Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 65 chi tiết trong Bài 17: Điện trở. Định luật Ohm Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 17: Điện trở. Định luật Ohm

Bài 17.4 (H) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Có 3 điện trở giống nhau được ghép thành bộ theo tât cả các cách và hai đầu bộ điện trở được đặt vào một hiệu điện thế không đổi. Đo cường độ dòng điện chạy qua mạch chính của bộ điện trở, kết quả cho thấy trường hợp cường độ dòng điện có giá trị nhỏ nhất là 0,3 A.

a) Có bao nhiêu giá trị khác nhau của cường độ dòng điện trên?

b) Tính các giá trị cường độ dòng điện trong các trường hợp còn lại.

Lời giải:

a) Với 3 điện trở giống nhau bằng R thì có tất cả 3 cách ghép khác nhau. Do đó, có 3 giá trị khác nhau của cường độ dòng điện.

b) Trường hợp cường độ dòng điện nhỏ nhất ứng với điện trở của bộ lớn nhất: $R_{\text{b}}=3R\Rightarrow I_{\text{min}}=\frac{U}{3R}=0,3\text{ A}$

Trường hợp cường độ dòng điện lớn nhất ứng với điện trở của bộ nhỏ nhất: $R_{\text{b}}=\frac{R}{3}\Rightarrow I_{\text{max}}=\frac{3U}{R}=\frac{9U}{3R}=9.0,3=2,7\text{ A}$

Trường hợp còn lại: $R_{\text{b}}=\frac{3R}{2}\Rightarrow I=\frac{2U}{3R}=2.0,3=0,6\text{ A}$

Bài 17.5 (VD) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Đặt một hiệu điện thế không đổi vào hai đầu đoạn dây kim loại đồng chất có tiết diện đều thì khoảng thời gian trung bình một hạt tải điện đi hết chiều dài đoạn dây là 5,0 phút. Nếu tăng chiều dài đoạn dây lên gấp 3 lần thì thời gian trung bình mà hạt tải điện đi bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Áp dụng công thức $I=Snev=\text{Sn}e\cdot \frac{\mathcal{l}}{t}$ và định luật Ohm: $I=\frac{U}{R}=\frac{US}{\rho \mathcal{l}}$ từ đó $\Rightarrow t=\frac{ne\rho {\mathcal{l}}^2}{U}$

Vậy thời gian trung bình mà hạt tải điện di chuyển tăng tỉ lệ với bình phương chiều dài đoạn dây.

Khi tăng chiều dài đoạn dây lên gấp 3 lần thì thời gian trung bình mà hạt tải điện đi là: $t={5.3}^2=45\text{ phút }$

Bài 17.6 (VD) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Với cùng một khối lượng đồng nguyên chất như nhau, người ta tạo thành hai đoạn dây dẫn hình trụ (1) và (2). Biết đường kính tiết diện của dây (1) bằng một nửa so với dây (2). Tính tỉ số điện trở của hai đoạn dây dẫn (1) và (2).

Lời giải:

Với $m,D,\rho$ lần lượt là khối lượng, khối lượng riêng và điện trở suất của đồng. Ta có: $\left\{\begin{array}{l}m=DV=D\mathcal{l}S\\ R=\rho \frac{\mathcal{l}}{S}\end{array}\Rightarrow R=\frac{\rho m}{D{S}^2}=\frac{16\rho m}{D{\pi }^2{\text{d}}^4}\right.$

Như vậy, điện trở đoạn dây tỉ lệ nghịch với lũy thừa bậc 4 của đường kính tiết diện dây. Do đó, điện trở dây (1) lớn gấp $2^4=16$ lần so với điện trở dây (2).

Bài 17.7 (VD) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Biết bạc có khối lượng riêng và điện trở suất lần lượt là 10,5 tấn/m³; $1,{62.10}^{-8}\text{Ωm}$ ; nhôm có khối lượng riêng và điện trở suất lần lượt là 2,7 tấn/m³; $2,{75.10}^{-8}\text{Ωm}$. Xét hai dây dẫn có cùng tiết diện và cùng điện trở, một dây làm bằng bạc và một dây làm bằng nhôm. Nếu dây bằng nhôm có khối lượng 200 kg thì dây bằng bạc có khối lượng bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi bạc là (1), nhôm là (2).

