chuyển con chạy C thì dòng điện vẫn chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở. Khi đó con chạy sẽ không có tác dụng làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua, vì vậy biến trở không có tác dụng thay đổi điện trở.
Bài C3 [trang 29 SGK Vật Lý 9]: Biến trở được mắc nốì tiếp vào mạch điện, chẳng hạn với hai điểm A và N của các biến trở ở hình 10.la và b. Khi đó nếu dịch chuyển con chạy hoặc tay quay c thì điện trở của mạch có thay đổi không? Vì sao?
Lời giải:
Trong trường hợp trên, nếu dịch chuyển con chạy hoăc tay quay C thì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ thay đổi và điện trở của biến trở cũng thay đổi theo. Vì vậy điện trở của mạch điện cũng thay đổi.
Bài C4 [trang 29 SGK Vật Lý 9]: Trên hình 10.2 [SGK] vẽ các kí hiệu sơ đồ của biến trở. Hãy mô tả hoạt động của biến trở có kí hiệu sơ đồ a, b, c.
Lời giải:
Khi dịch chuyển con chạy thì sẽ làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua và do đó làm thay đổi điện trở của biến trở.
Bài C5 [trang 29 SGK Vật Lý 9]: Vẽ sơ đồ mạch điện như hình 10.3 [SGK].
Lời giải:
Sơ đồ của mạch điện như hình 10.1.Bài C6 [trang 29 SGK Vật Lý 9]: Tìm hiểu trị số điện trở lớn nhất của biến trở được sử dụng và cường độ lớn nhất của dòng điệncho phép chạy qua biến trở đó.
+ Mắc mạch điện theo hình 10.3. Đẩy con chạy C về sát điểm N để biến trở có điện trở lớn nhất.
+ Đóng công tắc rồi dịch chuyển con chạy C để đèn sáng hơn. Tại sao?
+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con chạy của biến trở tới vị trí nào? Vì sao?
Lời giải:
+ Để con chạy C ở điểm N thì biến trở có giá trị điên trở lớn nhất, vì khi đó dòng điện chạy qua tất cả cuộn dây của biến trở.
+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con trở của biến trở đến vị trí sao cho điện trở của biến trở là nhỏ nhất [ vì biến trở mắc nối tiếp với đèn trong mạch], đó là điểm M.
Khi con chạy đặt ở điểm M thì dòng điện hầu như không chạy qua cuộn dây của biến trở, điện trở của biến trở khi ấy là nhỏ nhất.
Bài C7 [trang 30 SGK Vật Lý 9]: Trong kĩ thuật, chẳng hạn trong các mạch điện của Radio, tivi… người ta cần sử dụng các điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau, có thể tới vài trăm megavon [1MΩ = 106Ω ]. Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện [thường bằng sứ]. Hãy giải thích vì sao lớp than hay lớp kim loại mỏng đó lại có điện trở lớn.
Lời giải:
Lớp than hay lớp kim loại mỏng lại có điện trở lớn vì tiết diện s của chúng có thể rất nhỏ.
Bài tập Sách bài tập
Bài 1 trang 27 sách bài tập Vật Lí 9: Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất làm 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất là 0,40.10-6Ω.m và tiết diện 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn.
Lời giải:
Chiều dài của dây dẫn là: l = RS/ρ = [30.0,5.10-6]/[0,4.10-6] = 37,5m
Bài 2 trang 27 sách bài tập Vật Lí 9: Trên một biến trở con chạy có ghi 50Ω – 2,5A.
a] Hãy cho biết ý nghĩa cảu 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 1,10.10-6Ω.m và có chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở.
Lời giải:
a] Ý nghĩa của hai số ghi:
+] 50Ω - điện trở lớn nhất của biến trở;
+] 2,5A – cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được.
b] Hiệu điện thế lớn nhất được đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là:
Umax = Imax × Rmax = 2,5 × 50 = 125V.
c] Tiết diện của dây là:
S = ρl/R = 1,1.10-6 × 50/50 = 1,1.10-6 m2 = 1,1mm2.
Bài 3 trang 27 sách bài tập Vật Lí 9: Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40. 10-6Ω.m, có tiết diện đều là 0,6mm2 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?
Lời giải:
a] Điện trở lớn nhất của biến trở là:
b] Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là:
Bài 4 trang 27 sách bài tập Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1, 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
Lời giải:
Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi chuyển con chạy của biến trở về đầu M. Vì dòng điện có chiều đi từ cực [+] qua dây dẫn qua các thiết bị rồi về cực [-] nên ở đầu M khi con chạy chưa dịch chuyển chiều dài chưa thay đổi thì điện trở là nhỏ nhất nên đèn sáng nhất.
Bài 5 trang 28 sách bài tập Vật Lí 9: 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?
Lời giải:
a] Phải mắc nối tiếp bóng đèn và biến trở với nhau. Sơ đồ mạch như hình 10.2.
b] Đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở là: Rbt = [12-2,5]/0,4 = 23,75Ω.
c] Số phần trăm [%] vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là:
n = 23,75/40 = 0,59375 = 54%.
Bài 6 trang 28 sách bài tập Vật Lí 9: Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, 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?
Lời giải:
a] Điện trở của biến trở là: Rb1 = [U-UV]/I = [12-6]/0,5 = 12Ω.
Khi điều chỉnh biến trở để vôn kế có số chỉ 4,5 V thì ta có:
+ Từ số liệu ở câu a ta tính được điện trở:
R = UV/I = 6/0,5 = 12Ω.
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R và biến trở khi đó là:
I = UV/R = 4,5/12 = 0,375A.
Để vôn kế chỉ 4,5V, điện trở của biến trở khi đó phải là:
Rb2 = U/I-R = 12/0,375 - 12 = 20Ω.
Bài 7 trang 28 sách bài tập Vật Lí 9: Hiệu điện thế U trong mạch điện có sơ đồ như hình 10.3 được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở tiến dần về đầu N thì số chỉ của ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?
A. Giảm dần đi
B. Tăng dần lên.
C. Không thay đổi.
D. Lúc đầu giảm dần đi, sau đó tăng dần lên.
Lời giải:
Chọn A. Giảm dần đi
Chiều dòng điện đi từ cực [+] qua dây dẫn, thiết bị điện rồi về cực [-] của nguồn điện. Khi con chạy tiến dần về đầu N chiều dài của biến trở tăng dần làm cho điện trở của dây dẫn tăng dần, khi U không đổi thì số chỉ của ampe kế tỉ lệ nghịch với điện trở nên nó sẽ giảm dần đi.
Bài 8 trang 29 sách bài tập Vật Lí 9: Biến trở không có kí hiệu sơ đồ nào dưới đây?
Lời giải:Chọn B