Lý thuyết Điện trở (Cánh diều 2024) hay, chi tiết

Lý thuyết Điện trở (Cánh diều 2024) hay, chi tiết | Vật Lí 11

Admin Vietjack Ngày: 10-01-2024 Lớp 11

2.2 K

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 2: Điện trở sách Cánh diều hay, chi tiết cùng với bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 11.

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 2: Điện trở

A. Lý thuyết Điện trở

I. Điện trở

1. Khái niệm về điện trở

Điện trở của một vật dẫn bất kì được xác định bằng tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn và cường độ dòng điện qua nó.

$R = \frac{U}{I}$

Với R là điện trở, I là cường độ dòng điện và U là hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở.

Đơn vị của điện trở là ohm (ôm), kí hiệu là $Ω$ .

2. Đường đặc trưng I – U của vật dẫn kim loại

Đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U giữa hai đầu vật dẫn được gọi là đường đặc trưng I – U, hay còn gọi là đường đặc trưng vôn – ampe của vật dẫn.

Lý thuyết Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2: Điện trở

3. Định luật Ohm cho vật dẫn kim loại

Với một vật dẫn ở nhiệt độ không đổi, cường độ dòng điện qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu của vật dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó.

$I = \frac{U}{R}$

II. Nguyên nhân chính gây ra điện trở trong kim loại

Trong kim loại, các electron tự do dịch chuyển có hướng dưới tác dụng của lực điện, tạo thành dòng điện. Trong quá trình chuyển động, các electron va chạm với nhau và với các ion nút mạng nên bị cản trở. Va chạm càng nhiều thì tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện càng giảm, dẫn đến dòng điện tại thành càng nhỏ. Nghĩa là, điện trở càng lớn.

Lý thuyết Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2: Điện trở

III. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở của đèn sợi đốt

- Nhiệt độ của vật dẫn kim loại càng cao thì các ion dương dao động càng mạnh quanh các nút mạng, làm tăng khả năng va chạm với các electron tự do, kéo theo điện trở của vật dẫn tăng.

- Tiến hành thí nghiệm khảo sát sự liên hệ giữa cường độ dòng điện I qua đèn sợi đốt và hiệu điện thế U đặt vào đèn, khi tăng dần U, đo giá trị I tương ứng.

Lý thuyết Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2: Điện trở

Nhận xét: đường đặc trưng I – U của dây tóc bóng đèn sợi đốt không phải là một đoạn thẳng. Như vậy, định luật Ohm không áp dụng được đối với bóng đèn sợi đốt.

2. Điện trở nhiệt (thermistor)

Điện trở nhiệt là vật dẫn điện có điện trở thay đổi một cách rõ rệt khi nhiệt độ thay đổi.

Điện trở nhiệt có thể phân thành hai loại:

- Điện trở nhiệt thuận (kí hiệu PTC): điện trở tăng khi nhiệt độ tăng.

- Điện trở nhiệt ngược (kí hiệu NTC): điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.

Lý thuyết Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2: Điện trở

B. Trắc nghiệm Điện trở

Câu 1. Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đối với hai điện trở $R_{1}, R_{2}$ trong hình vẽ. Điện trở $R_{1}, R_{2}$ có giá trị là

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2 (có đáp án): Điện trở

A. $R_{1} = 5 Ω; R_{2} = 20 Ω$ .

B. $R_{1} = 10 Ω; R_{2} = 5 Ω$ .

C. $R_{1} = 5 Ω; R_{2} = 10 Ω$ .

D. $R_{1} = 20 Ω; R_{2} = 5 Ω$ .

Hướng dẫn giải

$R_{1} = \frac{6}{0, 3} = 20 Ω; R_{2} = \frac{4}{0, 8} = 5 Ω$

Đáp án đúng là D

Câu 2. Muốn đo hiệu điện thế giữa hai cực của một nguồn điện, nhưng không có vôn kế, một học sinh đã sử dụng một ampe kế và một điện trở có giá trị $R = 50 Ω$ mắc nối tiếp nhau sau, đó mắc vào nguồn điện, biết ampe kế chỉ 1,2A. Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn điện có giá trị bằng bao nhiêu?

A. 120 V.

B. 50 V.

C. 12 V.

D. 60 V.

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế U = I.R = 60 V

Đáp án đúng là D

Câu 3: Mắc nối tiếp điện trở R₁ và R₂ thành bộ rồi đặt hai đầu bộ điện trở này vào một hiệu điện thế U thì độ giảm thế trên R₁ lớn gấp 2 lần độ giảm thế trên R₂. Sau đó, mắc song song hai điện trở này thành bộ rồi đặt hai đầu bộ vào hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở

A. R₁ lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₂.

B. R₂ lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁.

C. R₁ lớn gấp 4 lần cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₂.

D. R₂ lớn gấp 4 lần cường độ đòng điện chạy qua điện trở R₁.

Hướng dẫn giải

Khi mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua hai điện trở có giá trị như nhau, từ giả thiết $U_{1} = 2 U_{2}$ , ta rút ra $R_{1} = 2 R_{2}$ .

