Lời giải chi tiết môn vật lý 9 bài 10 – Biến trở. Điện trở dùng trong kỹ thuật.

Vậy lý là môn học khiến nhiều học sinh cảm thấy khó và lo sợ. Để giúp đỡ học sinh trong quá trình học tập cũng như nâng cao năng lực tự học tại nhà của bản thân học sinh, bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn giải đáp các bài tập cũng như củng cố thêm kiến thức vật lý 9 bài 10 bám sát theo chương trình cho các em học sinh.

Ôn tập kiến thức môn vật lý 9 bài 10

1. Biến trở

• Là điện trở mà trị số của nó có thể thay đổi được và sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.
• Cấu tạo bao gồm:
• Con chạy/tay quay
• Một cuộn dây có điện trở suất lớn được làm từ hợp kim.
• Kí hiệu:
• Hoạt động: Khi di chuyển con chạy hoặc tay quay thì sẽ chiều dài của cuộn dây có dòng điện chạy qua thay đổi ⇒ điện trở của biến trở cũng thay đổi.

2. Các loại biến trở thường dùng.

• Theo chất liệu cấu tạo:
• Biến trở dây quấn
• Biến trở than
• Theo bộ phận điều chỉnh:
• Biến trở con chạy
• Biến trở tay quay

3. Điện trở dùng trong kĩ thuật.

Các loại biến trở thường dùng.

• Có trị số rất lớn.
• Có 1 lớp than hoặc kim loại mỏng phủ ngoài một lớp cách điện
• Cách thể hiện trị số điện trở:
• Ghi trên điện trở.
• Bằng các vòng màu sơn :

Đáp án câu hỏi SGK Vật Lý 9 Bài 10.

Câu hỏi trang 29.

Hướng dẫn giải:

Khi mắc hai đầu A, B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện. Khi con chạy C dịch chuyển, dòng điện vẫn chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở và chiều dài của phần cuộn dây không thay đổi nên biến trở không làm thay đổi điện trở.

Hướng dẫn giải:

Nếu con chạy hoặc tay quay C được dịch chuyển thì sẽ làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua=> điện trở của biến trở thay đổi => Điện trở của mạch điện cũng thay đổi.

Hướng dẫn giải:

Khi dịch chuyển con chạy thì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ thay đổi, do đó làm thay đổi điện trở của biến trở.

Nếu đầu con chạy dịch chuyển sang trái thì chiều dài phần điện trở tham gia vào mạch điện giảm dẫn đến điện trở của biến trở giảm theo. Trong khi đó nếu dịch con chạy sang bên phải thì điện trở của biến trở sẽ tăng.

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ mạch điện:

Hướng dẫn giải:

• Khi con chạy C ở điểm N thì giá trị điện trở của biến trở lớn nhất, vì khi đó dòng điện chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở.
• Khi con chạy C dịch chuyển về phía M, điện trở của biến trở giảm dần do chiều dài của cuộn dây có dòng điện chạy qua giảm dần => đèn sáng hơn.
• Đèn sáng mạnh nhất khi dịch con chạy của biến trở đến vị trí mà điện trở của biến trở có giá trị nhỏ nhất. Khi con chạy ở điểm M thì dòng điện hầu như không chạy qua cuộn dây=> điện trở của biến trở tại điểm M là nhỏ nhất.

Câu hỏi trang 30.

Hướng dẫn giải:

Theo lý thuyết cấu tạo của điện trở dùng trong kỹ thuật, khi áp điện vào hai đầu thì điện trở tham gia vào mạch điện sẽ có tiết diện S rất nhỏ

Mặt khác, khi S rất nhỏ thì R rất lớn vì ta có công thức R = .

Hướng dẫn giải:

Cách 1: Trị số thường được ghi trực tiếp trên thân đối với các điện trở có kích thước lớn.

Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vạch màu ở điện trở có kích thước nhỏ

Điện trở thường : 4 vòng màu

Điện trở chính xác : 5 vòng màu.

Cách đọc trị số điện trở thường:

• Vòng số 4 hay vòng cuối chỉ sai số của điện trở luôn được sơn các màu nhũ vàng hay nhũ bạc, ta bỏ qua vòng này khi đọc.
• Vòng số 1, số 2, số 3 nằm liên tiếp nhau. Vòng số 1 đối diện với vòng cuối.
• Vòng số 1 là hàng chục ,vòng số 2 là hàng đơn vị
• Vòng số 3 ghi bội số của 10.
• Công thức tính trị số: (vòng 1).(vòng 2).10^{(vòng 3)}
• Chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3 mới có màu nhũ, nếu vòng số 3 được sơn nhũ thì số mũ là số âm.

Cách đọc trị số điện trở chính xác:

• Vòng cuối cùng là vòng số 5, dùng để ghi sai số, có nhiều màu.
• Vòng cuối luôn nằm xa hơn.
• Vòng số 1 đối diện vòng cuối.
• Vòng số 4 là bội số của 10, hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị được ghi lần lượt ở vòng số 1, số 2, số 3
• Công thức tính trị số = (vòng 1).(vòng 2).(vòng 3). 10^{(vòng 4)}

Hướng dẫn giải:

Điện trở có:

• Vòng thứ nhất là màu vàng
• Vòng thứ hai là màu xanh lục
• Vòng thứ ba là màu đỏ
• Vòng thứ tư là màu vàng ánh kim

Dựa vào bảng 1 SGK trang 31 ta xác định được trị số của điện trở là R = 45×10²Ω ± 5%.

Vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5 và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối là màu ánh kim cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5%.

Hướng dẫn giải:

Điện trở lớn nhất của biến trở: R = 20Ω

Tiết diện dây: S = 0,5mm² = 0,5.10⁻⁶m²

Điện trở suất của hợp kim nicrom: ρ = 1,10.10⁻⁶Ωm

Chiều dài dây hợp kim:

Ta có: R = => l = = =9,09 m

Chu vi của đường tròn: C=2πr=πd=3,14.0,02=0,0628m

=> Số vòng dây của biến trở: N = = ≈ 145 vòng

Hướng dẫn giải đáp SBT Vật Lý 9 Bài 10.
1.Bài tập trang 27:

Hướng dẫn giải:

Ta có:

→ Chiều dài của dây dẫn là:

Hướng dẫn giải:

a) Ý nghĩa của hai số ghi:

• Điện trở lớn nhất của biến trở là 50Ω.
• Cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được là 2,5A.

b) Hiệu điện thế lớn nhất là:

U_max = I_max.R_max = 2,5.50 = 125V.

c) Tiết diện của dây là:

S = ρl/R = 1,1.10^-6. 50/50 = 1,1.10^-6 m² = 1,1mm².

Hướng dẫn giải:

1. Chiều dài của dây quấn: l = N.C = N.3,14.d = 500.3,14.0,04 = 62,8m

→

b)

Hướng dẫn giải:

Chọn đáp án A, vi khi con chạy chạy về phía M sẽ làm cho chiều dài biến trở tham gia vào mạch điện giảm và khi đó điện trở cũng giảm theo. Bên cạnh đó, điện trở toàn mạch lúc đó sẽ giảm và cường độ dòng điện sẽ tăng làm cho đèn sáng mạnh lên vì đèn đang ghép nối tiếp với biến trở.

2.Bài tập trang 28.

Hướng dẫn giải:

a. Để đèn sáng bình thường thì U_Đ = U_Đđm = 2,5V < U = 12V

→ Bóng đèn và biến trở phải mắc nối tiếp.

