Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường

Giải SBT Vật Lí 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Bài 11.9 trang 33 SBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ có hiệu điện thế định mức tương ứng là U₁ = 1,5V và U₂ = 6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁ = 1,5Ω và R₂ = 8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U = 7,5V theo sơ đồ như hình 11.2.

a) Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị là bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường?

b) Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,4.10^-6Ω.m, có độ dài tổng cộng là 19,64m và đường kính tiết diện là 0,5mm. Hỏi giá trị của biến trở tính được ở câu a trên đây chiếm bao nhiêu phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở này?

Hình 11.2

Tóm tắt:

Đèn 1: U_đm1 = U₁ = 1,5V; R₁ = 1,5Ω;

Đèn 2: U_đm2 = U₂ = 6V; R₂ = 8Ω;

U = 7,5V;

a) Hai đèn sáng bình thường thì R_b = ?

b) dây nikêlin ρ = 0,4.10^-6Ω.m; 

l = 19,64m; d = 0,5mm = 0,5.10^-3m;

$\frac{R_b}{R_{bmax}}=?\%$ 

Lời giải:

a) Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải bằng cường độ định mức:

$I_1=I_{đm1}=\frac{U_{đm1}}{R_1}=\frac{1,5}{1,5}=1A$

$I_2=I_{đm2}=\frac{U_{đm2}}{R_2}=\frac{6}{8}=0,75A$

Đồng thời: U_2b = U₂ = U_b = 6V (vì Đèn 2 // biến trở)

Ta có: I = I₁ = I_2b = 1A = I_b + I₂ 

(vì Đ₁ nt (Đ₂ // biến trở))

=> Cường độ dòng điện qua biến trở:

I_b = I_2b – I₂ = 1 – 0,75 = 0,25A

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường:

R_b = U_b : I_b = 6 : 0,25 = 24Ω

b) Áp dụng công thức: $R_{bmax}=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}$

với S là tiết diện được tính bằng công thức:

$S=\frac{\pi .d^2}{4}$

$$\begin{gathered} R_{bmax}=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}=\rho \frac{\mathcal{l}4}{\pi .d^2} \\ =\frac{4.0,{4.10}^{-6}.19,64}{3,14{\left(0,{5.10}^{-3}\right)}^2}=40\Omega \end{gathered}$$

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm:

$\%R=\frac{R_b}{R_{bmax}}=\frac{24}{40}.100\%=60\%$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 9 hay, chi tiết khác:

Bài 11.1 trang 31 SBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R₁ = 7,5Ω và R₂ = 4,5Ω...

Bài 11.2 trang 31 SBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức là U₁ = 6V...

Bài 11.3 trang 31 SBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U₁ = 6V, U₂ = 3V...

Bài 11.4 trang 32 SBT Vật Lí 9: Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức U_Đ = 6V...

Bài 11.5 trang 32 SBT Vật Lí 9: Xét các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu...

Bài 11.6 trang 32 SBT Vật Lí 9: Câu phát biểu nào dưới đây về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U...

Bài 11.7 trang 33 SBT Vật Lí 9: Hãy ghép mỗi đoạn câu a), b), c), d)...

Bài 11.8 trang 33 SBT Vật Lí 9: Hai dây dẫn được là từ cùng một loại vật liệu...

Bài 11.10 trang 34 SBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ có cùng hiệu điện thế định mức là U₁ = U₂ = 6V... 

Bài 11.11 trang 34 SBT Vật Lí 9: Ba bóng đèn Đ₁, Đ₂, Đ₃ có hiệu điện thế định mức tương ứng là U₁ = 3V, U₂ = U₃ = 6V...