Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

Bài 10: Biến trở - Điện trở sử dụng trong kỹ thuật

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Bài 10.1 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m và tiết diện 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn.

Tóm tắt

\(R = 30\Omega \\ \rho = 0,{4.10^{ - 6}}\Omega .m \\ S = 0,5m{m^2} = 0,{5.10^{ - 6}}{m^2} \\ l = ? \)

Hướng dẫn giải

Chiều dài của dây dẫn là: \(l = {{R{\rm{S}}} \over \rho } = {{30.0,{{5.10}^{ - 6}}} \over {0,{{4.10}^{ - 6}}}} = 37,5m\)

Bài 10.2 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Trên một biến trở con chạy có ghi 50Ω - 2,5A.

a. Hãy cho biết ý nghĩa của hai số ghi này.

b. Tính hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở.

c. Biến trở được làm bằng dây hợp kim nicrom có điện trở suất 1,10.10-6Ω.m và chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở.

Hướng dẫn giải

a)   Ý nghĩa của hai số ghi:

+) 50Q - điện trở lớn nhất của biến trở;

+) 2,5A - cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được.

b)    Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây c biến trở là: Umax = Imax × Rmax = 2,5 × 50 = 125V.

c) Tiết diện của dây là:

\(S = \rho {l \over R} = 1,{1.10^{ - 6}} \times {{50} \over {50}} = 1,{1.10^{ - 6}}{m^2} = 1,1m{m^2}\)

Bài 10.3 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m, có tiết diện đều là 0,60mm2 và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4cm.

a. Tính điện trở lớn nhất của biến trở này.

b. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là 67V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Điện trở lớn nhất của biến trở là:

\({R_{{\rm{max}}}} = \rho {l \over S} = \rho {{N\pi d} \over S} = 0,{4.10^{ - 6}} \times {{500 \times 3,14 \times 0,04} \over {0,{{6.10}^{ - 6}}}} = 41,9\Omega\)

b) Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là:

 \({I_{\max }} = {{{U_{\max }}} \over {{R_{\max }}}} = {{67} \over {41,9}} = 1,6A\)

Bài 10.4 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1, trong đó hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi và đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở bằng 0. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

B. Đèn sáng yếu đi khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

C. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu N.

D. Cả ba câu trên đều không đúng.

Hướng dẫn giải

Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

Bài 10.5 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện định mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

a. Đèn và biến trở phải mắc với nhau như thế nào để đèn có thể sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện này.

b. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu?

c. Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 40Ω thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu phần trăm (%) tổng số vòng dây của biến trở?

Hướng dẫn giải

a)    Phải mắc nối tiếp bóng đèn và biến trở với nhau. Sơ đồ mạch điện như dưới đây

b) Đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở là:

 \({R_{bt}} =\dfrac{{12 - 2,5}}{ {0,4}} = 23,75\Omega \)

c) Số phần trăm (%) vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là:

\(n = \dfrac{{23,75}}{{40}}.100\% = 59,4\% \)

Bài 10.6 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

a. Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?

b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V.

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của biến trở là:

 \({R_{bl}} = {{U - {U_v}} \over I} = {{12 - 6} \over {0,5}} = 12\Omega \)

b) Ta có:  

Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R và biến trở khi đó là:

 \(I = {{{U_v}} \over R} = {{4,5} \over {12}} = 0,375{\rm{A}}\)

Để vôn kế chỉ 4,5V, điện trở của biến trở khi đó phải là:

\({R_{b2}} = {U \over I} - R = {{12} \over {0,375}} - 12 = 20\Omega \)

Bài 10.7 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Hiệu điện thế U trong mạch điện có sơ đồ như hình 10.3 được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở tiến dần về phía đầu N thì chỉ số ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?

A. Giảm dần đi.

B. Tăng dần lên.

C. Không thay đổi.

D. Lúc đầu giảm dần đi, sau đó tăng dần.

Hướng dẫn giải

Chọn A. Giảm dần đi.

Bài 10.8 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Biến trở không có kí hiệu nào dưới đây?

Hướng dẫn giải

Chọn B. 

Bài 10.9 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Câu phát biểu nào dưới đây về biến trở là không đúng?

A. Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số.

B. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi cường độ dòng điện.

C. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện.

D. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để đổi chiều dòng điện trong mạch.

Hướng dẫn giải

Chọn C. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện.

Bài 10.10 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện thì cần điều chỉnh biến trở có giá trị nào dưới đây?

A. Có giá trị O

B. Có giá trị nhỏ.

C. Có giá trị lớn.

D. Có giá trị lớn nhất.

Hướng dẫn giải

Chọn D. Có giá trị lớn nhất.

Bài 10.11 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Trên một biến trở có ghi 30Ω-2,5A. Các số ghi này có ý nghĩa nào dưới đây?

A. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A.

B. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A.

C. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A.

D. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A

Hướng dẫn giải

Chọn C. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A.

Bài 10.12 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức là 3V và khi sáng bình thường thì dòng điện qua đèn có cường độ là 0,32A. Mắc bóng đèn này nối tiếp với một biến trở rồi mắc vào hiệu điện thế không đổi 12V. Hỏi biến trở này phải có giá trị lớn nhất tối thiểu là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Hướng dẫn giải

Điện trở tương đương toàn mạch:

\({R_{t{\rm{d}}}} = {U \over I} = {{12} \over {0,32}} = 37,5\Omega \) 

Điện trở của bóng đèn:

\({R_D} = {U \over I} = {3 \over {3,2}} = 9,375\Omega \)

Điện trở lớn nhất cỉa biến trở :

b = R – RĐ = 37,5 – 9,375 = 28,125Ω

Bài 10.13 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6Ωm và có đường kính tiết diện là d1=0,8mm để quấn một biến trở có điện trở lớn nhất là 20Ω.
 
a. Tính độ dài l1 của đoạn dây nicrom cần dùng để quấn biến trở nói trên.
b. Dây nicrom của biến trở này được quấn thành một lớp gồm những vòng sát nhau trên một lõi sứ có đường kính d2=2,5 cm. Tính chiều dài tối thiểu l2 của lõi sứ này.

Hướng dẫn giải

Tiết diện của dây nicrom:

\(S = {{\pi {d^2}} \over 4} = {{3,14 \times {{\left( {0,8} \right)}^2}} \over 4} = 0,5024m{m^2} = 0,{5024.10^{ - 6}}{m^2}\)

Chiều dài của dây nicrom :

\(l = {{R \times S} \over \rho } = {{20 \times 0,{{5024.10}^{ - 6}}} \over {1,{{1.10}^{ - 6}}}} = 9,13m = 913cm\)

b) Chu vi của lõi sứ:  \(C = \pi  \times d = 3,14 \times 2,5 = 7,85cm\)

Cứ 1 vòng dây có chiều dài là 7,85 cm

n vòng dây có chiều dài là 913 cm

=> Số vòng dây quấn vào lõi sắt: \(n = {{913 \times 1} \over {7,85}} \approx 116,3\) vòng

Bài 10.14 trang 30 Sách bài tập (SBT) Vật lý 9

Một biến trở Rcó giá trị lớn nhất là 30Ω được mắc với hai điện trở R1=15Ω và R2=10Ω thành mạch có sơ đồ như hình 10.5 , trong đó hiệu điện thế không đổi U=4,5V. Hỏi khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu?
 

Hướng dẫn giải

Điện trở R2 và Rb:

\({1 \over {{R_{2b}}}} = {1 \over {{R_2}}} + {1 \over {{R_b}}} = {1 \over {10}} + {1 \over {30}} \Rightarrow {R_{2b}} = 7,5\Omega \)

Điện trở tương đương toàn mạch:

R = R1 +R2b = 15 + 7,5 = 22,5 Ω

Cường độ dòng điện nhỏ nhất :

\({I_{\min }} = {U \over {{R_{t{\rm{d}}}}}} = {{4,5} \over {22,5}} = 0,2{\rm{A}}\)

Cường độ dòng điện lớn nhất : Imax → Rb rất nhỏ (Rb = 0)

 \({I_{\max }} = {I_1} = {U \over {{R_1}}} = {{4,5} \over {15}} = 0,3A\)

Loading...