Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 53
Đề bài:
- Nếu lần lượt thay điện trở trong sơ đồ mạch điện ở hình bên bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ của ampe kế có thay đổi không?
- Nếu thay đổi nguồn điện khác nhau thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở có thay đổi không?
Lời giải:
- Câu 1: Số chỉ ampe kế có thay đổi. Vì các điện trở khác nhau cản trở dòng điện khác nhau, nên cường độ dòng điện qua mạch sẽ khác nhau.
- Câu 2: Cường độ dòng điện có thay đổi. Vì khi thay đổi nguồn điện, hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở thay đổi, nên cường độ dòng điện qua điện trở cũng thay đổi.
I. Điện trở
Hoạt động trang 53 (Thí nghiệm tìm hiểu tính chất của điện trở)
Đề bài: Mắc lần lượt 3 điện trở $R_1, R_2, R_3$ vào mạch điện theo sơ đồ Hình 11.1, quan sát độ sáng của bóng đèn và ghi kết quả theo mẫu Bảng 11.1. So sánh độ sáng của bóng đèn trong 3 trường hợp và rút ra kết luận về tính chất của điện trở.
Lời giải:
Bảng 11.1 (kết quả tham khảo):
| Vật dẫn | Mô tả độ sáng của bóng đèn |
|---|---|
| Điện trở $R_1$ | Bóng đèn sáng bình thường |
| Điện trở $R_2$ | Bóng đèn sáng yếu hơn |
| Điện trở $R_3$ | Bóng đèn sáng rất yếu (hoặc không sáng) |
So sánh và kết luận:
- Độ sáng của bóng đèn trong 3 trường hợp khác nhau, chứng tỏ cường độ dòng điện qua mạch cũng khác nhau.
- Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện.
- Điện trở khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.
Câu hỏi trang 54
Đề bài: Trả lời câu hỏi thứ nhất nêu ở phần mở bài.
Lời giải:
Khi lần lượt thay điện trở bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ ampe kế có thay đổi. Vì các điện trở khác nhau cản trở dòng điện khác nhau, dẫn đến cường độ dòng điện chạy qua mạch khác nhau.
II. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế
Hoạt động trang 54 (Thí nghiệm)
Đề bài: Mắc mạch điện theo sơ đồ Hình 11.2. Đóng khoá K, điều chỉnh biến trở để hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB lần lượt là 0 V, 3 V, 6 V, 9 V, 12 V. Ghi lại số chỉ của ampe kế mỗi lần đo vào vở theo mẫu tương tự Bảng 11.2.
Thực hiện các yêu cầu sau:
- Nhận xét sự thay đổi cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
- Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
- Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh hoạ ở Bảng 11.2.
Lời giải:
1. Khi tăng hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn thì cường độ dòng điện qua vật dẫn cũng tăng.
2. Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
3. Dự đoán giá trị các ô trống trong Bảng 11.2:
Nhận thấy ở lần đo 2: $\dfrac{U}{I} = \dfrac{3}{0{,}5} = 6$, ở lần đo 4: $\dfrac{U}{I} = \dfrac{9}{1{,}5} = 6$.
Vậy tỉ số $\dfrac{U}{I}$ không đổi và bằng 6. Suy ra:
- Lần đo 3: $I = \dfrac{U}{6} = \dfrac{6}{6} = 1 \text{ (A)}$
- Lần đo 5: $I = \dfrac{U}{6} = \dfrac{12}{6} = 2 \text{ (A)}$
Bảng 11.2 (đầy đủ):
| Lần đo | $U$ (V) | $I$ (A) |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0,0 |
| 2 | 3 | 0,5 |
| 3 | 6 | 1,0 |
| 4 | 9 | 1,5 |
| 5 | 12 | 2,0 |
Hoạt động trang 55 (Đồ thị)
Đề bài:
- Chọn trục tung biểu diễn các giá trị của cường độ dòng điện $I$ (A); trục hoành biểu diễn các giá trị của hiệu điện thế $U$ (V) (Hình 11.3). Sử dụng số liệu thu được từ thí nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của $I$ vào $U$.
- Nhận xét đồ thị:
- Đồ thị là đường cong hay đường thẳng?
- Đồ thị có đi qua gốc toạ độ không?
Lời giải:
1. Vẽ đồ thị: nối các điểm $(0; 0), (3; 0{,}5), (6; 1), (9; 1{,}5), (12; 2)$ trên hệ trục toạ độ.
2. Nhận xét:
- Đồ thị là một đường thẳng.
- Đồ thị đi qua gốc toạ độ $O$.
III. Định luật Ohm
Câu hỏi trang 55
Đề bài: Từ số liệu thu được ở Bảng 11.2, xác định thương số $\dfrac{U}{I}$ đối với mỗi lần đo. Có nhận xét gì về giá trị thương số $\dfrac{U}{I}$?
Lời giải:
Tính thương số $\dfrac{U}{I}$ ở mỗi lần đo:
| Lần đo | $U$ (V) | $I$ (A) | $\dfrac{U}{I}$ |
|---|---|---|---|
| 2 | 3 | 0,5 | 6 |
| 3 | 6 | 1,0 | 6 |
| 4 | 9 | 1,5 | 6 |
| 5 | 12 | 2,0 | 6 |
Nhận xét: Giá trị thương số $\dfrac{U}{I}$ ở các lần đo không đổi và đều bằng 6.
Câu hỏi 1 trang 56
Đề bài: Một bóng đèn xe máy lúc thắp sáng có điện trở 12 Ω và cường độ dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn là 0,5 A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó.
