Giải bài 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 trang 31, 32 Sách bài tập Vật lý 9

Bài 11.1 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

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.

a. Tính R₃ để hai đèn sáng bình thường.

b. 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.

Trả lời:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

({R_{t{ m{d}}}} = {U over I} = {{12} over {0,8}} = 15Omega )

Để đèn sáng bình thường thì R₃ = 15 – (7,5 + 4,5) = 3Ω

b) Tiết diện của dây nicrom là:

(S = {{ ho l} over R} = {{1,{{1.10}^{ - 6}}.0,8} over 3} = 0,{29.10^{ - 6}}{m^2} = 0,29m{m^2})

Bài 11.2 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức là U₁=6V, khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=8Ω và R₂=12Ω. Cần mắc hai bóng đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ của mạch điện trên và tính điện trở của biến trở khi đó.

b. Biến trở được quấn bằng dây hợp kim nikêlin có điện trở suất 0,40.10^-6Ω.m, tiết diện tròn, chiều dài 2m. Tính đường kính tiết diện d của dây hợp kim này, biết rằng hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu của biến trở là 30V và khi đó dòng điện chạy qua biến trở có cường độ là 2A.

Trả lời:

Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây:

- Cường độ dòng điện qua đèn 1 là:

 ({I_1} = {{{U_1}} over {{R_1}}} = {6 over 8} = 0,75{ m{A}})

-  Cường độ dòng điện qua đèn 2 là:

 ({I_2} = {{{U_2}} over {{R_2}}} = {6 over {12}} = 0,5{ m{A}})

Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = I₁ + I₂ = 1,25A

-Điện trở của biến trở là : ({R_b} = {{U - {U_1}} over I} = {{9 - 6} over {1,25}} = 2,4Omega)

b) Điện trở lớn nhất của biến trở là: ({R_{max }} = {{{U_{max }}} over {{I_{max }}}} = {{30} over 2} = 15Omega)

Tiết diện của dây là:

 (S = {{ ho l} over R} = {{0,{{4.10}^{ - 6}}.2} over {15}} = 0,{053.10^{ - 6}}{m^2} = 0,053m{m^2})

Vì dây dẫn có tiết diện tròn nên (S = pi {{{d^2}} over 4})

(Rightarrow d = 2sqrt {{S over pi }}  = 2sqrt {{{0,053} over {3,14}}}  = 0,26mm)

Bài 11.3 trang 31 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U₁=6V, U₂=3V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=5Ω và R₂=3Ω.Cần mắc hai đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ của mạch điện.

b. Tính điện trở của biến trở khi đó.

c. Biến trở này có điện trở lớn nhất là 25Ω, được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất là 1,10.10^-6Ω.m. Tiết diện 0,2mm². Tính chiều dài của dây Nicrom này.

Trả lời: 

a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây:

b) Cường độ dòng điện chạy qua Đ₁ là:

 ({I_1} = {{{U_1}} over {{R_1}}} = {6 over 5} = 1,2{ m{A}})

Cường độ dòng điện chạy qua biến trở là:

I_b = I₁ – I₂ = 0,2A

Điện trở:

({R_b} = {{{U_2}} over {{I_b}}} = 15Omega)

c) Chiều dài của dây nicrom dùng để quấn biến trở là:

 (l = {{R{ m{S}}} over ho } = {{25.0,{{2.10}^{ - 6}}} over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 4.545m)

Bài 11.4 trang 32 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức là U_Đ=6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ là I_Đ=0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U=12V.

a. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với điện trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?

b. Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 thì phần điện trở R₁ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Trả lời:

a) Điện trở của biến trở là:

 ({R_b} = {{U - {U_D}} over {{I_D}}} = {{12 - 6} over {0,75}} = 8Omega )

Đèn được mắc song song với phần R₁ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại (16 – R₁) của biến trở (hình 11.3). Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là U_Đ = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến trở là U – U_Đ = 6V. Từ đó suy ra điện trở của hai đoạn mạch này bằng nhau, nghĩa là:

({{{R_D}{R_1}} over {{R_D} + {R_1}}} = 16 - {R_1}) với ({R_D} = {6 over {0,75}} = 8Omega ) 

=> ta tính được R₁ ≈11,3Ω

Zaidap.com