Với giải Em có thể trang 101 Vật lí lớp 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

Em có thể trang 101 Vật Lí 11: Giải thích được tại sao sử dụng đèn LED tiết kiệm năng lượng điện hơn so với bóng đèn dây tóc.

Lời giải:

- Nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt là dòng điện sẽ đi qua đui đèn vào đến dây tóc làm nó nóng lên và phát ra ánh sáng. Theo tính toán, chỉ có 10% năng lượng dành cho việc chuyển hóa thành ánh sáng nên hiệu suất phát quang thấp, 90% năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt và tỏa ra ngoài vỏ bóng đèn.

- Còn đèn led không bị mất năng lượng thừa để làm nóng và đốt cháy dây tóc để phát sáng như đèn sợi đốt. Mà đèn led hoạt động theo nguyên lý phát sáng của các diode. Nhiệt năng tạo ra trong quá trình này rất nhỏ. Chỉ cần một dòng điện nhỏ (một chiều) đi qua là tương tác đã xảy ra. Vì vậy, đèn led là loại đèn tiết kiệm năng lượng nhất hiện nay.

Lý thuyết Nguyên nhân gây ra điện trở và ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở

1. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại

Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng, nhiệt độ càng cao, các ion dương dao động càng mạnh. Dao động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể cản trở chuyển động của các electron tự do là nguyên nhân chính gây ra điện trở của kim loại.

Mô hình nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

Mở rộng: điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất

$\rho ={\rho }_0[1+\alpha (t-t_0\left)\right]$

Trong đó:

- $\rho$là điện trở suất ở nhiệt độ t, đơn vị là ôm nhân mét ($\Omega .m$)

- ${\rho }_0$ là điện trở suất ở nhiệt độ t₀, đơn vị là ôm nhân mét ($\Omega .m$)

- $\alpha$ là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị là K^-1.

- t - t₀ là độ biến thiên nhiệt độ.

Ngoài ra ta cũng có thể viết biểu thức của điện trở dưới dạng $R=R_0[1+\alpha (t-t_0\left)\right]$

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở

a) Điện trở của đèn sợi đốt

- Khi dòng điện và hiệu điện thế nhỏ, đường đặc trưng vôn – ampe gần giống đường thẳng. Ở hiệu điện thế cao hơn, đường đặc trưng bắt đầu cong. Điều đó cho thấy điện trở của dây tóc bóng đèn tăng lên vì tỉ số $\frac{U}{I}$ tăng lên.

- Khi dây tóc bóng đèn phát sáng thì đường đặc trưng có độ dốc nhỏ nên điện trở lớn.

- Như vậy, điện trở của dây tóc bóng đèn phụ thuộc vào nhiệt độ.

b) Điện trở nhiệt

Điện trở nhiệt là linh kiện có điện trở thay đổi rõ rệt theo nhiệt độ.

- Điện trở của điện trở nhiệt NTC giảm khi nhiệt độ tăng.

- Điện trở của điện trở nhiệt PTC tăng khi nhiệt độ tăng.