Vật lý 9: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
Cường độ dòng điện và hiệu điện thế là hai khái niệm cơ bản và quan trọng trong vật lý điện học. Trên trang web vatly.edu.vn, chúng tôi cung cấp kiến thức chuyên sâu về mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. Bạn sẽ tìm hiểu về định luật Ohm, các yếu tố ảnh hưởng và ứng dụng thực tiễn của sự phụ thuộc này. Hãy cùng khám phá để nắm vững kiến thức và áp dụng vào các bài tập cũng như cuộc sống hàng ngày.
Lý thuyết về sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế
- Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn bất kỳ tỉ lệ thuận với hiệu điện thế được đặt vào hai đầu dây dẫn đó.
- Khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần, cường độ dòng điện qua dây dẫn cũng sẽ tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế
- Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ (U = 0, I = 0).
- Trên đồ thị, trục tung biểu diễn cường độ dòng điện (I) và trục hoành biểu diễn hiệu điện thế (U). Đường thẳng này cho thấy rằng khi hiệu điện thế tăng, cường độ dòng điện cũng tăng theo tỉ lệ thuận, và ngược lại.
Hướng dẫn giải bài tập sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
Câu 1: (SGK Vật lý 9 – Trang 4)
Câu hỏi: Từ kết quả thí nghiệm, hãy cho biết khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn có mối quan hệ như thế nào với hiệu điện thế.
Hướng dẫn giải:
Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần, thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn cũng tăng (hoặc giảm) tương ứng bấy nhiêu lần.
Câu 2 (SGK Vật lý 9 – Trang 5)
Câu hỏi: Dựa trên số liệu tại bảng 1 (trong SGK) mà các em học sinh thu được từ thí nghiệm, hãy vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hai đại lượng I và U. Sau khi vẽ đồ thị, hãy nhận xét xem đồ thị có đi qua gốc tọa độ hay không?
Hướng dẫn giải:
Dựa vào số liệu trong bảng 1, vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ dòng điện (I) và hiệu điện thế (U) như hình dưới đây. Từ đồ thị, ta có thể kết luận rằng đường biểu diễn đi qua gốc tọa độ.
Câu 3: (SGK Vật lý 9 – Trang 5)
Câu hỏi: Dựa vào đồ thị hình 1.2 trong SGK, các em hãy xác định:
– Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn khi hiệu điện thế lần lượt là 2,5V và 3,5V.
– Xác định giá trị U và I tương ứng với một điểm M bất kỳ trên đồ thị đó.
Hướng dẫn giải:
Dựa vào đồ thị, ta thấy:
– Khi \( U = 2,5V \), thì \( I = 0,5A \).
– Khi \( U = 3,5V \), thì \( I = 0,7A \).
– Chọn một điểm M bất kỳ trên đồ thị.
- Từ M kẻ đường thẳng song song với trục hoành, cắt trục tung tại \( I_3 = 1,1A \).
- Từ M kẻ đường thẳng song song với trục tung, cắt trục hoành tại \( U_3 = 5,5V \).
Câu 4: (SGK Vật lý 9 – Trang 5 )
Câu hỏi: Trong bảng 2 đã cho một số giá trị của hai đại lượng U và I đo được từ một thí nghiệm của một dây dẫn. Các em hãy dự đoán giá trị cần điền vào các ô trống.
Hướng dẫn giải:
Dựa trên mối quan hệ giữa hai đại lượng U và I, các giá trị cần điền vào các ô trống lần lượt là: 0,125A; 4,0V; 5,0V; 0,3A.
Câu 5: (SGK Vật lý 9 – Trang 5 )
Câu hỏi: Trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu bài học.
Hướng dẫn giải:
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó.
Câu 1: (Sách bài tập Vật lý 9 – Trang 4 )
Câu hỏi: Khi đặt vào dây dẫn một hiệu điện thế 12V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 0,5A. Vậy khi hiệu điện thế tăng lên 36V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn sẽ là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Do cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó, ta có:
\[\frac{12}{0,5} = \frac{36}{I}\]
Vậy cường độ dòng điện khi hiệu điện thế là 36V là:
\[I = \frac{36 \times 0,5}{12} = 1,5 \text{ (A)}\]
Đáp án: 1,5A
Bài 2: (Sách bài tập Vật lý 9 – Trang 4)
Câu hỏi: Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn là 1,5A khi mắc vào hiệu điện thế 12V. Muốn dòng điện tăng thêm 0,5A thì hiệu điện thế cần là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Khi cường độ dòng điện qua dây dẫn tăng thêm 0,5A, ta có cường độ dòng điện mới:
\[I = 1,5 + 0,5 = 2 \text{ (A)}\]
Vậy hiệu điện thế cần thiết khi cường độ dòng điện là 2A:
\[U = \frac{12 \times 2}{1,5} = 16 \text{ (V)}\]
Đáp án: 16V
Bài 3: (Sách bài tập Vật Lý 9 – Trang 4 )
Câu hỏi: Một dây dẫn được mắc vào hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 0,3A. Một học sinh nói rằng nếu giảm hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đi 2V thì dòng điện qua dây sẽ có cường độ là 0,15A. Theo em kết quả này đúng hay sai? Vì sao?
Hướng dẫn giải:
Khi hiệu điện thế giảm 2V, hiệu điện thế mới qua dây dẫn là 4V.
Cường độ dòng điện được tính tương tự như các bài trước:
\[I = \frac{6}{0,3} \times 4 = 0,2A\]
Do đó, phát biểu của bạn học sinh là sai.
Bài 4: (Sách bài tập Vật lý 9 – Trang 4)
Câu hỏi: Khi đặt hiệu điện thế 12V vào hai đầu một dây dẫn thì cường độ dòng điện là 6mA. Muốn cường độ dòng điện giảm đi 4mA thì hiệu điện thế cần là bao nhiêu?
A. 3V
B. 8V
C. 5V
D. 4V
Hướng dẫn giải:
Khi cường độ dòng điện giảm đi 4mA, cường độ dòng điện mới là 2mA.
Như vậy, đáp án đúng là D.
Bài 5: (Sách bài tập Vật lý 9 – Trang 5 )
Câu hỏi: Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó?
A. Không thay đổi khi thay đổi hiệu điện thế
B. Tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế
C. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế
D. Giảm khi tăng hiệu điện thế
Hướng dẫn giải:
Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn sẽ tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó.
Vậy đáp án đúng là C.
Bài 6: (Sách bài tập Vật lý 9 – Trang 5 )
Câu hỏi: Nếu tăng hiệu điện thế giữa hai đầu một dây dẫn lên gấp 4 lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó sẽ thay đổi như thế nào?
A. Tăng 4 lần
B. Giảm 4 lần
C. Tăng 2 lần
D. Giảm 2 lần
Hướng dẫn giải:
Do hiệu điện thế tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, nên khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng lên 4 lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng lên 4 lần.
Vậy đáp án đúng là A.
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn là một kiến thức nền tảng quan trọng trong vật lý điện học. Qua bài viết này, vatly.edu.vn hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về định luật Ohm và các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ dòng điện. Hãy tiếp tục theo dõi các bài viết khác trên trang để cập nhật kiến thức và rèn luyện kỹ năng vật lý của bạn. Chúng tôi luôn đồng hành cùng bạn trên con đường chinh phục tri thức.
