Tổng kết chương I : Điện học – Bài 20 SGK Vật Lý 9 chi tiết

Trong bài viết Tổng kết chương I : Điện học này, các em học sinh sẽ cùng HOCMAI ôn tập lại tất cả kiến thức ở trong chương I qua phần hướng dẫn trả lời chi tiết 20 câu hỏi ở bài 20 SGK Vật Lý 9 trang 54,55 và 56. Cùng HOCMAI bắt đầu ngay sau đây:

 

I – Tổng hợp kiến thức cần nắm chương I: Điện học

• Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
• Điện trở của dây dẫn – Định luật Ôm
• Đoạn mạch nối tiếp
• Đoạn mạch song song
• Bài tập vận dụng định luật Ôm
• Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
• Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
• Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
• Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật
• Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn
• Công suất điện
• Điện năng – Công của dòng điện
• Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng
• Định luật Jun – Lenxơ
• Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo
• Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện

 

II – Tự kiểm tra | Tổng kết chương I : Điện học

Câu 1 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn sẽ phụ thuộc như thế nào vào U – Hiệu điện thế  giữa 2 đầu của đoạn dây đó?

Trả lời:

Cường độ dòng điện I khi chạy qua một dây dẫn thì tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U ở giữa hai đầu dây dẫn đó.

Câu 2 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9 

Nếu ta đặt hiệu điện thế U ở giữa hai đầu của một dây dẫn và cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó là I thì thương số U/I là giá trị của đại lượng nào đặc thù cho dây dẫn? Giá trị này có thay đổi khi ta thay đổi hiệu điện thế U không? Vì sao?

Trả lời:

– Giá trị của điện trở R là thương số U/I đặc trưng cho dây dẫn.

– Giá trị này không đổi khi thay đổi hiệu điện thế U , bởi vì hiệu điện thế U giảm (hoặc tăng) bao nhiêu lần thì I – Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn ấy cũng giảm (hoặc tăng) bấy nhiêu lần.

Câu 3 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Vẽ một sơ đồ mạch điện, trong đó có sử dụng vôn kế  và ampe kế để xác định điện trở của 1 dây dẫn.

Trả lời:

Vẽ sơ đồ như hình vẽ 20.1:

Câu 4 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Viết công thức để tính điện trở tương đương đối với trường hợp sau:

a) Đoạn mạch bao gồm hai điện trở là R1 và R2 mắc nối tiếp.

b) Đoạn mạch bao gồm hai điện trở là R1 và R2 mắc song song.

Trả lời:

Công thức để tính điện trở tương đương đối với trường hợp:

a) Đoạn mạch bao gồm hai điện trở là R1 và R2 mắc nối tiếp:

Rtđ=R1+R2

b) Đoạn mạch bao gồm hai điện trở là R1 và R2 mắc song song:

1/Rtđ = 1/R1+1/R2 hay Rtđ = (R1.R2) / (R1+R2)

Câu 5 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Hãy cho biết:

a) Điện trở của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào nếu chiều dài của nó tăng lên ba lần?

b) Điện trở của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào nếu tiết diện của nó tăng lên 4 lần?

c) Vì sao căn cứ vào điện trở suất có thể nói rằng đồng dẫn điện tốt hơn nhôm?

d) Hệ thức nào thể hiện được mối liên hệ giữa điện trở suất R với chiều dài của dây dẫn, điện trở suất ρ của vật liệu làm nên dây dẫn và tiết diện S?

Trả lời:

a) Ta có: Điện trở của dây dẫn có cùng chung tiết diện và được làm từ cùng một kiểu vật liệu thì sẽ tỉ lệ thuận cùng với chiều dài của mỗi dây.

⇒ Điện trở của dây dẫn khi tăng lên 3 lần nếu chiều dài của nó tăng lên ba lần.

b) Ta có: Điện trở của một dây dẫn có cùng chiều dài và cùng được làm từ một kiểu vật liệu thì tỉ lệ nghịch cùng với tiết diện của dây.

