Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài 7: Định luật Ohm. Điện trở có đáp án

Vì sao có thể điều chỉnh được độ sáng của chiếc đèn pin trong hình 7.1 bằng cách vặn núm xoay?

Thí nghiệm 1

Chuẩn bị

1 biến áp nguồn, 2 đoạn dây dẫn R$_{1}$ và R$_{2}$ khác nhau, 1 đèn (loại 3V), các dây nối, công tắc và bảng lắp mạch điện.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 7.2. Để nguồn ở mức 3 V.

- Đóng công tắc, quan sát độ sáng của đèn.

- Mở công tắc, thay đoạn dây dẫn R$_{1}$ bằng đoạn dây dẫn R$_{2}$. Đóng công tắc, quan sát độ sáng của đèn.

- So sánh độ sáng của đèn khi dùng R$_{1}$ và khi dùng R$_{2}$.

Dựa vào độ sáng của đèn, em hãy:

a. So sánh cường độ dòng điện trong mạch khi dùng R$_{1}$ và khi dùng R$_{2}$.

b. Chứng tỏ các đoạn dây dẫn khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.

Thí nghiệm 2

Chuẩn bị

1 biến áp nguồn, 2 đoạn dây dẫn R$_{1}$ và R$_{2}$ ở thí nghiệm 1, 1 ampe kế, 1 vôn kế, các dây nối, công tắc và bảng lắp mạch điện.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 7.3.

- Đóng công tắc K, điều chỉnh biến áp nguồn để vôn kế chỉ giá trị tương ứng với lần 1 trong bảng 7.1. Đọc số chỉ của ampe kế, ghi kết quả lần 1 theo mẫu bảng 7.1.

- Tiến hành tương tự với các lần tiếp theo ứng với các giá trị của hiệu điện thế trong bảng 7.1.

- Thay đoạn dây dẫn R$_{1}$ bằng đoạn dây dẫn R$_{2}$ và lặp lại các bước như với R$_{1}$.

- Với mỗi giá trị của hiệu điện thế, so sánh cường độ dòng điện qua R$_{1}$ và cường độ dòng điện qua R$_{2}$.

- Tính tỉ số$\frac{U}{I}$ của mỗi đoạn dây dẫn và rút ra nhận xét.

a. Tác dụng cản trở dòng điện của hai đoạn dây dẫn R$_{1}$ và R$_{2}$ có khác nhau như trong thí nghiệm 1 hay không?

b. Rút ra nhận xét về mỗi liên hệ giữa cường độ dòng điện trong đoạn dây dẫn với hiệu điện thể giữa hai đầu đoạn dây dẫn đó và mô tả mối liên hệ đó bằng biểu thức toán học.

c. Dự đoán độ lớn của cường độ dòng điện qua R$_{1}$ và qua R$_{2}$ khi hiệu điện thế là 2,2 V. Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết quả đó.

Dựa vào bảng 7.2, tính điện trở của đoạn dây nichrome dài 0,5 m và có tiết diện 1 mm$^{2}$.

Để làm giảm khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn điện dùng trong gia đình.

a. Nên chọn dây dẫn nhôm hay dây dẫn đồng? Vì sao?

b. Với cùng một loại dây, nên chọn dây có tiết diện nhỏ hay lớn? Vì sao?

Hình 7.4a là một biến trở được sử dụng trong các thiết bị điện gia đình. Khi xoay trục điều khiển sẽ thay đổi được chiều dài của đoạn dây dẫn (đường chạy) có dòng điện chạy qua, nhờ đó thay đổi được điện trở của biến trở. Giả sử chiếc đèn ở hình 7.1 sử dụng biến trở trên và được mắc như hình 7.4 c. Hãy vẽ sơ đồ mạch điện của đèn và trả lời câu hỏi ở đầu bài học.

Trong thực tế, giá trị của điện trở sử dụng trong các mạch điện tử được thể hiện bằng các vạch màu. Cách đọc giá trị điện trở 4 vạch màu như sau.

- Vạch màu thứ nhất là giá trị hàng chục trong giá trị điện trở.

- Vạch màu thứ hai là giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở.

- Vạch màu thứ ba là giá trị lũy thừa của cơ số 10 trong hệ số nhân của giá trị điện trở.

- Vạch màu thứ tư là giá trị sai số của điện trở.

- Giá trị điện trở = (vạch 1)(vạch 2) x 10 (lũy thừa vạch 3) $\pm$ sai số.

Với điện trở ở hình bên, vạch 1 màu xanh lá cây ứng với hàng chục là 5, vạch 2 màu xanh da trời ứng với hàng đơn vị là 6. Vạch 3 màu vàng ứng với lũy thừa 4 tức là nhân với 10$^{4}$ $Ω$ hoặc có thể viết theo cột hệ số là nhân với 10$kΩ$ . Vạch 4 màu nhũ vàng ứng với sai số 5%. Vì vậy giá trị điện trở đó là${56.10}^{4}Ω\pm 5\%$ .

Điện trở có giá trị $15Ω\pm 5\%$ thì các màu phân bố trên thân của điện trở từ trái sang phải như thế nào?