Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 (Cánh diều): Bài tập Chủ đề 3 trang 56

Giải bài tập KHTN 9 Bài tập (Chủ đề 3)

Bài 1 trang 56 KHTN 9: Hai điện trở $R_{1} = 10 Ω, R_{2} = 15 Ω$ mắc nối tiếp với nhau và mắc vào hai cực của nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ là 3 V. Tính hiệu điện thế giữa hai cực nguồn điện.

Lời giải:

– Cường độ dòng điện đi qua điện trở R₁: $I_{1} = \frac{U_{1}}{R_{1}} = \frac{3}{10} = 0, 3 A .$

Mạch mắc nối tiếp => $I = I_{1} = 0, 3 A$

– Điện trở tương đương của đoạn mạch: $R = R_{1} + R_{2} = 10 + 15 = 25 Ω$

– Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn điện: U = I.R = 25.0,3 = 7,5 V.

Bài 2 trang 56 KHTN 9: Cho một đèn có ghi 5 V – 1,5 W và nguồn điện cung cấp hiệu điện thế không đổi 6 V. Cần mắc nối tiếp bóng đèn với một điện trở R vào hai cực của nguồn điện để đèn sáng bình thường. Tính điện trở của đèn, điện trở R và cường độ dòng điện trong mạch.

Lời giải:

– Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện đi qua bóng đèn là:

$℘_{1} = U_{1} I_{1} => I_{1} = \frac{℘_{1}}{U_{1}} = \frac{1, 5}{5} = 0, 3 A$

Mạch mắc nối tiếp => $I = I_{1} = I_{2} = 0, 3 A$

=> Cường độ dòng điện trong mạch là 0,3 A.

– Điện trở của đèn là: $R_{1} = \frac{U_{1}}{I_{1}} = \frac{5}{0, 3} \approx 16, 67 Ω .$

– Hiệu điện thế của điện trở R là: $U = U_{1} + U_{2} => U_{2} = U - U_{1} = 6 - 5 = 1 V$

=> Điện trở R là: $R_{2} = \frac{U_{2}}{I_{2}} = \frac{1}{0, 3} \approx 3, 33 Ω .$

Bài 3 trang 56 KHTN 9: Có hai đoạn dây dẫn có tiết diện và điện trở như nhau, một đoạn dây dẫn đồng, một đoạn dây dẫn nichrome. Đoạn dây dẫn nichrome có chiều dài 30 cm.

a) Tính chiều dài đoạn dây dẫn đồng.

b) Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn này vào một nguồn điện 24 V. Tính công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ.

Lời giải:

a) Tính chiều dài đoạn dây dẫn đồng

Điện trở dây dẫn bằng đồng: $R_{1} = ρ_{1} \frac{l_{1}}{S_{1}}$ (với $ρ_{1} = 1, {7.10}^{- 8} Ω m$ )

Điện trở dây dẫn bằng nichrome: $R_{2} = ρ_{2} \frac{l_{2}}{S_{2}}$ (với $ρ_{2} = 1, {10.10}^{- 6} Ω m$ )

Hai đoạn dây dẫn có tiết diện và điện trở như nhau => $ρ_{1} . l_{1} = ρ_{2} . l_{2}$ $=> l_{2} = \frac{ρ_{1} . l_{1}}{ρ_{2}}$

Thay số vào ta được: $l_{2} = \frac{1, {7.10}^{- 8} . 30}{1, {10.10}^{- 6}} \approx 0, 46 c m .$

b) Công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ

– Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp: $R = R_{1} + R_{2} = 2 R_{1}$

– Cường độ dòng điện của đoạn mạch: $I = \frac{U}{R} = \frac{24}{2 R_{1}} = \frac{12}{R_{1}}$

Mạch mắc nối tiếp => $I = I_{1} = I_{2} = \frac{12}{R_{1}}$

– Công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ:

$℘_{1} = ℘_{2} = U_{1} I_{1} m à U_{1} = I_{1} R_{1} => ℘_{1} = ℘_{2} = {I_{1}}^{2} R_{1}$
Thay số ta được: $℘_{1} = ℘_{2} = {(\frac{12}{R_{1}})}^{2} . R_{1} = \frac{144}{R_{1}} W .$

Bài 4 trang 56 KHTN 9: Mỗi bóng đèn của đèn đội đầu (hình 9.1) có giá trị định mức là 5V – 3,5 W.

a) Tìm cường độ dòng điện trong mạch chính và trong mỗi mạch nhánh khi đèn sáng bình thường.

b) Tìm điện trở của mỗi đèn.

Lời giải:

a) $℘_{1} = U_{1} I_{1} => I_{1} = \frac{℘_{1}}{U_{1}} = \frac{3, 5}{5} = 0, 7 A$

Hai bóng đèn có giá trị định mức là như nhau => $I_{1} = I_{2} = 0, 7 A$

Cường độ dòng điện trong mạch chính là: $I = I_{1} + I_{2} = 0, 7 + 0, 7 = 1, 4 A$

b) Hai bóng đèn có giá trị định mức là như nhau => $R_{1} = R_{2}$

Tổng trở cả mạch: $R = \frac{U}{I} = \frac{5}{1, 4} \approx 3, 57 Ω .$

Điện trở của mỗi bóng đèn: $\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} = \frac{1}{R} => \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{1}} = \frac{1}{3, 57} = > R_{1} = R_{2} \approx 7, 14 Ω .$

Bài 5 trang 56 KHTN 9: Người ta mắc hai đèn song song với nhau và mắc vào nguồn điện. Biết đèn 1 có điện trở 3 Ω, đèn 2 có điện trở 6 Ω.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai đèn.

b) Nếu nguồn điện cung cấp cho đoạn mạch một hiệu điện thế là 6 V thì cường độ dòng điện trong mạch chính bằng bao nhiêu?

c) Tính năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong 30 phút.

Lời giải:

a) $\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} = \frac{1}{R} => R = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{3.6}{3 + 6} = 2 Ω .$

b) $I = \frac{U}{R} = \frac{6}{2} = 3 A .$

c) Đổi 30 phút = 1800 s

W = UIt = 6.3.1800 = 32400 J.

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều hay, chi tiết khác:

10. Năng lượng của dòng điện và công suất điện

Bài tập (Chủ đề 3)

11. Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

12. Tác dụng của dòng điện xoay chiều

Bài tập (Chủ đề 4)

13. Sử dụng năng lượng

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy