Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau giải các bài tập định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn. Qua đó, chúng ta sẽ nâng cao khả năng tư duy trừu tượng và khái quát trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí. Hãy cùng tìm hiểu nhé!

Bài 1: Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn

Trong bài toán này, chúng ta có một dây dẫn bằng nicrom, có độ dài 30m và diện tích tiết diện là 0,3mm2. Dây dẫn này được mắc vào hiệu điện thế 220V. Chúng ta cần tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này.

Bạn đang xem: Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Từ các thông số đã cho, ta có:

• Điện trở riêng của dây nicrom: ρ = 1,1.10-6Ω.m
• Độ dài của dây dẫn: l = 30m
• Diện tích tiết diện của dây dẫn: S = 0,3.10-6m2
• Hiệu điện thế: U = 220V

Để tính cường độ dòng điện I, ta sử dụng công thức:

I = U / (ρ*l/S)

Áp dụng các giá trị đã cho vào công thức trên, ta tính được cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là I = 220 / (1,1.10-6*30 / 0,3.10-6) = 200A.

Bài 2: Tính giá trị điện trở và chiều dài của dây dẫn

Trong bài toán này, chúng ta có một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R1 = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn là I = 0,6A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V.

a) Để đèn sáng bình thường, chúng ta cần điều chỉnh biến trở có giá trị R2 là bao nhiêu?

b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm2. Hãy tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.

a) Cách giải:
Để đèn sáng bình thường, cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6A. Khi đó, điện trở tương đương của mạch là:

Rtđ = R1 + R2

Thay các giá trị đã cho vào công thức trên, ta tính được R2 = Rtđ – R1 = 20 – 7,5 = 12,5Ω.

b) Cách giải:
Vì đèn và biến trở được ghép nối tiếp, để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là I = 0,6A và hiệu điện thế đặt vào mạch là U = 12V.

Giá trị của biến trở khi đó là:

Rb = R2 = (U - I*R1) / I = (12 - 0,6*7,5) / 0,6 = 16,25Ω

Từ công thức tính điện trở của dây dẫn, ta có:

Rb = ρ*l/S

Thay các giá trị đã cho vào công thức trên, ta tính được chiều dài l của dây dẫn là l = RbS / ρ = 16,251.10-6 / 0,4.10-6 = 40,625m.

Bài 3: Tính điện trở và hiệu điện thế của đoạn mạch MN

Trong bài toán này, chúng ta có một bóng đèn có điện trở R1 = 600Ω được mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R2 = 900Ω vào hiệu điện thế UMN = 220V. Dây nối từ M tới A và từ N tới B là dây đồng, có chiều dài tổng cộng là l = 200m và có tiết diện S = 0,2mm2. Bỏ qua điện trở của dây nối từ hai bóng đèn tới A và B.

a) Tính điện trở của đoạn mạch MN.

b) Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn.

a) Cách giải:
Điện trở của dây nối từ M tới A và từ N tới B được tính bằng công thức:

Rdây nối = ρ*l/S

Điện trở tương đương của R1 và R2 mắc song song là:

R12 = R1*R2 / (R1+R2)

Do đó, điện trở của đoạn mạch MN là:

RMN = Rdây nối + R12 = 17 + 360 = 377Ω

b) Cách giải:
Cường độ dòng điện mạch chính là:

I = UMN / RMN = 220 / 377 = 0,583A

Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là:

U12 = UĐ1 = UĐ2 = I * R12 = 0,583 * 360 = 210V

Tiến hành giải bài tập như vậy, chúng ta sẽ nắm vững hơn về định luật ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn. Hy vọng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về chủ đề này. Để tìm hiểu thêm về các bài tập và kiến thức vật lí, hãy truy cập Izumi.Edu.VN.

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu lý