I - ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN PHỤ THUỘC VÀO CÁC YẾU TỐ
Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài của dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn
Công thức tính điện trở của dây dẫn [điện trở thuần]: \[R = \rho \dfrac{l}{S}\]
Trong đó:
+ \[l\]: chiều dài dây \[\left[ m \right]\]
+ \[S\]: tiết diện của dây \[\left[ {{m^2}} \right]\]
+ \[\rho \]: điện trở suất \[\left[ {\Omega m} \right]\]
+ \[R\]: điện trở \[\left[ \Omega \right]\]
II - 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.
Một dây dẫn chiều dài \[l\], tiết diện \[S\] có điện trở \[R\]. Nếu chập sát n dây trên với nhau, ta sẽ thu được dây dẫn có điện trở \[\dfrac{R}{n}\].
III - CHÚ Ý
- 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: \[\frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{{S_2}}}{{{S_1}}}\]
- Hai dây dẫn cùng chất liệu: \[\frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{{l_1}}}{{{l_2}}}\frac{{{S_2}}}{{{S_1}}}\]
- Công thức tính tiết diện của dây theo bán kính [R] và đường kính dây [d]:
\[S = \pi {r^2} = \pi \frac{{{d^2}}}{4}\]
- Đổi đơn vị:
\[\begin{array}{*{20}{l}}{1m = 100cm = 1000mm}\\{1mm = {{10}^{ - 1}}cm = {{10}^{ - 3}}m}\\{1m{m^2} = {{10}^{ - 2}}c{m^2} = {{10}^{ - 6}}{m^2}}\end{array}\]
Giới thiệu bài học
Bài giảng Công thức tính điện trở của dây dẫn sẽ giúp các em nắm vững các kiến thức cơ bản:
- Khái niệm điện trở suất
- Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở của dây dẫn: chiều dài, tiết diện, vật liệu.
Nội dung bài học
I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng
1. Sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây dẫn
a. Dây dẫn điện
Bộ phận quan trọng của mạch điện là dây dẫn. Với mỗi dây dẫn có thể có kích thước, vật liệu khác nhau thì có điện trở khác nhau.
b. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
- Xét dây dẫn cùng vật liệu, cùng tiết diện nhưng có chiều dài khác nhau.
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì sẽ tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây
c. Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
- Xét các dây dẫn cùng vật liệu, cùng chiều dài L, cùng tiết diện S: khi đó cùng có điện trở là R
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
d. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây
- Xét các dây dẫn cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng được làm từ các vật liệu khác nhau.
- Mắc các dây dẫn này vào cùng hiệu điện thế U
\[ \Rightarrow \] Giá trị cường độ dòng điện qua mỗi dây là khác nhau
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây là khác nhau.
2. Điện trở suất
- Khái niệm: Điện trở suất của một vật liệu [hay một chất] có trị số bằng điện trở của một đoạn dây hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện 1m2
3. Công thức tính điện trở
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn
\[R = \rho \frac{l}{s}\]
II. Ví dụ trong bài giảng
VD: Đặt U=28V vào hai đầu của một cuộn dây dẫn thì I=0,5A. Nếu cứ 6m dây có điện trở bằng 1,6W thì chiều dài cuộn dây là bao nhiêu?
Lời giải
Điện trở của cuộn dây là:
\[R = \frac{U}{I} = \frac{{28}}{{0,5}} = 56\;\Omega \]
Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài nên ta có chiều dài cuộn dây:
\[l = \frac{{R.6}}{{1,6}} = 210\;m\]
VD: Một đoạn dây đồng dài l=12m có tiết diện tròn đường kính 1mm. Biết r = 1,7.10-8W.m. Tính điện trở của đoạn dây
Lời giải
Ta có \[S = \pi .\frac{{{d^2}}}{4} = 3,14.\frac{{{{[{{10}^{ - 3}}]}^2}}}{4} = 0,{785.10^{ - 6}}\;{m^2}\]
Điện trở của đoạn dây:
\[R = \rho .\frac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{12}}{{0,{{785.10}^{ - 6}}}} = 0,26\;\Omega \]
II. Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây
Điện trở dây dẫn có phụ thuộc vào tiết diện dây hay không? Nếu có thì phụ thuộc như thế nào?
