Bài 11. Điện trở. Định luật Ohm Vở thực hành Khoa học tự nhiên 9

11.1

Quan sát thí nghiệm tìm hiểu tính chất của điện trở (Hình 11.1 SGK KHTN 9), hoàn thành bảng sau:

Thực hiện yêu cầu sau: So sánh độ sáng của bóng đèn trong 3 trường hợp, rút ra kết luận về tính chất của điện trở

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và quan sát, trả lời câu hỏi

Lời giải chi tiết:

Độ sáng của bóng đèn TH1 > bóng đèn TH2 > bóng đèn TH3. Điện trở càng lớn thì độ sáng của bóng đèn càng yếu

11.2

Nếu lần lượt thay điện trở trong sơ đồ mạch điện ở hình bên bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ của ampe kế có thay đổi không?

Phương pháp giải:

Dự đoán bằng kiến thức của bản thân

Lời giải chi tiết:

Nếu lần lượt thay điện trở trong sơ đồ mạch điện ở hình bên bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ của ampe kế có thay đổi

11.3 1

Quan sát thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế (Hình 11.2 SGK KHTN 9) và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét sự thay đổi cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và trả lời câu hỏi

Lời giải chi tiết:

1. Khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn thì cường độ dòng điện cũng thay đổi

11.3 2

2. Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và trả lời câu hỏi

Lời giải chi tiết:

2. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn tăng thì cường độ dòng điện cũng tăng và ngược lại

11.3 3

3. Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh họa ở Bảng 11.2 SGK KHTN 9

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và trả lời câu hỏi

Lời giải chi tiết:

3. Dự đoán giá trị cường độ dòng điện

11.4 1

1. Chọn trục tung biểu diễn các giá trị của cường độ dòng điện I (A); trục hoành biểu diễn các giá trị của hiệu điện thế U (V) (Hình 11.2). Sử dụng số liệu thu được từ thí nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.

Phương pháp giải:

Dựa vào các giá trị trong bảng vẽ đồ thị và nhìn hình dáng để nhận xét

Lời giải chi tiết:

1.

11.4 2

2. Nhận xét đồ thị:

- Đồ thị là đường cong hay đường thẳng?

- Đồ thị có đi qua gốc toạ độ không?

Phương pháp giải:

Dựa vào các giá trị trong bảng vẽ đồ thị và nhìn hình dáng để nhận xét

Lời giải chi tiết:

2. Nhận xét đồ thị:

- Đồ thị là đường thẳng

- Đi qua gốc tọa độ

11.5

Từ số liệu thu được ở Bảng 11.2, xác định thương số \(\frac{U}{I}\) đối với mỗi lần đo. Có nhận xét gì về giá trị thương số \(\frac{U}{I}\)?

Phương pháp giải:

Dựa vào kết quả Bảng 11.1 dùng máy tính cầm tay bấm kết quả

Lời giải chi tiết:

Giá trị thương số \(\frac{U}{I}\) không đổi đối với mỗi đoạn dây dẫn

11.6 1

1. Một bóng đèn xe máy lúc thắp sáng có điện trở 12 \(\Omega \) và cường độ dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn là 0,5 A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó.

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức của định luật Ohm: \(I = \frac{U}{R}\)

Lời giải chi tiết:

1. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó là: \(I = \frac{U}{R} \Rightarrow U = I.R = 0,5.12 = 6V\)

11.6 2

2. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch là 2 V thì cường độ dòng điện đi qua là 0,4 A. Hỏi hiệu điện thế sẽ phải bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện đi qua đoạn mạch là 0,8 A?

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức của định luật Ohm: \(I = \frac{U}{R}\)

Lời giải chi tiết:

2. \({I_1} = \frac{{{U_1}}}{R};{I_2} = \frac{{{U_2}}}{R} \Rightarrow \frac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} \Leftrightarrow \frac{{0,4}}{2} = \frac{{0,8}}{{{U_2}}} \Rightarrow {U_2} = 4V\)

11.7 1

1. Có hai đoạn dây dẫn bằng đồng, dây thứ nhất có chiều dài bằng một nửa dây thứ hai, nhưng lại có tiết diện gấp đôi tiết diện của dây thứ hai. So sánh điện trở của hai dây dẫn đó

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn: \(R = \rho \frac{l}{S}\)

Lời giải chi tiết:

1. Ta có:

\({R_1} = \rho \frac{{{l_1}}}{{{S_1}}};{R_2} = \rho \frac{{{l_2}}}{{{S_2}}} = \rho \frac{{2{l_1}}}{{\frac{{{S_1}}}{2}}} = 4\rho \frac{{{l_1}}}{{{S_1}}} = 4{R_1}\)

11.7 2

2. Tính điện trở của một đoạn dây dẫn bằng đồng có chiều dài 150 m, tiết diện là 2 mm², biết điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8 \(\Omega m\)

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn: \(R = \rho \frac{l}{S}\)

Lời giải chi tiết:

2. Điện trở của một đoạn dây dẫn bằng đồng là: \(R = \rho \frac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{150}}{{{{2.10}^{ - 6}}}} = 1,275\Omega \)

11.8

Giải thích vì sao dây dẫn điện trong gia đình thường làm bằng đồng, còn dây dẫn đường điện cao áp (điện cao thế) làm bằng nhôm.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở và định luật Ohm

Lời giải chi tiết:

- Đồng: Được sử dụng cho dây dẫn trong gia đình vì độ dẫn điện cao, bền bỉ, và khả năng chịu lực tốt.

