Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo bài 8

Mở đầu trang 39 Khoa học tự nhiên 9: Trong chương trình Khoa học tự nhiên lớp 8, ta đã biết độ sáng của đèn phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua nó. Ở mạch điện hình bên dưới, khi lắp thêm một pin vào mạch điện, ta thấy bóng đèn sáng mạnh hơn. Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế giữa hai đầu của nó?

Lời giải:

Hiệu điện thế đặt giữa hai đầu bóng đèn càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua nó càng lớn.

Câu hỏi 1 trang 40 Khoa học tự nhiên 9: Tiến hành thí nghiệm (Hình 8.1), từ đó nêu nhận xét về khả năng cản trở dòng điện của các vật dẫn điện dùng trong thí nghiệm.

Lời giải:

Kết quả thí nghiệm cho thấy với cùng hiệu điện thế đặt vào hai đầu các vật dẫn điện khác nhau thì cường độ dòng điện chạy qua chúng cũng khác nhau. Do vậy, vật dẫn điện có mức độ cản trở dòng điện khác nhau. Cụ thể trong thí nghiệm là cường độ dòng điện đi qua thước nhôm lớn hơn thước sắt, như vậy thước sắt cản trở dòng điện nhiều hơn thước nhôm.

Câu hỏi 2 trang 40 Khoa học tự nhiên 9: Tiến hành thí nghiệm (Hình 8.2), từ đó nêu nhận xét về sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn.

Lời giải:

Kết quả thí nghiệm cho thấy khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện tăng, cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn điện cũng tăng theo tỉ lệ không đổi U:I = 1,5.

Câu hỏi 3 trang 40 Khoa học tự nhiên 9: Nêu nhận xét về tỉ số U/I đối với đoạn dây dẫn trong thí nghiệm.

Lời giải:

Tỉ số của U/I trong thí nghiệm trên luôn không đổi và luôn giá trị bằng 1,5.

Câu hỏi 4 trang 41 Khoa học tự nhiên 9: Nêu nhận xét về hình dạng của đồ thị.

Lời giải:

Đồ thị là đường thẳng đi qua gốc O của trục tọa độ và được xác định bằng hàm số U = 1,5I.

Luyện tập 1 trang 41 Khoa học tự nhiên 9: Trả lời câu hỏi đã nêu ở phần Mở đầu bài học.

Lời giải:

Hiệu điện thế đặt giữa hai đầu bóng đèn càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua nó càng lớn với tỉ lệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện luôn không đổi.

Luyện tập 2 trang 41 Khoa học tự nhiên 9: Có hai đoạn dây khác nhau. Lần lượt đặt hiệu điện thế U = 12 V vào giữa hai đầu của mỗi đoạn dây dẫn thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn thứ nhất là I1 = 1,2 A, qua đoạn dây dẫn thứ hai là I2 = 0,8 A. Tính điện trở của mỗi đoạn dây dẫn đó.

Lời giải:

Điện trở của đoạn dây thứ nhất là:

\({R_1} = \frac{U}{{{I_1}}}{\rm{ = }}\frac{{12}}{{1,2}} = 10{\rm{ }}{\Omega _{}}\)

Điện trở của đoạn dây thứ 2 là:

\({R_2} = \frac{U}{{{I_2}}}{\rm{ = }}\frac{{12}}{{0,8}} = 15{\rm{ }}{\Omega _{}}\)

Luyện tập 3 trang 42 Khoa học tự nhiên 9: Cho đoạn dây dẫn có điện trở R = 20 Ω.

a) Khi mắc đoạn dây dẫn này vào hiệu điện thế 6 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là bao nhiêu?

b) Muốn cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn này tăng thêm 0,3 A so với trường hợp trên thì hiệu điện thế đặt giữa hai đầu đoạn dây dẫn khi đó là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

\(I=\frac{U}{R}=\frac{6}{20}=0,3A\)

b) Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn sau khi thay đổi là:

I2 = I1 + 0,3 = 0,3 + 0,3 = 0,6 A

Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn khi đó là:

U2 = I2.R = 0,6.20 = 12 V

Luyện tập 4 trang 42 Khoa học tự nhiên 9: Tính điện trở của cuộn dây dẫn nhiệt trong một bếp điện làm bằng nichrome có chiều dài tổng cộng 6,5 m và tiết diện 0,2 mm2.

Lời giải:

Điện trở của cuộn dây dẫn nhiệt này là:

\(R = \rho \frac{l}{S} = \frac{{1,{{1.10}^{ - 6}}.6,5}}{{0,{{2.10}^{ - 9}}}} = 1,{43.10^3}{\rm{ }}\Omega\)

Câu hỏi 5 trang 43 Khoa học tự nhiên 9: Dựa vào Bảng số liệu 8.3, trong ba chất sắt, đồng, nichrome thì chất nào dẫn điện tốt nhất, chất nào dẫn điện kém nhất?

Lời giải:

Trong ba chất, nichrome dẫn điện tốt nhất, đồng dẫn điện kém nhất.

Luyện tập 5 trang 43 Khoa học tự nhiên 9: Cho ba đoạn dây dẫn trong hình bên dưới.

a) Tính điện trở của mỗi đoạn dây dẫn.

b) Lần lượt mắc từng đoạn dây dẫn vào hiệu điện thế U = 6 V thì cường độ dòng điện chạy qua mỗi đoạn dây dẫn là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Dây constantan:

Điện trở của dây là:

\(R = \rho \frac{l}{S} = {\rm{ }}\frac{{0,{{5.10}^{ - 6}}{{.900.10}^{ - 3}}}}{{\pi .0,{3^2}{{.10}^{ - 6}}}} = 0,16{\rm{ }}\Omega\)

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{6}{{1,6}} = 3,75{\rm{ A}}\)

b) Dây nichrome:

Điện trở của dây là:

\(R = \rho \frac{l}{S} = {\rm{ }}\frac{{1,{{1.10}^{ - 6}}{{.1800.10}^{ - 3}}}}{{\pi .0,{3^2}{{.10}^{ - 6}}}} = 7{\rm{ }}\Omega\)

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{6}{7} = 0,86{\rm{ A}}\)

c) Dây constantan:

Điện trở của dây là:

\(R = \rho \frac{l}{S} = {\rm{ }}\frac{{0,{{5.10}^{ - 6}}{{.1800.10}^{ - 3}}}}{{\pi .0,{6^2}{{.10}^{ - 6}}}} = 0,8{\rm{ }}\Omega\)

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{6}{{0,8}} = 7,5{\rm{ A}}\)