Tổng hợp câu hỏi ôn tập Vật Lí lớp 9 cực hay, chi tiết (P1)

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó.

Tiến hành thí nghiệm đo cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn ứng với các hiệu điện thế khác nhau.

Thu được bảng số liệu

Từ kết quả số liệu ta thấy hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng hoặc giảm bấy nhiêu lần.

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0).

Dạng đồ thị cho thấy cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế.

Điện trở của dây dẫn được xác định bằng công thức: $\mathrm{R}=\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{I}}$

Trong đó:

R là điện trở của dây dẫn.

U là hiệu điện thế hai dầu dây dẫn, tính bằng Vôn (V).

I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, tính bằng Ampe (A).

Kí hiệu điện trở trong mạch điện là hoặc 

Đơn vị của điện trở là Ôm, kí hiệu là Ω.

1Ω = 1A

Điện trở biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn.

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

Hệ thức định luật Ôm: $\mathrm{I}=\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{R}}$,

trong đó:

U là hiệu điện thế, đo bằng vôn (V)

I là cường độ dòng điện, đo bằng ampe (A)

R là điện trở của dây dẫn, đo bằng Ôm (Ω)

Ví dụ: Đặt một hiệu điện thế 24V vào hai đầu bóng đèn có điện trở 12Ω thì cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:

- Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = ${\mathrm{I}}_1$ = ${\mathrm{I}}_2$

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế trên hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = ${\mathrm{U}}_1 + {\mathrm{U}}_2$

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

Điện trở tương đương (${\mathrm{R}}_{\mathrm{tđ}}$) của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần:

${\mathrm{R}}_{\mathrm{tđ}}$ = ${\mathrm{R}}_1 + {\mathrm{R}}_2$

Ví dụ: Mắc điện trở 20 Ω nối tiếp với điện trở 10 Ω thì điện trở tương đương là ${\mathrm{R}}_{\mathrm{tđ}}$ = ${\mathrm{R}}_1 + {\mathrm{R}}_2$ = 20 + 10 = 30 Ω.

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = ${\mathrm{I}}_1 + {\mathrm{I}}_2$

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = ${\mathrm{U}}_1$ = ${\mathrm{U}}_2$

Đôi với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, điện trở tương dương được tính theo công thức:

Ví dụ: Hai điện trở có giá trị 20 Ω được mắc song song với nhau, điện trở tương đương có giá trị là

= 10 Ω

Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: 

Ví dụ:

Mắc song song hai điện trở ${\mathrm{R}}_1$ = 5 Ω; ${\mathrm{R}}_2$ = 10 Ω vào mạch điện. Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là 0,6 A thì cường độ trong các mạch nhánh tương ứng có tỉ lệ  = 2; mà ${\mathrm{I}}_1 + {\mathrm{I}}_2$ = 0,6 A nên ${\mathrm{I}}_1$= 0,4 A; ${\mathrm{I}}_2$ = 0,2 A.

Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài mỗi dây.

Ví dụ: Hai đoạn dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu, có chiều dài là l₁ và l₂. Lần lượt đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu của mỗi đoạn dây này thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ tương ứng là I₁ và I₂. Biết I₁ = 0,25 I₂ thì chiều dài l₁ = 4 l₂

Vì:

Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.

Ví dụ: Hai dây nhôm có cùng chiều dài. Dây thứ nhất có tiết diện 0,5 ${\mathrm{mm}}^2$ thì có điện trở ${\mathrm{R}}_1$ = 5,5 Ω. Dây thứ hai có tiết diện 2,5 ${\mathrm{mm}}^2$ thì có điện trở là:

Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài l của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện S của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.

Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bởi một đại lượng là điện trở suất.

Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì điện trở của dây dẫn càng nhỏ, vật liệu đó dẫn điện càng tốt.

Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) 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 là 1${\mathrm{m}}^2$.

Điện trở suất được kí hiệu là ρ (đọc là “rô”).

