Một dây chì của một cầu chì bị cháy đứt nếu hiệu điện thế đặt trên nó là U. Nếu độ dài của dây chì đó tăng gấp n = 2 lần và đường kính của dây cũng tăng gấp k = 2 lần thì dây chì sẽ bị cháy đứt khi hiệu điện thế đặt trên nó bằng bao nhiêu?

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi Vật lí ôn vào 10 hệ chuyên có đáp án (Mới nhất) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Gọi l, d là chiều dài và đường kính ban đầu của dây chì, là hệ số tỉ lệ giữa nhiệt lượng tỏa ra môi trường với hiệu nhiệt độ của dây và môi trường và diện tích mặt ngoài của dây chì.

Điện trở ban đầu của dây chì: $R = ρ \frac{l}{s} = \frac{4 ρ l}{π d^{2}}$

Điện trở sau khi tăng chiêu dài và đường kính là:

$R_{1} = \frac{4 ρ n l}{π k^{2} d^{2}} = R \frac{n}{k^{2}} \Rightarrow \frac{R_{1}}{R} = \frac{n}{k^{2}}$ (*)

Gọi t_c là nhiệt độ nóng chảy của dây chì, t₀là nhiệt độ môi trường. Khi dây đứt công suất điện cung cấp bằng công suất tỏa nhiệt ra môi trường, vậy lúc đầu khi dây đứt ở hiệu điện thế U ta có:

$\frac{U^{2}}{R} = α S (t_{c} - t_{0}) = α π l d (t_{c} - t_{0})$ (1)

Gọi U₁ là hiệu điện thế đặt trên dây sau khi tăng kích thước làm dây đứt, lập luận tương tự trên ta có:

$\frac{{U_{1}}^{2}}{R_{1}} = α S_{1} (t_{c} - t_{0}) = α π n l k d (t_{c} - t_{0})$ (2)

Chia (2) cho (1) và kết hợp với (*) ta được:

U_{1} = \frac{n}{\sqrt{k}} U = \sqrt{2} U

Hot: 500+ Đề thi vào 10 file word các Sở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh có đáp án 2025 (chỉ từ 100k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính, trước một thấu kính $O_{1}$ , cho một ảnh cùng chiều với vật cao gấp 5 lần vật. Biết tiêu cự của thấu kính này bằng 20cm.

1. Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính và vẽ ảnh.
Đặt thêm một thấu kính phân kì $O_{2}$ có tiêu cự 20cm sao cho trục chính của hai thấu kính trùng nhau, khoảng cách giữa hai quang tâm là 30cm rồi đặt vật AB vào trong khoảng giữa hai thấu kính, vuông góc với trục chính. Xác định vị trí đặt vật để hai ảnh của vật AB qua hai thấu kính có vị trí trùng nhau

Xem đáp án

Lời giải

Ảnh cùng chiều và cao hơn vật nên thấu kính là thấu kính hội tụ.

Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính (ảnh 1)

Theo hình vẽ ta có:

\frac{A^{/} B^{/}}{A B} = \frac{O_{1} F}{O_{1} F - O_{1} A} = 5 \Rightarrow O_{1} A = \frac{4}{5} O_{1} F = 16 c m

Để hai ảnh của vật AB qua hai thấu kính trùng nhau thì cả hai ảnh đều phải là ảnh ảo.

Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính (ảnh 2)

Gọi khoảng cách từ O₁ đến A là x

=> khoảng cách từ O₂ đến A là : 30-x

Theo hình vẽ ta có:

$O_{1} {A_{1}}^{/} = \frac{O_{1} F_{1} . O_{1} A}{O_{1} F_{1} - O_{1} A} = \frac{20. x}{20 - x}$

Ảnh ảo ${A_{2}}^{/} {B_{2}}^{/}$ của AB qua thấu kính phân kì O₂cách O₂ một đoạn:

$O_{2} {A_{2}}^{/} = \frac{O_{2} F_{2} . O_{2} A}{O_{2} F_{2} - O_{2} A} = \frac{20. (30 - x)}{50 - x}$

Vì hai ảnh trùng nhau nên $O_{1} {A^{/}}_{1} + O_{2} {A_{2}}^{/} = 30 c m$

Vậy ta có: $\frac{20. x}{20 - x} + \frac{20. (30 - x)}{50 - x} = 30 \Leftrightarrow x^{2} - 70 x + 600 = 0$

ð x = 60cm => loại

ð x = 10cm

Vậy phải đặt vật AB cách thấu kính O₁ một đoạn 10cm

Câu 2

Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa $m_{0} = 100 g$ nước ở nhiệt độ $t_{0} = 20^{0} C$ , người ta bắt đầu nhỏ các giọt nước nóng xuống đều đặn, nhiệt độ nước nóng không đổi. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế vào số giọt nước nhỏ vào bình có dạng như hình vẽ. Coi khối lượng của các giọt nước là như nhau và sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiệt vào môi trường và nhiệt lượng kế.

1. Tính nhiệt độ của nước nóng và khối lượng của mỗi giọt nước.

2. Giả thiết khi nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế là $40^{0} C$ , người ta không đổ thêm nước nóng nữa, mà thả vào đó một cục nước đá có khối lượng 50g. Tính nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0⁰C là =336.10³J/kg.

Xem đáp án

Lời giải

Gọi khối lượng mỗi giọt nước nóng là m, nhiệt độ là t_x. Theo đồ thị khi có N₁=200 giọt nước nóng nhỏ vào nhiệt lượng kế thì nhiệt độ trung bình là t₁=30⁰c, khi có cân bằng nhiệt ta có:

200mc(t_x – t₁) = m₀c(t₁ – t₀) => $t_{1} = \frac{200 m t_{x} + m_{0} t_{0}}{200 m + m_{0}} = 30$ (1)