Bài 2 trang 32 SGK Vật Lý 9

Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lý 9)

Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R₁ = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V như sơ đồ hình 11.1

a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R₂là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?

b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là R_b = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm². Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.

Tóm tắt:

R_Đ = R₁ = 7,5Ω và I_{Đ đm} = I = 0,6A; đèn nối tiếp biến trở; U = 12V

a) Để đèn sáng bình thường, R_b= R₂= ?

b) R_{b max}= 30Ω, dây nikelin ρ = 0,4.10-6Ω.m, S = 1mm²= 1.10-6m^{2, l = ?}

Lời giải:

a) Cách 1: Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là:
 

Theo sơ đồ thì R_tđ = R₁ + R₂

Suy ra R₂ = R_tđ - R₁ = 20 - 7,5 = 12,5Ω

Cách 2:

Vì đèn và biến trở ghép nối tiếp nên để đèn sáng bình thường thì I_b = I_Đ = I_{Đ đm} = 0,6A và U_Đ = U_{Đ đm} = I_{Đ đm} . R₁ = 0,6.7,5 = 4,5V

Mặt khác U_Đ + U_b = U = 12V → U_b = 12 – U_Đ = 12 – 4,5 = 7,5V

Giá trị của biến trở khi này là:

b) Từ công thức

 Tham khảo toàn bộ: Giải bài tập Vật Lý 9