Điện trở dây dẫn có phụ thuộc vào tiết diện của dây. Điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
Vật lí 9 Bài 7 : điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào giúp các em học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức về sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Vật lí 9 chương I trang 19, 20, 21.
==>> Bài tập sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn nâng cao hay nhất
Việc Biải bài tập Vật lí 9 bài 7 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây. Hãy tham khảo với Mobitool nhé.
Điểm khác nhau giữa các cuộn dây:
+ Vật liệu
+ Chiều dài
+ Tiết diện
⇒ Những yếu tố có thể ảnh hưởng đến điện trở của dây: Vật liệu, chiều dài và tiết diện.
Để xác định điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì thay đổi chiều dài của dây dẫn, tiết diện dây và vật liệu làm dây dẫn phải như nhau [giữ nguyên].
⇒ Kết quả: Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài mỗi dây.
– Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì đèn sáng bình thường, nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì đèn sáng yếu hơn.
⇒ Do điện trở dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài, khi chiều dài tăng lên thì điện trở của dây tăng lên. Vì vậy điện trở của đoạn mạch cũng tăng lên. Như vậy, khi hiệu điện thế không thay đổi nhưng điện trở tăng lên thì cường độ dòng điện qua bóng đèn giảm đi ⇒ đèn sáng yếu hơn.
– Hệ thống đường dây tải điện 500 kV của nước ta từ Hòa Bình tới trạm Phú Lâm [Thành phố Hồ Chí Minh] tài 1530 km, gồm ba đường dây tải, mỗi đường dây tải này lại gồm bốn dây được liên kết lại với nhau bằng các khung kim loại. Nếu biết 1 km của mỗi dây này có điện trở là bao nhiêu thì ta có thể tính được điện trở của một dây này từ Hòa Bình tới Phú Lâm dựa theo tỉ số
Một dây dẫn dài l và có điện trở R. Nếu cho rằng dây dẫn cùng loại đó dài 2l là gồm hai dây dẫn dài l được mắc nối tiếp với nhau thì hãy dự đoán xem dây dẫn này có điện trở là bao nhiêu. Tương tự như thế thì một dây dẫn cùng loại đó dài 3l có điện trở là bao nhiêu?
Gợi ý đáp án
Dây dẫn dài 2l sẽ có điện trở 2R, dây dẫn dài 3l có điện trở 3R .
Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì đèn sáng yếu hơn. Hãy giải thích tại sao.
Gợi ý đáp án
Nếu mắc bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn càng dài thì điện trở của đoạn mạch càng lớn. Mặt khác dây dẫn đến bóng đèn giống như một điện trở phụ ghép nối tiếp với đèn nên điện trở của mạch điện tăng thêm. Theo định luật Ôm thì cường độ dòng điện chạy qua đèn càng nhỏ nên đèn càng sáng yếu hơn hoặc có thể không sáng.
Khi đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu một cuộn dây dẫn thì dòng điện qua nó có cường độ là 0,3A. Tính chiều dài của dây dẫn dùng đế quấn cuộn dây này, biết rằng dây dẫn loại này nếu dài 4m thì có điện trở là 2Ω
-Điện trở của cuộn dây:
– Dây dẫn dài 4 m thì có điện trở là 2 Ω
Điện trở có giá trị 20Ω sẽ có chiều dài là
Hai đoạn dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu, có chiều dài là L1 và L2. Lần lượt đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu của mỗi đoạn dây này thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ tương ứng là I1 và I2. Biết I1 = 0,25.I2, hỏi L1 dài gấp bao nhiêu lần L2?
Gợi ý đáp án
Ta có: I1 = 0,25I2
Hai dây dẫn cùng được đặt vào hiệu điện thế U, áp dụng định luật Ôm ta được:
R1 = U/I1, R2 = U/I2 → R2 /R1 = I1/I2 = 0,25
Vì điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây nên R2/R1 = L2/L1 = 0,25
suy ra L1 = 4L2.
Vật lí 9 Bài 7 giúp các em học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức về sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Vật lí 9 chương I trang 19, 20, 21.
Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 7 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.
1. Xác định sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào một trong những yếu tố khác nhau
Điểm khác nhau giữa các cuộn dây:
+ Vật liệu
+ Chiều dài
+ Tiết diện
⇒ Những yếu tố có thể ảnh hưởng đến điện trở của dây: Vật liệu, chiều dài và tiết diện.
2. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
Để xác định điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì thay đổi chiều dài của dây dẫn, tiết diện dây và vật liệu làm dây dẫn phải như nhau [giữ nguyên].
⇒ Kết quả: Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài mỗi dây.
3. Liên hệ thực tế
– Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì đèn sáng bình thường, nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì đèn sáng yếu hơn.
⇒ Do điện trở dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài, khi chiều dài tăng lên thì điện trở của dây tăng lên. Vì vậy điện trở của đoạn mạch cũng tăng lên. Như vậy, khi hiệu điện thế không thay đổi nhưng điện trở tăng lên thì cường độ dòng điện qua bóng đèn giảm đi ⇒ đèn sáng yếu hơn.
– Hệ thống đường dây tải điện 500 kV của nước ta từ Hòa Bình tới trạm Phú Lâm [Thành phố Hồ Chí Minh] tài 1530 km, gồm ba đường dây tải, mỗi đường dây tải này lại gồm bốn dây được liên kết lại với nhau bằng các khung kim loại. Nếu biết 1 km của mỗi dây này có điện trở là bao nhiêu thì ta có thể tính được điện trở của một dây này từ Hòa Bình tới Phú Lâm dựa theo tỉ số
Một dây dẫn dài l và có điện trở R. Nếu cho rằng dây dẫn cùng loại đó dài 2l là gồm hai dây dẫn dài l được mắc nối tiếp với nhau thì hãy dự đoán xem dây dẫn này có điện trở là bao nhiêu. Tương tự như thế thì một dây dẫn cùng loại đó dài 3l có điện trở là bao nhiêu?
Gợi ý đáp án
Dây dẫn dài 2l sẽ có điện trở 2R, dây dẫn dài 3l có điện trở 3R .
Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì đèn sáng yếu hơn. Hãy giải thích tại sao.
Gợi ý đáp án
Nếu mắc bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn càng dài thì điện trở của đoạn mạch càng lớn. Mặt khác dây dẫn đến bóng đèn giống như một điện trở phụ ghép nối tiếp với đèn nên điện trở của mạch điện tăng thêm. Theo định luật Ôm thì cường độ dòng điện chạy qua đèn càng nhỏ nên đèn càng sáng yếu hơn hoặc có thể không sáng.
Khi đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu một cuộn dây dẫn thì dòng điện qua nó có cường độ là 0,3A. Tính chiều dài của dây dẫn dùng đế quấn cuộn dây này, biết rằng dây dẫn loại này nếu dài 4m thì có điện trở là 2Ω
-Điện trở của cuộn dây:
– Dây dẫn dài 4 m thì có điện trở là 2 Ω
Điện trở có giá trị 20Ω sẽ có chiều dài là
Hai đoạn dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu, có chiều dài là L1 và L2. Lần lượt đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu của mỗi đoạn dây này thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ tương ứng là I1 và I2. Biết I1 = 0,25.I2, hỏi L1 dài gấp bao nhiêu lần L2?
Gợi ý đáp án
Ta có: I1 = 0,25I2
Hai dây dẫn cùng được đặt vào hiệu điện thế U, áp dụng định luật Ôm ta được:
R1 = U/I1, R2 = U/I2 → R2 /R1 = I1/I2 = 0,25
Vì điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây nên R2/R1 = L2/L1 = 0,25
suy ra L1 = 4L2.