Một bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở R1 = 7,5Ω và

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

Video Giải Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lí 9)

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lí 9):

a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R₂ là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?

b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là R_b = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm². Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.

Tóm tắt:

R_Đ = R₁ = 7,5Ω và I_Đ định mức = I = 0,6A

R_đ nt R_b; U = 12V

a) Để đèn sáng bình thường, R_b = R₂ = ?

b) R_b max = 30Ω, dây nikelin ρ = 0,4.10^-6Ω.m, S = 1mm² = 1.10^-6m², l = ?

Lời giải:

Cấu tạo mạch: R_đ nt R_b

a. Cách giải 1: Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng bằng cường độ dòng điện định mức của đèn là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là:

${\mathrm{R}}_{\mathrm{tđ}}=\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{I}}=\frac{12}{0,6}=20\mathrm{\Omega }$

Ta có R_đ nt R_b  => R_tđ = R₁ + R₂

ð R₂ = R_tđ - R₁ = 20 - 7,5 = 12,5Ω

Cách giải 2

Vì R_đ nt R_b nên để đèn sáng bình thường thì:

+ I_b = I_Đ = I_Đđm = 0,6A

+ U_Đ = U_Đđm = I_Đđm . R₁ = 0,6 . 7,5 = 4,5V

Mặt khác U_Đ + U_b = U = 12V

=> U_b = 12 – U_Đ = 12 – 4,5 = 7,5V

Giá trị của biến trở khi này là:

${\mathrm{R}}_{\mathrm{b}}=\frac{{\mathrm{U}}_{\mathrm{b}}}{{\mathrm{I}}_{\mathrm{b}}}=\frac{7,5}{0,6}=12,5\mathrm{\Omega }$

b) Từ công thức:  

$\mathrm{R}=\mathrm{\rho }\frac{\mathcal{l}}{\mathrm{S}}\Rightarrow \mathcal{l}=\frac{\mathrm{R}.\mathrm{S}}{\mathrm{\rho }}=\frac{1{.10}^{-6}.30}{0{,4.10}^{-6}}=75\mathrm{m}$