Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài tập (Chủ đề 3) có đáp án

Cường độ dòng điện chạy qua R₁ là I₁ =$\frac{U_1}{R_1}=\frac{3}{10}=0,3A$

Vì hai điện trở mắc nối tiếp với nhau nên I = I₂ = I₁ = 0,3 A

Hiệu điện thế giữa hai cực của R₂ là U₂ = I₂ . R₂ = 0,3 . 15 = 4,5 V

Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn điện là U = U₁ + U₂ = 3 + 4,5 = 7,5 V

Vì đèn sáng bình thường nên bóng đèn sẽ có hiệu điện thế định mức và công suất định mức khi hoạt động bình thường.

Điện trở của đèn là $\text{P}=\frac{U^2}{R_d}\Rightarrow R_d=\frac{U^2}{\text{P}}=\frac{5^2}{1,5}=16,67\Omega$

Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là $I=\frac{\text{P}}{U}=\frac{1,5}{5}=0,3A$

Điện trở tương đương đoạn mạch là $R_{td}=\frac{U}{I}=\frac{6}{0,3}=20\Omega$

Điện trở R có giá trị là R = R_td – R_đ = 20 – 16,67 = 3,33$\Omega$

a.

Điện trở của đoạn dây dẫn nichrome là $R_n=\frac{{\rho }_n.\mathcal{l}{}_n}{S_n}$

Điện trở của đoạn dây dẫn đồng là $R_d=\frac{{\rho }_d.{\mathcal{l}}_d}{S_d}$

Mà R_n = R_d; S_d = S_n nên $\frac{{\rho }_n.{\mathcal{l}}_n}{S_n}=\frac{{\rho }_d.{\mathcal{l}}_d}{S_d}\Rightarrow {\rho }_n.{\mathcal{l}}_n={\rho }_d.{\mathcal{l}}_d$

Chiều dài đoạn dây dẫn đồng là ${\mathcal{l}}_d=\frac{{\rho }_n.{\mathcal{l}}_n}{{\rho }_d}=\frac{{110.10}^{-8}.0,3}{1,{7.10}^{-8}}\approx 19,4m$

b. Công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ

- Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp: R = R₁ + R₂ = 2R (hai đoạn dây có điện trở bằng nhau)

- Cường độ dòng điện của đoạn mạch: $I=\frac{U}{2R}=\frac{12}{R}$  (A)

Mạch mắc nối tiếp => $I=I_1=I_2=\frac{12}{R}$  (A)

- Công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ: $P_1=P_2=I_1^2{R}_1={\left(\frac{12}{R}\right)}^2.R=\frac{144}{R}\left(\text{W}\right)$

Cường độ dòng điện trong mỗi mạch nhánh khi đèn sáng bình thường là

I₁ = I₂ = I_d =$\frac{\text{P}}{U}=\frac{3,5}{5}=0,7A$

Cường độ dòng điện trong mạch chính là I = I₁ + I₂ = 0,7 + 0,7 = 1,4 A

b. Điện trở của các đèn là $R=\frac{U_d}{I_d}=\frac{5}{0,7}=7,14\Omega$

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai đèn là: $R=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}=\frac{3.6}{3+6}=2\Omega$

b. Cường độ dòng điện trong mạch chính là: $I=\frac{U}{R}=\frac{6}{2}=3A$
c. Năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong 30 phút là