ôn hsg điện học

Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào?. nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế

Trang 1

(ctrl + click chuột vô link) http://vatliphothong.edu.vn/

1

Nếu mắc hai điểm M và N vào một nguồn điện có hiệu điện thế

không đổi U thì ampe kế chỉ I1 = 3 mA và có 2 vôn kế cùng chỉ 12

V Còn nếu mắc các điểm P và Q vào nguồn điện nói trên thì ampe

kế chỉ I2 = 15 mA

1) Tính điện trở của mỗi vôn kế và giá trị U

2) Nếu mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện trên thì số chỉ của các

vôn kế và ampe kế lúc này bằng bao nhiêu?

Giải 1) Khi mắc nguồn vào hai điểm M và N thì hai vôn kế chỉ 12 V

chính là hai vôn kế mắc nối tiếp với ampe kế, V 1 và V 3

Vì vậy điện trở các vôn kế là:

  V

1

I 3.10

Còn khi mắc nguồn vào hai điểm P và Q thì điện trở R và ampe kế mắc nối tiếp với nhau và cùng

3

V 2

2 1

2U I 2.12.15.10



2

I 15.10 

2) Khi mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện, mạch gồm: (V 2 nt V 3 ) // (V 1 nt R nt R A )

 

U  U  U / 2  15 V

3 A



  3

1 A V

U  I R  5.10 4000  20 V

Câu 2.Cho mạch điện như hình 3 Các điện trở trong mạch có

cùng giá trị Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A và B có giá trị

không đổi là U Mắc giữa M và N một vôn kế lý tưởng thì vôn kế

chỉ 12V

a) Tìm giá trị U

b) Thay vôn kế bởi ampe kế lý tưởng thì ampe kế chỉ 1,0 A Tính

giá trị của mỗi điện trở

Giải

1) Khi mắc vôn kế vào M và N, mạch có dạng:

[(R1 nt R3) // R2//R4] nt R5

R13 = 2R; R13 2R; R1234 2R Rtđ 7R

Trang 2

1234

tđ

2R R

7R

5

7U

2) Khi mắc ampe kế vào M và N, mạch có dạng: R1 // [(R2//R4) nt (R3//R5)]

Khi đó, ampe kế chỉ: IA = I - I5

U

2

Vậy:

R 2

U 3 R 2

U R

U

2

IA   

Câu 3.(2,5 điểm) Cho mạch điện như hình 2 Biết R1= R2= 3, R3= 2, R4là biến trở, ampe kế

và vôn kế đều lý tưởng, các dây nối và khóa K có điện trở không đáng kể

1 Điều chỉnh để R4 = 4

a) Đặt UBD = 6V, đóng khóa K Tìm số chỉ ampe kế và vôn kế ?

b) Mở khóa K, thay đổi UBD đến giá trị nào thì vôn kế chỉ 2V ?

2 Giữ UBD = 6V Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của

biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của

ampe kế IA thay đổi như thế nào?

Giải

1.a Khi khóa K đóng, tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế?

 

1 3

13

1 3

BD 13 24

2 4

24

2 4

R







BD

20, 4 R

7

21

10, 2

1 1

12

7

2 2

Do I2 > I1 nên IA = I2 - I1 = 1,18 - 0,82 = 0,36(A)

Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ IA = 0,36(A)

Ampe kế có điện trở không đáng kể đã nối tắt M và N => UMN = 0(V)nên vôn kế chỉ số 0

Trang 3

3

b Khi mở K, vôn kế chỉ 2 (V) Xác định UBD = ?

R12 = R1 + R2 = 6 ()

R34 = R3 + R4 = 6 ()

12 34

U

6

2 Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào ?