Theo đề, ta có:$R_1=R_2\Rightarrow {\rho }_1\frac{{\mathcal{l}}_1}{S_1}={\rho }_2\frac{{\mathcal{l}}_2}{S_2}\Rightarrow {\rho }_1{\mathcal{l}}_1={\rho }_2{\mathcal{l}}_2\Rightarrow \frac{{\mathcal{l}}_1}{{\mathcal{l}}_2}=\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}\left(\text{do }{S}_1=S_2\right)$ (1)

Tỉ số khối lượng: $\frac{m_1}{m_2}=\frac{D_1{V}_1}{D_2{V}_2}=\frac{D_1{S}_1{\mathcal{l}}_1}{D_2{S}_2{\mathcal{l}}_2}=\frac{D_1{\mathcal{l}}_1}{D_2{\mathcal{l}}_2}$(2)

Thế (1) vào (2), ta được: $\frac{m_1}{m_2}=\frac{D_1{\rho }_2}{D_2{\rho }_1}=\frac{10,5\cdot 2,75\cdot {10}^{-8}}{2,7\cdot 1,62\cdot {10}^{-8}}\approx 6,6\Rightarrow m_1=6,6m_2=6,6\cdot 200=1320\text{ kg}$

Bài 17.8 (VD) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Tính giá trị điện trở R ở Hình 17.2. Bỏ qua điện trở các dây nối. Biết điện trở tương đương giữa hai điểm A và B có giá trị $3\text{Ω}$.

Lời giải:

Đặt tên các điểm nút được nối với nhau bằng đoạn dây không điện trở như hình dưới.

Sau đó, vẽ lại mạch với các cặp điểm trùng nhau tương ứng như hình dưới.

Từ đó tính được $R=2\text{Ω}$ .

Bài 17.9 (VD) trang 65 Sách bài tập Vật Lí 11: Một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều có điện trở R₀ được uốn và hàn thành vòng tròn kín với A và B là hai đầu của một đường kính vòng tròn đó.

a) Gọi M và N là hai đầu của một đường kính khác của vòng dây sao cho MN vuông góc với AB. Nối M và N bởi một đoạn dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính điện trở của đoạn mạch AB theo R₀.

b) Bây giờ không nối tắt giữa M và N như câu a mà người ta dùng một khung dây dẫn kín có dạng một tam giác đều CDE có điện trở không đáng kể mà ba đỉnh luôn tiếp xúc và có thể xoay trượt trên đường tròn (Hình 17.3). Tính điện trở lớn nhất và nhó nhất của đoạn mạch AB theo R₀.

Lời giải:

a) Cấu trúc đoạn mạch AB: $\left(R_{\text{AM}}//R_{\text{AN}}\right)\text{nt}\left(R_{\text{MB}}//{\text{R}}_{\text{NB}}\right)$.

Theo đề, ta có: $R_{\text{AM}}=R_{\text{AN}}=R_{\text{MB}}=R_{\text{NB}}=\frac{R_0}{4}$ .

Suy ra, điện trở tương đương của đoạn mạch AB: $R_{\text{AB}}=\frac{R_0}{4}$.

b) Điện trở của các cung tròn CD, DE và EC bằng $\frac{R_0}{3}$ .

Gọi $R_{\text{AC}}=x,R_{\text{DB}}=y\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{R}_{\text{AE}}=\frac{R_0}{3}-x\\ R_{\text{EB}}=\frac{R_0}{3}-y\end{array}\right.$

Điện trở của đoạn mạch AB:

$$\begin{gathered} R_{\text{AB}}=\frac{R_{\text{AE}}\cdot R_{\text{AC}}}{R_{\text{AE}}+R_{\text{AC}}}+\frac{R_{\text{EB}}\cdot R_{\text{DB}}}{R_{\text{EB}}+R_{\text{DB}}} \\ =\frac{x\left(\frac{R_0}{3}-x\right)}{\frac{R_0}{3}}+\frac{y\left(\frac{R_0}{3}-y\right)}{\frac{R_0}{3}} \\ =\left(x+y\right)-\frac{3}{R_0}\left[{(x+y)}^2-2xy\right]\left(\text{*}\right) \end{gathered}$$

Ta có: $x+y=\frac{R_0}{2}-\frac{R_0}{3}=\frac{R_0}{6}$

Thay vào phương trình (*), ta được: $R_{\text{AB}}=\frac{R_0}{12}+\frac{6xy}{R_0}$ .

Vì $x+y=\frac{R_0}{6}$ không đổi nên xy lớn nhất khi $x=y=\frac{R_0}{12}\Rightarrow R_{{\text{AB}}_{\text{max}}}=\frac{R_0}{8}$ .

$R_{{\text{AB}}_{\text{min }}}=\frac{R_0}{12}$ khi x hoặc y bằng 0.