⇒ Điện trở của dây dẫn giảm đi 4 lần nếu tiết diện của nó tăng lên 4 lần.

c) Vì điện trở suất của dây nhôm lớn hơn điện trở suất của dây đồng.

d) Hệ thức thể hiện: R=ρ.l/S

Câu 6 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Điền vào các câu dưới đây để hoàn thành câu:

a) Biến trở là một điện trở |……| và có thể được dùng để |……|

b) Các điện trở dùng ở trong kĩ thuật có kích thước |……| và có trị số được |…..| hoặc được xác định theo các| ……|

Trả lời:

a) Biến trở là một điện trở | có thể thay đổi trị số | và có thể được dùng để | điều chỉnh, thay đổi cường độ dòng điện. |

b) Các điện trở dùng ở trong kĩ thuật có kích thước | nhỏ | và có trị số được | ghi sẵn | hoặc được xác định theo các | vòng màu |

Câu 7 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Điền vào các câu dưới đây để hoàn thành câu:

a) Số oát ghi ở trên mỗi dụng cụ điện cho biết |…|

b) Trên một đoạn mạch, công suất tiêu thụ điện năng bằng tích |…|

Trả lời:

a) Số oát ghi ở trên mỗi dụng cụ điện cho biết |công suất định mức cù dụng cụ đó|.

b) Trên một đoạn mạch, công suất tiêu thụ điện năng bằng tích | của hiệu điện thế ở giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ của dòng điện chạy qua đoạn đó.|

Câu 8 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Hãy cho biết:

a) Điện năng xác định theo công suất được sử dụng bởi một dụng cụ. Hiệu điện thế, thời gian sử dụng và cường độ dòng điện bằng các công thức nào?

b) Các dụng cụ điện có tác dụng gì ở trong việc biến đổi năng lượng? Nêu ra một số ví dụ.

Trả lời:

a) Công thức: A = P.t = U.I.t

b) Tác dụng của các dụng cụ điện là biến đổi và chuyển hóa điện năng trở thành những dạng năng lượng khác.

Ví dụ như:

• Bóng đèn dây tóc khi nóng sáng sẽ biến đổi phần lớn điện năng trở thành nhiệt năng và một phần nhỏ trở thành năng lượng ánh sáng.
• Nồi cơm điện, bếp điện, mỏ hàn điện, bàn là điện,… biến đổi hầu hết điện năng trở thành nhiệt năng.

Câu 9 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Phát biểu và ghi lại hệ thức của định luật Jun – Len-xơ.

Trả lời:

– Định luật Jun – Len-xơ: Năng lượng tỏa ra từ dây dẫn lúc có dòng điện chạy qua thì tỉ lệ thuận với bình phương của cường độ dòng điện, với thời gian dòng điện chạy qua và điện trở của dây dẫn. 

– Biểu thức: Q = I².R.t

Câu 10 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Cần phải thực hiện theo những quy tắc nào để có thể đảm bảo an toàn khi ta sử dụng điện?

Trả lời:

• Chỉ làm thí nghiệm với hiệu điện thế dưới 40V dành cho học sinh THCS.
• Phải sử dụng theo đúng quy định các loại dây dẫn có vỏ bọc cách điện. 
• Phải sử dụng theo đúng quy định các loại dây dẫn có vỏ bọc cách điện 
• Không được tự ý tiếp xúc với mạng điện của gia đình.
• Ở gia đình, trước khi thay thế bóng đèn hỏng cần phải đóng công tắc hoặc rút cầu chì của mạch điện nối bóng đèn và đảm bảo cách điện giữa nền nhà, tường gạch và cơ thể người.
• Nối đất cho vỏ kim loại của các thiết bị hay dụng cụ điện.

Câu 11 | Trang 54 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Hãy cho biết:

a) Vì sao cần phải sử dụng tiết kiệm điện năng?

b) Có những cách nào để có thể sử dụng tiết kiệm điện năng?

Trả lời:

a) Cần phải tiết kiệm điện vì:

• Chi phí trả cho tiền điện ít hơn ⇒ Giảm bớt chi tiêu cho cá nhân hoặc gia đình.
• Các dụng cụ và thiết bị điện được sử dụng được bền lâu hơn, do đó cũng góp phần giúp giảm bớt chi tiêu về điện năng.
• Giảm bớt các sự cố gây tổn hại chung đối với hệ thống cung cấp điện khi bị quá tải, đặc biệt là trong những giờ cao điểm.
• Phần điện năng tiết kiệm sẽ dành cho sản xuất, dành cho các vùng miền điều kiện khó khăn chưa có điện hoặc dành cho xuất khẩu

b) Các cách để tiết kiệm điện:

• Sử dụng các thiết bị hay công cụ có công suất vừa đủ mức, hợp lý.
• Chỉ sử dụng những lúc cần thiết các dụng cụ hay thiết bị điện.

 

III – Vận dụng | Tổng kết chương I : Điện học

Câu 12 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Đặt một hiệu điện thế U = 3V vào hai đầu dây dẫn làm bằng hợp kim thì có cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này là I = 0,2A. Hỏi nếu tăng thêm 12V nữa vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này thì giá trị của cường độ dòng điện qua nó là giá trị nào dưới đây?

A) 0,6 A

B) 0,8 A

C) 1 A

D) Một giá trị khác các giá trị trên.

Trả lời:

Phương pháp: Áp dụng biểu thức của định luật ôm: I = U/R

• Cách 1:

Ta có: U=3V và I=0,2A

⇒ Điện trở của dây dẫn:

R = U/I = 3/0,2 =15Ω

Khi tăng thêm 12V hiệu điện thế nữa nghĩa là: U′ = 3+12 = 15V

⇒ Cường độ dòng điện ở trong mạch: I′= U′/R = 15/15 = 1A

• Cách 2:

Do U tăng lên 5 lần ⇒ I cũng tăng lên 5 lần. Khi đó I = 0,2.5 = 1A.

⇒ Chọn đáp án C

Câu 13 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Đặt một hiệu điện thế U vào giữa hai đầu các dây dẫn khác nhau và đo được cường độ dòng điện I chạy qua mỗi dây dẫn ấy. Câu phát biểu nào sau đây là chính xác khi tính thương số U.I cho từng dây dẫn?

A) Thương số này sẽ có giá trị giống nhau đối với các dây dẫn.

B) Thương số này sẽ có giá trị càng lớn đối với một dây dẫn nào thì dây dẫn ấy sẽ có điện trở càng lớn.

C) Thương số này sẽ có giá trị càng lớn đối với một dây dẫn nào thì dây dẫn ấy có điện trở càng nhỏ.

D) Thương số này sẽ không có giá trị xác định đối với từng dây dẫn.

Trả lời:

⇒ Chọn đáp án B

Câu 14 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Điện trở R1 = 30Ω chịu được cường độ dòng điện có độ lớn nhất là I = 2A và điện trở R2=10Ω chịu được cường độ dòng điện lớn nhất là I = 1A. Có thể mắc được nối tiếp hai điện trở trên vào hiệu điện thế nào ở dưới đây?

A) 80V, bởi vì điện trở tương đương của mạch là Rtđ = 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là I = 2A.

B) 70V, bởi vì điện trở R1 chịu được hiệu điện thế lớn nhất U = 60V, điện trở R2 chịu được U = 10V.

C) 120V, bởi vì điện trở tương đương của mạch là R = 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ dòng điện có cường độ tổng cộng là I = 3A.

D) 40V, bởi vì điện trở tương đương của mạch là R = 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ LÀ I = 1A.

Trả lời:

Sử dụng biểu thức để tính điện trở tương đương của một đoạn mạch có các điện trở được mắc nối tiếp: Rtđ = R1+R2

Vận dụng biểu thức định luật ôm: I = U/R

Ta có: 

–  Điện trở tương đương của toàn mạch:

Rtd = R1+R2 = 30+10 = 40Ω

Vì 2 điện trở trên được mắc nối tiếp nên mạch chỉ có thể chịu được cường độ tối đa của dòng điện là I =1A

⇒ Hiệu điện thế giới hạn của mạch điện là:

Ugh = I.Rtđ =1.40 = 40V

⇒ Chọn đáp án D

Câu 15 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Có thể mắc song song được hai điện trở đã cho tại câu 14 vào hiệu điện thế nào ở dưới đây?

A) 10V

B) 22,5V

C) 60V

D) 15V

Trả lời:

Phương pháp:

Sử dụng biểu thức để tính điện trở tương đương của một đoạn mạch có các điện trở được mắc song song:

1/Rtd = 1/R1 + 1/R2

Vận dụng biểu thức định luật ôm: I = U/R

Ta có:

– Điện trở tương đương của toàn mạch:

1/Rtd = 1/R1 + 1/R2

⇒ Rtd = (R1.R2) / (R1+R2) = (30.10) / (30+10) = 7,5Ω

Vì 2 điện trở trên được mắc song song nên mạch chỉ có thể chịu được cường độ tối đa của dòng điện là:

I = I1+I2 = 2+1 = 3A

⇒ Hiệu điện thế giới hạn của mạch điện là:

