Sách bài tập KHTN 9 Bài 7 (Cánh diều): Định luật Ohm. Điện trở

Giải SBT KHTN 9 Bài 7: Định luật Ohm. Điện trở

Bài 7.1 trang 22 Sách bài tập KHTN 9: Khi đường kính của đoạn dây dẫn tăng lên gấp 2 lần thì

A. điện trở của đoạn dây dẫn tăng lên gấp 2 lần.

B. điện trở của đoạn dây dẫn tăng lên gấp 4 lần.

C. điện trở của đoạn dây dẫn giảm đi 2 lần.

D. điện trở của đoạn dây dẫn giảm đi 4 lần.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Điện trở của đoạn dây dẫn được tính bằng công thức: $R=\rho \frac{\ell }{S}$ mà $S=\frac{\pi }{4}.D^2$

Khi đường kính (D) của đoạn dây dẫn tăng lên gấp 2 lần thì tiết diện (S) của đoạn dây dẫn sẽ tăng lên gấp 2² = 4 lần, đồng thời điện trở (R) của đoạn dây dẫn giảm đi 4 lần.

Bài 7.2 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Điện trở của đoạn dây dẫn

A. tăng khi cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn đó tăng.

B. tăng khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn tăng.

C. không thay đổi khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn thay đổi.

D. giảm khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn giảm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Mỗi đoạn dây dẫn xác định có giá trị $R=\frac{U}{I}$xác định. Giá trị này không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn mà chỉ phụ thuộc vào đoạn dây dẫn đó. Vậy điện trở của đoạn dây dẫn không thay đổi khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn thay đổi.

Bài 7.3 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Đơn vị nào dưới đây là đơn vị đo điện trở suất ?

A. Ôm ($\Omega$).

B. Ôm mét ($\Omega m$).

C. Vôn (V).

D. Paxcan (Pa).

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Đơn vị đo điện trở suất là: ôm mét ($\Omega m$).

Bài 7.4 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn tăng thì

A. cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dần tăng.

B. cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn giảm.

C. điện trở của đoạn dây dẫn tăng.

D. điện trở của đoạn dây dẫn giảm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Ứng với mỗi đoạn dây dẫn xác định, khi hiệu điện thế tăng bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện tăng bấy nhiêu lần hoặc ngược lại. Vậy khi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn tăng thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dần tăng.

Bài 7.5 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Yếu tố nào sau đây không là nguyên nhân khiến các đoạn dây dẫn có điện trở khác nhau?

A. Tiết diện của dây.

B. Chất liệu của dây.

C. Chiều dài của dây.

D. Màu sắc của dây.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Điện trở dây của đoạn dẫn đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của dây, nó chỉ phụ thuộc vào các đặc điểm: chất liệu, tiết diện, chiều dài dây dẫn mà không phụ thuộc vào màu sắc của dây.

Bài 7.6 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn đó?

A. Không thay đổi khi thay đổi hiệu điện thế.

B. Tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế.

C. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế.

D. Có lúc tăng, có lúc giảm tuỳ theo hiệu điện thế tăng ít hay nhiều.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ứng với mỗi đoạn dây dẫn xác định, khi hiệu điện thế tăng bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện tăng bấy nhiêu lần hoặc ngược lại. Vậy cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn đó.

Bài 7.7 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Điện trở suất của vật liệu càng lớn thì

A. vật liệu đó dần điện càng tốt.

B. vật liệu đó dẫn điện càng kém.

C. vật liệu đó có hiệu suất càng lớn.

D. vật liệu đó chịu được áp suất lớn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Tác dụng cản trở dòng điện của vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng điện trở suất của vật liệu. Điện trở suất của của vật liệu càng lớn thì vật liệu đó dẫn điện càng kém.

Bài 7.8 trang 23 Sách bài tập KHTN 9: Dựa vào công thức $R=\frac{U}{I}$, một học sinh phát biểu như sau: “Điện trở của đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn và tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua nó”. Phát biểu này đúng hay sai? Vì sao?

Lời giải:

Phát biểu đó là sai vì điện trở dây của đoạn dẫn đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của dây, nó chỉ phụ thuộc vào các đặc điểm: chất liệu, tiết diện, chiều dài dây dẫn mà không phụ thuộc vào hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Bài 7.9 trang 24 Sách bài tập KHTN 9: Ta biết rằng để tăng tác dụng của dòng điện phải tăng cường độ dòng điện. Ví dụ để đèn sáng hơn thì phải tăng cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn đó. Nhưng trong thực tế thì người ta lại tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn. Hãy giải thích vì sao.

Lời giải:

Vì cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn. Khi tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn, cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn cũng tăng khiến tác dụng của dòng điện tăng lên. Cụ thể trường hợp này làm đèn sáng hơn.

Bài 7.10 trang 24 Sách bài tập KHTN 9: Khoá K được mắc ở vị trí như ở đồ hình 7.1 có hợp lí không? Nếu chưa hợp lí hãy vẽ lại mạch điện và điền các kí hiệu (+) và (-) vào hai đầu mỗi dụng cụ đo điện.

Lời giải:

Khoá K được mắc như hình 7.1 chưa hợp lí, khoá K cần được mắc với cực (+) của nguồn điện như hình 19.

Bài 7.12 trang 24 Sách bài tập KHTN 9: Hình 7.2 là một số đồ thị được vẽ trên cùng một hệ toạ độ. Hãy cho biết đồ thị nào biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vảo hiệư điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn. Giải thích vì sao.

