BÀI 11: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM VÀ CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Biến trở

- Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

- Trong đời sống và kỹ thuật người ta thường dùng biến trở có con chạy, biến trở có tay quay và biến trở than (chiết áp).

1.2. Điện trở dùng trong kỹ thuật

- Có hai cách ghi trị số các điện trở:

- Trị số được ghi ngay trên điện trở

- Trên điện trở có sơn các vòng màu sắc

1.3. Áp dụng các công thức

- Định luật Ôm: \[I=\frac{U}{R}\]

- Công thức tính điện trở: \[R=\frac{U}{I}\]

2. Phương pháp giải

- Tính điện trở của biến trở

- Điện trở toàn phần của biến trở

Áp dụng công thức   

Trong đó:  \[\rho \]: điện trở suất (\[\Omega .m\])

\[l\]: là toàn bộ chiều dài của dây làm biến trở (m)

\[S\]: là tiết diện của dây dẫn (\[{{m}^{2}}\])

Bài tập minh họa

Bài 1.

Hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ có hiệu điện thế định mức tương ứng là U₁ = 1,5V và U₂ = 6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁ = 1,5Ω và R₂ = 8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U = 7,5V theo sơ đồ hình 11.2

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

b. Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,40.10^-6Ωm, 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?

Hướng dẫn giải:

a.

CĐDĐ mạch chínhl \[I={{I}_{1}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{I}_{1}}}=\frac{1,5}{1,5}=1\left( A \right)\]

Điện trở tương đương của đoạn mạch: 

Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song gồm R₂ mắc song song với biến trở theo công thức:

R_tđ  =R₁+R_2b  ⇒ R_2b = R_tđ-R₁ = 7,5 - 1,5 = 6

Điện trở  R_b theo công thức

b.

Tiết diện của dây

\[S=\Pi .\left( \frac{{{d}^{2}}}{4} \right)=0,{{169.10}^{-6}}\left( {{m}^{2}} \right)\]

Điện trở lớn nhất của biến trở theo công thức: 

Tiếp theo Bạn tính phần trăm theo công thức:

Đáp án:

a. R_b = 24Ω

b. 60%

 

Trắc nghiệm

Câu 1: Xét các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn giảm đi 5 lần và tiết diện tăng 2 lần thì điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào?

A. Điện trở của dây dẫn tăng lên 10 lần.

B. Điện trở của dây dẫn giảm đi 10 lần.

C. Điện trở của dây dẫn tăng lên 2,5 lần.

D. Điện trở của dây dẫn giảm đi 2,5 lần.

 

Câu 2: Câu phát biểu nào dưới đây về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U giữa hai đầu một đoạn mạch có điện trở R và cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch là không đúng?

A. Hiệu điện thế U bằng tích số giữa cường độ dòng điện I và điện trở R của đoạn mạch.

B. Điện trở R của đoạn mạch không phụ thuộc vào hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

C. Cường độ dòng điện I tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với điện trở R của đoạn mạch.

D. Điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện I chạy qua đoạn mạch.

 

Câu 3: Hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có hiệu điện thế định mức tương ứng là U1 = 1,5V và U2 = 6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R1 = 1,5Ω và R2 = 8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U = 7,5V theo sơ đồ hình 11.2

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

b. Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,40.10-6Ωm, 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?

A. R_b = 24Ω, 60%

B. R_b = 24Ω, 40%

C. R_b = 40Ω, 40%

D. R_b = 40Ω, 60%

 

 Câu 4: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1, trong đó hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi và đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở bằng 0. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

B. Đèn sáng yếu đi khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M

C. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu N.

D. Cả ba câu trên đều không đúng.

 

Câu 5: Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

a. Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?

b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V.

A. 20Ω; 24Ω

B. 20Ω;12Ω

C. 12Ω; 20Ω

D. 12Ω;40Ω

 

Câu 6:

Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R₁ = 7,5Ω và R₂ = 4,5Ω. Dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức là I = 0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R₃ để mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Tính R₃ để hai đèn sáng bình thường.

A. 1Ω                                     B. 2Ω                          C. 3Ω                          D. 4Ω

Câu 7:

Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R₁ = 7,5Ω và R₂ = 4,5Ω. Dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức là I = 0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R₃ để mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Điện trở R₃ được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất 1,10.10^-6Ω.m và chiều dài là 0,8m. Tính tiết diện của dây Nicrom này.

A. 0,36mm²                                   B. 0,24mm²                    C. 0,45mm²                   D. 0,29mm²

Câu 8:

Hai dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, dây thứ nhất có điện trở R₁ = 15Ω, có chiều dài l₁ = 24m và có tiết diện S₁ = 0,2mm², dây thứ hai có điện trở R₂ = 10Ω, chiều dài l₂ = 30m. Tính tiết diện S₂ của dây.

A. 0,48mm²                          B. 0,24mm²                                    C. 0,375mm²                D. 0,75mm²

 

Bài viết gợi ý: