Bài 9. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây A – HỌC THEO SGK
I - SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN
C1. Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có đặc điểm:
Cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng làm từ các vật liệu khác nhau.
2. Kết luận
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.
II - ĐIỆN TRỞ SUẤT. CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ 1. Điện trở suất.
Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện là 1m2.
Đơn vị điện trở suất là Ωm.
C2. Điện trở một đoạn dây dẫn constantan dài 1m và có tiết diện là 1 mm2 là:
1 mm2 = 10-6 m2
Dây constantan có tiết diện S = 1m2 và chiều dài l = 1 m thì có điện trở là:
R1 = 0,5.10-6 Ω
Dây constantan có tiết diện S = 1 mm2 và chiều dài l = 1 m có điện trở là:
R2 = 106.R1 = 0,5 Ω 2. Công thức tính điện trở
C3. Thực hiện các bước tính như ở bảng 2 để xây dựng công thức tính điện trở R của một đoạn dây dẫn có chiều dài l, tiết diện S và làm bằng vật liệu có điện trở suất ρ
BẢNG 2
3. Kết luận
Điện trở R của dây dẫn được tính bằng công thức: l R S Trong đó:
ρ là điện trở suất (Ω.m) l là chiều dài dây dẫn (m) S là tiết diện của dây (mm2) III - VẬN DỤNG
C4. Tiết diện dây đồng là:
3 22
10 7
S d 3.14. 7,85.10
4 4
Điện trở suất của đồng là: ρ = 1,7.10-8 Ωm Điện trở của dây dẫn là:
8
7
l 4
R 1,7.10 . 0,087
S 7,85.10
C5.
+ Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m tiết diện 1mm2 là:
8 6
l 2
R 2,8.10 . 0,056
S 10
+ Điện trở của sợi dây nikenlin dài 8m, tiết diện tròn đường kính 0,4mm là:
2 2 6
2 2 2 2 3 2
2
l l 8
R 0, 4.10 . 25,5
d
S . 0, 4.10
3,14.
4 4
+ Điện trở của một dây đồng dài 400m, tiết diện 2mm2 là:
3 8
3 3 6
3
l 400
R 1,7.10 . 3, 4
S 2.10
C6. Chiều dài của dây tóc bóng đèn được tính theo công thức:
3
28
0,01.10 3,14.
l RS 4
R l 25. 0,036
S 5,5.10
B – GIẢI BẢI TẬP
I – BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 9.1 trang 29 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: C
Vì điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt. Dựa vào bảng điện trở suất của các vật liệu ta thấy trong bốn vật liệu sắt, nhôm, bạc, đồng thì bạc có điện trở suất nhỏ nhất, vậy bạc dẫn điện tốt nhất.
Câu 9.2 trang 29 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: B
Vì điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt. Dựa vào bảng điện trở suất của các vật liệu ta thấy trong bốn vật liệu vonfam, sắt, nhôm, đồng thì sắt có điện trở suất lớn nhất, vậy sắt dẫn điện kém nhất.
Câu 9.3 trang 29 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: D
Vì ba dây có chiều dài và tiết diện như nhau, nên điện trở của chúng tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn. Dựa vào bảng điện trở suất ta thấy trong ba vật liệu bạc đồng nhôm thì bạc có điện trở suất nhỏ nhất, nhôm có điện trở suất lớn nhất. Vậy dây dẫn bằng bạc có điện trở nhỏ nhất, dây bằng nhôm có điện trở lớn nhất. Hay R1 < R2 < R3.
Câu 9.4 trang 29 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải
Điện trở của sợi dây đồng được tính theo công thức:
8
6
l 100
R 1,7.10 . 0,85
S 2.10
Câu 9.5 trang 29 VBT Vật Lí 9:
Tóm tắt:
D = 8900kg/m3; m = 0,5kg; S = 1mm2 = 10-6m2 1,7.108
a) l = ? b) R = ?
Hướng dẫn giải
Thể tích tổng cộng của dây dẫn là:
5 3
m 0,5
V 5,6.10 m
D 8900
a) Chiều dài của dây dẫn là:
5
6
V 5,6.10
V S.l l 56,18 m
S 10
b) Điện trở của cuộn dây dẫn là:
8 6
l 56,18
R 1,7.10 . 1
S 10
II - BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 9a trang 29 VBT Vật Lí 9: Một đoạn dây điện trở AB làm bằng constantan mắc nối tiếp với một đoạn dây điện trở BC bằng nicrom có cùng tiết diện và có cùng chiều dài (hình 9.1). Đặt vào hai đầu AC của đoạn mạch một hiệu thế 6V. So sánh:
a) Cường độ dòng điện đi qua AB và BC.
b) Hiệu điện thế giữa hai đầu dây AB và hai đầu dây BC.
Tóm tắt:
Dây AB làm bằng constantan nối tiếp với dây BC bằng nicrom;
S1 = S2; l1 = l2; UAC = 6 V a) So sánh IAB, IBC?
b) So sánh UAB, UBC? Hướng dẫn giải
a) Do RAB nối tiếp RBC nên IAB = IBC
b) Do đoạn dây AB và đoạn dây BC có cùng chiều dài, cùng tiết diện nên ta có điện trở của chúng tỉ lệ thuận với điện trở suất: AB AB
BC BC
R R
Vì ρAB < ρBC nên RAB < RBC
Mặt khác ta có: AB AB
BC BC
U R
U R Do đó UAB < UBC.
Câu 9b trang 30 VBT Vật Lí 9: Một dây điện trở làm bằng constantan có chiều dài 1m, tiết diện 1mm2. Muốn thay dây điện trở này bằng dây điện trở làm bằng nikêlin mà không làm thay đổi cường độ dòng điện trong mạch điện thì phải chọn dây nikêlin có chiều dài 1m và tiết diện bao nhiêu?
Tóm tắt:
Dây constantan có: l1 = 1m; S1 = 1 mm2; 1 0,5.106m Dây nikêlin có: l2 = 1m; S2; 2 0, 4.106m
I1 = I2; S2 = ? Hướng dẫn giải Do I1 = I2 nên R1 = R2
Ta có: 1 1 1 2 2 2
2 2 2 1
R l S 5
S 1 S 0,8m
R l S 4
Vậy S2 = 0,8 mm2
