Giáo án điện tử Vật lí 11 chân trời Bài 17: Điện trở. Định luật Ohm

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

Khi vô tình chạm vào đoạn dây điện bị hở lớp vỏ cách điện, một thợ sửa chữa bị điện giật nhẹ vì có một dòng điện cỡ 10 mA chạy qua người. Nhưng một người khác cũng chạm vào đoạn dây trên có thể nguy hiểm đến tính mạnh do có dòng điện 90 mA chạy qua người. Điều gì tạo nên sự khác biệt này?

BÀI 17:

ĐIỆN TRỞ. ĐỊNH LUẬT OHM

NỘI DUNG BÀI HỌC

01 ĐIỆN TRỞ

1. KHÁI NIỆM ĐIỆN TRỞ

Thảo luận 1 (SGK – tr103)

Nêu nguyên nhân chính gây ra điện trở của vật dẫn.

Sự va đập của các electron với các ion dương nằm tại các nút mạng trong quá trình di chuyển dưới tác dụng của điện trường ngoài là nguyên nhân gây ra điện trở.

Điện trở của một vật dẫn là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn. Khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn có giá trị U, dòng điện chạy trong mạch có cường độ I thì điện trở được xác định theo công thức:

Trong hệ SI, điện trở có đơn vị là ôm (Ω).

2. Điện trở của một đoạn dây kim loại

Ở một nhiệt độ xác định, điện trở của một đoạn dây kim loại phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và bản chất vật liệu của nó.

- Điện trở của một đoạn dây kim loại hình trụ chiều dài l, diện tích tiết diện S được xác định theo công thức:

Trong đó ρ là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào bản chất vật liệu làm dây dẫn, gọi là điện trở suất.

Thảo luận 2 (SGK – tr104)

Tìm hiểu và giải thích vì sao người ta sử dụng đồng để làm dây dẫn điện.

Người ta chọn đồng để làm dây điện vì:

- Đồng được coi là chất dẫn điện lí tưởng. Đồng dẫn điện tốt hơn vàng và chỉ đứng sau bạc một chút.

- Độ dẻo rất cao, rất dễ uốn, dát mỏng,… Điều này giúp dây dẫn làm bằng đồng dễ luồn qua ngóc ngách mà không ảnh hưởng đến sự dẫn điện của dây.

- Khả năng chịu nhiệt cao, điều này hạn chế và giảm thiểu đáng kể các vụ hỏa hoạn do điện.

- Giá thành rẻ so với bạc.

02 ĐỊNH LUẬT OHM

1. Định luật Ohm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở

Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm là người đã phát biểu định luật mô tả liên hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua một điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu của nó mang tên định luật Ohm.

Cường độ dòng điện I chạy qua một điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu điện trở:

Khi đó, U = IR còn được gọi là độ giảm thế trên R.

Thảo luận 3 (SGK – tr105)

Các công thức (17.1) và (17.3) có tương đương nhau không? Giải thích.

• Về mặt toán học thì hai công thức tương đương nhau.
• Biểu thức Rdùng để tính điện trở của một vật bất kì và đồ thị I theo U không nhất thiết phải là đường thẳng.
• Biểu thức mô tả mối quan hệ giữa hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở R và cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó; hiệu điện thế càng lớn thì điện trường trong điện trở càng lớn và cường độ dòng điện càng mạnh.

2. Đường đặc trưng vôn – ampe

Hãy nhận xét về đường đặc trưng vôn – ampe của vật dẫn kim loại trên

Đối với nhiều loại vật dẫn, trong đó có kim loại, cường độ dòng điện I chạy trong vật dẫn luôn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu vật dẫn đó ở một nhiệt độ xác định, nghĩa là điện trở của vật dẫn không phụ thuộc vào U hay I. Các vật liệu tạo nên vật dẫn có tính chất này được gọi là vật liệu thuần trở, các vật liệu không có tính chất này được gọi là vật liệu không thuần trở.

• Đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế U đặt vào hai đầu dây dẫn được gọi là đường đặc trưng vôn – ampe của vật dẫn đó.
• Đường đặc trưng vôn – ampe là một đoạn thẳng.

03 ĐÈN SỢI ĐỐT VÀ ĐIỆN TRỞ NHIỆT