Hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có cùng hiệu điện thế định mức là U1 = U2 = 6V

Giải SBT Vật Lí 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Bài 11.10 trang 34 SBT Vật Lí 9:

a) Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị R_b của biến trở khi hai đèn sáng bình thường

b) Biến trở này được quấn bằng dây nicrom có điện trở suất là 1,10.10^-6Ω.m và có tiết diện 0,8mm². Tính độ dài tổng cộng của dây quấn biến trở này, biết rằng nó có giá trị lớn nhất R_bm = 15R_b, trong đó R_b là giá trị tính được ở câu a trên đây.

Tóm tắt:

Đèn 1: U_đm1 = U₁ = 6V; R₁ = 12Ω;

Đèn 2: U_đm2 = U₂ = 6V; R₂ = 8Ω;

U = 9V;

a) Sơ đồ mạch điện?; R_b = ?

b) ρ = 1,1.10^-6Ω.m;

S = 0,8mm² = 0,8.10^-6m²;

R_bm = 15Rb; l = ?

Lời giải:

a) Sơ đồ mạch điện:

Vì U₁ = U₂ = 6V < U = 9V nên hai đèn muốn sáng bình thường phải mắc song song với nhau và cả cụm đèn ghép nối tiếp với biến trở R_b như hình vẽ.

Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng diện qua Đ₁, Đ₂ lần lượt là:

$I_{đm1}=\frac{U_{đm1}}{R_1}=\frac{6}{12}=0,5A{I}_{đm2}=\frac{U_{đm2}}{R_2}=\frac{6}{8}=0,75A$

Từ sơ đồ mạch điện (Đèn 1 nt Đ₂) // biến trở)ta có:

+) U₁₂ + U_b = U = 9V

+)  I = I_b = I₁₂ = I₁ + I₂ 

= 0,5 + 0,75 = 1,25A

=> U_b = U – U₁₂ = U – U₁ 

= 9 – 6 = 3V

(vì Đ₁ // Đ₂ nên U₁₂ = U₁ = U₂)

Điện trở của biến trở khi hai đèn sáng bình thường:

R_b = U_b : I_b = 3 : 1,25 = 2,4Ω

b) Điện trở lớn nhất của biến trở:

R_bm = 15.R_b = 15 x 2,4 = 36Ω

Áp dụng công thức: $R_{bm}=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}$với l là chiều dài và S là tiết diện dây

=> Độ dài của dây cuốn làm biến trở:

$\mathcal{l}=\frac{R_{bm}.S}{\rho }=\frac{36.0,{8.10}^{-6}}{1,{1.10}^{-6}}=26,2m$