Ugh = I.Rtd = 3.7,5 = 22,5V

⇒ Chọn đáp án B

Câu 16 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Một dây dẫn đồng chất có chiều dài, tiết diện S và điện trở là 12Ω được gập đôi thành một dây dẫn mới có chiều dài là l/2. Trị số điện trở của dây dẫn mới này là:

A) 6Ω

B) 2Ω

C) 12Ω

D) 3Ω

Trả lời:

Áp dụng biểu thức tính điện trở: R = ρ.l/S

Ban đầu dây dẫn có:

• l1 = l
• S1 = S
• R1=12Ω

Khi gập đôi dây dẫn lại ta có:

• l2 = l/2
• S2 = 2S
• R2 = ?

Mặt khác, ta có:

• R1 = ρ.l1/S1
• R2 = ρ.l2/S2

Ta suy ra:

⇒ Chọn đáp án D

Câu 17 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Khi ta mắc nối tiếp hai điện trở là R1 và R2 vào hiệu điện thế U = 12V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ là I = 0,3A. Nếu mắc hai điện trở này song song cũng vào hiệu điện thế là 12V thì dòng điện mạch chính sẽ có cường độ I′ = 1,6A. Hãy tìm R1 và R2.

Trả lời:

Ta có:

– Khi hai điện trở mắc nối tiếp:

• Unt = 12V
• Int = 0,3A

⇒ Điện trở tương đương khi mắc nối tiếp 2 điện trở của mạch:

Rnt = Unt / Int = 12/0,3 = 40Ω

– Khi mắc song song hai điện trở:

• Uss = 12V
• Iss = I′ = 1,6A

Điện trở tương đương khi mắc song song 2 điện trở của mạch:

Rss = Uss / Iss = 12/1,6 = 7,5Ω

Mặt khác, ta có:

Rnt = R1+R2 và 1/Rss = 1/R1 + 1/R2

⇒ Ta có hệ phương trình:

Câu 18 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

a) Tại sao bộ phận chính của các dụng cụ đốt nóng bằng điện đều được làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?

b) Tính điện trở của chiếc ấm điện có ghi là 220V – 1000W lúc ấm hoạt động bình thường.

c) Dây điện trở của ấm điện ở trên dây làm bằng chất liệu nicrom dài l = 2m và có tiết diện tròn. Tìm đường kính tiết diện của dây điện trở trên.

Trả lời:

a) Các dụng cụ đốt nóng bằng điện dựa trên nguyên lý tác dụng nhiệt của dòng điện.

Để nhiệt lượng tỏa ra ở trên dây dẫn càng lớn thì dây cần phải có điện trở càng lớn, nghĩa là điện trở suất lớn.

Vậy nên bộ phận chính của các dụng cụ đốt nóng bằng điện đều được làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn.

b) Ấm điện ghi là 220V – 1000W: 

• Udm = 220V
• Pdm = 1000W

Điện trở khi hoạt động bình thường của ấm điện là:

R = U²dm/P = 220²/1000 = 48,4Ω

c) Ta có:

• Chiều dài dây điện trở là l = 2m
• Điện trở suất của nicrom là ρ = 1,1.10^-6Ω.m
• Điện trở của dây là R = 48,4Ω
• Tiết diện của dây điện trở là S = πr² = πd²/4

Mặt khác, ta có:

R = ρ.l/S = ρ.l/(πd²/4) 

Từ đó suy ra:

Câu 19 | Trang 55 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Một bếp điện kiểu 220V – 1000W được sử dụng cùng với hiệu điện thế U = 220V để đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu là 250°C. 85% là hiệu suất của quy trình đun.

a) Tính thời gian để đun sôi nước, biết 4200 J/kg.K là nhiệt dung riêng của nước.

b) Mỗi ngày cần đun sôi 41L nước bằng bếp điện trên cùng với điều kiện đã cho, vậy thì trong 1 tháng có 30 ngày cần phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun sôi nước này? Cho biết rằng giá điện là 700 đồng/ 1kW.h.

c) Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này lại và vẫn sử dụng hiệu điện thế U = 220V thì thời gian để đun sôi 21L nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như ở trên là bao nhiêu?

Trả lời:

a) Ta có:

– Khối lượng của nước: mn = 2kg

– Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra từ trên điện trở để đun sôi được 2L nước là:

Q1 = A = P.t = 1000.t

– Nhiệt lượng lượng cần phải cung cấp cho 2L nước để cho nhiệt độ tăng từ 250°C lên 1000°C là:

Q2 = mn.c.Δt = 2.4200.(100-25) = 630000J

Theo đề bài, hiệu suất của quá trình đun là: H = 85% = 0,85

Mặt khác, ta có: H = Q2/Q1 = 0,85 

⇒ Q2 = 0,85.Q1 ⇔ 630000 = 0,85.1000.t 

⇒t = 741s = 12,35 phút

b)

Ta có: m′ = 4kg

– Nhiệt lượng lượng cần phải cung cấp cho 4L nước để nhiệt độ tăng từ 250°C lên 1000°C là:

Q′ = mn.c.Δt = 4.4200.(100-25) = 1260000J

– Nhiệt lượng tỏa ra để đun sôi 4l nước do bếp điện là:

Q = Q′/H = 1260000/0,85 = 1482352,941J

Lượng điện năng mà bếp điện đã tiêu thụ trong vòng một tháng là:

A= 30.Q = 30.1482352,941 = 44470588,24J = 12,35kWh

⇒ Số tiền cần phải trả của bếp điện trong vòng 1 tháng là: 

T= A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng

c)

– Điện trở ban đầu của bếp điện:

R = U²dm/Pdm = 220²/1000 = 48,4Ω

Lại có: R=ρ.l/S (1)

Khi gập đôi dây điện trở của bếp điện, ta có:

• l′ = l/2
• S′ = 2S

Điện trở của bếp điện khi này: R′ = ρ.l′/S′ (2)

Lấy (2)/(1) ta được: R′/R = l′S/lS′ = l/2S/l.2S =14

⇒R′ = R/4 = 48,4/4 = 12,1Ω

– Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra ở trên điện trở để có thể đun sôi 2l nước là:

Q3 = Q2/H= 630000/0,85 = 741176,47J

(Q2 đã tính tại ý a).

Mặt khác, ta có: Q3 = U²/R′.t′ = 741176,47J

⇒ t′ = (Q3.R′)/U2= (741176,47.12,1)/220² = 185,3s ≈ 3,08 phút

Câu 20 | Trang 56 Bài 20 SGK Vật Lý 9

Một khu dân cư có sử dụng công suất điện trung bình là P = 4,95 kW với hiệu điện thế u = 220V. Dây tải điện từ trạm cung cấp đến khu dân cư ấy có điện trở tổng cộng là 0,4Ω.

a) Tính hiệu điện thế tại giữa hai đầu đường dây ở trạm cung cấp điện.

b) Tính tiền điện mà khu dân cư phải trả trong một tháng có 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng điện trung bình trong một ngày là 6 giờ và giá điện là 700 đồng/ 1kW.h.

c) Tính điện năng hao phí trên dây tải điện trong vòng một tháng.

Trả lời:

a)

Gọi U1 là hiệu điện thế tại giữa hai đầu đường dây ở trạm cung cấp điện

U2 = 220V – Hiệu điện thế đến khu dân cư.

– Công suất tiêu thụ trung bình của khu dân cư:

P2 = 4,95 kW = 4,95.10^3 = 4950W

⇒ Cường độ dòng điện ở trên đường dây truyền tải là:

I = P2/U2 =4950/220 = 22,5A

– Hiệu điện thế tại giữa hai đầu đường dây ở trạm cung cấp điện:

U1 = U2+I.R = 220+22,5.0,4 = 229V

b)

Ta có:

– Điện năng tiêu thụ trong một tháng (30 ngày) của khu dân cư:

A = P2.t = 4,95.6.30 = 891kWh

– Tiền điện mà khu dân cư này cần phải trả trong vòng một tháng (30 ngày) là:

T= A.700 = 891.700 = 623700 đồng

c) Điện năng hao phí ở trên đường dây trong vòng một tháng là:

A = I2.R.t = 22,52.0,4.6.30 = 36450Wh = 36,45kWh

 

Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết Tổng kết chương I : Điện học do HOCMAI biên soạn hướng dẫn trả lời 20 câu hỏi ở bài 20 SGK Vật Lý 9 trang 54,55 và 56. Rất mong tài liệu hướng dẫn này sẽ giúp ích các em rất nhiều trong việc ôn tập, nắm chắc kiến thức là chuẩn bị cho bài kiểm tra sắp tới.