Khi mắc song song R₁ và R₂ thì hiệu điện thế hai đầu các điện trở như nhau, theo định luật $Ohm$ thì cường độ dòng điện khi đó tỉ lệ nghịch với điện trở nên chọn B.

Đáp án đúng là B

Câu 4. Đặt vào hai đầu một điện trở R = 20 Ω một hiệu điện thế U = 2V trong khoảng thời gian t = 20 s. Lượng điện tích di chuyển qua điện trở là

A. q = 4 C.

B. q = 1 C.

C. q = 2 C.

D. q = 5 mC.

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch: $I = \frac{U}{R} = \frac{2}{20} = 0, 1$ (A).

Lượng điện tích di chuyển qua điện trở trong 20 s là q = I.t = 0,1.20 = 2 C.

Đáp án đúng là C.

Câu 5. Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào yếu tố nào?

A. Nhiệt độ của kim loại.

B. Kích thước của vật dẫn kim loại.

C. Bản chất của kim loại.

D. Nhiệt độ và bản chất của vật dẫn kim loại.

Hướng dẫn giải

Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của vật dẫn kim loại.

Đáp án đúng là D

Câu 6. Đặt hiệu điện thế 6V vào hai đầu điện trở 3Ω. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là

A. 0,5 A.

B. 6 A.

C. 2 A.

D. 3 A.

Hướng dẫn giải

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

Đáp án đúng là C

Câu 7. Đặt một hiệu điện thế 12V vào giữa hai đầu một điện trở 4,0Ω thì lượng điện tích chạy qua điện trở trong mỗi giây là

A. 3 C.

B. 4 C.

C. 12 C.

D. 48 C.

Hướng dẫn giải

$I = \frac{U}{R} = \frac{12}{4} = 3 A \Rightarrow q = I t = 3.1 = 3 C$

Đáp án đúng là A

Câu 8. Một dây dẫn kim loại có điện trở R được cắt thành ba đoạn bằng nhau rồi tết lại với nhau để tạo thành một dây dẫn mới có chiều dài bằng 1/3 chiều dài ban đầu. Điện trở của dây mới này có giá trị là

A. 3R.

B. R/9.

C. R/3.

D. 9R.

Hướng dẫn giải

Mỗi đoạn dây nhỏ có chiều dài giảm 3 lần nên điện trở của chúng giảm 3 lần.

$R_{1} = R_{2} = R_{3} = \frac{R}{3}$

Điện trở mới của dây sau khi tết lại (giống như 3 điện trở mắc song song): $R_{t d} = \frac{R}{9}$

Đáp án đúng là B

Câu 9. Đặc điểm của điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở

A. dương khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.

B. dương khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm.

C. âm khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.

D. âm khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm về bằng 0.

Hướng dẫn giải

Đặc điểm của điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở dương khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng. Công thức điện trở $R = ρ \frac{l}{S}$ nên khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất tăng do đó điện trở tăng.

Đáp án đúng là A

Câu 10. Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. Nếu tăng hiệu điện thế lên 1,6 lần thì

A. cường độ dòng điện tăng 3,2 lần.

B. cường độ dòng điện giảm 3,2 lần.

C. cường độ dòng điện giảm 1,6 lần.

D. cường độ dòng điện tăng 1,6 lần.

Hướng dẫn giải

Nếu tăng hiệu điện thế lên 1,6 lần thì cường độ dòng điện tăng 1,6 lần.

Đáp án đúng là D

Câu 11. Cho mạch điện như hình vẽ. Các giá trị điện trở $R_{1} = 6 Ω, R_{2} = 4 Ω$ , $R_{3} = 2 Ω, R_{4} = 3 Ω, R_{5} = 6 Ω$ .

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Cánh diều Bài 2 (có đáp án): Điện trở

Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở $R_{2}$ nếu cường độ dòng điện qua điện trở $R_{1}$ có giá trị 1A.

A. 2 V.

B. 3 V.

C. 4 V.

D. 5 V.

Hướng dẫn giải

$\begin{matrix} R_{45} = \frac{R_{4} R_{5}}{R_{4} + R_{5}} = 2 Ω \\ R_{345} = R_{3} + R_{45} = 4 Ω \\ R_{2345} = \frac{R_{2} . R_{345}}{R_{2} + R_{345}} = 2 Ω \\ R_{12345} = R_{1} + R_{2345} = 8 Ω \end{matrix}$

Vì $R_{345} = R_{2}$ nên ta có $I_{2} = I_{345} = \frac{I_{1}}{2} = 0, 5 A$ .

$U_{R_{2}} = I_{2} R_{2} = 0, 5 \cdot 4 = 2 V.$

Đáp án đúng là A

Câu 12. Cho một đoạn mạch điện như hình vẽ. Biết các giá trị điện trở: $R_{1} = 1 Ω$ ; $R_{2} = 20 Ω; R_{3} = 5 Ω; R_{4} = R_{5} = 10 Ω$ . Hãy tính điện trở của đoạn mạch AB.