Giải bài 11.9, 11.10, 11.11 trang 33, 34 Sách bài tập Vật lý 9

Bài 11.9 trang 33 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

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?

Trả lời:

a) Ta có: U_2b = U₂ = U_b = 6V (Vì Đ// biến trở)

Cường độ dòng điện qua Đ₁ và Đ₂

⇒I = I₁ = I_2b = 1A (vì Đ₁ nt (Đ₂ // biến trở))

Cường độ dòng điện qua biến trở:

I_b = I_2b – I₂ = 1 – 0,75 = 0,25A

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường:

({R_b} = {{{U_b}} over {{I_b}}} = {6 over {0,25}} = 24Omega )

b) Tiết diện của dây Niken để làm biến trở:

(S = {{pi {d^2}} over 4} = {{3,14 imes {{left( {0,5} ight)}^2}} over 4} = 0,196m{m^2} = 0,{196.10^{ - 6}}{m^2})

Điện trở lớn nhất của biến trở:

({R_b} = {{ ho l} over S} = {{0,{{4.10}^{ - 6}}.19,64} over {0,{{196.10}^{ - 6}}}} = 40Omega )

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm:

(\% R = {{24} over {40}} imes 100 = 60\% )

Bài 11.10 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ có cùng hiệu điện thế định mức là U₁=U₂=6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=12Ω và R₂=8Ω. Mắc đèn Đ₁ và Đ₂ cùng với một biến trở vào hiệu điện thế không đổi U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị R_b của biến trở khi hai đèn sáng bình thường.

b. Biến trở này được quấn bằng dây nicrom có điện trở suất là 1,10.10^-6Ωm và tiết diện 0,8mm². Tính độ dài tổng cộng của dây quấn biến trở này, biết rằng nó có giá trị lớn nhất là R_bm=15R_b, trong đó R_b là giá trị tính được ở câu a trên đây.

Trả lời:

a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới đây

Cường độ dòng điện qua R₁, R₂ và toàn mạch:

 ({I_1} = {{{U_1}} over {{R_1}}} = {6 over {12}} = 0,5{ m{A}}) và ({I_2} = {{{U_2}} over {{R_2}}} = {6 over 8} = 0,75{ m{A}})

 I₁₂ = I_b = I = I₁ + I₂ = 0,5 + 0,75 = 1,25A

Điện trở tương đương của R₁, R₂

({1 over {{R_{12}}}} = {1 over {{R_1}}} + {1 over {{R_2}}} = {1 over {12}} + {1 over 8} Rightarrow {R_{12}} = 4,8Omega )

Điện trở toàn mạch: (R = {U over I} = {9 over {1,25}} = 7,2Omega )

Điện trở của biến trở: R_b = R – R₁₂ = 7,2 – 4,8 = 2,4Ω

b) Điện trở lớn nhất của biến trở: R_bm = 15R_b = 15R_b = 15 x 2,4 = 36Ω

Độ dài của dây cuốn làm biến trở:

(l = {{R{ m{S}}} over ho } = {{36.0,{{8.10}^{ - 6}}} over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 26,2m)

Bài 11.11 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Ba bóng đèn Đ₁, Đ₂, Đ₃ có hiệu điện thế định mức tương ứng là U₁=3V, U₂=U₃=6V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=2Ω, R₂=6Ω, R₃=12Ω.

a. Hãy chứng minh rằng có thể mắc ba bóng đèn này vào hiệu điện thế U=9V để các đèn chiếu sáng bình thường và vẽ sơ đồ của mạch điện này.

b. Thay đèn Đ₃ bằng cuộn dây điện trở được quấn bằng dây manganin có điện trở suất 0,43.10^-6Ωm và có chiều dài 8m. Tính tiết diện của dây này.

Trả lời:

Cách 1. Để 3 đèn sáng bình thường thì R₁ nt (R₂//R₃)

Vì U₂ = U₃ = 6V và U₁ = 3V

⇒ U = U₁ + U₂₃ = 9V

Cách 2. Cường độ dòng điện toàn mạch:

({I_1} = {{{U_1}} over {{R_1}}} = {6 over 6} = 1{ m{A}}) và ({I_2} = {{{U_2}} over {{R_2}}} = {6 over {12}} = 0,5{ m{A}})

Cường độ trong mạch R₁, R₂ : I₁₂ = I = I₁ = I₂ + I₃ = 1,5A

Điện trở tương đương của R₂₃:

({1 over {{R_{23}}}} = {1 over {{R_2}}} + {1 over {{R_3}}} = {1 over 6} + {1 over {12}} Rightarrow {R_{23}} = 4Omega )

Hiệu điện thế toàn mạch: U = I.R = I(R₁ + R₂₃) = 9V⇒đpcm

b) Tiết diện của dây: 

(S = {{ ho l} over R} = {{8.0,{{43.10}^{ - 8}}} over {12}} approx 0,{29.10^{ - 6}}{m^2})

Zaidap.com