Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 55
Lời giải chi tiết SGK Lớp 9 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 55–56
Bài 11: Điện trở. Định luật Ohm
Câu hỏi mở bài (trang 53)
Đề bài:
- Nếu lần lượt thay điện trở trong sơ đồ mạch điện ở hình bên bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ của ampe kế có thay đổi không?
- Nếu thay đổi nguồn điện khác nhau thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở có thay đổi không?
Cách giải
Câu 1:
Khi thay điện trở bằng các điện trở khác nhau (giá trị khác nhau), mà giữ nguyên nguồn điện (hiệu điện thế không đổi), thì:
- Điện trở lớn hơn → cản trở dòng điện nhiều hơn → số chỉ ampe kế giảm.
- Điện trở nhỏ hơn → cản trở dòng điện ít hơn → số chỉ ampe kế tăng.
Đáp án: Có. Số chỉ ampe kế sẽ thay đổi khi thay bằng các điện trở có giá trị khác nhau.
Câu 2:
Khi thay đổi nguồn điện khác nhau, hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở thay đổi, do đó:
- Hiệu điện thế tăng → cường độ dòng điện tăng.
- Hiệu điện thế giảm → cường độ dòng điện giảm.
Đáp án: Có. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở sẽ thay đổi khi thay đổi nguồn điện.
Câu hỏi thí nghiệm – Bảng 11.1 (trang 53 – 54)
Đề bài: So sánh độ sáng của bóng đèn trong 3 trường hợp (mắc lần lượt điện trở R₁, R₂, R₃), rút ra kết luận về tính chất của điện trở.
Cách giải
Giả sử R₁ < R₂ < R₃ (ba điện trở có giá trị khác nhau, tăng dần). Khi mắc vào cùng một mạch điện với cùng nguồn điện 12 V:
| Vật dẫn | Mô tả độ sáng của bóng đèn |
|---|---|
| Điện trở R₁ | Đèn sáng mạnh nhất |
| Điện trở R₂ | Đèn sáng vừa |
| Điện trở R₃ | Đèn sáng yếu nhất |
Giải thích:
- R₁ nhỏ nhất → cản trở dòng điện ít nhất → dòng điện qua đèn lớn nhất → đèn sáng nhất.
- R₃ lớn nhất → cản trở dòng điện nhiều nhất → dòng điện qua đèn nhỏ nhất → đèn sáng yếu nhất.
Kết luận:
- Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện.
- Điện trở khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.
Đáp án: Điện trở càng lớn thì đèn càng sáng yếu, chứng tỏ điện trở cản trở dòng điện. Điện trở khác nhau cản trở dòng điện khác nhau.
Câu hỏi dấu "?" (trang 54)
Đề bài: Trả lời câu hỏi thứ nhất nêu ở phần mở bài.
Cách giải
Câu hỏi thứ nhất ở phần mở bài là: "Nếu lần lượt thay điện trở bằng các điện trở khác nhau thì số chỉ ampe kế có thay đổi không?"
Dựa vào kết quả thí nghiệm (Bảng 11.1):
- Khi thay điện trở khác nhau, độ sáng bóng đèn thay đổi.
- Độ sáng thay đổi chứng tỏ cường độ dòng điện trong mạch thay đổi.
- Mà ampe kế đo cường độ dòng điện → số chỉ ampe kế thay đổi.
Đáp án: Có. Khi thay bằng các điện trở khác nhau, số chỉ ampe kế thay đổi vì mỗi điện trở cản trở dòng điện khác nhau.
Câu hỏi thí nghiệm – Bảng 11.2 (trang 54)
Đề bài: Điền giá trị I (A) còn thiếu trong Bảng 11.2 và thực hiện yêu cầu: Nhận xét sự thay đổi cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
Cách 1 — Dùng tỉ lệ thuận
Bước 1: Xác định quy luật từ dữ liệu đã cho.
Từ bảng:
- Lần 1: U = 0 V → I = 0,0 A
- Lần 2: U = 3 V → I = 0,5 A
- Lần 4: U = 9 V → I = 1,5 A
Nhận xét: Tỉ số U/I = 3/0,5 = 6 (Ω) và 9/1,5 = 6 (Ω).
Vậy điện trở của vật dẫn là R = 6 Ω, và I = U/R = U/6.
Bước 2: Tính giá trị còn thiếu.
- Lần 3: U = 6 V → I = 6/6 = 1,0 A
- Lần 5: U = 12 V → I = 12/6 = 2,0 A
Bảng 11.2 hoàn chỉnh:
| Lần đo | U (V) | I (A) |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0,0 |
| 2 | 3 | 0,5 |
| 3 | 6 | 1,0 |
| 4 | 9 | 1,5 |
| 5 | 12 | 2,0 |
Cách 2 — Dùng quy luật tỉ lệ thuận trực tiếp
Quan sát: Mỗi khi U tăng thêm 3 V thì I tăng thêm 0,5 A.
- Lần 3: U = 6 V = 3 V + 3 V → I = 0,5 + 0,5 = 1,0 A
- Lần 5: U = 12 V = 9 V + 3 V → I = 1,5 + 0,5 = 2,0 A
Bước 3: Nhận xét.
Đáp án: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn tăng bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn cũng tăng bấy nhiêu lần. Cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn.
Cụ thể:
- U tăng từ 3 V lên 6 V (tăng 2 lần) → I tăng từ 0,5 A lên 1,0 A (tăng 2 lần).
- U tăng từ 3 V lên 9 V (tăng 3 lần) → I tăng từ 0,5 A lên 1,5 A (tăng 3 lần).
- U tăng từ 3 V lên 12 V (tăng 4 lần) → I tăng từ 0,5 A lên 2,0 A (tăng 4 lần).
💡 Mẹo nhớ: "Thế tăng – dòng tăng, tỉ lệ thuận" — Hiệu điện thế và cường độ dòng điện luôn tăng giảm cùng nhau (khi điện trở không đổi).
🎯 Ghi nhớ: - Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện. Điện trở càng lớn, dòng điện qua mạch càng nhỏ. - Cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn (khi điện trở không đổi). - Công thức cơ bản: I = U/R (đây chính là nội dung định luật Ohm sẽ học ở phần sau).