13

1 3

2

BD



BD

I

4, 2x 3,6



13

1

7, 2(3 x)



24

2

18x

* Xét hai trường hợp :

- Trường hợp 1 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N

Khi đó : IA = I1 - I2 =

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 4 , 2



x

-

6 , 3 2 , 4

6



x

=

6 , 3 2 , 4

6 , 3 2 , 7





x

Biện luận :

Khi x = 0 thì IA = 2 (A)

Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm ; (4,2.x + 3,6) tăng do đó IA giảm

- Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M

Khi đó : IA = I2 - I1 =

6 , 3 2 , 4

6



x

-

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 4 , 2



x

=

6 , 3 2 , 4

2 , 7 6 , 3





x x

Khi x = 2 thì IA 7, 2 3, 6.2 0

4, 2.2 3,6



7, 2 3,6

x

3,6

4, 2

x



 (2)

Trang 4

Biện luận :

+ Khi x tăng từ 2 () trở lên thì

x

2 , 7

và

x

6 , 3 đều giảm do đó IA tăng

+ Khi x rất lớn ( x  ) thì

x

2 , 7

và

x

6 , 3

 0 Do đó IA  0,86 (A) và cường độ dòng chạy qua điện trở R4 rất nhỏ Sơ đồ mạch

có thể vẽ như hình bên

Câu 4.Cho mạch điện như hình vẽ Biết hiệu điện thế U không đổi, R là biến trở Khi cường độ dòng điện chạy trong mạch là I1 = 2A thì công suất toả nhiệt trên biến trở là P1 = 48W, khi cường độ dòng điện là I2 = 5A thì công suất toả nhiệt trên biến trở là P2 = 30W Bỏ qua điện trở dây nối

a) Tìm hiệu điện thế U và điện trở r?

b) Mắc điện trở R0 = 12 vào hai điểm A và B ở mạch trên Cần

thay đổi biến trở R đến giá trị bao nhiêu để công suất toả nhiệt trên

bộ R0 và R bằng công suất toả nhiệt trên R0 sau khi tháo bỏ R khỏi

mạch?

Giải a) Gọi điện trở của biến trở ứng với hai trường hợp đã cho là R1 và R2 thì:

1 2 1

P

I

  

U  I ( r  R ) với 2

2 2 2

R

5 I

Giải hệ phương trình trên ta được: U = 36V và r = 6 

b) Khi R0 nt r thì công suất toả nhiệt trên R0 là:

2

0

U



 Đặt điện trở tương đương của (R0 // R) là x

Khi mắc (R0 // R) nt r thì công suất toả nhiệt trên x là:

2

U



 Theo bài ra, ta có:

0

Giải ra ta được: x1 = 3 Ω hoặc x2 = 12 Ω

1

0

Khi x2 = 12 Ω thì R = 0

7, điện trở của vôn kế là RV = 150 Tìm số chỉ của vôn kế

Trang 5

5

Giải

- Ta có các phương trình:

U = U + U + U = 2I + 150I + 7(I - I + I ) = - 5I + 157I + 7I = 10

(1)

U = U + U = 2I + 9(I - I ) = 11I - 9I = 10 (2)

1 2

U = U + U = 3(I - I ) + 7(I - I + I )

= - 10I + 7I + 10I = 10 (3)

- Giải ba hệ phương trình trên ta có: I1  0,915A; I2  0,008A; I

 1,910A

- Số chỉ của vôn kế: U = I R = 0,008 150 = 1,2(V)V 2 V 

nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn R0, hai công tắc điện K1 và K2, một

số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể

Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn

Giải

- Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mô tả đúng cách mắc)

- Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1

Ta có: U = I1(RA + R0) (1)

- Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I1 Khi

đó phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0

- Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến

trở ở ước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số chỉ ampe

kế là I2

Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2)

- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được: 1 2 0

A

2 1

(2I I )R R

2(I I )





10 , R3 = 12 ; R4 là biến trở Bỏ qua điện trở của ampe kế và của dây nối

a) Điều chỉnh cho R4 = 8 Ω Tính cường độ dòng điện qua ampe kế

b) Điều chỉnhR4 sao cho dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến

N và có cường độ là 0,2 A Tính giá trị của R4 tham gia vào mạch điện lúc

đó

Giải a) Mạch cầu cân bằng → IA = 0

(HS có thể làm nhiều cách khác nhau, nhưng đúng kết quả I A = 0, vẫn cho điểm tối đa)

 