Lời giải:
Tóm tắt: $R = 12 \text{ Ω}$; $I = 0{,}5$ A. Tính $U = ?$
Áp dụng định luật Ohm: $I = \dfrac{U}{R}$, suy ra:
$$U = I \cdot R = 0{,}5 \cdot 12 = 6 \text{ (V)}$$
Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn là 6 V.
Câu hỏi 2 trang 56
Đề bài: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch là 2 V thì cường độ dòng điện đi qua là 0,4 A. Hỏi hiệu điện thế sẽ phải bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện đi qua đoạn mạch là 0,8 A?
Lời giải:
Tóm tắt: $U_1 = 2$ V; $I_1 = 0{,}4$ A; $I_2 = 0{,}8$ A. Tính $U_2 = ?$
Bước 1: Tính điện trở của đoạn mạch:
$$R = \dfrac{U_1}{I_1} = \dfrac{2}{0{,}4} = 5 \text{ (Ω)}$$
Bước 2: Tính hiệu điện thế khi $I_2 = 0{,}8$ A:
$$U_2 = I_2 \cdot R = 0{,}8 \cdot 5 = 4 \text{ (V)}$$
Vậy hiệu điện thế cần đặt vào đoạn mạch là 4 V.
IV. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào kích thước và bản chất của dây dẫn
Câu hỏi 1 trang 57
Đề bài: Có hai đoạn dây dẫn bằng đồng, dây thứ nhất có chiều dài bằng một nửa dây thứ hai, nhưng lại có tiết diện gấp đôi tiết diện của dây thứ hai. So sánh điện trở của hai dây dẫn đó.
Lời giải:
Gọi chiều dài và tiết diện của dây thứ hai là $l_2$ và $S_2$. Khi đó:
- Dây thứ nhất: $l_1 = \dfrac{l_2}{2}$ và $S_1 = 2S_2$.
- Cả hai dây cùng làm bằng đồng nên có cùng điện trở suất $\rho$.
Điện trở của dây thứ nhất:
$$R_1 = \rho \dfrac{l_1}{S_1} = \rho \cdot \dfrac{l_2/2}{2S_2} = \dfrac{\rho \cdot l_2}{4 S_2}$$
Điện trở của dây thứ hai:
$$R_2 = \rho \dfrac{l_2}{S_2}$$
So sánh:
$$\dfrac{R_1}{R_2} = \dfrac{1}{4} \Rightarrow R_1 = \dfrac{R_2}{4}$$
Vậy điện trở của dây thứ nhất bằng $\dfrac{1}{4}$ điện trở của dây thứ hai (dây thứ nhất nhỏ hơn dây thứ hai 4 lần).
Câu hỏi 2 trang 57
Đề bài: Tính điện trở của một đoạn dây dẫn bằng đồng có chiều dài 150 m, tiết diện là 2 mm², biết điện trở suất của đồng là $1{,}7 \cdot 10^{-8}$ Ωm.
Lời giải:
Tóm tắt: $l = 150$ m; $S = 2$ mm² $= 2 \cdot 10^{-6}$ m²; $\rho = 1{,}7 \cdot 10^{-8}$ Ωm.
Áp dụng công thức:
$$R = \rho \dfrac{l}{S} = 1{,}7 \cdot 10^{-8} \cdot \dfrac{150}{2 \cdot 10^{-6}} = 1{,}275 \text{ (Ω)}$$
Vậy điện trở của đoạn dây đồng là 1,275 Ω.
Em có thể
Vì sao dây dẫn điện trong gia đình thường làm bằng đồng, còn dây dẫn đường điện cao áp làm bằng nhôm?
Lời giải:
- Dây dẫn điện trong gia đình làm bằng đồng: vì đồng có điện trở suất nhỏ ($1{,}7 \cdot 10^{-8}$ Ωm) → dẫn điện rất tốt, hao phí điện năng ít. Đồng cũng dẻo, dễ uốn, phù hợp khi lắp đặt trong nhà.
- Dây dẫn đường điện cao áp làm bằng nhôm: vì nhôm có điện trở suất khá nhỏ ($2{,}8 \cdot 10^{-8}$ Ωm) → dẫn điện tương đối tốt. Quan trọng hơn, nhôm nhẹ hơn đồng rất nhiều, nên khi căng dây trên các cột điện ở khoảng cách xa, dây ít bị võng, giảm tải trọng cho cột điện. Ngoài ra, nhôm cũng rẻ hơn đồng.
Nguyên nhân xảy ra hoả hoạn do “chập điện” và cách phòng tránh
Lời giải:
Nguyên nhân: Khi xảy ra “chập điện” (đoản mạch), hai dây dẫn chạm trực tiếp vào nhau làm điện trở của mạch giảm rất nhỏ. Theo định luật Ohm $I = \dfrac{U}{R}$, khi $R$ rất nhỏ thì cường độ dòng điện $I$ rất lớn. Dòng điện lớn làm dây dẫn nóng lên đột ngột, có thể gây cháy lớp vỏ cách điện và các vật xung quanh → gây hoả hoạn.
Cách phòng tránh:
- Lắp cầu chì hoặc aptomat (cầu dao tự động) để tự ngắt mạch khi dòng điện quá lớn.
- Không sử dụng dây dẫn cũ, bị sờn, hở lớp cách điện.
- Không cắm quá nhiều thiết bị điện vào cùng một ổ cắm.
- Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống điện trong nhà.
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu