09:11:3306/08/2019
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào tiết diện của dây dẫn, chiều dài của dây dẫn đã được chúng ta tìm hiểu qua các bài học trước.
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn, yếu tố đặc trưng nào giúp chúng ta nhận biết được vật liệu này dẫn điện tốt hơn vật liệu kia.
I. Sự phụ thuộc của Điện trở và Vật liệu làm dây dẫn
• Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
- Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm đo điện trở với các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau.
II. Điện trở suất - Công thức tính điện trở
1. Điện trở suất
- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bởi một đại lượng là:điện trở suất của vật liệu.
- Điện trở suất của một vật liệu [hay một chất] có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện là 1m2.
- Điện trở suất được ký hiệu là ρ [đọc là rô]
- Đơn vị của điện trở suất là Ω.m [đọc là ôm mét].
- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
* Câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9: Dựa vào bảng 1 [SGK] hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m và có tiết diện S = 1mm2.
° Lời giải câu C2 trang 26 SGK Vật Lý 9:
- Qua bảng 1 ta tra được điện trở suất của dây constantan là ρ = 0,50.10-6 Ω.m; Có nghĩa là nếu ta có một sợi dây constantan hình trụ có chiều dài l1 = 1m, tiết diện S1 = 1m2 thì điện trở của nó là: R1 = 0,50.10-6Ω;
⇒ Điện trở của đoạn dây dẫn constantan dài l = 1m = l1 và có tiết diện S = 1mm2 là R thỏa mãn hệ thức [1mm2 = 10-6m2].
2. Công thức tính điện trở suất
- Điện trở của dây dẫn tỉ lệ với chiều dài l của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn:
- Điện trở R của dây dẫn được tính bằng công thức:
- Trong đó: ρ là điện trở suất Ω.m; l là chiều dài dây dẫn [m]; S là tiết diện dây dẫn [m2].
III. Bài tập Vận dụng sự phụ thuộc của Điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
* Câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l = 4m có tiết diện tròn, đường kính d = 1 mm [lấy π = 3,14].
° Lời giải câu C4 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: d = 1mm = 10-3 m
- Bảng điện trở suất [bảng 1 trang 26 sgk - bảng 1 ở trên], ta có: ρđồng = 1,7.10-8 [Ωm].
- Diện tích hình tròn:
- Theo công thức tính điện trở:
* Câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9: Từ bảng 1 [SGK] hãy tính:
- Điện trở của sợi dây nhôm dài 2m và có tiết diện 1mm2.
- Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường kính là 0,4mm [lấy π = 3,14].
- Điện trở của sợi dây đồng dài 400m và có tiết diện 2mm2.
° Lời giải câu C5 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Điện trở của dây nhôm là:
- Điện trở của dây nikêlin là:
- Điện trở của dây đồng là:
* Câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 20oC có điện trở 25Ω, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này [lấy π = 3,14].
° Lời giải câu C6 trang 27 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: r = 0,01 mm = 10-5 m.
- Điện trở suất của vonfam ở 20oC [bảng 1 trang 26 sgk]: ρ=5,5.10-8 [Ωm].
- Diện tích hình tròn:
- Theo công thức tính điện trở dây dẫn ta có:
Giới thiệu bài học
Bài giảng Công thức tính điện trở của dây dẫn sẽ giúp các em nắm vững các kiến thức cơ bản:
- Khái niệm điện trở suất
- Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở của dây dẫn: chiều dài, tiết diện, vật liệu.
Nội dung bài học
I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng
1. Sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây dẫn
a. Dây dẫn điện
Bộ phận quan trọng của mạch điện là dây dẫn. Với mỗi dây dẫn có thể có kích thước, vật liệu khác nhau thì có điện trở khác nhau.
b. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
- Xét dây dẫn cùng vật liệu, cùng tiết diện nhưng có chiều dài khác nhau.
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì sẽ tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây
c. Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
- Xét các dây dẫn cùng vật liệu, cùng chiều dài L, cùng tiết diện S: khi đó cùng có điện trở là R
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây
d. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây
- Xét các dây dẫn cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng được làm từ các vật liệu khác nhau.
- Mắc các dây dẫn này vào cùng hiệu điện thế U
\[ \Rightarrow \] Giá trị cường độ dòng điện qua mỗi dây là khác nhau
\[ \Rightarrow \] Điện trở của các dây là khác nhau.
2. Điện trở suất
- Khái niệm: Điện trở suất của một vật liệu [hay một chất] có trị số bằng điện trở của một đoạn dây hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện 1m2
3. Công thức tính điện trở
Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn
\[R = \rho \frac{l}{s}\]
II. Ví dụ trong bài giảng
VD: Đặt U=28V vào hai đầu của một cuộn dây dẫn thì I=0,5A. Nếu cứ 6m dây có điện trở bằng 1,6W thì chiều dài cuộn dây là bao nhiêu?
