Google
Giải Bài 11.9 trang 33 sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Đề bài.
Hai bóng đèn ${D_1}$ và ${D_2}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là ${U_1} = 1,5$V và ${U_2} = 6$V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là ${R_1} = 1,5\Omega $ và ${R_2} = 8\Omega $. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U = 7,5V theo sơ đồ như hình 11.2.
a) Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường
b) Biến trở nói trên được quấn bằng dây Nikêlin có điện trở suất là $0,{4.10^{ - 6}}$Ω. M, 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?
Lời giải.
a) Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải bằng cường độ định mức:
${I_1} = {I_{dm1}} = \dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \dfrac{{1,5}}{{1,5}} = 1$ A;
${I_2} = {I_{dm2}} = \dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{8} = 0,75$ A.
Đồng thời: ${U_{2b}} = {U_2} = {U_b} = 6$ V (vì Đèn 2 // biến trở)
Ta có: $I = {I_1} = {I_{2b}} = 1 = {I_b} + {I_2}$ (vì ${D_1}$ nt (${D_2}$ // biến trở))
Suy ra: Cường độ dòng điện qua biến trở: $I = {I_{2b}} - {I_2} = 1 - 0,75 = 0,25$A
Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường: ${R_b} = \dfrac{{{U_b}}}{{{I_b}}} = \dfrac{6}{{0,25}} = 24\Omega $
b) Áp dụng công thức: ${R_{b\max }} = \rho .\dfrac{l}{S}$
với S là tiết diện được tính bằng công thức: $S = \dfrac{{\pi {d^2}}}{4}$
$ \to {R_{b\max }} = \rho .\dfrac{l}{S} = \rho \dfrac{l}{{\dfrac{{\pi {d^2}}}{4}}} = \dfrac{{4\rho l}}{{\pi {d^2}}} = \dfrac{{4.0,{{4.10}^{ - 6}}. 19,64}}{{3,14.{{\left({0,{{5.10}^{ - 3}}} \right)}^2}}} = 40\Omega $
Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm:
$\% R = \dfrac{{{R_b}}}{{{R_{b\max }}}} = \dfrac{{24}}{{40}}. 100\% = 60\% $
Đáp án: a) 24Ω; b) 60%.
Đề bài.
Hai bóng đèn ${D_1}$ và ${D_2}$ có hiệu điện thế định mức tương ứng là ${U_1} = 1,5$V và ${U_2} = 6$V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là ${R_1} = 1,5\Omega $ và ${R_2} = 8\Omega $. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U = 7,5V theo sơ đồ như hình 11.2.
a) Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường
b) Biến trở nói trên được quấn bằng dây Nikêlin có điện trở suất là $0,{4.10^{ - 6}}$Ω. M, 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?
Lời giải.
a) Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải bằng cường độ định mức:
${I_1} = {I_{dm1}} = \dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \dfrac{{1,5}}{{1,5}} = 1$ A;
${I_2} = {I_{dm2}} = \dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{8} = 0,75$ A.
Đồng thời: ${U_{2b}} = {U_2} = {U_b} = 6$ V (vì Đèn 2 // biến trở)
Ta có: $I = {I_1} = {I_{2b}} = 1 = {I_b} + {I_2}$ (vì ${D_1}$ nt (${D_2}$ // biến trở))
Suy ra: Cường độ dòng điện qua biến trở: $I = {I_{2b}} - {I_2} = 1 - 0,75 = 0,25$A
Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường: ${R_b} = \dfrac{{{U_b}}}{{{I_b}}} = \dfrac{6}{{0,25}} = 24\Omega $
b) Áp dụng công thức: ${R_{b\max }} = \rho .\dfrac{l}{S}$
với S là tiết diện được tính bằng công thức: $S = \dfrac{{\pi {d^2}}}{4}$
$ \to {R_{b\max }} = \rho .\dfrac{l}{S} = \rho \dfrac{l}{{\dfrac{{\pi {d^2}}}{4}}} = \dfrac{{4\rho l}}{{\pi {d^2}}} = \dfrac{{4.0,{{4.10}^{ - 6}}. 19,64}}{{3,14.{{\left({0,{{5.10}^{ - 3}}} \right)}^2}}} = 40\Omega $
Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm:
$\% R = \dfrac{{{R_b}}}{{{R_{b\max }}}} = \dfrac{{24}}{{40}}. 100\% = 60\% $
Đáp án: a) 24Ω; b) 60%.