Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 10: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Tiết 10: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

1. V Â T L Ý 9
2. C1: Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài và tiết diện như thế nào ? Trả lời: Điện trở dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
3. C2: Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài. Dây thứ nhất 2 có tiết diện S1 = 5mm và có điện trở R1= 8,5 Ω. Dây thứ hai 2 có tiết diện S2=0,5mm . Tính điện trở R2? Trả lời: RSSR1 2 1. 1 5.8,5 = R2 = = =85  RSS2 1 2 0,5
4. Những hình ảnh trên có đặc điểm gì?
5. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: C1: Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với dây dẫn có đặc điểm gì? Trả lời: Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành đo điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện nhưng bằng các vật liệu khác nhau. VD: Ta lấy 3 dây dẫn như sau: 1 Cùng chiều dài l1 = l2 = l3 =1m Đồng S1 2 2 Cùng tiết diện S1 = S2 = S3 = 1m Nhôm S2 ___) 3 +Khác vật liệu làm dây Sắt S3
6. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: a. Vẽ sơ đồ mạch điện để tiến hành thí nghiệm xác định điện trở của các dây dẫn. Dây dẫn để xác K + - định điện trở A V
7. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: a. Vẽ sơ đồ mạch điện để tiến hành thí nghiệm xác định điện trở của các dây dẫn. b. Lập bảng ghi kết quả TN: KQ đo Hiệu điên thế Cường độ Điện trở dây (V) dòng điện (A) dẫn ( ôm ) Lần TN Dây đồng U1 = I1 = R1 = Dây nhôm U2 = I2 = R2 = Dây sắt U3 = I3 = R3 = c. Tiến hành TN:
8. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: c. Tiến hành TN: K 6V U1 6 R1 = = 1.7  I1 3,5 K 0 A + - K 0 V A B Dây đồng l = 100m, S =1mm2 + -
9. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: c. Tiến hành TN: K 6V U2 6 R2 = = =3  I2 2 K 0 A + - K 0 V A B Dây nhôm l = 100m, S =1mm2 + -
10. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: c. Tiến hành TN: K 6V U3 6 R3 = = =12  I3 0,5 K 0 A + - K 0 V A B Dây sắt l = 100m, S =1mm2 + -
11. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: a. Vẽ sơ đồ mạch điện để tiến hành thí nghiệm xác định điện trở của các dây dẫn. b. Lập bảng ghi kết quả TN: c. Tiến hành TN: KQ đo Hiệu điên thế Cường độ Điện trở dây (V) dòng điện (A) dẫn ( ôm ) Lần TN Dây đồng U1 = 6 I1 = 3,5 R1 = 1,7 Dây nhôm U2 = 6 I2 = 2 R2 = 3 Dây sắt U3 = 6 I3 = 0.5 R3 = 12
12. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: 1. Thí nghiệm: a. Vẽ sơ đồ mạch điện để tiến hành thí nghiệm xác định điện trở của các dây dẫn. b. Lập bảng ghi kết quả TN: c. Tiến hành TN: d. Từ kết quả TN hãy rút ra nhận xét xem điện trở của các dây dẫn này là như nhau hay khác nhau? 2. Kết luận: Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.
13. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất : Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng một đại lượng là điện trở suất của vật liệu. Ví dụ: Tiết diện S = 1m2 Tiết diện S = 1m2 Chiều dài l = 1m Chiều dài l =1m Đoạn dây nhôm Đoạn dây đồng -8 -8 Có Rnh = 2.8.10 Ω Có Rđ = 1,7.10 Ω Ta nói: - Điện trở suất của nhôm là 2,8 . 10-8 Ω m - Điện trở suất của đồng là 1,7 . 10-8 Ω m
14. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất : Điện trở suất của một vật liệu có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện 1m2 Kí hiệu : ρ ( rô ) Đơn vị : Ωm (ôm mét)
15. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất : Bảng điện trở suất của một số chất (ở 200C): Kim loại (m) Hợp kim (m) Bạc 1,6.10-8 Nikêlin 0,40.10-6 Đồng 1,7.10-8 Manganin 0,43.10-6 Nhôm 2,8.10-8 Constantan 0,50.10-6 Vônfram 5,5.10-8 Nicrom 1,10.10-6 Sắt 12,0.10-8
16. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất : C2: Dựa vào bảng 1 hãy tính điện trở của đoạn dây dẫn Constantan dài l = 1m và có tiết diện S = 1mm2 Trả lời: Ta có 1m2 = 106mm2 vậy 1mm2 = 1/10-6 m2 Theo bảng ta có điện trở của Constantan khi có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m2 là 0.50.10-6Ω do đó do đó điện trở của dây constantan khi có chiều dài 1m và tiết diện 1mm2 là 0.50.10-6 . 1/10-6 = 0.5 Ω
17. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất: 2. Công thức điện trở: C3: Để xây dựng công thức điện trở R của một đoạn dây dẫn có chiều dài l, có tiết diện S và làm bằng vật liệu có điện trở suất là ρ (rô) , hãy tính các bước như bảng 2. Các bước Dây dẫn (được làm từ vật liệu có điện Điện trở của dây tính trở suất) dẫn 2 1 Chiều dài 1 m Tiết diện 1m R1 = ρ 2 2 Chiều dài l (m) Tiết diện 1m R2 = ρ.l l 3 Chiều dài l (m) Tiết diện S (m2) R = . S
18. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: 1. Điện trở suất: 2. Công thức điện trở: 3. Kết luận: Điện trở của dây dẫn được tính bằng công thức : l ρ là điện trở suất (Ωm ) R = . Trong đó: l là chiều dài dây dẫn ( m ) S S là tiết diện dây dẫn (m2)
19. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: III. VẬN DỤNG: C4: Tính điện trở của đoạn dây dẫn đồng dài l = 4m có tiết diện tròn, đường kính d = 1mm (lấy 흅 = , ퟒ) Tóm tắt Giải l = 4m Diện tích tiết diện dây là: d 2 d = 1mm SR== . 2 흆 = , . − (Ωm) 4 (10−32 ) R = ? S ==3,14. 0,785.10−6 4 Điện trở dây là: l 4 R = . =1,7.10−8. = 0,087 S 0,785.10−6
20. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: III. VẬN DỤNG: C5: Từ bảng 1 hãy tính: + Điện trở sợi dây nhôm dài 2m có tiết diện 1mm2. + Điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường kính là 0,4mm + Điện trở sợi dây đồng
21. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: III. VẬN DỤNG: C5: Tóm tắt Giải a. Điện trở sợi dây nhôm : lnh = 2m 2 l 2 Snh = 1 mm −8 R = . = 2,8.10 .−6 = 0,056(  ) lni = 8m S 10 dnh = 0,4 mm b. Điện trở của sợi dây nikêlin : 2− 3 2 lđ = 400m d (0,4.10 ) −62 2 Sm= =3,14 = 0,1256.10 ( ) Sđ = 2 mm 44 l −6 8 R = . = 0,4.10 .−6 = 25,5(  ) Rnhôm = ? S 0,1256.10 Rni = ? c. Điện trở sợi dây đồng: R = ? l 400 đông R = . = 1,7.10−8 . = 3,4(  ) S 2.10−6
22. I. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN: II. ĐIỆN TRỞ SUẤT – CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ: III. VẬN DỤNG: C6: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 200C có điện trở 25 Ω, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy 흅 = , ퟒ) Giải Tiết diện dây tóc: S = 흅풓 = , ퟒ. ( , . − )2 = 3,14.10-10 (m2) Chiều dài của dây tóc: l RS 25.3,14.10−10 R = . l = = =0,143( m ) = 14,3 cm S 5,5.10−8
23. * Đọc “Có thể em chưa biết” * Học thuộc ghi nhớ. * Làm bài tập 9.1 - 9.10 (SBT)