Đơn vị của điện trở suất là Ω.m (đọc là “ôm mét”)

Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.

Điện trở của một dây dẫn được tính bằng công thức: , trong đó:

+ R là điện trở của dây dẫn, đơn vị là Ω.

+ ρ là điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn, đơn vị là Ω.m.

+ l là chiều dài dây dẫn, đơn vị là m.

+ S là tiết diện của dây dẫn, đơn vị là ${\mathrm{m}}^2$.

Biến trở có các bộ phận chính như hình, gồm con chạy và cuộn dây dẫn làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn (nikelin hoặc nicrom), được quấn đều đặn dọc theo một lõi cách điện (thường làm bằng sứ).

Hoạt động của biến trở:

Mắc hai đầu A và N của biến trở vào mạch điện, dịch chuyển cho con chạy từ N đến M để thay đổi giá trị điện trở của con chạy.

Biến trở được mắc nối tiếp trong mạch như sau:

Biến trở được mắc nối tiếp trong mạch điện như sơ đồ trên. Mắc hai đầu A và N với dây dẫn. Điều chỉnh con chạy C đến sát điểm N để điện trở của biến trở là lớn nhất. Dịch chuyển con chạy C từ N đến M thì độ sáng của đèn tăng dần lên. Đèn sáng mạnh nhất khi con chạy C ở vị trí sát điểm M.

Như vậy, biến trở có tác dụng điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch khi thay đổi trị số điện trở của nó.

Trong kĩ thuật, như các mạch radio, ti vi, vi mạch điện tử ….người ta cần sử dụng các điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau, có thể lớn tới vài trăm mêgaôm.

Một vi mạch có các điện trở dùng trong kĩ thuật

Các điện trở này có cấu tạo là một lớp than hay kim loại mỏng phủ ngoài một lõi cách điện bằng sứ.

Trị số của điện trở có thể ghi trên thân điện trở hoặc các vòng màu trên điện trở.

Điện trở có trị số ghi trên thân điện trở.

Số oát ghi trên một dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường.

Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó:

P = U . I

Trong đó:

P đo bằng Oát (W)

U đo bằng Vôn (V)

I đo bằng am pe (A)

1W = 1V . 1A.

Ví dụ: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 0,4 A. Công suất của bóng đèn này là P = U . I = 12 . 0,4 = 3,6 W.

Điện năng là năng lượng của dòng điện. Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng.

Ví dụ:

+ Dòng điện đi qua bàn là làm mặt bàn là nóng lên, đi qua ấm điện làm nước và ấm nóng lên… như vậy, dòng điện cung cấp nhiệt lượng.

Ấm đun nước điện

Bàn là điện

+ Dòng điện đi qua máy khoan làm mũi khoan quay và khoan vào gỗ, dòng điện đi qua máy bơm nước làm máy đưa nước lên cao… như vậy dòng điện đã thực hiện công.

Máy khoan điện

Máy bơm nước

Công của dòng điện sản ra ở một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

Công thức xác định công của dòng điện là:

A = P. t = U.I.t

Trong đó:

U đo bằng vôn (V)

I đo bằng ampe (A)

t đo bằng giây (s), thì công A đo bằng Jun (J)

1J = 1W.1s = 1V.1A.1s

Công tơ điện dùng để đo lượng điện năng sử dụng. Mỗi số đếm của công tư điện cho biện lượng điện năng đã được sử dụng là 1 kilôoát giờ:

1kWh = 3 600 000 J = 3600 kJ.

Công tơ điện

Nhiệt 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.

Q = ${\mathrm{I}}^2$.R.t

Trong đó:

I đo bằng ampe (A)

R đo bằng ôm (Ω)

t đo bằng giây (s)

Q đo bằng Jun (J)

Ví dụ: Dòng điện 1 A chạy qua điện trở có giá trị 15 Ω trong thời gian 30 giây thì tỏa ra nhiệt lượng là

Q = ${\mathrm{I}}^2$.R.t = $1^2$.15.30 = 450 J

- Chỉ làm thí nghiệm với các nguồn điện có hiệu điện thế dưới 40V.

- Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện

- Không được tự mình chạm vào mạch điện dân dụng và các thiết bị điện nếu chưa biết rõ cách sử dụng.

- Khi có người bị điện giật thì không được chạm vào người đó mà cần tìm cách ngắt ngay công tắc điện và gọi người cấp cứu.

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

- Sử dụng cầu chì hoặc aptomat cho mạch điện để ngắt mạch tự động khi có đoản mạch xảy ra.

Cần lựa chọn sử dụng các dụng cụ và thiết bị điện có công suất phù hợp và chỉ sử dụng chúng trong thời gian cần thiết.

Đối với một số dụng cụ điện, có thể sử dụng các bộ phận hẹn giờ để tiết kiệm điện năng.

Nam châm vĩnh cửu là một vật thể được làm từ vật liệu được từ hóa.

Nam châm vĩnh cửu nào cũng có 2 cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc, cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam.

Người ta sơn các màu khác nhau để phân biệt các từ cực của nam châm, cực Bắc có ghi chữ N, cực nam có ghi chữ S.

Nam châm thẳng.

Nam châm chữ U.

Kim nam châm.

- Ta nói nam châm có từ tình vì nam châm có thể hút được sắt, thép, niken, cô ban, ga đôlini….

- Khi đặt hai nâm châm ở gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.

Từ cực cùng tên thì đẩy nhau

Từ cục khác tên thì hút nhau

Lực tương tác giữa nam châm với nam châm hoặc giữa dòng điện với nam châm gọi là lực từ.

Lực tương tác giữa hai nam châm

Lực tương tác giữa dòng điện và nam châm

Từ trường là môi trường không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện. Từ trường có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong nó.

Từ trường tồn tại xung quanh nam châm thẳng.

Người ta dùng kim nam châm (gọi là nam châm thử) để nhận biết từ trường.

Đặt nam châm thử trong môi trường có từ trường thì kim nam châm bị lệch đi so với phương ban đầu vì từ trường đã tác dụng lực từ lên kim nam châm thử.

Từ phổ là hình ảnh cụ thể về các đường sức từ. Có thể thu được từ phổ bằng cách rắc mạt sát lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường và gõ nhẹ.

Từ phổ của nam châm thẳng

Từ phổ của nam châm chữ U

Đường sức từ là đường được quy ước cho phép ta biểu diễn từ trường. Các đường sức từ có chiều nhất định.

Các kim nam châm nối đuôi nhau dọc theo một đường sức từ. Cực Bắc của kim này nối với cực Nam của kim kia.

Các kim nam châm nối đuôi nhau dọc theo một đường sức từ.

Đường sức từ của nam châm thẳng.

Mỗi đường sức từ có một chiều xác định. Bên ngoài nam châm, các đường sức từ là những đường cong có chiều đi ra từ cực Bắc, đi vào từ cực Nam của nam châm.

Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ dày, nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ thưa.

Đường sức từ của nam châm thẳng

Đường sức từ của hai từ cực cùng tên

Đường sức từ của hai từ cực khác tên

Phần từ phổ ở bên ngoài của ống dây có dòng điện chạy qua rất giống phàn tử phổ ở bên ngoài thanh nam châm. Trong lòng ống dây cũng có các đường sức từ, được sắp xếp gần như song song với nhau.

Từ phổ của ống dây có dòng điện

Từ phổ của thanh nam châm

Đường sức từ của ống dây là những đường cong khép kín.

Giống như thanh nam châm, tại hai đầu ống dây, các đường sức từ có chiều cùng đi vào một đầu và cùng đi ra ở đầu kia. Đầu có các đường sức từ đi ra gọi là cực Bắc, đầu có các đường sức từ đi vào gọi là cực Nam.