Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I: Điện học

Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I Điện học là tài liệu vô cùng hữu ích giúp các em học sinh lớp 9 có thêm nhiều gợi ý tham khảo để giải các câu hỏi trang 54, 55 được nhanh chóng và thuận tiện hơn.

Bạn đang đọc: Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I: Điện học

Giải Vật lý 9 bài 20 được biên soạn với các lời giải chi tiết, đầy đủ và chính xác bám sát chương trình sách giáo khoa gồm cả câu hỏi tự kiểm tra và vận dụng. Hi vọng đây sẽ là tài liệu cực kì hữu ích hỗ trợ các em học sinh lớp 9 trong quá trình giải bài tập. Ngoài ra các bạn xem thêm giải Vật lý 9 Bài 21 Nam châm vĩnh cửu và nhiều tài liệu khác tại chuyên mục Vật lý lớp 9.

Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I: Điện học

I. Tự kiểm tra

Câu 1

Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn dây đó?

Gợi ý đáp án

Cường độ dòng điện I chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U giữa hai đầu dây dẫn đó.

Câu 2

Nếu đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu một dây dẫn và I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó thì thương số  là giá trị của đại lượng nào đặc trưng cho dây dẫn? Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này có thay đổi không? Vì sao?

Thương số là giá trị của đại lượng R (điện trở) đặc trưng cho dây dẫn.

Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này có thay đổi vì R tỉ lệ thuận với U.

Câu 3

Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó sử dụng ampe kế và vôn kế để xác định điện trở của một dây dẫn.

Câu 4

Viết công thức tính điện trở tương đương đối với:

a. Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp.

b. Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc song song.

Gợi ý đáp án

Công thức tính điện trở tương đương đối với:

Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp: R_TD=R₁+R₂

Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc song song:

Câu 5

Hãy cho biết:

a) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi chiều dài của nó tăng lên ba lần?

b) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần?

c) Vì sao dựa vào điện trở suất có thể nói đồng dẫn điện tốt hơn nhôm?

Hệ thức nào thể hiện mối liên hệ giữa điện trở suất R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn?

Gợi ý đáp án

a) Điện trở của dây dẫn tăng lên 3 lần khi chiều dài của nó tăng lên 3 lần.

b) Điện trở của dây dẫn giảm 4 lần khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần.

c) Căn cứ vào điện trở suất của đồng nhỏ hơn điện trở suất của nhôm.

d) Hệ thức thể hiện mối liên hệ giữa điện trở suất R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn là:

Câu 6

Viết đầy đủ các câu dưới đây:

a) Biến trở là một điện trở…… và có thể được dùng để……

b) Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước…… và có trị số được…..hoặc được xác định theo các…

Gợi ý đáp án

a) Biến trở là một điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được dùng để thay đổi, điều chỉnh cường độ dòng điện.

b) Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước nhỏ và có trị số được ghi sẵn hoặc được xác định theo các vòng màu.

Câu 7

Viết đầy đủ các câu dưới đây:

a) Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết…

b) Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích…

Gợi ý đáp án

a) Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức cù dụng cụ đó.

b) Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn đó.

Câu 8

Hãy cho biết:

a) Điện năng sử dụng bởi một dụng cụ được xác định theo công suất. Hiệu điện thế, cường độ dòng điện và thời gian sử dụng bằng các công thức nào?

b) Các dụng cụ điện có dụng gì trong việc biến đổi năng lượng? Nêu một số ví dụ.

Gợi ý đáp án

a. Ta có: A = P.t = U.I.t

b. Các dụng cụ điện có tác dụng biến đổi chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Chẳng hạn:

– Bóng đèn dây tóc nóng sáng biến đổi phần lớn điện năng thành nhiệt năng và một phần nhỏ thành năng lượng ánh sáng

-Bếp điện, nồi cơm điện, bàn là điện, mỏ hàn điện…biến đổi hầu hết điện năng thành nhiệt năng

Câu 9

Phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun – Len-xơ

Gợi ý đáp án

– Định luật Jun – Len-xơ. Năng lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua

-Biểu thức: Q = I².R.t

Câu 10

Cần phải thực hiện những quy tắc nào để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện?

Gợi ý đáp án

– Chỉ làm thí nghiệm dành cho học sinh THCS với hiệu điện thế dưới 40V.

– Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo đúng quy định

– Cần mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với mỗi dụng cụ điện dùng ở mạng điện gia đình

– Không được tự mình tiếp xúc với mạng điện gia đình.

– Ở gia đình, trước khi thay bóng đèn hỏng phải ngắt công tắc hoặc rút cầu chì của mạch điện có bóng đèn và đảm bảo cách diện giữa cơ thể người và nền nhà, tường gạch.

-Nối đất cho vỏ kim loại của các dụng cụ hay thiết bị điện.

Câu 11

Hãy cho biết:

a. Vì sao phải sử dụng tiết kiệm điện năng?

b. Có những cách nào để sử dụng tiết kiệm điện năng?

Gợi ý đáp án

• Cần tiết kiệm điện vì:

– Trả tiền điện ít hơn, do đó giảm bớt chi tiêu cho gia đình hoặc cá nhân

– Các thiết bị và dụng cụ điện được sử dụng bền lâu hơn, do đó cũng góp phần giảm bớt chi tiêu về điện.

– Giảm bớt sự cố gây tổn hại chung cho hệ thống cung cấp điện bị quá tải, đặc biệt trong những giờ cao điểm.

– Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất, cho các vùng miền khác còn chưa có điện hoặc cho xuất khẩu

• Các cách tiết kiệm điện:

– Sử dụng các dụng cụ hay thiết bị có công suất hợp lí, vừa đủ mức cần thiết

– Chỉ sử dụng các dụng cụ hay thiết bị điện trong những lúc cần thiết.

II. Vận dụng

Câu 12

Đặt một hiệu điện thế 3V vào hai đầu dây dẫn bằng hợp kim thì cường độ dòng điện chạy qua dầy dẫn này là 0,2 A. Hỏi nếu tăng thêm 12V nữa cho hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này điện qua nó có giá trị nào dưới đây?

A. 0,6 A

B. 0,8 A

C. 1 A

D. Một giá trị khác các giá trị trên.

Tóm tắt:

U₁ = 3V; I₁ = 0,2A; U₂ = U₁ + 12; I₂ = ?

Gợi ý đáp án

Chọn câu C.

Vì U₂ = U₁ + 12 = 3 + 12 = 15V = 5.U1

Do đó U tăng 5 lần nên I cũng tăng 5 lần. Khi đó I = 1A.

Câu 13

Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu các dây dẫn khác nhau và đo cường độ dòng điện I chạy qua mỗi dây dẫn đó. Câu phát hiểu nào sau ở đây là đúng khi tính thương số U/I cho mỗi dây dẫn.

A. Thương số này có giá trị như nhau đối với các dây dẫn

B. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn.

C. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng nhỏ.

D. Thương số này không có giá trị xác định đối với mỗi dây dẫn.

Gợi ý đáp án

Chọn câu B. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn.

Câu 14

Điện R₁ = 30Ω chịu được dòng điện có độ lớn nhất là 2A và điện trở R₂ = 10Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 1A. Có thể mắc nối tiếp hai điện trở này vào hiệu điện thế nào dưới đây?

A. 80V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất 2A.

B. 70V, vì điện trở R₁ chịu được hiệu điện thế lớn nhất 60V, điện trở R₂ chịu được 10V.

C. 120V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ dòng điện có cường độ tổng cộng là 3A.

D. 40V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chiu đươc dòng điên có cường đô 1A.

Tóm tắt:

R₁ = 30Ω; I_{1 max} = 2A; R₂ = 10Ω; I_{2 max} = 1A; R₁ nối tiếp R₂;

U_{giới hạn} = ?

Gợi ý đáp án

Chọn câu D. 40V

Điện trở tương đương khi ghép nối tiếp hai điện trở:

R_tđ = R₁ + R₂ = 30 + 10 = 40 Ω

Vì khi ghép nối tiếp I₁ = I₂ = I, mà I_{1 max} > I_{2 max} nên để đảm bảo R₂ không bị hỏng (tức là dòng qua R₂ không được vượt quá I_{2 max} = 1A) thì cường độ dòng điện cực đại qua đoan mạch là I = I_{1 max} = 1A.

Khi đó hiệu điện thế giới hạn có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:

U_{giới hạn} = I.R_tđ = 1.40 = 40V

Câu 15

Có thể mắc song song hai điện trở đã cho ở câu 14 vào hiệu điện thế nào dưới đây?

A. 10V

B. 22,5V

C. 60V

D. 15V

Tóm tắt:

R₁ = 30Ω; I_{1 max} = 2A; R₂ = 10Ω; I_{2 max} = 1A; R₁ song song R₂;

Ugiới hạn = ?

Gợi ý đáp án

Chọn câu A. 10V

Hiệu điện thế giới hạn của R₁ là: U_{1 max} = I_{1 max}.R₁ = 2.30 = 60V

Hiệu điện thế giới hạn của R₂ là: U_{2 max} = I_{2 max}.R₂ = 1.10 = 10V

Vì R₁ và R₂ ghép song song nên U₁ = U₂ = U. Do vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch không được vượt quá hiệu điện thế cực đại của cả R₁ và R₂.

U ≤ U_{1 max} = 60V và U ≤ U_{2 max} = 10V

Ta chọn Umax = 10V là thỏa mãn cả hai điều kiện trên.

Câu 16

Một dây dẫn đồng chất, chiều dài l, tiết diện S có điện trở là 12Ω được gập đôi thành dây dẫn mới có chiều dài l/2. Điện trở của dây dẫn mới này có trị số:

A. 6Ω

B. 2Ω

C. 12Ω

D. 3Ω

Tóm tắt:

l₁ = l; S₁ = S; R₁ = 12Ω; l₂ = l/2 ; S₂ = 2S; R₂ = ?

Gợi ý đáp án

Ta có:

+ Khi U=3V, I=0,2A

Điện trở của dây dẫn:

+ Khi tăng hiệu điện thế thêm 12V nữa tức là U’=3+12=15V

Khi đó cường độ dòng điện trong mạch:

Bài 17

Khi mắc nối tiếp hai điện trở và vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện qua chúng có cường độ I = 0,3A. Nếu mắc song song hai điện trở này cũng vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện mạch chính có cường độ I’ = 1,6A. Hãy tính và

Gợi ý đáp án

Ta có:

+ Khi mắc nối tiếp hai điện trở:

Điện trở tương đương của mạch khi mắc nối tiếp 2 điện trở:

+ Khi mắc song song hai điện trở:

Điện trở tương đương của mạch khi mắc song song 2 điện trở:

+ Mặt khác, ta có:

Suy ra ta có hệ phương trình:

Bài 18

a) Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?

b) Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V – 1000W khi ấm hoạt động bình thường.

c) Dây điện trở của ấm điện trên dây làm bằng nicrom dài 2 m và có tiết diện tròn. Tính đường kính tiết diên của dây điện trở này.

Gợi ý đáp án

a) Những dụng cụ đốt nóng bằng điện là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

Để nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn càng lớn thì dây phải có điện trở càng lớn, tức là điện trở suất lớn.

Vì vậy, bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn.

b) Ấm ghi 220V – 1000W suy ra

Điện trở của ấm khi điện khi hoạt động bình thường là:

c)

Ta có:

+ Chiều dài của dây điện trở: l = 2m

+ Điện trở suất của nicrom:

+ Điện trở của dây: R = 48,4

+ Tiết diện của dây điện trở:

Mặt khác, ta có:

Ta suy ra:

Bài 19

Một bếp điện loại 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 l nước có nhiệt độ ban đầu 25oc. Hiệu suất của quy trình đun là 85%.

a. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

b. Mỗi ngày đun sôi 41 nước bằng bếp điện trên đây cùng với điều kiện đã cho, thì trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá điện là 700 đồng mỗi kW.h.

c. Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này và vẫn sử dụng hiệu điện thế 220V thì thời gian đun sôi 21 nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như trên là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

a)

Ta có:

+ Khối lượng của nước:

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trên điện trở để đun sôi 2l nước là:

+ Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho 2l nước để nhiệt độ tăng từ lên là:

+ Theo đầu bài, ta có hiệu suất của quá trình đun là H = 85%  = 0,85

Mặt khác, ta có

Ta suy ra:

b)  m’ = 4kg

+ Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho 4l nước để nhiệt độ tăng từ lên là:

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra để đun sôi 4l nước là:

Lượng điện năng mà bếp điện tiêu thụ trong một tháng là:

=> Số tiền phải trả của bếp điện trong 1 tháng là: T = A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng

c) Điện trở của bếp điện ban đầu:

Lại có:

+ Khi gập đôi dây điện trở của bếp này, ta có:

Điện trở của bếp khi này:

Lấy ta được:

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trên điện trở để đun sôi 2l nước là:

({Q_2} đã tính ở ý a

Mặt khác, ta có:

Bài 20

Một khu dân cư sử dụng công suất điện trung bình là 4,95 kW với hiệu điện thế 220V. Dây tải điện từ trạm cung cấp tới khu dân cư này có điện trở tổng cộng là 0,4Ω.

a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện.

b. Tính tiền điện mà khu này phải trả trong một tháng (30 ngày), biết rằng thời gian dùng điện trong một ngày trung bình là 6 giờ và giá điện 700 đồng mỗi kW.h.

c. Tính điện năng hao phí trên đây tải điện trong một tháng.

Tóm tắt:

P = 4,95kW = 4950W; U = 220V; Rdây tải = Rd = 0,4Ω

a) U = ?

b) t0 = 6h; t = 6.30 = 180h; 700 đồng/1kW.h; T = ? đồng

c) Ahao phí = Ahp = ?

Gợi ý đáp án

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là: I = P/U = 4950/220 = 22,5 A

(U là hiệu điện thế ở khu dân cư)

Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện là:

UAB = U + ΔU = U + I.Rd = 220 + 22,5.0,4 = 229 (V)

(ΔU là phần hiệu điện thế bị hao hụt do dây truyền tải có điện trở Rd)

b) Lượng điện năng tiêu thụ trong một tháng là:

A = P.t = 4,95kW.180h = 891 kW.h

Tiền điện phải trả trong một tháng là:

T = A.700 = 891.700 = 623700 đồng

c) Lượng điện năng hao phí trên đường dây tải trong một tháng là:

Ahp = Php.t = I2.Rd.t = (22,5)2.0,4.180h = 36450W.h = 36,45 kW.h