15:24:2113/07/2019
Trong thực tế chúng ta thấy dây dẫn là một bộ phận quan trọng trong các mạch điện, và điện trở của dây dẫn ảnh hưởng tới dòng điện thể hiện ở định luật ôm. Vậy điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn, tiết diện của dây dẫn và vật liệu làm dây dẫn. Trong trong bài viết này thì chúng ta cùng tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn.
I. Xác định sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn
• Sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn vào một trong những yếu tố khác nhau:
- Chiều dài dây dẫn
- Tiết diện dây dẫn
- Vật liệu làm dây dẫn
II. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
* Câu C1 trang 19 SGK Vật lý 9: 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?
° Hướng dẫn trả lời câu C1 trang 19 SGK Vật lý 9:
- Theo như nguyên tắc mắc nối tiếp thì: Dây dẫn dài 2l sẽ có điện trở 2R, dây dẫn dài 3l có điện trở 3R.
* Kết luận: Điện trở của dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây:
III. Bài tập vận dụng sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
* Câu C2 trang 21 SGK Vật lý 9: 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.
° Hướng dẫn trả lời câu C2 trang 21 SGK Vật lý 9:
- 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.
- Như vậy, 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.
* Câu C3 trang 21 SGK Vật lý 9: 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.
° Hướng dẫn trả lời câu C3 trang 21 SGK Vật lý 9:
- Điện trở của cuộn dây:
- Gọi chiều dài dây dẫn là l [có điện trở 20Ω] thì ta có:
* Câu C4 trang 21 SGK Vật lý 9: 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?
° Hướng dẫn trả lời câu C4 trang 21 SGK Vật lý 9:
- Theo bài ra, ta có: I1 = 0,25.I2
- Hai dây dẫn cùng được đặt vào hiệu điện thế U, áp dụng định luật Ôm ta được:
- Vì điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây nên:
Hy vọng với bài viết về sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn và bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
09:11:3306/08/2019
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào tiết diện của dây dẫn, chiều dài của dây dẫn đã được chúng ta tìm hiểu qua các bài học trước.
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn, yếu tố đặc trưng nào giúp chúng ta nhận biết được vật liệu này dẫn điện tốt hơn vật liệu kia.
I. Sự phụ thuộc của Điện trở và Vật liệu làm dây dẫn
• Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
- Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm đo điện trở với các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau.
II. Điện trở suất - Công thức tính điện trở
1. Điện trở suất
- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bởi một đại lượng là:điện trở suất của vật liệu.
- Điện trở suất của một vật liệu [hay một chất] có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện là 1m2.
- Điện trở suất được ký hiệu là ρ [đọc là rô]
- Đơn vị của điện trở suất là Ω.m [đọc là ôm mét].
- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
* Câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9: Dựa vào bảng 1 [SGK] hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m và có tiết diện S = 1mm2.
° Lời giải câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9:
- Qua bảng 1 ta tra được điện trở suất của dây constantan là ρ = 0,50.10-6 Ω.m; Có nghĩa là nếu ta có một sợi dây constantan hình trụ có chiều dài l1 = 1m, tiết diện S1 = 1m2 thì điện trở của nó là: R1 = 0,50.10-6Ω;
⇒ Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m = l1 và có tiết diện S = 1mm2 là R thỏa mãn hệ thức [1mm2 = 10-6m2].
2. Công thức tính điện trở suất
- Điện trở của dây dẫn tỉ lệ với chiều dài l của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
- Điện trở R của dây dẫn được tính bằng công thức:
- Trong đó: ρ là điện trở suất Ω.m; l là chiều dài dây dẫn [m]; S là tiết diện dây dẫn [m2].
III. Bài tập Vận dụng sự phụ thuộc của Điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
* Câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l = 4m có tiết diện tròn, đường kính d = 1 mm [lấy π = 3,14].
° Lời giải câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: d = 1mm = 10-3 m
- Bảng điện trở suất [bảng 1 trang 26 sgk - bảng 1 ở trên], ta có: ρđồng = 1,7.10-8 [Ωm].
- Diện tích hình tròn:
- Theo công thức tính điện trở:
* Câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9: Từ bảng 1 [SGK] hãy tính:
- Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m và có tiết diện 1mm2.
- Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường kính là 0,4mm [lấy π = 3,14].
- Điện trở của sợi dây đồng dài 400m và có tiết diện 2mm2.
° Lời giải câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Điện trở của dây nhôm là:
- Điện trở của dây nikêlin là:
- Điện trở của dây đồng là:
* Câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 20oC có điện trở 25Ω, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này [lấy π = 3,14].
° Lời giải câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: r = 0,01 mm = 10-5 m.
- Điện trở suất của vonfam ở 20oC [bảng 1 trang 26 sgk]: ρ=5,5.10-8 [Ωm].
- Diện tích hình tròn:
- Theo công thức tính điện trở dây dẫn ta có: