Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn chi tiết Vật Lý 9

Chuyên đề Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn Vật lý lớp 9 được HOCMAI sưu tầm biên soạn và đăng tải. Cùng tìm hiểu về chuyên đề này thông qua phần tổng hợp kiến thức và phần hướng dẫn trả lời các câu hỏi tự luận và trắc nghiệm qua bài viết này nhé!

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Đoạn mạch nối tiếp
• Đoạn mạch song song
• Bài tập vận dụng định luật Ôm

 

I. Lý thuyết Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

1. Xác định sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào một trong những yếu tố khác nhau

Điểm khác nhau giữa những cuộn dây:

• Vật liệu
• Chiều dài
• Tiết diện

⇒ Những yếu tố có thể làm ảnh hưởng đến điện trở của dây là: Chiều dài, vật liệu và tiết diện.

2. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

Để xác định được điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì cần thay đổi chiều dài của dây dẫn, vật liệu làm dây và chiều dài dây dẫn cần phải như nhau (giữ nguyên).

⇒ Kết quả: Điện trở của các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu và có cùng tiết diện thì tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây.

Trong đó: R là điện trở và l là độ dài của dây.

3. Liên hệ thực tế

– Mắc một bóng đèn bằng dây dẫn ngắn vào hiệu điện thế không đổi thì đèn sáng bình thường, còn nếu thay thế bằng dây dẫn khá dài tiết diện không đổi và được làm từ cùng một loại vật liệu thì đèn sẽ sáng yếu hơn. 

⇒ Do điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài, khi tăng chiều dài lên thì điện trở của dây cũng sẽ tăng lên. Vậy nên điện trở của đoạn mạch cũng sẽ tăng lên. Như vậy, khi hiệu điện thế không thay đổi (giữ nguyên) nhưng điện trở tăng lên thì cường độ của dòng điện qua bóng đèn bị giảm đi ⇒ Đèn sẽ sáng yếu hơn.

– Hệ thống đường dây tải điện 500 kV  từ Hòa Bình tới trạm Phú Lâm (Thành phố Hồ Chí Minh) của nước ta dài 1530 km, bao gồm ba đường dây tải, mỗi đường dây tải này lại gồm có bốn dây được liên kết lại với nhau bằng những khung kim loại. Nếu biết được 1 km của mỗi dây này có điện trở bao nhiêu thì dựa vào đó ta có thể tính được điện trở của một dây tải điện này từ Hòa Bình tới Phú Lâm dựa vào tỉ số:

 

II. Giải bài tập Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn trong SGK Vật lí 9

Bài C1 | Trang 19 SGK Vật Lý 9

Cho một dây dẫn có chiều dài l và điện trở R. Nếu cho rằng dây dẫn cùng loại đó dài 2l là bao gồm hai dây dẫn dài l được mắc nối tiếp cùng với nhau thì hãy dự đoán xem dây dẫn này sẽ có điện trở là bao nhiêu. Tương tự như thế, một dây dẫn cùng loại đó có độ dài 3l sẽ có điện trở là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

Dây dẫn dài 2l sẽ có điện trở là 2R | Dây dẫn dài 3l có điện trở là 3R.

Bài C2 | Trang 21 SGK Vật Lý 9

Mắc một bóng đèn bằng dây dẫn ngắn vào hiệu điện thế không đổi thì đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay đổi bằng dây dẫn khá dài có cùng chung tiết diện và được làm cùng từ một loại vật liệu thì đèn sẽ sáng yếu hơn. Hãy giải thích vì sao?

Gợi ý đáp án

Nếu mắc bóng đèn bằng dây dẫn càng dài vào hiệu điện thế không đổi thì điện trở của đoạn mạch sẽ càng lớn. Mặt khác dây dẫn đến bóng đèn tương tự như một điện trở phụ ghép nối tiếp với đèn vậy nên điện trở của mạch điện sẽ tăng thêm. Theo định luật Ôm thì cường độ của dòng điện chạy qua đèn càng nhỏ vậy nên đèn càng sáng yếu hơn hoặc có thể là không sáng.

Bài C3 | Trang 21 SGK Vật Lý 9

Khi đặt hiệu điện thế 6V vào cả hai đầu một cuộn dây dẫn thì dòng điện đi qua nó có cường độ là 0,3A. Tính chiều dài của dây dẫn sử dụng đế quấn cuộn dây này, biết rằng dây dẫn kiểu này nếu dài 4m thì sẽ có điện trở là 2Ω.

Gợi ý đáp án

– Điện trở của cuộn dây:

R = U/I = 6/0,3 = 20Ω

– Dây dẫn dài 4m thì sẽ có điện trở là 2Ω. Vậy nếu điện trở có giá trị 20Ω sẽ có chiều dài là:

l = (20.4)/2 = 40 (m)

Bài C4 | Trang 21 SGK Vật Lý 9

Hai đoạn dây dẫn có cùng chung tiết diện và được làm cùng từ một loại vật liệu, có chiều dài lần lượt là L1 và L2. Lần lượt đặt cùng một hiệu điện thế vào cả hai đầu của mỗi đoạn dây này thì sẽ có dòng điện chạy qua chúng có cường độ tương ứng lần lượt là I1 và I2. Biết I1 = 0,25.I2, hỏi L1 sẽ dài gấp bao nhiêu lần L2?

Gợi ý đáp án

Ta có: I1 = 0,25I2

Hai dây dẫn được đặt cùng vào hiệu điện thế U, áp dụng định luật Ôm ta có:

• R1 = U/I1 
• R2 = U/I2 

→ R2 /R1 = I1/I2 = 0,25

Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài dây nên R2/R1 = L2/L1 = 0,25

→ L1 = 4L2.

