PHƯƠNG PHÁP VÀ BÀI TẬP TỔNG HỢP SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
a. Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn
- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằngmột đại lượng gọi là điện trở suất của vật liệu, kí hiệu là . Đơn vị của điện trở suất là \(\Omega .m\).
- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1 m và có tiết diện đều là 1 m2.
- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
b. Sự phụ thuộc của điện trở và vật liệu làm dây dẫn
Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm các dây dẫn.
c. Công thức tính điện trở
\(R = \rho \dfrac{l}{S}\)
Trong đó:
l : chiều dài dây dẫn (m)
\(\rho \): điện trở suất \(\left( {\Omega .m} \right)\)
S: tiết diện dây dẫn (m2)
R: điện trở của dây dẫn \(\left( \Omega \right)\)
d. Liên hệ thực tế
Nước biển có điện trở suất khoảng 0,2Ω.m còn nước uống thông thường có điện trở suất trong khoảng từ 20Ω.m đến 2000Ω.m. Do đó, nước biển dẫn điện tốt hơn nước uống thông thường khoảng từ 100 đến 10000 lần.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một dây dẫn bằng đồng và một dây dẫn bằng nhôm có cùng chiều dài, cùng tiết diện. So sánh điện trở của 2 dây.
A. Rđồng = Rnhôm
B. Rđồng > Rnhôm
C. Rđồng < Rnhôm
D. Rđồng = 2Rnhôm
Giải
Chọn C
Điện trở của dây tỷ lệ với điện trở suất nên Rđồng < Rnhôm
Bài 2: Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có đặc điểm gì?
Giải
Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau.
Bài 3: Hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1 m và có tiết diện là S = 1mm2.
Giải
Đổi đơn vị: 1 m2 = 106 mm2
Dựa vào bảng 1 SGK: Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài \(l_1=1m\) và có tiết diện \(S_1=1m^2\) là \(R_1=0,50.10^{-6}Ω\).
Khi dây dẫn constantan dài \(l_2=1m\) và có tiết diện \(S_2=1mm^2=10^{-6}m^2\), có điện trở \(R_2\), ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{R_2}}}{{{R_1}}} = \dfrac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = \dfrac{1}{{{{10}^{ - 6}}}} = {10^6}\\ \Rightarrow {R_2} = {10^6}{R_1} = {10^6}.0,{5.10^{ - 6}} = 0,5\Omega \end{array}\)
Bài 4: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở 20oC có điện trở 25Ω, có tiện diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy π = 3,14).
Tóm tắt:
Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở \(t = {20^0}C\)
Tiết diện tròn, \(r = 0,01mm\)
Chiều dài dây tóc \(l = ?\)
Giải
Ta có:
+ Điện trở \(R=25\Omega\)
+ Tiết diện:
\(S=\pi r^2=\pi {(0,01.10^{-3})}^2=3,1.10^{-10}m^2\)
+ Điện trở suất của vonfam:
\(\rho=5,5.10^{-8}\Omega m\)
Mặt khác, ta có:
\(R = \rho \displaystyle{l \over S} \\\Rightarrow l = \displaystyle{{RS} \over \rho } = {{25.3,14.{{({{0,01.10}^{ - 3}})}^2}} \over {{{5,5.10}^{ - 8}}}} = 0,1427m{\rm{ }}\)
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Lập luận nào sau đây là đúng?
Điện trở của dây dẫn
A. tăng lên gấp đôi khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp đôi.
B. giảm đi một nửa khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp đôi.
C. giảm đi một nửa khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây tăng lên gấp bốn.
D. tăng lên gấp đôi khi chiều dài tăng lên gấp đôi và tiết diện dây giảm đi một nửa.
Câu 2: Đặt vào hai đầu một dây Nicrom có tiết diện đều 0,5 mm2 và điện trở suất 1,1.10-6 một hiệu điện thế 9V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,25A.Nếu cắt dây đó thành ba phần bằng nhau, chập lại và cũng đặt vào hiệu điện thế như trên thì khi đó cường độ dòng điện qua mạch chính là bao nhiêu?
A. 2,25A. B. 2,5A.
C. 2,75A. D. 3A.
Câu 3: Đặt vào hai đầu một dây Nicrom có tiết diện đều 0,5 mm2 và điện trở suất 1,1.10-6 một hiệu điện thế 9V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,25A. Tính chiều dài của dây?
A. 17m
B. 18m
C. 19m
D. 20m
Câu 4: Một dây bằng nhôm có khối lượng 0,5kg, tiết diện đều 0,01cm2. Biết khối lượng riêng và điện trở suất của nhôm là 2700kg/m3 và 2,7.10−8Ωm. Điện trở của dây đó là
A. 30Ω.
B. 40Ω.
C. 50Ω.
D. Một giá trị khác.
Câu 5: Dây sắp xếp theo thứ tự giảm dần điện trở suất của một số kim loại là
A. Vonfram - Đồng - Bạc - Nhôm.
B. Vonfram - Nhôm - Đồng - Bạc.
C. Vonfram - Bạc - Nhôm - Đồng.
D. Vonfram - Bạc - Đồng - Nhôm.
Câu 6: Một đoạn dây dẫn bằng đồng dài 12m, tiết diện 0,2mm2. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10−8Ωm. Điện trở của đoạn dây trên có thể nhận giá trị
A. 0,102Ω.
B. 1,02Ω.
C. 102Ω.
D. Một kết quả khác.
Câu 7: Hai dây dẫn bằng đồng và bằng nhôm có cùng tiết diện và khối lượng như nhau. Hỏi dây nào có điện trở lớn hơn?
A. Dây nhôm có điện trở lớn hơn.
B. Dây đồng có điện trở lớn hơn.
C. Hai dây có điện trở bằng nhau.
D. Không thể so sánh được.
Câu 8: Hai dây điện trở bằng nhôm, dây thứ nhất dài gấp đôi (l1 = 2l2) và có đường kính tiêt diện cũng gấp đôi dây thứ hai (d1 = 2d2). Hãy so sánh điện trở của hai dây.
A. R1 = 3R2.
B. R1 = 2R2.
C. R1 = R2/2.
D. R1 = R2.
Câu 9: Một đoạn dây đồng dài 40 có tiết diện tròn, đường kính 1mm (lấy π = 3,14). Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10−8Ωm. Điện trở của đoạn dây đó là
A. R = 0,87Ω.
B. R = 0,087Ω.
C. R = 0,0087Ω.
D. Một giá trị khác.
Câu 10: Một dây dẫn bằng đồng dài l1 = 3,5m có điện trở R1 và một dây dẫn bằng nhôm dài l2 = 7m có điện trở R2. Câu trả lời nào dưới đây là đúng khi so sánh R1 và R2?
A. R1 = R2.
B. R1 > 2R2.
C. R1 < 2R2.
D. Không đủ điều kiện để so sánh R1 và R2.
ĐÁP ÁN
| 1 | C | 5 | B | 9 | B |
| 2 | A | 6 | B | 10 | D |
| 3 | B | 7 | B |
|
|
| 4 | C | 8 | C |
|
|
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp và bài tập tổng hợp Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn môn Vật Lý 9 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
