Giải KHTN 9 trang 43 Cánh diều

Giải KHTN 9 trang 43 Cánh diều

Câu hỏi 5 trang 43 KHTN 9: Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài và tiết diện của đoạn dây dẫn.

Lời giải:

- Phương án thí nghiệm:

+ Chuẩn bị một đoạn dây dẫn với độ dày và chất liệu đồng đều.

+ Sử dụng một máy đo điện trở để đo điện trở của đoạn dây dẫn ban đầu.

+ Sử dụng một máy đo điện áp để đo hiệu điện thể qua đoạn dây dẫn khi điện áp được cung cấp vào hai đầu của đoạn dây dẫn.

+ Tính toán cường độ dòng điện qua đoạn dây dẫn bằng công thức I = U/R (trong đó U là hiệu điện thể và R là điện trở).

+ Giữ nguyên độ dày và chất liệu của đoạn dây dẫn, tăng chiếu dài của đoạn dây dẫn lên và lặp lại bước 2, 3 và 4 để tính toán cường độ dòng điện mới.

+ So sánh cường độ dòng điện ban đầu với cường độ dòng điện sau khi tăng chiếu dài để xem xét sự thay đổi của điện trở.

+ Lặp lại bước 5 với các giá trị khác nhau của chiếu dài để xác định mối quan hệ giữa điện trở và chiếu dài.

+ Giữ nguyên chiếu dài và tăng tiết diện của đoạn dây dẫn lên, và lặp lại bước 2, 3 và 4 để tính toán cường độ dòng điện mới.

+ So sánh cường độ dòng điện ban đầu với cường độ dòng điện sau khi tăng tiết diện để xem xét sự thay đổi của điện trở.

+ Lặp lại bước 8 với các giá trị khác nhau của tiết diện để xác định mối quan hệ giữa điện trở và tiết diện.

Câu hỏi 6 trang 43 KHTN 9: Dựa vào bảng 7.2, tính điện trở của đoạn dây nicrom dài 0,5 m và có tiết diện 1 mm².

Lời giải:

R = p x$\frac{\mathcal{l}}{S}$ = 1.10 x 10^-6 x $\frac{0,5}{{10}^{-6}}$ = 0.55(Ω)

Luyện tập 2 trang 43 KHTN 9: Tính chiều dài của đoạn dây đồng có đường kính tiết diện 0,5 mm, điện trở 20 Ω ở nhiệt độ 20 °C.

Lời giải:

Ta có: $\rho =1,{7.10}^{-8}\mathrm{\Omega }m$ ; R = 20 Ω;

$S=\pi r^2=\pi (\frac{d}{4}{)}^2=\pi (\frac{0,{5.10}^{-3}}{4}{)}^2\approx {5.10}^{-8}{m}^2$

Chiều dài của đoạn dây đồng: $R=\rho \frac{l}{S}=>l=\frac{RS}{\rho }$

Thay số: $l=\frac{RS}{\rho }=\frac{{\mathrm{20.5.10}}^{-8}}{1,{7.10}^{-8}}\approx 58,8m$

Luyện tập 3 trang 43 KHTN 9: Hình 7.4a là một biến trở được sử dụng trong các thiết bị điện gia đình. Khi xoay trục điều khiển sẽ thay đổi được chiều dài của đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua, nhờ đó thay đổi được điện trở của biến trở. Giả sử chiếc đèn ở hình 7.1 sử dụng biến trở trên và được mắc như hình 7.4c. Hãy vẽ sơ đồ mạch điện của đèn và trả lời câu hỏi ở đầu bài học.

Lời giải:

Khi vặn núm xoay, tức là đang điều chỉnh giá trị của điện trở R, khi R thay đổi thì I cũng thay đổi (tỉ lệ nghịch – Định luật Ohm), vì thế có thể điều chỉnh được độ sáng của chiếc đèn pin trong hình 7.1 bằng cách vặn núm xoay.

Sơ đồ mạch điện của đèn.

Vận dụng trang 43 KHTN 9: Để làm giảm khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn điện dùng trong gia đình:

a) nên chọn dây dẫn nhôm hay dây dẫn đồng? Vì sao?

b) với cùng một loại dây, nên chọn dây có tiết diện nhỏ hay lớn? Vì sao?

Lời giải:

a) Điện trở tỉ lệ thuận với bản chất dây dẫn (điện trở suất), vì vậy để làm giảm khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn thì cần giảm điện trở suất. Điện trở suất của đồng < điện trở suất của nhôm, nên chọn dây dẫn bằng đồng.

b) Điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn (S), vì vậy để làm giảm khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn thì cần tăng tiết diện dây dẫn. Với cùng một loại dây, ta nên chọn dây có tiết diện lớn hơn.

Tìm hiểu thêm trang 43 KHTN 9: Trong thực tế, giá trị của điện trở sử dụng trong các mạch điện tử được thể hiện bằng các vạch màu. Cách đọc giá trị điện trở 4 vạch màu như sau.

• Vạch màu thứ nhất là giá trị hàng chục trong giá trị điện trở.

• Vạch màu thứ hai là giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở.

• Vạch màu thứ ba là giá trị luỹ thừa của cơ số 10 trong hệ số nhân của giá trị điện trở.

• Vạch màu thứ tư là giá trị sai số của điện trở.

• Giá trị điện trở = (vạch 1) (vạch 2) x 10(luỹ thừa vạch 3) + sai số.

Với điện trở ở hình bên, vạch 1 màu xanh lá cây ứng với hàng chục là 5, vạch 2 màu xanh da trời ứng với hàng đơn vị là 6. Vạch 3 màu vàng ứng với lũy thừa 4 tức là nhân với 10° 2 hoặc có thể viết theo cột hệ số là nhân với 10 kΩ. Vạch 4 màu nhũ vàng ứng với sai số 5%. Vì vậy giá trị điện trở đó là 56.10° Ω ± 5%.

Điện trở có giá trị 15 Ω ± 5% thì các màu phân bố trên thân của điện trở từ trái sang phải như thế nào?

Lời giải:

Điện trở có giá trị 15 Ω ± 5%

• Vạch màu thứ nhất là giá trị hàng chục trong giá trị điện trở: 1 – Nâu

• Vạch màu thứ hai là giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở: 5 – Xanh lá cây

• Vạch màu thứ ba là giá trị luỹ thừa của cơ số 10 trong hệ số nhân của giá trị điện trở: 0 – Đen

• Vạch màu thứ tư là giá trị sai số của điện trở: Nhũ vàng

• Giá trị điện trở = (vạch 1) (vạch 2) x 10(luỹ thừa vạch 3) + sai số

= 15.10° Ω ± 5% = 15 Ω ± 5%

= Nâu - Xanh lá cây – Đen – Nhũ vàng

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Giải KHTN 9 trang 40

Giải KHTN 9 trang 41

Giải KHTN 9 trang 42