Các yếu tố ảnh hưởng lên điện trở lớp 11 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Các yếu tố ảnh hưởng lên điện trở lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Các yếu tố ảnh hưởng lên điện trở.

A. Lí thuyết và phương pháp giải

Mở rộng: điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất

$\rho ={\rho }_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right]$

Trong đó:

- $\rho$ là điện trở suất ở nhiệt độ t, đơn vị là ôm nhân mét ($\Omega .m$)

- ${\rho }_0$ là điện trở suất ở nhiệt độ t₀, đơn vị là ôm nhân mét ($\Omega .m$)

- $\alpha$ là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị là K^-1.

- $t-t_0$ là độ biến thiên nhiệt độ.

Ngoài ra ta cũng có thể viết biểu thức của điện trở dưới dạng $R=R_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right]$

Điện trở nhiệt là linh kiện có điện trở thay đổi rõ rệt theo nhiệt độ.

- Điện trở của điện trở nhiệt NTC giảm khi nhiệt độ tăng.

- Điện trở của điện trở nhiệt PTC tăng khi nhiệt độ tăng.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Một dây bạch kim ở 20⁰ C có điện trở suất 10,6.10⁻⁸ Ω.m. Xác định điện trở suất của dây bạch kim này ở 1120⁰ C. Cho biết điện trở suất của dây bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở không đổi là 3,9.10⁻³ K .

Hướng dẫn giải

$$\begin{gathered} \rho ={\rho }_0\left[1+\alpha \left(t-t_0\right)\right] \\ =10,{6.10}^{-8}\left[1+3,{9.10}^{-3}\left(1120-20\right)\right]=56,{1.10}^{-8}\left(\Omega m\right) \end{gathered}$$

Ví dụ 2. Cho mạch điện (Hình vẽ). NTC là điện trở nhiệt ngược. $R_1=5,0\Omega ;R_2=6,4\Omega$. Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối.

Khi ngắt công tắc K, ampe kế A chỉ 0,48 A.

Khi đóng công tắc K, ampe kế A chỉ 0,72 A.

a) Tính hiệu điện thế U.

b) Tính điện trở của điện trở nhiệt.

c) Khi tăng nhiệt độ của điện trở nhiệt, số chỉ của ampe kế tăng hay giảm? Vì sao?

Hướng dẫn giải

a) Khi ngắt công tắc K, ampe kế A chỉ 0,48 A. Suy ra $I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{U}{5}=0,48$ (1)

Khi đóng công tắc K, ampe kế A chỉ 0,72 A. Suy ra

$I_2=\frac{U}{\frac{R_1.(R_2+R_{NTC})}{R_1+R_2+R_{NTC}}}=\frac{U}{\frac{5(6,4+R_{NTC})}{5+6,4+R_{NTC}}}=0,72$ (2)

Từ (1) và (2) thì U = 2,4 V

b) R_NTC = 3,6 Ω

c) Điện trở của điện trở nhiệt giảm nên điện trở toàn mạch giảm và số chỉ của ampe kế tăng.

Ví dụ 3. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu của một vật dẫn là 2,00 V, cường độ dòng điện qua nó là 10,0 mA. Khi hiệu điện thế là 8,00 V, cường độ dòng điện là 60,0 mA.

a) Tính điện trở của vật dẫn ứng với hiệu điện thế 2,0 V và 8,0 V.

b) Vật dẫn này có tuân theo định luật Ohm không?

Hướng dẫn giải

a) Ở 2,00 V, $\text{R}=\frac{2}{{10.10}^{-3}}=200\Omega$ ; ở 8,00 V, $\text{R}=\frac{8}{{60.10}^{-3}}=133\Omega$ .

b) Không tuân theo định luật Ohm.

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1: So sánh đèn sợi đốt và điện trở nhiệt thuận. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Điện trở của cả hai đều tăng nhanh theo nhiệt độ.

B. Điện trở của cả hai đều tăng chậm theo nhiệt độ.

C. Điện trở đèn sợi đốt tăng nhanh hơn so với điện trở nhiệt thuận.

D. Điện trở đèn sợi đốt tăng chậm hơn so với điện trở nhiệt thuận.

Câu 2: Điện trở của một đèn sợi đốt tăng theo nhiệt độ vì

A. mật độ electron dẫn giảm.

B. mật độ electron dẫn tăng.

C. sự tán xạ với các electron dẫn bởi ion ở nút mạng tăng.

D. sự tán xạ với các electron dẫn bởi ion ở nủt mạng giảm.

Câu 3: Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một đoạn dây nào đó thì dòng điện chạy qua có cường độ là I. Khẳng định: "Điện trở R của đoạn dây được xác định bởi $R=\frac{U}{I}$ ".

A. chỉ đúng đối với vật liệu thuần trở.

B. đúng với vật liệu thuần trở và không thuần trở.

C. chỉ đúng đối với vật liệu không thuần trở.

D. luôn không đúng với mọi vật liệu.

Câu 4. Đặc điểm của điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở

A. dương khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.

B. dương khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm.

C. âm khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.

D. âm khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm về bằng 0.

Câu 5. Khi cho dòng điện chạy qua một sợi dây thép thì nhiệt độ của sợi dây này tăng thêm 250⁰ C và điện trở của nó tăng gấp đôi. Xác định hệ số nhiệt điện trở của một sợi dây thép này.

A. 0,004 K⁻¹.

B. 0,002 K⁻¹.

C. 0,04 K⁻¹.

D. 0.005 K⁻¹.

Câu 6. Ở nhiệt độ t₁ = 25°C, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U₁ = 20 mV thì cường độ dòng điện qua đèn là I₁ = 8 mA. Khi sáng bình thường, hiệu điện thê giừa hai cực của bóng đèn là U₂ = 240 V thì cường độ dòng điện chạy qua đèn là I₂ = 8 A. Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc làm bóng đèn là α = 4,2.10° K. Nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường là

A. 2020⁰C

B. 2220⁰C

C. 2120⁰C

D. 2644⁰C.

Câu 7. Điện trở của một thanh graphit (than chì) giảm từ 5Ω xuống 3,75Ω khi nhiệt độ của nó tăng từ 50⁰C đến 545⁰C. Hệ số điện trở của thanh graphit này là:

A. + 5.10⁻⁴ K⁻¹.

B. – 5.10⁻⁴ K⁻¹.

C. 6. 10⁻⁴ K⁻¹.

D. −6. 10⁻⁴ K⁻¹.

Câu 8. Một thanh đồng và một thanh graphit (than chì) có cùng tiết diện S được ghép nôi tiếp với nhau. Cho biết điện trở suất ở 0°C và hệ số nhiệt điện trở của đồng là ${\rho }_{01}=1,{7.10}^{-8}\Omega m$ và α₁ = 4,3.10⁻³K⁻¹ , của graphit là ${\rho }_{02}=1,{2.10}^{-5}\Omega m$ và α₂ = 5,0.10⁻⁴K⁻¹. Xác định tỉ số độ dài của thanh đồng và graphit để thanh ghép nối tiếp chúng có điện trở không phụ thuộc nhiệt độ.

A. 0,013.

B. 75.

C. 0,012.

D. 82.

Câu 9. Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω ở nhiệt độ 50°C. Điện trở của sợi dây đó ở 100° C là bao nhiêu biết α = 0,004 K⁻¹ :

A. 66 Ω

B. 76 Ω

C. 86 Ω

D. 96 Ω.

Câu 10. Người ta cần một điện trở 100Ω bằng một dây nicrom có đường kính 0,4mm. Điện trở suất nicrom ρ = 110.10⁻⁸ Ωm. Hỏi phải dùng một đoạn dây có chiếu dài bao nhiêu:

A. 8,9 m.

B. 10,05 m.

C. 11,4 m.

D. 12,6 m.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 11 hay, chi tiết khác:

• Bài toán ghép điện trở
• Xác định suất điện động và điện trở trong của nguồn điện
• Mạch điện chứa nguồn điện
• Năng lượng điện
• Công suất điện

---