Bài tập phần vận dụng (Bài 18 trang 56 SGK Vật Lý 9)

Bài 18 (trang 56 SGK Vật Lý 9):

a) Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?

b) Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V - 1000W khi ấm hoạt động bình thường.

c) Dây điện trở của ấm điện trên dây làm bằng nicrom dài 2 m và có tiết diện tròn. Tính đường kính tiết diên của dây điện trở này.

Phương pháp giải:

+ Áp dụng biểu thức tính công suất: \(P = {I^2}R = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

+ Sử dụng biểu thức tính tiết diện: \(S = \pi {r^2} = \pi \dfrac{{{d^2}}}{4}\)

+ Áp dụng công thức tính điện trở: \(R = \rho \dfrac{l}{S}\)

Lời giải chi tiết:

a) Những dụng cụ đốt nóng bằng điện là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

Để nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn càng lớn thì dây phải có điện trở càng lớn, tức là điện trở suất lớn.

Vì vậy, bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn.

b) Ấm ghi \(220V - 1000W\) suy ra \(\left\{ \begin{array}{l}{U_{dm}} = 220V\\{P_{dm}} = 1000W\end{array} \right.\)

Điện trở của ấm khi điện khi hoạt động bình thường là: \(R = \dfrac{{U_{dm}^2}}{P} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{1000}} = 48,4\Omega \)

c)

Ta có:

+ Chiều dài của dây điện trở: \(l = 2m\)

+ Điện trở suất của nicrom: \(\rho  = 1,{1.10^{ - 6}}\Omega m\)

+ Điện trở của dây: \(R = 48,4\Omega \)

+ Tiết diện của dây điện trở: \(S = \pi {r^2} = \pi \dfrac{{{d^2}}}{4}\)

Mặt khác, ta có: \(R = \rho \dfrac{l}{S} = \rho \dfrac{l}{{\pi \dfrac{{{d^2}}}{4}}}\)

Ta suy ra: \(d = \sqrt {\dfrac{{4\rho l}}{{\pi R}}}  = \sqrt {\dfrac{{4.1,{{1.10}^{ - 6}}.2}}{{\pi .48,8}}}  \approx 2,{4.10^{ - 4}}m\)