Bài 9. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài l của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn :

Lưu ý:

- Đổi đơn vị: 1 $mm^{2}$ = $10^{-6}m^{2}$; 1 g/$cm^{3}$ = 1000 kg/$m^{3}$.

- Tính tiết diện của dây dẫn khi biết khối lượng m, chiều dài l của dây dẫn, khối lượng riêng D của chất làm dây dẫn :

B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. Để thấy được sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện và được làm từ các loại vật liệu khác nhau.

C2. Bảng 1 cho biết : Một đoạn dây dẫn dài 1 m, tiết diện 1 $m^{2}$ có điện trở là $\rho$ ($\Omega$)

⇒ Một đoạn dây dẫn constantan dài l = 1 m, tiết diện S = 1 $mm^{2}$ = $10^{-6}m^{2}$, có điện trở:

C3. Bảng 2 (SGK).

C4. Tiết diện của dây đồng là :

C5. Điện trở của sợi dây nhôm dài l = 2 m, tiết diện S = 1 $mm^{2}$ = $10^{-6}m^{2}$ là :

Điện trở của sợi dây nikelin dài l = 8 m, tiết diện

= 0,1256.$10^{-6}m^{2}$ là:

Điện trở của sợi dây đồng dài l = 400 m, tiết diện S = 2 $mm^{2}$ = 2.$10^{-6}m^{2}$ là :

C6. Tiết diện của dây tóc bóng đèn là :

Từ công thức ⇒ Chiều dài của dây tóc bóng đèn là :

9.1. Kim loại nào có điện trở suất nhỏ nhất thì kim loại đó dẫn điện tốt nhất. Trong bảng điện trở suất, bạc là chất có điện trở suất nhỏ nhất nên bạc dẫn điện tốt nhất.

9.2. Trong số các kim loại là đồng, sắt, nhôm và vonfam thì sắt là chất có điện trở suất lớn nhất nên sắt dẫn điện kém nhất.

9.3. D. Vì các dây dẫn có cùng chiều dài, cùng tiết diện nên điện trở của các dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm dây.

Ta có:

⇒ $R_{3}$ > $R_{2}$ > $R_{1}$.

9.4.

9.5. a) Thể tích của cuộn dây được tính theo công thức : V = $\large \frac{m}{D}$

Chiều dài của dây dẫn là:

b) Điện trở của cuộn dây là :

9.6. D.

9.7. C.

9.8. C.

9.10. a) Chiều dài của dây dẫn là :

b) Vì cuộn dây có điện trở R = 10$\Omega$ mắc nối tiếp với điện trở $R_{1}$ = 5$\Omega$ nên

Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây điện trở là 2 V.

9.11. Tiết diện của dây dẫn là :

Từ công thức :

Dây nung phải có đường kính tiết diện là 0,5 mm.

9.12. Tiết diện của dây sắt là :

Điện trở của dây sắt là :

C. BÀI TẬP BỔ SUNG

9a. Có hai dây dẫn, dây thứ nhất làm bằng đồng có điện trở suất $\rho _{1}$ = 1,7.$10^{-8}$$\Omega$.m, dây thứ hai làm bằng nhôm có điện trở suất $\rho _{2}$ = 2,8.$10^{-8}$$\Omega$.m. Dây thứ nhất có điện trở $R_{1}$ = 27 $\Omega$; chiều dài và khối lượng của các dây liên hệ với nhau bởi các hệ thức $l_{1}$ = 2,7$l_{2}$ và $m_{1}$ = 8,9$m_{2}$. Tính điện trở $R_{2}$ của dây thứ hai, cho biết khối lượng riêng của đồng là $D_{1}$ = 8900 kg/$m^{3}$ và khối lượng riêng của nhôm là $D_{2}$ = 8900 kg/$m^{3}$.

9b. Một điện trở làm bằng dây nikelin cuốn thành n = 100 vòng quanh một lõi sứ hình trụ đường kính D = 4 cm. Đặt vào hai đầu điện trở này một hiệu điện thế U = 24 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ I = 0,375 A.

a) Tính điện trở của ống dây.

b) Tính đường kính tiết diện của dây nikelin.

HƯỚNG DẪN GIẢI

9a. Từ hệ thức : $m_{1}$ = 8,9$m_{2}$

Ta có:

Điện trở của dây nhôm là 16,5$\Omega$.

9b. a) Điện trở của ống dây là : R = $\large \frac{U}{I}$ = 64$\Omega$.

b) Chiều dài của dây dẫn được tính theo công thức : l = 3,14nD.

Tiết diện của dây dẫn được tính theo công thức:

Đường kính tiết diện của dây là :