Câu 2. (Trang 32 sách giáo khoa (SGK))Một bóng đèn khi sáng hơn binh thường có điện trở...
Câu hỏi:
Câu 2. (Trang 32 sách giáo khoa (SGK))
Một bóng đèn khi sáng hơn binh thường có điện trở R1 = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V như sơ đồ hinh 11.1 sách giáo khoa (SGK)).
a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?
b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm2. Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.
Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Văn Giang
a) Cách làm 1:- Ta có điện trở tương đương của mạch là: $R_{\text{tđ}} = R_1 + R_2 = \frac{U}{I} = \frac{12}{0.6} = 20 \Omega$- Do đó, trị số của biến trở $R_2$ để đèn sáng bình thường là: $R_2 = R_{\text{tđ}} - R_1 = 20 - 7.5 = 12.5 \Omega$b) Cách làm 2:- Ta có điện trở của biến trở là $R_b = 30 \Omega$- Sử dụng công thức điện trở: $R = \rho \cdot \frac{l}{S}$ với $\rho = 0.4 \times 10^{-6} \ \Omega m$ và $S = 1 \times 10^{-6} \ m^2$- Tính chiều dài $l$ ta được: $l = \frac{R \cdot S}{\rho} = \frac{30 \times 1 \times 10^{-6}}{0.4 \times 10^{-6}} = 75$ mVậy câu trả lời cho câu hỏi trên là:a) Để đèn sáng bình thường khi cường độ dòng điện đi qua đèn là 0.6A, trị số của biến trở $R_2$ cần là 12.5Ω.b) Chiều dài của dây dùng làm biến trở là 75m.
Câu hỏi liên quan:
Để tính chiều dài l của dây dẫn dùng để làm biến trở, ta sử dụng công thức định luật Ohm: R = ρ * L / S, trong đó R là điện trở, ρ là hệ số điện trở của vật liệu (ở đây là hợp kim nikelin), L là chiều dài của dây, S là diện tích tiết diện của dây. Ta có R = R2 = 12,5Ω, ρ của hợp kim nikelin là 0,000017Ω·mm²/m, S = 1mm². Từ đó suy ra l = R * S / ρ = 12,5 * 1 / 0,000017 = 735,29m.
Để bóng đèn sáng bình thường, biến trở phải được điều chỉnh sao cho điện trở R2 đạt giá trị 12,5Ω. Tuy nhiên, biến trở có thể điều chỉnh trong khoảng từ 0Ω đến Rb = 30Ω. Vì vậy, giá trị điện trở lớn nhất của R2 không vượt quá 30Ω.
Để bóng đèn sáng bình thường, tức là khi điện trở của bóng đèn và biến trở tạo thành tổng điện trở bằng điện trở ban đầu của bóng đèn khi sáng hơn binh thường, ta có R1 + R2 = R_total. Với R1 = 7,5Ω, cường độ điện I = 0,6A và hiệu điện thế U = 12V, ta có R_total = U/I = 12/0,6 = 20Ω. Do đó, R2 = R_total - R1 = 20 - 7,5 = 12,5Ω.