Bài 11.9 trang 33 SBT Vật lý 9

Đề bài

Hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ có hiệu điện thế định mức tương ứng là U₁=1,5V và U₂=6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R₁=1,5Ω và R₂=8Ω. Hai đèn này được mắc cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U=7,5V theo sơ đồ hình 11.2

a. Hỏi phải điều chỉnh biến trở có giá trị bao nhiêu để hai đèn sáng bình thường?

b. Biến trở nói trên được quấn bằng dây nikêlin có điện trở suất là 0,40.10^-6Ωm, có độ dài tổng cộng là 19,64m và đường kính tiết diện là 0,5mm. Hỏi giá trị của biến trở tính được ở câu a trên đây chiếm bao nhiêu phần trăm so với điện trở lớn nhất của biến trở này?

Lời giải chi tiết

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

a) Ta có:

\(U_{2b}= U_2 =U_b= 6V \) (Vì \(Đ_2\) // biến trở)

Cường độ dòng điện qua \(Đ_1\) và \(R_{2b}\) là:

\( => I=I_1=I_{2b}= \dfrac{U_1}{R_1}=\dfrac{1,5}{1,5}= 1A\) (vì \(Đ_1\) nt [ \(Đ_2\) // \(R_b\)])

Cường độ dòng điện qua biến trở:

\( => I_b=I_{2b}-I_2=1-0,75=0,25A\)( Với \(I_2=\dfrac{U_2}{R_2}=\dfrac{6}{8}=0,75A\)

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường:

\({R_b} = \dfrac{U_b}{I_b} =\dfrac{6}{0,25}= 24\Omega \)

b) Tiết diện của dây Niken để làm biến trở:

\(S = \dfrac{\pi.d^2}{4} = \dfrac{3,14.{0,5}^2}{4} = 0,196m{m^2} = 0,{196.10^{ - 6}}{m^2}\)

Điện trở lớn nhất của biến trở:

\({R_b} = \dfrac{\rho.l}{S} = \dfrac{0,4.{10}^{ - 6}.19,64}{0,196.{10}^{ - 6}} = 40\Omega \)

Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường chiếm: 

\(\% R = \dfrac{24}{40}.100 = 60\% \)