Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức UĐ = 6V

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

Bài 11.4 trang 32 SBT Vật Lí 9: Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức U_Đ = 6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ I_Đ = 0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V.

a) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?

b) Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 thì phần điện trở R₁ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Hình 11.1

Tóm tắt:

Đèn: U_đm1 = U_Đ = 6V; I_Đ = 0,75A;

Biến trở: R_bmax = 16Ω; U = 12V;

a) Đèn nối tiếp biến trở, đèn sáng bình thường khi R_b = ?

b) Đèn sáng bình thường khi R₁ = ?

Lời giải:

a) Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:

I_b = I_Đ = I = 0,75A

U_b + U_Đ = U và U_Đ = 6V

=> U_b = U – U_Đ = 12 – 6 = 6V

Điện trở của biến trở là:

R_b = U_b : I_b = 6 : 0,75 = 8Ω

b) Đèn được mắc song song với phần R₁ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại R₂ (R₂ = 16 – R₁) của biến trở.

Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là

U_Đ = 6V

=> hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến trở là:

U₂ = U – U_Đ = 12 – 6 = 6V.

Điện trở của đèn là:

R_Đ = U_Đ : I_Đ = 6 : 0,75 = 8Ω

Vì cụm đoạn mạch (đèn // R₁) nối tiếp với R₂ nên ta có hệ thức:

$\frac{R_{1Đ}}{R_2}=\frac{U_{1Đ}}{U_2}$

(R_1D là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // R₁ và

U_1Đ = U₁ = U_Đ = 6V)

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{R_{1Đ}}{R_2}=\frac{\frac{R_1.R_{Đ}}{R_1+R_{Đ}}}{R_2}=\frac{6}{6}=1 \\ \Rightarrow \frac{R_1.R_{Đ}}{R_1+R_{Đ}}=R_2=16-R_1 \\ \Rightarrow \frac{R_1.8}{R_1+8}=16-R_1 \\ \Rightarrow 8R_1=-R_1^2+8R_1+128 \\ \Rightarrow R_1\approx 11,31\Omega \end{gathered}$$

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 11.5 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 11.9 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...

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...