Hình 7.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn

Lời giải:

Đồ thị (III) biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn. Vì theo đinh luật Ohm, cường độ dòng điện qua đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn đó.

Bài 7.13 trang 25 Sách bài tập KHTN 9: Hình 7.3 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế của hai đoạn dây dẫn khác nhau.

Hình 7.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế của hai đoạn dây dẫn khác nhau

a) Từ đồ thị hãy xác định giá trị cường độ dòng điện chạy qua mỗi đoạn dây dẫn khi hiệu điện thế đặt giữa hai đầu mỗi đoạn dây dẫn là 8 V.

b) Từ đồ thị hãy xác định hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn dây dẫn để cường độ dòng điện đi qua mỗi đoạn dây dẫn là 0,15 A.

c) Đoạn dây dẫn nào có điện trở lớn hơn? Giải thích bằng hai cách khác nhau.

Lời giải:

a) Khi hiệu điện thế đặt giữa hai đầu mỗi đoạn dây dẫn là 8 V, cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn R₁ và R₂ lần lượt là 0,1 A và 0,4 A.

b) Để cường độ dòng điện đi qua mỗi đoạn dây dẫn là 0,15 A thì hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn R₁ và R₂ lần lượt là 12 V và 3 V.

c) Đoạn dây dẫn R₁ có điện trở lớn hơn đoạn dây dẫn R₂ vì:

- Với cùng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn, cường độ dòng điện qua đoạn dây dẫn R₁ nhỏ hơn cường độ dòng điện qua đoạn dây dẫn R₂.

- Để cường độ dòng điện đi qua hai đoạn dây dẫn như nhau, phải đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn R₁ hiệu điện thế lớn hơn.

Bài 7.14 trang 25 Sách bài tập KHTN 9: Cho điện trở R = 20 $\Omega$. Hãy vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở này.

Lời giải:

Bài 7.15 trang 25 Sách bài tập KHTN 9: Từ kết quả thí nghiệm với hai vật dẫn R₁ và R₂ khác nhau, người ta vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi vật dẫn như hình 7.4. Hãy so sánh điện trở của hai vật dẫn đã dùng trong thí nghiệm.

Hình 7.4. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu các vật dẫn.

Lời giải:

Điện trở của vật dẫn R₂ lớn hơn điện trở của vật dẫn R₁.

Bài 7.16 trang 26 Sách bài tập KHTN 9: Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện qua điện trở là I. Khi tăng hiệu điện thế thêm 15 V nữa thì cường độ dòng điện qua điện trở tăng hai lần. Tính hiệu điện thế U đã sử dụng ban đầu.

Lời giải:

Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện qua điện trở là I, ta có: $I=\frac{U}{R}$

Tăng hiệu điện thế thêm 15 V thì cường độ dòng điện tăng hai lần, tức là:

$2I=\frac{(U+15)}{R}.$

Từ đó, ta tính được hiệu điện thế U đã sử dụng ban đầu là 15 V.

Bài 7.17 trang 26 Sách bài tập KHTN 9: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn là 350 mA khi nó được mắc vào hiệu điện thế 14 V. Muốn cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn đó tăng thêm 75 mA thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Điện trở của đoạn dây dẫn là: $R=\frac{U}{I}=\frac{14}{0,35}=40\left(\Omega \right).$

Để dòng điện chạy qua dây dẫn đó tăng thêm 75 mA, tức là cường độ dòng điện khi đó là: I’ = 350 + 75 = 425 (mA) thì hiệu điện thế phải đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn là:

U’ = I’.R = 0,425. 40 = 17 (V).

Lý thuyết KHTN 9 Bài 7: Định luật Ohm. Điện trở

I. Tác dụng cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn

- Đoạn dây dẫn có tác dụng cản trở dòng điện.

- Các đoạn dây dẫn khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.

II. Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu đoạn dây dẫn

- Ứng với mỗi đoạn dây dẫn xác định, khi U tăng bao nhiêu lần thì I tăng bấy nhiêu lần hoặc ngược lại.

- Tỉ số $\frac{U}{I}$ của mỗi đoạn dây dẫn luôn có một giá trị xác định.

III. Định luật Ohm

Định luật Ohm: Cường độ dòng điện trong đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của đoạn dây dẫn đó.

$I=\frac{U}{R}$

Trong đó:

+ I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ampe (A).

+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn, đơn vị đo là vôn (V).

+ R là điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm ($\Omega$).

- Đổi đơn vị $1k\Omega =1000\Omega$; $1M\Omega =1000000\Omega$

IV. Điện trở của một đoạn dây dẫn

1. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn. Điện trở suất

Tác dụng cản trở dòng điện của vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng điện trở suất của vật liệu.

Điện trở suất của vật liệu được kí hiệu là $\rho$, đơn vị đo là $\Omega m$.

2. Công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn

Điện trở của đoạn dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu. tiết diện và chiều dài đoạn dây dẫn theo công thức:

$R=\rho .\frac{\mathcal{l}}{S}$

Trong đó:

+ R là điện trở của đoạn dây dẫn ($\Omega$).

+ $\rho$ là điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn ($\Omega m$)

+ $\mathcal{l}$ là chiều dài dây dẫn (m).

+ S là tiết diện dây dẫn (m²).