[VL9] Bài 2: ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN – ĐỊNH LUẬT ÔM

Bài 2: ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN – ĐỊNH LUẬT ÔM

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây. I=U/R.
2. Điện trở của một dây dẫn được xác định bằng công thức: R=U/I

2.1. Trên hình 2.1 vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế của ba dây dẫn khác nhau.

a. Từ đồ thị, hãy xác định giá trị cường độ dòng điện chạy qua mỗi dây dẫn khi hiệu điện thế đặt giữa hai đầu dây dẫn là 3V.

b. Dây dẫn nào có điện trở lớn nhất? Nhỏ nhất? Giải thích bằng ba cách khác nhau.

Đáp án:  Từ đồ thị khi U = 3 V thì

I₁ = 5 mA -> R₁ = 600 Ω

I₂ = 2 mA -> R₂ = 1500 Ω

I₃ = 1 mA -> R₃ = 3000 Ω

Ba cách xác định điện trở lớn nhất, nhỏ nhất:

+ Cách 1: Từ kết quả đã tính ở trên ta thấy dây dẫn 3 có điện trở lớn nhất, dây dẫn 1 có điện trở nhỏ nhất.

+ Cách 2: Nhìn vào đồ thị, không cần tính toán, ở cùng một hiệu điện thế, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có cường độ lớn nhất thì điện trở của dây dẫn đó nhỏ nhất. Ngược lại, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có cường độ nhỏ nhất thì dây đó có điện trở lớn nhất.

+ Cách 3: Nhìn vào đồ thị. Khi dòng điện chạy qua ba điện trở có cường độ như nhau thì giá trị hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào lớn nhất, điện trở đó có giá trị lớn nhất.

Giải thích

2.2. Cho điện trở R = 15Ω

a. Khi mắc điện trở này vào hiệu điện thế 6V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là bao nhiêu?

b. Muốn cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 0,3A so với trường hợp trên thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở khi đó là bao nhiêu?

Đáp án:

a. I = 0,4 A                             

b. Cường độ dòng điện tăng thêm 0,3A tức là I = 0,7 A. Khi đó U = IR = 0,7.15 = 10,5 V

Giải thích

2.3 Làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt giữa hai đầu vật dẫn bằng kim lọai, người ta thu được bảng số liệu sau:

U (V)	0	1,5	3,0	4,5	6,0	7,5	9,0
I (A)	0	0,31	0,61	0,90	1,29	1,49	1,78

a. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.

b. Dựa vào đồ thị ở câu a, hãy tính điện trở của vật dẫn nếu bỏ qua những sai số trong phép đo.

Đáp án:

a. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U được vẽ trên hình 2.1.

b. Từ đồ thị 2.1 ta thấy: Khi U = 4,5V thì I = 0,9 A, suy ra R = 5Ω

Giải thích

2.4 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2.2, điện trở R­₁=10Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_MN=12V.

a. Tính cường độ dòng điện I₁ chạy qua R₁.

b. Giữ nguyên U_MN=12V, thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂ khi đó ampe kế chỉ giá trị I₂=I₁/2. Tính điện trở R₂.

Đáp án:

a. I₁ = 1,2 A

b. Ta có I₂ = 0,6 A nên R₂ = 20 Ω

Giải thích

2.5 Điện trở của một dây dẫn nhất định có mối quan hệ phụ thuộc nào dưới đây?

A. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn.

B. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.

C. Không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn.

D. Giảm khi cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn giảm.

Đáp án: C

Giải thích

2.6 Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một điện trở R thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là I. Hệ thức nào dưới đây biểu thị định luật Ôm?

A. U=I/R              B. I=U/R              C. I=R/U              D. R=U/I

Đáp án: B

Giải thích

2.7 Đơn vị nào dưới đây là đơn vị đo điện trở?

A. Ôm (Ω)            B. Oát (W)           C. Ampe (A)        D. Vôn (V)

Đáp án: A

Giải thích

2.8 Trong thí nghiệm khảo sát định luật Ôm, có thể làm thay đổi đại lượng nào trong số các đại lượng gồm hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở dây dẫn?

A. Chỉ thay đổi hiệu điện thế.

B. Chỉ thay đổi cường độ dòng điện.

C. Chỉ thay đổi điện trở dây dẫn.

D. Cả ba đại lượng trên.

Đáp án: A

Giải thích

2.9 Dựa vào công thức R=U/I có học sinh phát biểu như sau: “Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua dây”. Phát biểu này đúng hay sai? Vì sao?

Đáp án: Phát biểu này sai vì điện trở là một đại lượng có giá trị không thay đổi. Theo công thức thì ta có thể xác định giá trị điện trở dựa vào hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch chứ điện trở hoàn toàn không phụ thuộc vào hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Giải thích

2.10 Đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu một điện trở thì dòng điện đi qua điện trở có cường độ 0,15A.

a. Tính trị số của điện trở này.

b. Nếu tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở lên thành 8V thì trị số của điện trở này có thay đổi hay không? Trị số của nó khi đó là bao nhiêu? Dòng điện đi qua nó khi đó có cường độ là bao nhiêu?

Đáp án:

a. Từ định luật Ôm, ta có R=U/I=6/0,15=40Ω

b.  Nếu tăng hiệu điện thế lên 8V thì giá trị điện trở vẫn không thay đổi là 40Ω. Cường độ dòng điện qua nó là 0,2A

Giải thích

2.11 Giữa hai đầu một điện trở R₁=20Ω có một hiệu điện thế là U=3,2V.

a. Tính cường độ dòng điện I₁ đi qua điện trở này khi đó.

b. Giữ nguyên hiệu điện thế U đã cho trên đây, thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂ sao dòng điện đi qua R₂ có cường có cường độ I₂=0,8I₁. Tính R₂.

Đáp án:

a. Cường độ dòng điện I­₁=U/R₁=3,2/20=0,16A.

b. Cường độ dòng điện I₂=0,8I₁=0,8.0,16=0,128A

Điện trở R₂=U/I₂=3,2/0,128=25Ω

Giải thích

2.12 Trên hình 2.3 có vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đối với hai điện trở R₁ và R₂.

a. Từ đồ thị này hãy tính trị số các điện trở R₁ và R₂.

b. Tính cường độ dòng điện I₁, I₂ tương ứng đi qua mỗi điện trở khi lần lượt đặt hiệu điện thế U=1,8V vào hai đầu mỗi điện trở đó.

  

Đáp án:

a. Tính giá trị điện trở R₁.

+ Nhìn vào đồ thì ta chọn một điểm nằm trên đồ thị R₁ sao cho có thể xác định được hiệu điện thế và cường độ dòng điện một cách dễ dàng, ta chọn điểm có U₁=4V và I₁=0,2A.

+ Theo định luật Ôm thì I₁=U₁/R₁. Suy ra: R₁=U₁/I₁=4/0,2=20Ω

Tính giá trị điện trở R₂.

+ Tương tự đối với điện trở R₂ thì ta chọn điểm U₂=1V và I₂=0,2A ta cũng tính được R₂=5Ω

b.

+ Cường độ dòng điện qua điện trở R₁ là I₁= U₁/R₁=1,8/20=0,09A.

+ Cường độ dòng điện qua điện trở R₂ là I₂= U₂/R₂=1,8/5=0,36A.