Bài 10: Các yếu tố ảnh hưởng tới điện trở

A. Hoạt động khởi động

Ta đã biết dây dẫn có điện trở. Vậy điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào? 

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài của dây

Điện trở của dây dẫn  có phụ thuộc vào chiều dài của dây hay không? Nếu có thì phụ thuộc như thế nào? 

1. Hai dây dẫn giống nhau, dây 1 có chiều dài l₁, điện trở R₁, dây 2 có chiều dài l₂ và điện trở R₂ được nối với nhau. Điện trở dây sau khi được nối là bao nhiêu?

3. Phương án thí nghiệm để tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài của dây (Hình 10.1)

Hãy chọn các từ (khác nhau, như nhau) điền vào chỗ trống cho phù hợp:

Lần lượt lắp vào giữa hai điểm M và N trong mạch điện các dây có chiều dài .........................., tiết diện ......................... và được làm từ loại vật liệu ..................

Trong mỗi trường hợp, sử dụng ampe kế và vôn kế để xác định điện trở của mỗi dây dẫn. Rút ra nhận xét sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài của dây. 

4. Tiến hành thí nghiệm theo phương án trên.

Dụng cụ: Cho các dây dẫn cùng loại, cùng tiết diện và có chiều dài l, 2l, 3l.

Nếu dây chiều dài l có điện trở R thì các dây kia sẽ có điện trở bằng bao nhiêu? Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả vào bảng 10.1.

Hãy rút ra nhận xét về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài của dây.

II. Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây

Điện trở dây dẫn có phụ thuộc vào tiết diện dây hay không? Nếu có thì phụ thuộc như thế nào?

1. Hai dây dẫn giống hệt nhau, mỗi dây có điện trở R. Nếu ghép hai dây song song thì cụm dây này có điện trở là bao nhiêu? Hỏi tương tự khi ghép ba dây song song với nhau ,...? Có nhận xét gì về tổng tiết diện của các dây trong cụm dây (khi ghép song song)?

3. Phương án thí nghiệm để tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây (Hình 10.1). Hãy chọn các từ (khác nhau, như nhau) điền vào chỗ trống cho phù hợp.

Lần lượt lắp vào giữa hai điểm M và N trong mạch điện các dây có chiều dài ...................., tiết diện ................... và được làm từ loại vật liệu ...................

Trong mỗi trường hợp, sử dụng ampe kế và vôn kế để xác định điện trở của mỗi dây dẫn. Rút ra nhận xét về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện dây.

III. Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn

Điện trở dây dẫn có phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn hay không? Nếu có thì phụ thuộc như thế nào?

1. Thảo luận và đề xuất phương án thí nghiệm để trả lời câu hỏi trên.

2. Sau đây là một phương án thí nghiệm để tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây. Hãy chọn các từ (khác nhau, như nhau) điền vào chỗ trống cho phù hợp.

Lần lượt lắp vào giữa hai điểm M và N trong mạch điện các dây có chiều dài ..........................., tiết diện ........................... và được làm từ loại vật liệu ...................

Rút ra nhận xét về sự phụ thuộc điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây. 

IV. Điện trở suất - công thức điện trở

1. Điện trở suất

Đối chiếu với thí nghiệm ở trên, trường hợp vật liệu có điện trở suất lớn hơn thì điện trở lớn hơn hay nhỏ hơn?

V. Biến trở

1. Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của biến trở 

Quan sát các loại biến trở (hình 10.2, 10.3)

Nếu mắc hai đầu A và B của cuộn dây này nối tiếp vào mạch điện thì khi dịch chuyển con chạy C, biến trở có tác dụng thay đổi điện trở không? Vì sao?

Hình 10.4 vẽ các kí hiệu sơ đồ của biến trở. Hãy mô tả hoạt động của biền trở có kí hiệu sơ đồ a, b, c. 

2. Sử dụng biến trở để điều chỉnh cường độ dòng điện

Trong sơ đồ mạch điện 10.5 độ sáng của đèn thay đổi như thế nào khi đóng công tắc rồi dịch chuyển con chạy C từ phía N về phía M? Tại sao? 

C. Hoạt động luyện tập

1. Tính điện trở của đoạn dây đồng ở $20^{o}C$ dài 4m có tiết diện tròn, đường kính d=1mm. Có nhận xét gì về điện trở của đoạn dây đồng này.

2. Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở $20^{o}C$có điện trở $25\Omega$, tiết diện tròn, bán kính 0,01 mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc bóng đèn. 

3. Hai dây dẫn kim loại cùng chất, có cùng chiều dài nhưng tiết diện khác nhau (tiết diện dây thứ nhất lớn hơn) được mắc nối tiếp vào một nguồn điện. So sánh hiệu điện thế trên hai dây. 

4. Hãy so sánh dây dẫn khi có dòng điện chạy qua với đường ống dẫn nước. Nêu nhận xét về sự tương tự giữa hai trường hợp này. 

D. Hoạt động vận dụng 

Có ý kiến cho rằng độ sáng của đèn phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn từ ổ điện tới bóng đèn, do vậy thay vì lắp đường dây nối từ ổ điện đến bóng đèn như hình 10.6 thì nên dùng dây nối thẳng từ đèn tới ổ điện. Ý kiến của các bạn về vấn đề này như thế nào

E. Hoạt động tìm tòi mở rộng

2. Hãy tìm hiểu:

a, Khi mới bật công tắc thắp sáng một bóng đèn dây tóc và sau khi bật một thời gian, trường hợp nào điện trở của bóng đèn lớn hơn?

b, Vì sao constantan thường được dùng để chế tạo các điện trở mẫu?