VBT Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật

VBT Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật | Giải VBT Vật lí lớp 9

Lê trung chiến Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

548

Toptailieu.vn giới thiệu Giải vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật trang 30, 31, 32, 33, 34 chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong VBT Vật lí lớp 9 . Mời các bạn đón xem:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật

Mục I - Phần A , Trang 30,31 VBT Vật lí 9:

C1: Nhận dạng các loại biến trở. Trong mỗi loại có bộ phận nào có thể chuyển động được?

Trả lời:

Nhận dạng các loại biến trở. Trong mỗi loại có bộ phận nào có thể chuyển động được?

+ biến trở con chạy: con chạy

+ biến trở tay quay: tay quay

+ biến trở than

C2: Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AB thì khi dịch chuyển con chạy C, điện trở của mạch điện ......

Vì ....

Trả lời:

Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AB thì khi dịch chuyển con chạy C, điện trở của mạch điện không thay đổi điện trở.

Vì nếu mắc 2 đầu A, B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện thì khi dịch chuyển con chạy C không làm thay đổi chiều dài cuộn dây có dòng điện chạy qua.

C3: Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AN, nếu dịch chuyển con chạy hoặc tay quay C, điện trở của mạch điện ......

Vì ........

Trả lời:

Nếu mắc biến trở vào mạch điện ở hai đầu AN, nếu dịch chuyển con chạy hoặc tay quay C, điện trở của mạch điện cũng thay đổi.

Vì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ thay đổi và điện trở của biến trở cũng thay đổi theo.

C4:

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2a:

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2b:

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2c:

Trả lời:

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2a: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2b: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.

+ Theo sơ đồ ở hình 10.2c: dịch chuyển con chạy → thay đổi chiều dài → thay đổi điện trở của biến trở.

C5: Sơ đồ mạch điện:

Trả lời:

Sơ đồ mạch điện:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 2)

C6:

+ Để con chạy C ở điểm N thì....

+ Khi dịch chuyển con chạy C về phía M...

+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải .....

Trả lời:

+ Để con chạy C ở điểm N thì biến trở có giá trị điện trở lớn nhất, vì khi đó dòng điện chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở.

+ Khi dịch chuyển con chạy C về phía M, chiều dài của cuộn dây có dòng điện chạy qua giảm dần nên điện trở của biến trở giảm dần. Do đó đèn sáng hơn.

+ Để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch con chạy của biến trở đến vị trí sao cho điện trở của biến trở là nhỏ nhất (vì biến trở mắc nối tiếp với đèn trong mạch), đó là điểm M. Khi con chạy đặt ở điểm M thì dòng điện hầu như không chạy qua cuộn dây của biến trở, điện trở của biến trở khi ấy là nhỏ nhất.

Kết luận: Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch

Mục II - Phần A, Trang 32 VBT Vật lí 9:

C7: Lớp than hay lớp kim loại mỏng có điện trở lớn vì ...
Trả lời: Lớp than hay lớp kim loại mỏng có điện trở lớn vì tiết diện S của chúng có thể rất nhỏ.

C8:

+ Điện trở ở hình 10.4a SGK có giá trị là:

+ Điện trở ở hình 10.4b SGK:

Giá trị tổng cộng của điện trở là:

+ Điện trở ở hình 10.4a SGK có giá trị là: 680 kΩ

+ Điện trở ở hình 10.4b SGK: 27.102 Ω

Vòng màu 1 chỉ giá trị của điện trở là: $20$

Vòng màu 2 chỉ giá trị của điện trở là: $7$

Vòng màu 3 chỉ giá trị của điện trở là: $10^{2}$

Vòng màu 4 chỉ giá trị của điện trở là: sai số $1 %$

Giá trị tổng cộng của điện trở là: $2700 Ω$

Mục IIII - Phần A, Trang 32 VBT Vật lí 9:

C9: Giá trị của các điện trở kĩ thuật cùng loại có trong bộ dụng cụ thí nghiệm:....

Trả lời:

Giá trị của các điện trở kĩ thuật cùng loại có trong bộ dụng cụ thí nghiệm:

$R = 45 \times 10^{2} Ω = 4, 5 k Ω$

Bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng

C10: Số vòng dây của biến trở được tính như sau:

Trả lời:

Số vòng dây của biến trở được tính như sau:

Ta có: Tiết diện của dây dẫn: $S = 0, 5 m m^{2} = 0, 5.10 - 6 m^{2}$

Tra bảng 1, SGK, tr26 ta tìm được dây nicrom có điện trở suất: $ρ = 1, {10.10}^{- 6} Ω m$

Chiều dài của dây hợp kim: $R = \frac{ρ l}{S} \Rightarrow l = \frac{R S}{ρ} = \frac{20.0, {5.10}^{- 6}}{1, {1.10}^{- 6}} = 9, 09 m$

Chu vi của đường tròn đường kính 2cm: $C = 2 π r = π d = 3, 14.0, 02 = 0, 0628 m$

Số vòng dây của biến trở: $N = \frac{l}{C} = \frac{9, 09}{0, 0628} \approx 145$ vòng

Câu 10.1 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m và tiết diện 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn.

Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính điện trở của dây dẫn $R = \frac{ρ l}{S}$

Trả lời:

Tóm tắt

$\begin{aligned} R = 30 Ω \\ ρ = 0, {4.10}^{- 6} Ω . m \\ S = 0, 5 m m^{2} = 0, {5.10}^{- 6} m^{2} \\ l = ? \end{aligned}$

Chiều dài của dây dẫn là: $l = \frac{R S}{ρ} = \frac{30.0, {5.10}^{- 6}}{0, {4.10}^{- 6}} = 37, 5 m$

Câu 10.2 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Trên một biến trở con chạy có ghi:

a. Hãy cho biết ý nghĩa của hai số ghi này.

b. Tính hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở.

c. Biến trở được làm bằng dây hợp kim nicrom có điện trở suất 1,10.10^-6Ω.m và chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở.

Phương pháp giải:

+ Đọc số liệu ghi trên biến trở

+ Vận dụng biểu thức định luật ôm: $I = \frac{U}{R}$

+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của dây dẫn: $R = ρ \frac{l}{S}$

Trả lời:

a) Ý nghĩa của hai số ghi:

+ $50 Ω$ - điện trở lớn nhất của biến trở;

+ $2, 5 A$ - cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được.

b) Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây c biến trở là:

$U_{m a x} = I_{m a x} \times R_{m a x} = 2, 5 \times 50 = 125 V$ .

c) Tiết diện của dây là:

$S = ρ \frac{l}{R} = 1, {1.10}^{- 6} \times \frac{50}{50} = 1, {1.10}^{- 6} m^{2} = 1, 1 m m^{2}$

Câu 10.3 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m, có tiết diện đều là 0,60mm2 và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4cm.

a. Tính điện trở lớn nhất của biến trở này.

b. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là 67V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính:

+ điện trở $R = ρ \frac{l}{S} .$

+ định luật Ôm $I = \frac{U}{R}$ .

Trả lời:

a) Điện trở lớn nhất của biến trở là:

$R_{m a x} = ρ \frac{l}{S} = ρ \frac{N π d}{S} = 0, {4.10}^{- 6} \times \frac{500 \times 3, 14 \times 0, 04}{0, {6.10}^{- 6}} = 41, 9 Ω$

b) Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là:

$I_{max} = \frac{U_{max}}{R_{max}} = \frac{67}{41, 9} = 1, 6 A$

Câu 10.4 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10.1, trong đó hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi và đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở bằng 0. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng?

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 3)

A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

B. Đèn sáng yếu đi khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

C. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu N.

D. Cả ba câu trên đều không đúng.

Phương pháp giải: Sử dụng công thức định luật Ôm $I = \frac{U}{R}$ ; R càng nhỏ I càng lớn; I càng lớn đèn sáng càng mạnh

Trả lời: Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

Câu 10.5 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện định mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

a. Đèn và biến trở phải mắc với nhau như thế nào để đèn có thể sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện này.

b. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu?

c. Nếu biến trở có điện trở lớn nhất là 40Ω thì khi đèn sáng bình thường dòng điện chạy qua bao nhiêu phần trăm (%) tổng số vòng dây của biến trở?

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức của mạch nối tiếp và định luật Ôm: U = U₁ + U₂. và $I = \frac{U}{R}$

Lời giải chi tiết:

a) Phải mắc nối tiếp bóng đèn và biến trở với nhau. Sơ đồ mạch điện như dưới đây

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 4)

b) Đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở là:

$R_{b t} = \frac{12 - 2, 5}{0, 4} = 23, 75 Ω$

c) Số phần trăm (%) vòng dây của biến trở có dòng điện chạy qua là:

$n = \frac{23, 75}{40} .100 % = 59, 4 %$

Câu 10.6 bài tập SBT, Trang 32,33 VBT Vật lí 9: Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kĩ thuật | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 5)

a. Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?

b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức của đoạn mạch mắc nối tiếp:

Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I₁ = I₂.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:U=U₁ + U₂.
Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: R_tđ = R₁ + R₂.

Trả lời:

a) Điện trở của biến trở là:

$R_{b l} = \frac{U - U_{v}}{I} = \frac{12 - 6}{0, 5} = 12 Ω$

b) Ta có:

Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R và biến trở khi đó là:

$I = \frac{U_{v}}{R} = \frac{4, 5}{12} = 0, 375 A$

Để vôn kế chỉ 4,5V, điện trở của biến trở khi đó phải là:

$R_{b 2} = \frac{U}{I} - R = \frac{12}{0, 375} - 12 = 20 Ω$

Câu 10.a bài tập bổ sung, Trang 33,34 VBT Vật lí 9: Trong biến trở con chạy ở hình 10.1a SGK ,để con chạy C ở một vị trí xác định và lần lượt mắc nói tiếp vào mạch điện hai đầu A và M, rồi hai đầu A và N của biến trở vào mạch điện thì trong hai lần đó cường độ dòng điện có bằng nhau không ? Vì sao?

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về dòng điện chạy trong vật dẫn và cơ chế hoạt động của biến trở.

Trả lời: Không bằng nhau vì khi nối tại 2 điểm A và M thì dòng điện không chạy qua cuộn dây nào của biến trở. Nếu mắc tại hai điểm A và N thì dòng điện chạy qua tất cả các cuộn dây của biến trở.

Câu 10.b bài tập bổ sung, Trang 33,34 VBT Vật lí 9: Trong biến trở tay quay ở hình 10.1b lần lượt mắc hai chốt A và N rồi B và N thì cường độ dòng điện chạy trong mạch có khác nhau không? Vì sao?

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về dòng điện chạy trong vật dẫn và cơ chế hoạt động của biến trở.

Trả lời: Không bằng nhau vì khi nối tại 2 điểm B và N thì dòng điện không chạy qua cuộn dây nào của biến trở. Nếu mắc tại hai điểm A và N thì dòng điện chạy qua tất cả các cuộn dây của biến trở.