→ Sơ đồ mạch điện:

b. Để đèn sáng bình thường thì I = I_Đđm = 0,4A

R_Đ = U_Đ/I_Đ = 2,5/0,4 = 6,25Ω

R_tđ = U/I = 12/0,4 = 30Ω

=> Điện trở của biến trở: R_b = R_tđ – R_Đ = 30 – 6,25 = 23,75Ω

c. Khi đèn sáng bình thường thì phần trăm (%) vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là (Vì số vòng dây quấn biến trở tỉ lệ với điện trở của biến trở):

Hướng dẫn giải:

a) Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở → U_V = U_R = 6V

I = I_A = I_b = I_R = 0,5A (vì biến trở và điện trở ghép nối tiếp)

U_b + U_R = U ⬄ U_b = U – U_R = 12 – 6 = 6V

=>

b)

Khi điều chỉnh biến trở để vôn kế chỉ UV’ = 4,5V, thì I qua biến trở lúc này là:

=> U_b’ = U – U_R’ = 12 – 4,5 = 7,5V

b)

Hướng dẫn giải:

Chọn A, vì:

Chiều dòng điện đi từ cực dương qua dây dẫn, thiết bị điện rồi về cực âm của nguồn điện. Khi con chạy tiến dần về đầu N thì chiều dài của biến trở tăng lên và làm cho điện trở của dây dẫn tăng, khi hiệu điện thế giữ nguyên thì cường độ dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở => giảm dần đi.

1. Bài tập trang 29:

Hướng dẫn giải: Theo lý thuyết, chọn B.

Hướng dẫn giải:

Vì biến trở là dụng cụ có thể được dùng để đổi chiều dòng điện trong mạch => Chọn D.

Hướng dẫn giải:

Cần điều chỉnh biến trở có giá trị lớn nhất trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện. Khi đó cường độ dòng điện qua mạch là nhỏ nhất. Khi điều chỉnh biến trở, điện trở của mạch sẽ giảm dần → cường độ dòng điện trong mạch sẽ tăng dần → tránh hư hỏng thiết bị gắn trong mạch do việc dòng tăng đột ngột. → Chọn D.

Hướng dẫn giải:

Ý nghĩa của số ghi là điện trở lớn nhất của biến trở là 30Ω và có khả năng chịu được cường độ dòng điện lớn nhất là 2,5A => Chọn C.

Bài tập trang 30.

Hướng dẫn giải:

Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải bằng: I = I_Đđm = 0,32A và U_Đ = U_Đđm = 3V (Vì bóng đèn nối tiếp với biến trở)

R_tđ = U/I = 12/0,32 = 37,5Ω

R_Đ = U_Đ /I_Đ ⬄ 3/0,32 = 9,375Ω

• R_b = R_tđ – R_Đ ⬄ 37,5 – 9,375 = 28,125Ω

Hướng dẫn giải:

a) Chiều dài của dây nicrom cần dùng để quấn biến trở trên là:

b) Chiều dài một vòng dây quấn = chu vi của lõi sứ:

⇒ C = π.d = 3,14. 2,5.10^-2 = 7,85.10^-2 m

⇒ Số vòng dây:

Chiều dài tối thiểu của lõi sứ là: l₂ = N.d₁ = 116,3.8.10^-4 = 0,093m = 9,3cm

Hướng dẫn giải:

Điện trở tương đương của cụm đoạn mạch (R₂ song song R_b) là:

• R_tđ = R₁ + R_2b
• Để I_max thì R_tđ phải nhỏ nhất ⬄ R_2b nhỏ nhất. R_2b min khi R_b = 0

R_tđ = R₁ + 0 = 15Ω = Rmin

• I qua R₁ có giá trị lớn nhất:
• Để I_min thì R_tđ phải lớn nhất => R_2b lớn nhất. Mà R_2b max khi R_bmax = 30Ω.

R_tđ = R₁ + R_2b = 15 + 7,5 = 22,5Ω = Rmax

• I qua R₁ có giá trị nhỏ nhất:

Trên đây là một số hướng dẫn nhằm mục đích giúp học sinh củng cố kiến thức lý thuyết và cách giải một số bài tập. Vật lý 9 bài 10 mong rằng sẽ giúp cho các bạn nắm vững kiến thức và thuận lợi vượt qua môn học này.