Lời giải
Điện trở của cuộn dây là:
\[R = \frac{U}{I} = \frac{{28}}{{0,5}} = 56\;\Omega \]
Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài nên ta có chiều dài cuộn dây:
\[l = \frac{{R.6}}{{1,6}} = 210\;m\]
VD: Một đoạn dây đồng dài l=12m có tiết diện tròn đường kính 1mm. Biết r = 1,7.10-8W.m. Tính điện trở của đoạn dây
Lời giải
Ta có \[S = \pi .\frac{{{d^2}}}{4} = 3,14.\frac{{{{[{{10}^{ - 3}}]}^2}}}{4} = 0,{785.10^{ - 6}}\;{m^2}\]
Điện trở của đoạn dây:
\[R = \rho .\frac{l}{S} = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{12}}{{0,{{785.10}^{ - 6}}}} = 0,26\;\Omega \]
Nắm vững kiến thức những năm học Trung học cơ sở, đặc biệt là năm lớp 9 là tiền đề để học sinh có thể tự tin bước vào lớp 10. Trong đó, Vật lý luôn là một môn học đòi hỏi sự đầu tư và nghiên cứu kỹ càng. Tổng hợp tất cả công thức trong Vật lý lớp 9 theo từng chương sẽ giúp các em hệ thống hóa lại nội dung đã được học. Từ đó có thể tiếp thu nhanh chóng, hiệu quả khi vào lớp 10 cũng như chương trình THPT. Chúng ta cùng tìm hiểu ở nội dung chia sẻ dưới đây nhé.
Chương 1: Điện học
– Định luật Ôm:
Công thức: I = U / R
Trong đó: I: Cường độ dòng điện [A]
U: Hiệu điện thế [V]
R: Điện trở [Ω]
Ta có: 1A = 1000mA và 1mA = 10-3 A
– Điện trở dây dẫn:
Công thức: R = U / I
Đơn vị: Ω. 1MΩ = 103 kΩ = 106 Ω
+ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở hợp thành:
Công thức: Rtd = R1 + R2 +…+ Rn
+ Nghịch đảo điện trở tương đương của đoạn mạch song song được tính bằng cách lấy tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ:
1/Rtd = 1/R1 + 1/R2 +…+ 1/Rn
– Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc nối tiếp:
+ Cường độ dòng điện như nhau tại mọi điểm: I = I1 = I2 =…= In
+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2 +…+ Un
– Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song:
+ Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong các mạch rẽ: I = I1 + I2 +…+ In
+ Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U1 = U2 =…= Un
– Công thức tính điện trở thuần của dây dẫn R = ρ.l/s
Trong đó:
l – Chiều dài dây [m]
S: Tiết diện của dây [m²]
ρ: Điện trở suất [Ωm]
R: Điện trở [Ω]
– Công suất điện:
Công thức: P = U.I
Trong đó:
P – Công suất [W]
U – Hiệu điện thế [V]
I – Cường độ dòng điện [A]
Hệ quả: Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện cũng có thể tính bằng công thức: P = I²R hoặc P = U² / R hoặc tính công suất bằng P = A / t
– Công của dòng điện:
Công thức: A = P.t = U.I.t
Trong đó:
A – Công của lực điện [J]
P – Công suất điện [W]
t – Thời gian [s]
U – Hiệu điện thế [V]
I – Cường độ dòng điện [A]
– Hiệu suất sử dụng điện:
Công thức: H = A1 / A × 100%
Trong đó:
A1 – Năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng.
A – Điện năng tiêu thụ.
– Định luật Jun – Lenxơ:
Công thức: Q = I².R.t
Trong đó:
Q – Nhiệt lượng tỏa ra [J]
I – Cường độ dòng điện [A]
R – Điện trở [ Ω ]
t – Thời gian [s]
+ Nếu nhiệt lượng Q tính bằng đơn vị calo [cal] thì ta có công thức: Q = 0,24I².R.t
Ngoài ra Q còn được tính bởi công thức: Q=U.I.t hoặc Q = I².R.t
– Công thức tính nhiệt lượng: Q = m.C.Δt
Trong đó:
m – Khối lượng [kg]
C – Nhiệt dung riêng [J/kg.K]
Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ
Chương 2: Điện từ
– Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn:
Công thức: Php = P².R / U²
Trong đó:
P – Công suất [W]
U – Hiệu điện thế [V]
R – Điện trở [Ω]
Chương 3: Quang học
– Công thức của thấu kính hội tụ:
Tỉ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h’= d/d’
Quan hệ giữa d, d’ và f: 1/f= 1/d+ 1/d’
Trong đó:
d – Khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’ – Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f – Tiêu cự của thấu kính
h – Chiều cao của vật
h’ – Chiều cao của ảnh
– Công thức của thấu kính phân kỳ:
Tỉ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h’= d/d’
Quan hệ giữa d, d’ và f: 1/f= 1/d – 1/d’
Trong đó:
d – Khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’ – Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f – Tiêu cự của thấu kính
h – Chiều cao của vật
h’- Chiều cao của ảnh
– Sự tạo ảnh trên phim:
Công thức: h/h’= d/d’
Trong đó:
d – Khoảng cách từ vật đến vật kính
d’ – Khoảng cách từ phim đến vật kính.
h – Chiều cao của vật.
h’ – Chiều cao của ảnh trên phim.
Các công thức Vật lý lớp 9 khá nhiều, nếu không được tổng hợp một cách có hệ thống sẽ gây khó khăn cho người học. Hi vọng qua bài viết này sẽ giúp các em tiếp thu môn Vật lý lớp 9 dễ dàng và đạt kết quả cao. Nếu phụ huynh chưa yên tâm về tình hình học tập của con mình, vui lòng liên hệ với Gia Sư Việt qua số 096.446.0088 để được tư vấn và giới thiệu gia sư giỏi dạy Lý cho bất cứ trình độ nào.
Tìm hiểu thêm:
♦ Tuyển chọn 12 trung tâm gia sư Hà Nội uy tín nhất hiện nay
♦ Phương pháp giải bài toán về Đường tròn môn Hình học lớp 9
♦ Giải pháp thuê gia sư luyện thi vào lớp 10 chất lượng ở Hà Nội