Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường

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

Bài 11.9 trang 33 SBT Vật Lí 9:

a) Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường?

b) Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,4.10^-6Ω.m, có độ dài tổng cộng là 19,64m và đường kính tiết diện là 0,5mm. Hỏi giá trị của biến trở tính được ở câu a trên đây chiếm bao nhiêu phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở này?

Hình 11.2

Tóm tắt:

Đèn 1: U_đm1 = U₁ = 1,5V; R₁ = 1,5Ω;

Đèn 2: U_đm2 = U₂ = 6V; R₂ = 8Ω;

U = 7,5V;

a) Hai đèn sáng bình thường thì R_b = ?

b) dây nikêlin ρ = 0,4.10^-6Ω.m; 

l = 19,64m; d = 0,5mm = 0,5.10^-3m;

$\frac{R_b}{R_{bmax}}=?\%$ 

Lời giải:

a) Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải bằng cường độ định mức:

$I_1=I_{đm1}=\frac{U_{đm1}}{R_1}=\frac{1,5}{1,5}=1A$

$I_2=I_{đm2}=\frac{U_{đm2}}{R_2}=\frac{6}{8}=0,75A$

Đồng thời: U_2b = U₂ = U_b = 6V (vì Đèn 2 // biến trở)

Ta có: I = I₁ = I_2b = 1A = I_b + I₂ 

(vì Đ₁ nt (Đ₂ // biến trở))

=> Cường độ dòng điện qua biến trở:

I_b = I_2b – I₂ = 1 – 0,75 = 0,25A

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường:

R_b = U_b : I_b = 6 : 0,25 = 24Ω

b) Áp dụng công thức: $R_{bmax}=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}$

với S là tiết diện được tính bằng công thức:

$S=\frac{\pi .d^2}{4}$

$R_{bmax}=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}=\rho \frac{\mathcal{l}4}{\pi .d^2}=\frac{4.0,{4.10}^{-6}.19,64}{3,14{\left(0,{5.10}^{-3}\right)}^2}=40\Omega$

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

$\%R=\frac{R_b}{R_{bmax}}=\frac{24}{40}.100\%=60\%$