Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 57
Lời giải chi tiết SGK Lớp 9 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 57–58
Các câu hỏi trong bài
Từ nội dung hai trang này, có các câu hỏi sau cần giải:
- (Trang 55) Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
- (Trang 55) Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh hoạ ở Bảng 11.2.
- (Trang 55) Nhận xét đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.
- (Trang 55) Từ số liệu thu được ở Bảng 11.2, xác định thương số U/I đối với mỗi lần đo. Có nhận xét gì về giá trị thương số U/I?
- (Trang 56) Câu hỏi 1: Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn (R = 12 Ω, I = 0,5 A).
- (Trang 56) Câu hỏi 2: Tính hiệu điện thế để cường độ dòng điện đi qua đoạn mạch là 0,8 A (biết khi U = 2 V thì I = 0,4 A).
Câu 1
Đề bài: Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
Cách giải
Dựa vào số liệu thí nghiệm (Bảng 11.2), ta thấy:
- Khi hiệu điện thế U tăng 2 lần → cường độ dòng điện I cũng tăng 2 lần.
- Khi hiệu điện thế U tăng 3 lần → cường độ dòng điện I cũng tăng 3 lần.
Kết luận: Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
Câu 2
Đề bài: Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh hoạ ở Bảng 11.2.
Cách giải
Vì cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế, nên khi biết một cặp giá trị (U₁, I₁), ta tính các giá trị còn lại theo tỉ lệ:
I = (U / U₁) × I₁
Ví dụ: Nếu U₁ = 3 V cho I₁ = 0,5 A thì:
- U = 6 V → I = (6/3) × 0,5 = 1,0 A
- U = 9 V → I = (9/3) × 0,5 = 1,5 A
Đáp án: Giá trị cường độ dòng điện trong các ô trống được tính bằng cách nhân tỉ lệ tương ứng với hiệu điện thế (do I tỉ lệ thuận với U).
Câu 3
Đề bài: Nhận xét đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện (I) vào hiệu điện thế (U):
- Đồ thị là đường cong hay đường thẳng?
- Đồ thị có đi qua gốc toạ độ không?
Cách giải
Sau khi vẽ đồ thị từ số liệu thí nghiệm (trục tung là I, trục hoành là U), ta nhận xét:
- Các điểm biểu diễn nằm trên một đường thẳng (không phải đường cong).
- Đường thẳng này đi qua gốc toạ độ O (vì khi U = 0 thì I = 0).
Kết luận: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ. Điều này xác nhận I tỉ lệ thuận với U.
Câu 4
Đề bài: Từ số liệu thu được ở Bảng 11.2, xác định thương số U/I đối với mỗi lần đo. Có nhận xét gì về giá trị thương số U/I?
Cách giải
Tính thương số U/I cho từng lần đo:
| Lần đo | U (V) | I (A) | U/I (Ω) |
|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 0,5 | 3/0,5 = 6 |
| 2 | 6 | 1,0 | 6/1,0 = 6 |
| 3 | 9 | 1,5 | 9/1,5 = 6 |
(Giá trị minh hoạ dựa trên tỉ lệ thuận)
Nhận xét:
Thương số U/I có giá trị không đổi (bằng nhau) đối với mỗi lần đo trên cùng một đoạn dây dẫn. Giá trị không đổi này chính là điện trở R của đoạn dây dẫn đó.
💡 Mẹo nhớ: "U chia I luôn không đổi" — đó chính là điện trở R, đặc trưng cho mỗi vật dẫn.
Câu 5 (Câu hỏi ? số 1 – trang 56)
Đề bài: Một bóng đèn xe máy lúc thắp sáng có điện trở 12 Ω và cường độ dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn là 0,5 A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó.
Cách 1 — Áp dụng trực tiếp định luật Ohm
Tóm tắt:
- R = 12 Ω
- I = 0,5 A
- U = ?
Giải:
Từ biểu thức định luật Ohm: I = U/R
Suy ra: U = I × R
Thay số: U = 0,5 × 12 = 6 (V)
Đáp án: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn là 6 V.
Cách 2 — Phân tích đơn vị
U = I × R = 0,5 A × 12 Ω = 0,5 × 12 = 6 V
Kiểm tra đơn vị: A × Ω = A × (V/A) = V ✓
Đáp án: U = 6 V.
Câu 6 (Câu hỏi ? số 2 – trang 56)
Đề bài: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch là 2 V thì cường độ dòng điện đi qua là 0,4 A. Hỏi hiệu điện thế phải bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện đi qua đoạn mạch là 0,8 A?
Cách 1 — Tính điện trở rồi suy ra U
Tóm tắt:
- U₁ = 2 V, I₁ = 0,4 A
- I₂ = 0,8 A
- U₂ = ?
Bước 1: Tính điện trở của đoạn mạch.
R = U₁ / I₁ = 2 / 0,4 = 5 (Ω)
Bước 2: Tính hiệu điện thế cần tìm.
U₂ = I₂ × R = 0,8 × 5 = 4 (V)
Đáp án: Hiệu điện thế phải bằng 4 V để cường độ dòng điện đi qua đoạn mạch là 0,8 A.
Cách 2 — Dùng tính chất tỉ lệ thuận
Vì I tỉ lệ thuận với U (cùng một đoạn mạch, R không đổi), ta có:
U₂ / U₁ = I₂ / I₁
Suy ra: U₂ = U₁ × (I₂ / I₁)
Thay số: U₂ = 2 × (0,8 / 0,4) = 2 × 2 = 4 (V)
Đáp án: U₂ = 4 V.
💡 Mẹo nhớ: Cường độ dòng điện tăng bao nhiêu lần thì hiệu điện thế cũng phải tăng bấy nhiêu lần (vì R không đổi). Ở đây I tăng 2 lần (từ 0,4 lên 0,8) nên U cũng tăng 2 lần (từ 2 lên 4 V).
🎯 Ghi nhớ: - Cường độ dòng điện qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế và tỉ lệ nghịch với điện trở. - Công thức định luật Ohm: I = U/R (suy ra U = I×R và R = U/I). - Điện trở R = U/I không đổi với mỗi vật dẫn, đơn vị là ôm (Ω). - 1 kΩ = 1 000 Ω; 1 MΩ = 1 000 000 Ω.