BÀI 7: ĐỊNH LUẬT OHM. ĐIỆN TRỞ

Mở đầu: Vì sao có thể điều chỉnh được độ sáng của chiếc đèn pin trong hình 7.1 bằng cách vặn núm xoay?

Giải nhanh:

- Vặn theo chiều kim đồng hồ: đèn sáng yếu hơn. 

- Vặn ngược chiều kim đồng hồ: đèn sáng mạnh hơn.

I. TÁC DỤNG CẢN TRỞ DÒNG ĐIỆN CỦA ĐOẠN DÂY DẪN

Câu 1: Dựa vào độ sáng của đèn, em hãy:

a) So sánh cường độ dòng điện trong mạch khi dùng R1 và khi dùng R2.

b) Chứng tỏ các đoạn dây dẫn khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.

Giải nhanh: 

a) Làm thí nghiệm -> So sánh độ sáng của 2 đèn R1 và R2

b) Do điện trở khác nhau nên tác dụng cản trở khác nhau

II. MỐI LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ HAI ĐẦU ĐOẠN DÂY DẪN

Câu 1: 

a) Tác dụng cản trở dòng điện của hai đoạn dây dẫn R, và R, có khác nhau như trong thí nghiệm 1 hay không? 

b) Rút ra nhận xét về mối liên hệ giữa cường độ dòng điện trong đoạn dây dẫn với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn đó và mô tả mối liên hệ đó bằng biểu thức toán học.

c) Dự đoán độ lớn của cường độ dòng điện qua R, và qua R, khi hiệu điện thế là 2,2 V. Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết quả đó.

Giải nhanh:

a) Tác dụng cản trở dòng điện của hai đoạn dây dẫn R1 và R2 có thể khác nhau.

b) I = U/R

c) - Dự đoán:

+ Cường độ dòng điện qua R1: I1 = U / R1

+ Cường độ dòng điện qua R2: I2 = U / R2

+ Vì R1 > R2 (theo thí nghiệm 1), I1 < I2.

- Kiểm tra:

+ Tiến hành thí nghiệm với U = 2,2 V.

+ Đo cường độ dòng điện qua R1 và R2.

+ So sánh kết quả đo với dự đoán.

Câu 2: Cần đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn một hiệu điện thế bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện trong dây dẫn lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện khi hiệu điện thế là 1,2 V?

Giải nhanh:

2.4 V

III. ĐỊNH LUẬT OHM

Câu 1: Tác dụng cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn x lớn gấp 2 lần đoạn dây dẫn y. Nếu hiệu điện thể giữa hai đầu đoạn dây dẫn x là U, = 1,2 V thì cần đặt vào hai đầu đoạn dây dẫn y một hiệu điện thể U, bằng bao nhiêu? Biết rằng, cường độ dòng điện trong hai đoạn dây dẫn là như nhau.

Giải nhanh:

Ux = 0,6V

IV. ĐIỆN TRỞ CỦA MỘT ĐOẠN DÂY DẪN

Câu 1: Điện trở của đoạn dây dẫn phụ thuộc vào các yếu tố nào? Căn cứ nào giúp em đưa ra dự đoán đó?

Giải nhanh:

- Chiều dài sợi dây

- Tiết diện sợi dây càng lớn thì điện trở càng nhỏ

Câu 2: 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.

Giải nhanh:

+ 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 

+ 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 chiều 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 3: Dựa vào bảng 72, tính điện trở của đoạn dây nichrome dài 0,5 m và có tiết diện 1 mm².

Giải nhanh:

R = 0.55(Ω)

Câu 4: Tính chiều dài của đoạn dây đồng có đường kính tiết diện 0,5 mm, điện trở 20 Q ở nhiệt độ 20 °C.

Giải nhanh:

l = 202,54 m.

Vận dụng: 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?

Giải nhanh:

a) Nên chọn dây dẫn đồng vì đồng có điện trở suất nhỏ hơn nhôm 

b) Nên chọn dây có tiết diện lớn vì dây dẫn có tiết diện lớn sẽ giảm điện trở của dây dẫn, giúp cho dòng điện di chuyển dễ dàng hơn -> Giảm hao phí điện năng và tăng độ an toàn khi sử dụng.