Google
Giải Bài 11.11 trang 34 sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Đề bài.
Ba bóng đèn ${D_1}$, ${D_2}$, ${D_3}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là ${U_1} = 3$V, ${U_2} = {U_3} = 6$V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là ${R_1} = 2\Omega $, ${R_2} = 6\Omega $, ${R_3} = 12\Omega $
a) Hãy chứng tỏ rằng có thể mắc ba bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 9V để các đèn khác đều sáng bình thường và vẽ sơ đồ của mạch điện này.
b) Thay đèn ${D_3}$ bằng cuộn dây điện trở được quấn bằng dây manganin có điện trở suất $0,{43.10^{ - 6}}$Ω. M và có chiều dài 8m. Tính tiết diện của dây này
Lời giải.
Vì ${U_{23}} = {U_2} = {U_3} = 6$V và ${U_1} = 3 = 9 - 6 = U - {U_{23}}$ nên đèn ${D_2}$ và ${D_3}$ phải mắc song song với nhau và nối tiếp với đèn ${D_1}$ như hình vẽ.
Chứng minh 3 đèn sáng bình thường:
Giả sử 3 đèn đều sáng bình thường, khi đó ta có:
Cường độ dòng diện qua các đèn lần lượt là:
${I_1} = \dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \dfrac{3}{2} = 1,5$A;
${I_2} = \dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{6} = 1$A;
${I_3} = \dfrac{{{U_3}}}{{{R_3}}} = \dfrac{6}{{12}} = 0,5$A.
Như vậy ta nhận thấy: ${I_2} + {I_3} = 1 + 0,5 = 1,5 = {I_1}$ (1)
Và ${D_1}$ nằm ở nhánh chính nên cường độ dòng mạch chính $I = {I_1} = 1,5$A
Suy ra, hiệu điện thế toàn mạch: $U = I.{R_{td}} = I.\left({{R_1} + {R_{23}}} \right)$
Mà ${R_{23}} = \dfrac{{{R_2}.{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = \dfrac{{6.12}}{{6 + 12}} = 4\Omega $
$ \to U = 1,5.\left({2 + 4} \right) = 9$V (2)
Từ (1) và (2) ta thấy cách mắc 3 đèn trên theo sơ đồ là phù hợp với tính chất mạch điện để cả 3 sáng bình thường khi mắc vào nguồn 9V (đpcm).
b) Áp dụng công thức: ${R_d} = \rho .\dfrac{l}{S}$ với $l$ là chiều dài và S là tiết diện dây
Ta có tiết diện của dây là:
$S = \dfrac{{\rho. L}}{{{R_d}}} = \dfrac{{0,{{43.10}^{ - 6}}. 8}}{{12}} = 2,{87.10^{ - 7}}{m^2} = 0,287m{m^2}$
Đáp án: b) $0,287m{m^2}$.
Đề bài.
Ba bóng đèn ${D_1}$, ${D_2}$, ${D_3}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là ${U_1} = 3$V, ${U_2} = {U_3} = 6$V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là ${R_1} = 2\Omega $, ${R_2} = 6\Omega $, ${R_3} = 12\Omega $
a) Hãy chứng tỏ rằng có thể mắc ba bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 9V để các đèn khác đều sáng bình thường và vẽ sơ đồ của mạch điện này.
b) Thay đèn ${D_3}$ bằng cuộn dây điện trở được quấn bằng dây manganin có điện trở suất $0,{43.10^{ - 6}}$Ω. M và có chiều dài 8m. Tính tiết diện của dây này
Lời giải.
Vì ${U_{23}} = {U_2} = {U_3} = 6$V và ${U_1} = 3 = 9 - 6 = U - {U_{23}}$ nên đèn ${D_2}$ và ${D_3}$ phải mắc song song với nhau và nối tiếp với đèn ${D_1}$ như hình vẽ.
Chứng minh 3 đèn sáng bình thường:
Giả sử 3 đèn đều sáng bình thường, khi đó ta có:
Cường độ dòng diện qua các đèn lần lượt là:
${I_1} = \dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \dfrac{3}{2} = 1,5$A;
${I_2} = \dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{6} = 1$A;
${I_3} = \dfrac{{{U_3}}}{{{R_3}}} = \dfrac{6}{{12}} = 0,5$A.
Như vậy ta nhận thấy: ${I_2} + {I_3} = 1 + 0,5 = 1,5 = {I_1}$ (1)
Và ${D_1}$ nằm ở nhánh chính nên cường độ dòng mạch chính $I = {I_1} = 1,5$A
Suy ra, hiệu điện thế toàn mạch: $U = I.{R_{td}} = I.\left({{R_1} + {R_{23}}} \right)$
Mà ${R_{23}} = \dfrac{{{R_2}.{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = \dfrac{{6.12}}{{6 + 12}} = 4\Omega $
$ \to U = 1,5.\left({2 + 4} \right) = 9$V (2)
Từ (1) và (2) ta thấy cách mắc 3 đèn trên theo sơ đồ là phù hợp với tính chất mạch điện để cả 3 sáng bình thường khi mắc vào nguồn 9V (đpcm).
b) Áp dụng công thức: ${R_d} = \rho .\dfrac{l}{S}$ với $l$ là chiều dài và S là tiết diện dây
Ta có tiết diện của dây là:
$S = \dfrac{{\rho. L}}{{{R_d}}} = \dfrac{{0,{{43.10}^{ - 6}}. 8}}{{12}} = 2,{87.10^{ - 7}}{m^2} = 0,287m{m^2}$
Đáp án: b) $0,287m{m^2}$.