Giải Vật lí 11 Bài 2: Điện trở I. Điện trở Câu hỏi 1
Tính cường độ dòng điện chạy qua một bóng đèn khi điện trở của nó là 15Ωvà hiệu điện thế
giữa hai đầu bóng đèn là 3,0 V. Lời giải: Cường độ dòng điện: Câu hỏi 2
Tìm từ thích hợp cho vị trí của (?) trong định nghĩa về đơn vị đo điện trở:
1 Ω là điện trở của một dụng cụ điện, khi (?) ở hai đầu là 1 (?) thì có (?) chạy qua là 1 (?). Lời giải:
1 Ω là điện trở của một dụng cụ điện, khi (hiệu điện thế) ở hai đầu là 1 (V) thì có (cường độ
dòng điện) chạy qua là 1 (A). Luyện tập 1
Tìm hiểu và vẽ sơ đồ mạch điện trong đèn pin (Hình 2.2). Lời giải: Vẽ sơ đồ mạch điện Câu hỏi 3
Sử dụng biểu thức liên hệ (2.1) để chứng minh, ở nhiệt độ xác định, đường đặc trưng I – U là một đoạn thẳng. Lời giải:
Ở một nhiệt độ xác định thì
, ta có thể thấy U và I có mối quan hệ tỉ lệ thuận với nhau
nên đồ thị biểu diễn của U theo I có dạng là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ. Hay nói cách
khác, ở nhiệt độ xác định đường đặc trưng I – U là một đoạn thẳng. Luyện tập 2
Vẽ phác trên cùng một đồ thị và thảo luận về hai đường đặc trưng I - U của hai vật dẫn kim loại
ở nhiệt độ xác định. Hai vật dẫn có điện trở là R1 và R2 với R1 > R2. Lời giải: Ta có
nên có thể vẽ như sau: Giả sử U1 = U2 mà R1 > R2 thì I1 < I2.
Suy ra độ dốc của đường đặc trưng ứng với R1 nhỏ hơn so với độ dốc của đường đặc trưng ứng với R2. Luyện tập 3
Vẽ phác đường đặc trưng I – U của điện trở rất nhỏ (vật dẫn điện rất tốt) và điện trở rất lớn (vật cách điện rất tốt). Lời giải:
Gọi điện trở của vật dẫn điện rất tốt là R1
Điện trở của vật cách điện rất tốt là R2
Khi đó R1 < R2 nên ta có đồ thị như sau
Luyện tập 4 trang 93 Vật Lí 11
Vẽ phác đường đặc trưng I - U của vật dẫn kim loại có điện trở 10Ω. Lời giải: Sử dụng công thức . Với R = 10Ω Chọn U1 = 10V ⇒ I1 = 1A U2 = 20V ⇒ I2 = 2A
Đường đặc trưng I – U của vật dẫn kim loại có điện trở 10Ω.
II. Nguyên nhân chính gây ra điện trở Câu hỏi 4
Nguyên nhân chính gây ra điện trở là gì? Lời giải:
Nguyên nhân chính gây ra điện trở là do trong quá trình chuyển động của các hạt mang điện,
chúng va chạm với các ion nút mạng, các hạt mang điện trái dấu khác nên gây ra sự cản trở.
Va chạm càng nhiều thì tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện càng giảm, dẫn
đến dòng điện tạo thành càng nhỏ. Nghĩa là điện trở càng lớn. Luyện tập 5
Sử dụng mô hình ion dương và electron tự do trong vật dẫn kim loại (Hình 2.6) hoặc mối liên
hệ 1.4 ở Bài 1 để lập luận, đưa ra phán đoán về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Lời giải:
Khi nhiệt độ càng tăng, chuyển động nhiệt của các electron tự do và các ion trong mạng tinh
thể càng mạnh dẫn đến sự va chạm càng nhiều, dẫn đến điện trở càng tăng. Từ đó đưa ra sự
phán đoán về sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ như sau: nhiệt độ càng tăng thì điện trở của kim loại càng tăng. Vận dụng
Sử dụng mô hình ở Hình 2.6 giải thích mối liên hệ giữa điện trở R và chiều dài ℓ, tiết diện thẳng
S của vật dẫn kim loại:
Trong đó, ρlà điện trở suất của kim loại. Lời giải:
Điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài vật dẫn kim loại, điện trở suất của kim loại được sử dụng làm
vật dẫn và tỉ lệ nghịch với tiết diện của vật dẫn kim loại. Cụ thể:
- Khi chiều dài dây dẫn tăng dẫn đến sự dịch chuyển của electron bị cản trở nhiều hơn nên điện trở tăng.
- Khi tiết diện tăng, cường độ dòng điện tăng nên điện trở giảm.
- Khi điện trở suất tăng (phụ thuộc bản chất kim loại làm vật dẫn) thì mật độ hạt tải điện giảm, điện trở tăng.