Bài 7. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

KIỂM TRA BÀI CŨ
Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 10Ω, R2 = 15Ω và R3 = 25Ω. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAC = 60V.
a. Tính cường độ dòng điện trong mạch.
b. Tìm hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở
Tóm tắt:
R1 nt R2 nt R3
R1 = 10Ω
R2 = 15Ω
R3 = 25Ω
UAC = 60V.
a. Itoàn mạch = ?
b. U1 = ?
U2 = ? U3= ?
Giải:
a/ Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Rtđ = R1+R2+ R3 = 10 +15 +25 = 50 Ω
Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
U2 = I2 . R2 = 1,2.15 = 18 (V)
b. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là:
U1 = I1.R1 = 1,2.10 =12 (V)
U3 = I3.R3 =1,2. 25 = 30 (V)
BÀI 7. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ
VÀO CHIỀU DÀI DÂY DẪN
I. XÁC ĐỊNH SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN VÀO MỘT TRONG NHỮNG YẾU TỐ KHÁC NHAU:
1.Các cuộn dây dẫn ở hình 7.1 có những điểm nào khác nhau ?
Dây nhôm
Dây hợp kim
Dây đồng
Trả lời: Các cuộn dây dẫn có những điểm khác nhau: Vật liệu; chiều dài; tiết diện.
Những yếu tố có thể ảnh hưởng tới điện trở của dây: Vật liệu; chiều dài; tiết diện.
Vật liệu làm dây
Tiết diện S
Chiều dài
2. Cần phải xác định xem điện trở của dây dẫn có phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diện dây và vật liệu làm dây dẫn hay không và phụ thuộc vào từng yếu tố này như thế nào.
Cùng tiết diện S
Cùng vật liệu làm dây
l1
l2
Trả lời: Để xác định điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài dây thì thay đổi chiều dài. tiết diện dây và vật liệu làm dây dẫn phải như nhau (giữ nguyên).
Tương tự như thế với các trương hợp còn lại (tiết diện, vật liệu)
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CHIỀU DÀI DÂY DẪN:
Đo điện trở của dây dẫn có chiều dài l, 2l, 3l nhưng có tiết diện như nhau và được làm từ cùng loại vật liệu. So sánh các giá trị điện trở tìm ra mối quan hệ điện trở và chiều dài dây dẫn.
1. Dự kiến cách làm:
C1: Một dây dẫn dài l có điện trở R. Nếu cho rằng dây dẫn cùng loại đó dài 2l là gồm hai dây dẫn dài l được mắc nối tiếp với nhau thì hãy dự đoán xem dây dẫn này có điện trở là bao nhiêu? Tương tự như thế một dây dẫn có chiều dài 3l sẽ có điện trở là bao nhiêu?
Trả lời: Dây dẫn dài 2l có điện trở 2R, dây dẫn dài 3l có điện trở 3R.
K
A
B
0,5
0
1
1,5
A
+
-
A
(1)
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Hình a.
K
A
B
0,5
0
1
1,5
A
+
-
A
(2)
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Hình b.
(1)
K
A
B
0,5
0
1
1,5
A
+
-
A
(1)
(2)
(3)
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Hình c.
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Ghi kết quả vào bảng 1
Nhận xét: Từ kết quả thí nghiệm, cho ta biết dự đoán đã nêu theo yêu cầu của C1 là đúng.
(dây l có R1 = 4Ω, dây 2l có R2 = 8Ω, dây 3l có R3 = 12Ω )
III. VẬN DỤNG:
C2: Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì bóng đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm cùng từ loại vật liệu thì đèn sáng yếu hơn. Hãy giải thích tại sao?
Khi giữ HĐT không đổi, nếu mắc đèn vào HĐT này vào dây dẫn dài thì điện trở của đoạn mạch càng lớn. Theo định luật Ôm, cường độ dòng điện chạy qua đèn càng nhỏ và đèn sáng yếu hơn
Trả lời:
Hình minh hoạ


C3: Khi đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu một cuộn dây dẫn thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 0,3A. Tính chiều dài của dây dẫn dùng để cuốn cuộn dây này, biết rằng dây dẫn loại này nếu dài 4 m thì có điện trở là 2Ω
Tóm tắt
U = 6V
I = 0,3A
l1 = 4m
R1 = 2 Ω
Giải
Điện trở của dây là:
Chiều dài của dây là:
C4: Hai đoạn dây dẫn có cùng tiết diện và làm cùng loại vật liệu, có chiều dài l1 và l2 . Lần lượt đặt cùng HĐT vào hai đầu mỗi đoạn dây này thì dòng điện chạy qua chúng có dòng điện tương ứng là i1 và i2 . Biết I1 = 0,25I2 , hỏi l1 gấp bao nhiêu lần l2 ?
Tóm tắt
I1 = 0,25I2
Giải
So sánh l1; l2 ?
Mà điện trở dây tỉ lệ thuận với chiều dài
Từ hệ thức:
BÀI TẬP

7.1: Hai dây dẫn bằng nhôm có cùng tiết diện, một dây dài 2m có điện trở R1 và dây kia dài 6m có điện trở R2. Tính tỉ số R1/R2.
Cho biết
Giải:
Từ mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với độ dài của dây dẫn ta có:
7.2: Một dây dẫn dài 120m được dùng đế quấn thành một cuộn dây. Khi đặt hiệu điện thế 30V vào hai đầu cuộn dây này thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 125mA.
a.Tính điện trở của cuộn dây.
b. Mỗi đoạn dài 1m của dây dẫn này có điện trở là bao nhiêu?
a. Điện trở của cuộn dây:
I= U/R=>R = U/I = 30/0,125 = 240 Ω
b. Mỗi mét của dây dẫn này có điện trở là r = R/l = 240/120 = 2 Ω
Cho biết
l = 120m
U = 30V
I = 125mA = 0,125A
a. R = ?
b. l1 = 1m
r = ?
Giải:
7.3 Hình 7.1 biểu diễn một đoạn dây dẫn AB đồng chất, tiết diện đều, hai điểm M và N chia dây dẫn AB thành ba đoạn dài bằng nhau: AM=MN=NB. Cho dòng điện cường độ I chạy qua dây dẫn này.
a. Hãy cho biết hiệu điện thế UAB bằng bao nhiêu lần hiệu điện thế UMN.
b. Hãy so sánh hiệu điện thế UAN và UMB.
Cho biết:
Dây dẫn AB chia ra thành: AM=MN=NB
UAB =? UMN
b. So sánh:
UAN và UMB
Giải:
b. Từ hình vẽ ta có: AN = AM + MN = MN + NB = MB
HDVN
+ Học thuộc ghi nhớ.
+ Đọc có thể em chưa biết.
+ Làm bài tập 7.1; 7.4 - trang 10;11 - SBT