Bài 23. Điện trở. Định luật Ohm trang 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101 Vật lý 11 Kết nối tri thức: Các thiết bị điện thông thường mà chúng ta dùng hằng ngày đều có các điện trở...

Câu hỏi:

Các thiết bị điện thông thường mà chúng ta dùng hằng ngày đều có các điện trở. Vậy điện trở đặc trưng cho tính chất nào của vật dẫn và tại sao một vật dẫn lại có điện trở?

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học của những bài trước để trả lời

Lời giải chi tiết :

Điện trở của một vật là đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của vật đó. Trong quá trình chuyển động, các electron tự do luôn va chạm với các ion dao động xung quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng, sau đó truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này chính là nguyên nhân tạo ra điện trở cho dây dẫn kim loại và tác dụng nhiệt

Câu hỏi:

1. Hãy nhận xét về tỉ số \(\frac{U}{I}\) đối với từng vật dẫn

2. Đối với vật dẫn X và vật dẫn Y thì tỉ số \(\frac{U}{I}\)có khác nhau không?

3. Nếu đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu vật dẫn X và vật dẫn Y thì cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn nào có giá trị nhỏ hơn?

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học và kết quả thí nghiệm để trả lời

Lời giải chi tiết :

1. Tỉ số \(\frac{U}{I}\)của vật dẫn X và vật dẫn Y không thay đổi khi thay đổi hiệu điện thế của nguồn điện

2. Tỉ số \(\frac{U}{I}\) ở mỗi vật dẫn là khác nhau vì điện trở của mỗi loại vật dẫn khác nhau

R = \(\frac{U}{I}\)

3. Vật dẫn nào có tỉ số \(\frac{U}{I}\)lớn hơn thì khi đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu vật dẫn cường độ dòng điện sẽ nhỏ hơn

Câu hỏi:

1. Đường đặc trưng vôn - ampe của điện trở có đặc điểm gì? Đặc điểm này nói lên điều gì về mối quan hệ giữa hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I?

2. Độ dốc của đường đặc trưng vôn - ampe của điện trở liên quan đến điện trở như thế nào?

3. Cho đường đặc trưng vôn - ampe của hai vật dẫn có điện trở R₁, R₂ như Hình 23.4. Vật dẫn nào có điện trở lớn hơn?

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời

Lời giải chi tiết :

1. Đường đặc trưng Vôn - ampe có dạng đồ thị của phương trình bậc nhất. Mối quan hệ giữa hiệu điện thế U và cường độ điện thế I là tỉ lệ thuận với nhau

2. Độ dốc càng lớn thì điện trở càng nhỏ vì độ dốc k = tanα = \(\frac{I}{U}\)

3. Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở: I=UR”>\(I = \frac{U}{R}\)

Lấy giá trị U₁ = U₂ từ hình vẽ ta thấy I₁ > I₂ => R₁ < R₂

Câu hỏi:

Từ kết quả thí nghiệm em rút ra nhận xét gì về sự phụ thuộc của điện trở nhiệt NTC vào nhiệt độ?

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học và kết quả thí nghiệm để trả lời.

Lời giải chi tiết :

Quan sát kết quả ta thấy giá trị điện trở nhiệt NTC tỉ lệ nghịch với nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm, khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng.

Câu hỏi:

Hai đồ thị trong Hình 23.10 a, b mô tả đường đặc trưng vôn - ampe của một dây kim loại ở hai nhiệt độ khác nhau t1 và t2

a) Tính điện trở của dây kim loại ứng với mỗi nhiệt độ t1 và t2.

b) Dây kim loại ở đồ thị nào có nhiệt độ cao hơn?

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời.

Lời giải chi tiết :

a) Hình 23.9a có U = 25V, I = 2A ⇒ R = \(\frac{U}{I}\) = \(\frac{{25}}{2}\) = 12,5(Ω)

Hình 23.9b có U = 10V, I = 1A ⇒ R = \(\frac{U}{I}\) =\(\frac{{10}}{1}\)= 10(Ω)

b) Điện trở ở hình 23.9a lớn hơn hình 23.9b nên nhiệt độ ở hình 23.9b lớn hơn.

Câu hỏi:

1. Vận dụng công thức I = Snve để giải thích tại sao điện trở R của vật dẫn kim loại lại phụ thuộc vào chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất của dây dẫn theo công thức R = \(\frac{{\rho l}}{S}\)

2. Đồ thị Hình 23.10 thể hiện đường đặc trưng vôn - ampe của hai linh kiện là dây tóc bóng đèn và dây kim loại.

a) Xác định đường nào là của dây tóc bóng đèn, đường nào là của dây kim loại.

b) Xác định hiệu điện thế mà tại đó dây tóc bóng đèn và dây kim loại có điện trở như nhau.

c) Xác định điện trở ứng với hiệu điện thể xác định được ở câu b.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời.

Lời giải chi tiết :

1.

Ta có: I = Snve

U = E.l

\(\rho = \frac{E}{J} = \frac{{ES}}{I} = \frac{{ES}}{{Snve}} = \frac{E}{{nve}}\) với J là mật độ dòng điện J = \(\frac{I}{S}\)(A/m2)

Từ R = \(\frac{U}{I}\) ⇒ R = \(\frac{{E.l}}{{Snve}} = \rho \frac{l}{S}\)

2.

a) Đường X là của dây tóc bóng đèn vì đường X là đường cong đi qua gốc tọa độ đường Y là của dây kim loại vì đường Y là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

b) Vị trí giao nhau của đường X và Y có giá trị điện trở như nhau tại đó hiệu điện thế có giá trị U = 8V

c) Tại vị trí trên có giá trị cường độ dòng điện I = 3,2A

R = \(\frac{U}{I}\) =\(\frac{8}{{3,2}}\)= 2,5(Ω)