Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức UĐ = 6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn

SBT Vật Lí 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Giải bài 4 trang 32 sách bài tập Vật Lí lớp 9 chi tiết trong bài học Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 9.

Bài 4 trang 32 sách bài tập Vật Lí 9: Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức U_Đ = 6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ I_Đ = 0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V.

a) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?

b) Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 SBT (hình bên) thì phần điện trở R1 của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Tóm tắt:

Đèn: U_đm1 = U_Đ = 6V; I_Đ = 0,75A; Biến trở: R_bmax = 16Ω; U = 12V;

a) Đèn nối tiếp biến trở, đèn sáng bình thường khi R_b = ?

b) Đèn sáng bình thường khi R1 = ?

Lời giải:

a) Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:

I_b = I_Đ = I = 0,75A

U_b + U_Đ = U và U_Đ = 6V → U_b = U – U_Đ = 12 – 6 = 6V

Điện trở của biến trở là: R_b = U_b / I_b = 6/0,75 = 8Ω

b) Đèn được mắc song song với phần R₁ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại R₂ (R₂ = 16 – R₁) của biến trở.

Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là U_Đ = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến Hình 11.3 trở là:

U₂ = U – U_Đ = 12 – 6 = 6V.

Điện trở của đèn là: R_Đ = U_Đ / I_Đ = 6/0,75 = 8Ω

Vì cụm đoạn mạch (đèn // R₁) nối tiếp với R2 nên ta có hệ thức:

(R_1D là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // R₁ và U_1D = U₁ = U_Đ = 6V)