Bài 11.3 trang 31 SBT Vật lý 9

Đề bài

Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là U₁=6V, U₂=3V và khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=5Ω và R₂=3Ω.Cần mắc hai đèn này với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ của mạch điện.

b. Tính điện trở của biến trở khi đó.

c. Biến trở này có điện trở lớn nhất là 25Ω, được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất là 1,10.10^-6Ω.m. Tiết diện 0,2mm². Tính chiều dài của dây Nicrom này.

Lời giải chi tiết

a) Vì \(U = {U_{dm1}} + {U_{dm2}}(9 = 6 + 3)\) nên ta cần mắc hai đèn nối tiếp với nhau.

Xác định vị trí mắc biến trở:

Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn là:

\(\eqalign{& {I_{dm1}} = \frac{{{U_{dm1}}}}{{{R_1}}} = \frac{6}{5} = 1,2A  \cr& {I_{dm2}} = \frac{{{U_{dm2}}}}{{{R_2}}} = \frac{3}{3} = 1A \cr} \)

- Vì I_đm1 > I_đm2 nên để hai đèn sáng bình thường thì đèn 1 phải nằm ở nhánh chính và đèn 2 nằm ở nhánh rẽ → biến trở cần phải mắc song song với R₂

(vì nếu biến trở mắc song song với R₁ thì khi đó I_{mạch chính} = I_đm2 = 1A < 1,2A)

=> Ta mắc sơ đồ mạch điện như hình dưới đây: 

Mạch gồm \(Đ_1\) Nt [ \(Đ_2\) // \(R_b\) ]

b) Cường độ dòng điện chạy qua \(Đ_1\) là:

 \({I_1} = \dfrac{U_1}{R_1} =\dfrac {6}{5} = 1,2{\rm{A}}\) 

Cường độ dòng điện chạy qua \(Đ_2\) là:

 \({I_1} = \dfrac{U_2}{R_2} =\dfrac {3}{3} = 1{\rm{A}}\) 

Cường độ dòng điện chạy qua biến trở là:

\(I_b=I_1-I_2= 1,2-1 = 0,2A\)

Điện trở của biến trở khi đó là:

\({R_b} = \dfrac{U_2}{I_b}=\dfrac{3}{0,2} = 15\Omega\)

c) Chiều dài của dây nicrom dùng để quấn biến trở là:

 \(l = \dfrac{R.S}{\rho} = \dfrac{25.0,2.{10}^{ - 6}}{1,1.{10}^{ - 6}} = 4.545m\)

Loigiaihay.com