Giải bài tập Giải SBT Vật Lí 9 Bài 2: Điện trở của dây dẫn - Định luật Ôm

Trên hình 2.1 vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế của ba dây dẫn khác nhau

a) Từ đồ thị, hãy xác định giá trị cường độ dòng điện chạy qua mỗi dây dẫn khi hiệu điện thế đặt giữa hai đầu dây dẫn là 3V.

b) Dây dẫn nào có điện trở lớn nhất ? Nhỏ nhất ? Giải thích bằng ba cách khác nhau.

Phương pháp giải

- Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây: I=U/R

- Có 3 các để giải bài toán này: theo công thức, theo hình vẽ và theo lí thuyết

Hướng dẫn giải

a)  Từ đồ thị, khi U = 3V thì:

I₁ = 5mA và \({R_1} = \frac{U}{{{I_1}}} = 600\Omega \)

I₂ = 2mA và \({R_2} = \frac{U}{{{I_2}}} = 1500\Omega \)

I₃ = 1mA và \({R_3} = \frac{U}{{{I_3}}} = 3000\Omega \)

b) Ba cách xác định điện trở lớn nhất, nhỏ nhất là:

Cách 1:

Từ kết quả đã tính ở trên ta thấy dây dẫn 3 có điện trở lớn nhất, dây dẫn 1 có điện trở nhỏ nhất.

Cách 2.

Từ đồ thị, không cần tính toán, ở cùng một hiệu điện thế, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có cường độ lớn nhất thì điện trở của dây đó nhỏ nhất. Ngược lại, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có cường độ nhỏ nhất thì dây đó có điện trở lớn nhất.

Cách 3:

Nhìn vào đồ thị, khi dòng điện chạy qua điện trở có giá trị như nhau thì giá trị hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào lớn nhất, điện trở đó có giá trị lớn nhất.  

Hoặc ta có thể viết: \(I = \frac{U}{R} = \frac{1}{R}U\) =>  là nghịch đảo của hệ số góc của các đường thẳng tương ứng trên đồ thị. Đồ thị của dây nào có dộ nghiêng nhiều so trục nằm ngang (trục OU) thì có hệ số góc nhỏ hơn thì có điện trở lớn hơn.

Cho điện trở R = 15 Ω

a) Khi mắc điện trở này vào hiệu điện thế 6V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là bao nhiêu?

b) Muốn cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 0,3A so với trường hợp trên thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở khi đó là bao nhiêu ?

Phương pháp giải

a) Sử dụng biểu thức của định luật Ôm: I=U/R để tính cường độ dòng điện

b) Hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở được tính theo công thức:

\(U = I'xR \)

Hướng dẫn giải

a) Áp dụng biểu thức của định luật Ôm ta có:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{6}{{15}} = 0,4{\rm{A}}\)

Cường độ dòng điện qua điện trở là: 0,4A

b) Cường độ dòng điện tăng thêm 0,3A tức là: 

I′=I+0,3=0,4+0,3=0,7A

Khi đó hiệu điện thế là: 

\(U = I'xR = 0,7x15 = 10,5V\)

Làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt giữa hai đầu vật dẫn bằng kim loại, người ta thu được bảng số liệu sau :

a)   Vẽ đồ thi biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.

b)   Dựa vào đồ thị ở câu a, hãy tính điện trở của vật dẫn nếu bỏ qua những sai số trong phép đo.

Phương pháp giải

a) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

b) Áp dụng công thức: R=U/I để tính điện trở

Hướng dẫn giải

a) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế được vẽ như hình dưới đây:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

b) Từ đồ thị ta thấy:

Khi U=4,5V thì I=0,9A

Khi đó: R=4,5/0,9=5Ω

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2.2, điện trở R₁=10Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_MN=12V

a) Tính cường độ dòng điện I₁ chạy qua R₁

b) Giữ nguyên U_MN=12V, thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂, khi đó ampe kế chỉ giá trị I₂=I₁/2. Tính điện trở R₂

Phương pháp giải

a) Tính cường độ dòng điện theo công thức:

\({I_1} = \frac{{{U_{MN}}}}{{{R_1}}} \)

b) Áp dụng công thức:

\({R_2} = \frac{{{U_{MN}}}}{{{I_2}}}\) để tính điện trở

Hướng dẫn giải

a) Cường độ dòng điện chạy qua R₁ là: 

\({I_1} = \frac{{{U_{MN}}}}{{{R_1}}} = \frac{{12}}{{10}} = 1,2A\)

b) Ta có:

Cường độ dòng điện qua R₂:

\({I_2} = \frac{{{I_1}}}{2} = 0,6A\)

Vậy điện trở là:

\({R_2} = \frac{{{U_{MN}}}}{{{I_2}}} = \frac{{12}}{{0,6}} = 20{\rm{\Omega }}\)

Điện trở của một dây dẫn nhất định có mối quan hệ phụ thuộc nào dưới đây ?

A. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn.

B. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.

C. Không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn.

D.Giảm khi cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn giảm

Phương pháp giải

Trị số R=U/I không đổi với mỗi dây dẫn và được gọi là điện trở của dây dẫn đó

Hướng dẫn giải

- Điện trở của dây dẫn là một đại lượng không đổi nên điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn

- Chọn đáp án C

Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một điện trở R thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là I. Hệ thức nào dưới đây biểu thị định luật Ôm ?

A. U=I/R                     B. I=U/R            

C. I=R/U                     D. R=U/I

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được biểu thức của định luật Ôm

Hướng dẫn giải

- Biểu thức của định luật Ôm: I=U/R

- Trong đó: 

+ U là hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây

+ R là điện trở dây dẫn

+ I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn

- Chọn đáp án B

Đơn vị nào dưới đây là đơn vị đo điện trở ?

A. Ôm (Ω).                 B. Oát (W).                  

C. Ampe (A).              D. Vôn (V).

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được đơn vị đo của điện trở

Hướng dẫn giải

- Đơn vị đo của điện trở là Ôm(Ω).

- Chọn đáp án A

Trong thí nghiệm khảo sát định luật Ôm. có thế làm thay đổi đại lượng nào trong số các đại lượng gồm hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở dây dẫn ?

A. Chỉ thay đổi hiệu điện thế

B. Chỉ thay đổi cường độ dòng điện

C. Chỉ thay đổi điện trở dây dẫn.

D. Cả ba đại lượng trên.

Phương pháp giải

Cả ba đại lượng trong công thức định luật ôm đều có thể thay đổi được

Hướng dẫn giải

- Trong thí nghiệm định luật Ôm, ta có thể làm thay đổi cả ba đại lượng: hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện trở dây dẫn.

- Chọn đáp án D

Dựa vào công thức R=U/I có học sinh phát biểu như sau:

“Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây”. Phát biểu này đúng hay sai ? Vì sao ?

Phương pháp giải

Điện trở phụ thuộc vào bản chất của vật dẫn, không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và hiệu điện thế.

Hướng dẫn giải

Phát biểu “Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây” sai vì: Điện trở phụ thuộc vào bản chất của vật dẫn, không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và hiệu điện thế.

Đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu một điện trở thì dòng điện đi qua điện trở có cường độ 0,15A.

a. Tính trị số của điện trở này.

b. Nếu tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở này lên thanh 8V thì trị số của điện trở này có thay đổi không ? Trị số của nó khi đó là bao nhiêu ? Dòng điện đi qua nó khi đó có cường độ là bao nhiêu.

Phương pháp giải

a. Áp dụng công thức: R=U/I để tính điện trở

b. Điện trở phụ thuộc vào bản chất của vật dẫn

Hướng dẫn giải

a. Ta có:  U=6V; I=0,15A

⇒ Trị số của điện trở: R=U/I=6/0,15=40Ω

b.Nếu tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở là 8V thì điện trở lúc này không thay đổi do điện trở chỉ phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và vật liệu làm điện trở.

=> Trị số của điện trở: R = 40Ω.

Cường độ dòng điện qua R: I′=U′/R=840=0,2A

Giữa hai đầu một điện trở R₁ = 20Ω có một hiệu điện thế là U = 3,2V.

a.Tính cường độ dòng điện I₁ đi qua điện trở này khi đó.

b. Giữ nguyên hiệu điện thế U đã cho trên đây, thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂ sao cho dòng điện đi qua R₂ có cường độ I₂ = 0,8I₁. Tính R₂.

Phương pháp giải

a. Áp dụng công thức: I₁=U/R₁ để tính cường độ dòng điện

b. Áp dụng công thức: R₂=U/I₂ để tính điện trở

Hướng dẫn giải

a. Ta có: U=3,2V; R₁=20Ω

Cường độ dòng điện qua điện trở: 

 I₁=U/R₁=3,2/20=0,16A

b. Ta có: U=3,2V

Dòng điện đi qua R₂  có cường độ:

 I₂=0,8I₁=0,8.0,16=0,128A

 ⇒R₂=U/I₂=3,2/0,128=25Ω

Trên hình 2.3 có vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đối với hai điện trở R₁ và R₂.

a.Từ đồ thị này hãy tính trị số các điện trở R₁ và R₂

b.Tính cường độ dòng điện I₁, I₂ tương ứng đi qua mỗi điện trở khi lần lượt đặt hiệu điện thế U = 1,8V vào hai đầu mỗi điện trở đó.

Phương pháp giải

a. Áp dụng công thức:

R=U/I để tính trị số các điện trở R₁ và R₂

b. Cường độ dòng điện qua các điện trở được tính theo công thức:

I=U/R

Hướng dẫn giải

a. Từ đồ thị ta có: 

Khi U₁=6V thì I₁=0,3A

Khi U₂=4V thì I₂=0,8A

Ta có: 

\(\begin{array}{l} {R_1} = \frac{{{U_1}}}{{{I_1}}} = \frac{6}{{0,3}} = 20{\rm{\Omega }}\\ {R_2} = \frac{{{U_2}}}{{{I_2}}} = \frac{4}{{0,8}} = 5{\rm{\Omega }} \end{array}\)

b. U=1,8V

Ta có:

\(\begin{array}{l} {I_1} = \frac{U}{{{R_1}}} = \frac{{1,8}}{{20}} = 0,09A\\ {I_2} = \frac{U}{{{R_2}}} = \frac{{1,8}}{5} = 0,36A \end{array}\)