- Nhôm: Được sử dụng cho dây dẫn điện cao áp do trọng lượng nhẹ, giá thành rẻ, và khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với nhu cầu truyền tải điện trên các khoảng cách xa và giảm tải trọng cho cột điện.

11.9

Giải thích nguyên nhân xảy ra các vụ hỏa hoạn do "chập điện" và cách đề phòng hỏa hoạn do "chập điện".

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở và định luật Ohm

Lời giải chi tiết:

Nguyên nhân xảy ra hỏa hoạn do "chập điện":

- Đoản mạch: Khi hai dây dẫn điện có hiệu điện thế khác nhau tiếp xúc trực tiếp với nhau (do dây bị hở, rò rỉ, hoặc cách điện kém), dòng điện lớn bất thường chạy qua, gây ra nhiệt độ cao và có thể dẫn đến cháy nổ.

- Quá tải mạch điện: Khi có quá nhiều thiết bị điện được kết nối vào một mạch điện vượt quá công suất định mức của dây dẫn hoặc thiết bị bảo vệ, dòng điện lớn sinh ra gây nóng dây dẫn và các thiết bị, dẫn đến nguy cơ cháy nổ.

- Thiết bị điện hoặc dây điện kém chất lượng: Sử dụng thiết bị điện hoặc dây dẫn kém chất lượng, không đạt tiêu chuẩn an toàn dễ bị hỏng hóc, quá nhiệt hoặc đoản mạch, dẫn đến cháy.

- Lão hóa và hư hỏng hệ thống điện: Các dây dẫn điện, ổ cắm, thiết bị điện bị cũ, hỏng, hoặc dây cách điện bị mục nát, rách do thời gian sử dụng lâu dài, có thể gây rò rỉ điện hoặc đoản mạch.

- Cách điện bị hỏng hoặc sai sót trong lắp đặt: Các dây dẫn điện bị hỏng hoặc cách điện không đúng cách trong khi lắp đặt, bảo dưỡng, hoặc sửa chữa, dễ gây ra chập điện và cháy nổ.

- Thiên tai và côn trùng: Sét đánh, ngập nước, chuột gặm nhấm dây điện, hay côn trùng làm tổ trong thiết bị điện có thể gây hư hỏng dây dẫn và thiết bị, dẫn đến đoản mạch hoặc quá tải.

Cách đề phòng hỏa hoạn do "chập điện":

- Kiểm tra và bảo trì hệ thống điện thường xuyên: Định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị điện, dây dẫn, ổ cắm để phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng hoặc rò rỉ điện.

- Sử dụng thiết bị điện và dây dẫn đạt tiêu chuẩn: Chọn mua và sử dụng các thiết bị điện, dây dẫn điện có chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn an toàn (có chứng nhận từ cơ quan có thẩm quyền).

- Lắp đặt thiết bị bảo vệ: Sử dụng cầu dao tự động, aptomat, và thiết bị bảo vệ chống quá tải, chống giật để ngắt mạch điện khi có hiện tượng đoản mạch hoặc quá tải.

- Tránh quá tải mạch điện: Không cắm quá nhiều thiết bị điện vào cùng một ổ cắm hay mạch điện. Phân bổ nguồn điện hợp lý để tránh quá tải.

- Đảm bảo lắp đặt hệ thống điện đúng kỹ thuật: Thuê thợ điện có chuyên môn để lắp đặt và sửa chữa hệ thống điện, đảm bảo tuân thủ đúng các quy định an toàn và kỹ thuật.

- Bảo vệ dây điện và ổ cắm khỏi nước và côn trùng: Đặt các dây điện và ổ cắm ở những vị trí khô ráo, tránh tiếp xúc với nước hoặc ẩm ướt. Sử dụng vỏ bọc dây chống côn trùng, động vật gặm nhấm.

- Không sử dụng các thiết bị điện hỏng hóc: Ngừng sử dụng và thay thế ngay các thiết bị điện bị hỏng, bị nóng bất thường, hoặc có mùi cháy khét.

- Giáo dục và tập huấn cho người sử dụng: Hướng dẫn mọi người trong gia đình hoặc nơi làm việc về các nguyên nhân và biện pháp phòng tránh hỏa hoạn do chập điện.

11.10

Khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 10 V thì cường độ dòng điện qua mạch là 1 A. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch sẽ là bao nhiêu khi cường độ dòng điện qua đoạn mạch:

a) Tăng lên đến 2 A.

b) Giảm xuống còn 0,5 A.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở và định luật Ohm

Lời giải chi tiết:

a) Ta có: \(R = \frac{U}{I} = \frac{{10}}{1} = 10\,{\rm{\Omega }}\)

\(U' = I'.R = 2.10 = 20V\)

b) \(U'' = I''.R = 0,5.10 = 5V\)

11.11

Một cuộn dây đồng có khối lượng là 0,5 kg, dây có tiết diện là 1 mm².

a) Tính chiều dài dây dẫn, biết khối lượng riêng của đồng là 8 900 kg/m³.

b) Tính điện trở của cuộn dây này, biết điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8 Ωm.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở và định luật Ohm

Lời giải chi tiết:

a) \(l = \frac{m}{{\rho .S}} = \frac{{0,5}}{{{{8900.1.10}^{ - 6}}}} = 56,18m\)

b) \(R = \rho .\frac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{56,18}}{{{{1.10}^{ - 6}}}} \approx 9,{55.10^{ - 4}}\Omega \)