 

II. Trắc nghiệm Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

Câu 1: Để tìm được hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài dây dẫn, ta cần phải so sánh và xác định điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm gì?

A. Các dây dẫn này phải cùng tiết diện, được làm cùng một loại vật liệu nhưng sẽ có chiều dài khác nhau.
B. Các dây dẫn này phải cùng chiều dài, được làm từ cùng một loại vật liệu nhưng sẽ có tiết diện khác nhau.
C. Các dây dẫn này phải cùng chiều dài, cùng chung tiết diện nhưng được làm bằng các loại vật liệu khác nhau.
D. Các dây dẫn này phải được làm từ cùng một loại vật liệu nhưng sẽ có chiều dài và tiết diện khác nhau.

Trả lời:

Để tìm hiểu được sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài dây dẫn, ta cần phải xác định và so sánh được điện trở của các dây dẫn có những đặc điểm sau: Các dây dẫn này phải cùng tiết diện, được làm từ cùng một loại vật liệu nhưng sẽ có chiều dài khác nhau.

→ Đáp án A là đáp án chính xác

Câu 2: Một đoạn dây dẫn bằng chất liệu đồng dài l1 = 10m có điện trở là R1 và một dây dẫn bằng chất liệu nhôm dài l2 = 5m có điện trở là R2. Câu trả lời nào dưới đây là chính xác khi so sánh R1 và R2?

A. R1 = 2R2
B. R1 < 2R2
C. R1 > 2R2
D. Không đủ điều kiện để so sánh

Trả lời:

→ Đáp án D là đáp án chính xác

Câu 3: Điện trở của dây dẫn sẽ không phụ thuộc vào yếu tố nào ở dưới đây?

A. Vật liệu làm dây dẫn
B. Khối lượng của dây dẫn
C. Chiều dài của dây dẫn
D. Tiết diện của dây dẫn

Trả lời:

Điện trở của dây dẫn sẽ không phụ thuộc vào khối lượng của dây dẫn

→ Đáp án B là đáp án chính xác

Câu 4: Đường dây dẫn của một mạng điện ở trong gia đình nếu được nối dài liên tiếp với nhau sẽ có tổng cộng chiều dài là 500m và điện trở mỗi đoạn có chiều dài là 1m của đường dây này sẽ có điện trở trung bình là 0,02Ω. Hãy tìm điện trở tổng cộng của toàn bộ đường dây dẫn nối dài liên tiếp này.

A. 3Ω
B. 4Ω
C. 2Ω
D. 1Ω

Trả lời:

Điện trở của cuộn dây:

R = U/I = 30/0,125 = 240Ω

Mỗi đoạn dây dài 1m trong dây dẫn này có điện trở là:

r = R/l = 240/120 = 2Ω

→ Đáp án C là đáp án chính xác

Câu 5: Dây tóc của một bóng đèn khi chưa được mắc vào mạch sẽ có điện trở là 24Ω. Mỗi đoạn dài 1cm của dây tóc bóng đen này có điện trở là 1,5Ω. Hãy tìm chiều dài của toàn bộ sợi dây tóc bóng đèn ấy.

A. 24 cm
B. 12 cm
C. 10 cm
D. 16 cm

Trả lời:

Theo bài ra ta có:

• 1 cm dây tóc bóng đen có điện trở là 1,5 Ω
• x cm dây tóc bóng đèn có điện trở là 24 Ω

⇒ Chiều dài của toàn bộ sợi dây tóc bóng đèn đó là: 

x = (24.1)/1,5 = 16 cm

→ Đáp án D là đáp án chính xác

Câu 6: Đường dây dẫn trong một mạng điện tại gia đình nếu nối dài liên tiếp cùng với nhau sẽ có tổng chiều dài là 500m và mỗi đoạn có chiều dài là 1m của đường dây này sẽ có điện trở trung bình là 0,02Ω. Hãy tìm điện trở tổng cộng của toàn bộ đường dây dẫn nối dài liên tiếp ấy.

A. 10Ω
B. 20Ω
C. 5Ω
D. 25Ω

Trả lời:

Theo bài ra ta có:

• 1m dây có điện trở trung bình là 0,02(Ω )
• 500m dây có điện trở trung bình là x (Ω )

⇒ Điện trở tổng cộng của toàn bộ đường dây dẫn nối dài liên tiếp ấy là:

x = (500.0,02)/1 = 10 

→ Đáp án A là đáp án chính xác

Câu 7: Hai dây dẫn bằng chất liệu đồng có cùng chung tiết diện, dây thứ nhất có chiều dài là 10m và có điện trở là 2Ω, dây thứ hai có chiều dài là 30m. Tìm điện trở của dây thứ hai.

A. 2Ω
B. 4Ω
C. 6Ω
D. 8Ω

Đáp án

Hai dây dẫn trên đều có cùng chất liệu là nhôm, chung tiết diện

⇒ R1 /R2 = I1/I2 ⇔  2/R2 = 10/ 30 = 1/3   

⇒ Điện trở của dây thứ hai là: 

R2 = (3.2)/1 = 6Ω 

→ Đáp án C là đáp án chính xác

 

Vậy là HOCMAI đã chia sẻ đến các em học sinh kiến thức về Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn. Hy vọng với tài liệu bổ ích này sẽ giúp ích được cho các em hiểu và nắm chắc kiến thức, thông qua đó để áp dụng vào giải bài tập Vật lý về dạng bài này. Chúc các em học tập thật tốt!