34 12

U U

I = I + I = + I =0,8 0, 2 1A R = =4



điện trở Nếu mắc hai chốt 1 và 3 vào hiệu điện thế nguồn không đổi U = 15 V thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 1 - 2 và 2 - 3 lần lượt là U12 = 6 V và U23 = 9 V Nếu mắc hai chốt 2 và 3 cũng vào hiệu điện thế U trên thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 2 - 1 và 1- 3 lần lượt là U21 = 10 V và

U13 = 5 V

Trang 6

a, Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện trong hộp kín H với số điện trở ít nhất Cho rằng

điện trở nhỏ nhất trong mạch điện này là R, hãy tính các điện trở còn lại trong

mạch đó

b, Với sơ đồ mạch điện trên, nếu mắc hai chốt 1 và 2 vào hiệu điện thế U trên

thì các hiệu điện thế U13 và U32 là bao nhiêu?

1

2

3

H

Giải

- Theo bài ra, khi thay đổi các cặp đầu vào của mạch điện thì hiệu điện thế giữa các cặp đầu ra cũng thay đổi, ta suy ra rằng giữa các cặp chốt phải có điện trở khác nhau và số điện trở ít nhất của mạch trong hộp kín H là 3

(Học sinh có thể trình bày một trong hai sơ đồ cách mắc sau và tính các đại lượng mà bài toán yêu cầu theo sơ đồ đó, mỗi cách trình bày hoàn toàn đúng đều cho điểm tối đa của bài 5)

Cách 1 :

- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V)

Ta có : 1 12

3 23

R  U  9 3 (1)

- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V)

Ta có : 2 21

3 13

2

3

R

2

3

Từ (1) và (2) suy ra : R1 là điện trở nhỏ nhất → R1 = R, R2 = 3R, R3 = 1,5R

- Khi U12 = 15(V) Ta có : 13 1

32 2

U  R 3R 3 (*) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (**)

Từ (*) và (**) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V)

Cách 2 :

- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V)

Ta có : 3 12

1 23

R  U  9 3 (3)

- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V)

Ta có : 3 21

2 13

R U 10

2

R  U  5  (4)

Từ (1) và (2) suy ra : R2 là điện trở nhỏ nhất →R2 = R, R1 = 3R, R3 = 2R

- Khi U12 = 15(V) Ta có : 13 2

32 1

U  R 3R 3 (***) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (****)

Từ (***) và (****) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V)

Câu 9.Cho mạch điện (như hình vẽ 1) Trong đó: R1 = 1 Ω, R2

= 4 Ω, R3 = 29,2 Ω, R4 = 30 Ω , ampe kế và dây nối có điện trở

không đáng kể Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mạch A,B là U =

30V

a Tính điện trở tương đương của mạch AB

b Tìm chỉ số của ampe kế

a.Vì RA 0chập điểm A và C mạch điện như sau :  R1 / /R2nt R3 / /R4

Trang 7

7



1.4

5

60

R R

RAB

b Ta có:

AB

U

Vậy am pe kế chỉ: IA = I – I1 = 2 – 0,8 = 1,2 (A)

chỉ 120V Khi K1 đóng , K2 ngắt vôn kế chỉ 80V Hỏi khi K1 ngắt,

K2 đóng thì vôn kế chỉ bao nhiêu ?

Giải + Khi K1 và K2 đều ngắt ta có mạch điện

Gọi điện trở của vôn kế là RV

Gọi U là hiệu điện thế toàn mạch UV = 120V

(1)

+ K1 đóng, K2 ngắt thì ta có mạch điện

Rtm =

2

tm



  V



Kết hợp (1) và (2) ta có RV = 7R thay vào (2)

U = 80(2 7 ) 240 (V)

R

R R

V

+ K1 ngắt, K2 đóng

V

14RR 14R  R

14R 35

Itm =

tm

R  35R  7R = I2345V (A)

 UV = U2345V = I2345VR2345V = 96(V)

Trang 8

A

R 1

R 2 R 3

R 4

Vậy khi K1 ngắt K2 đóng vôn kế chỉ 96V

Câu 11. Cho mạch điện như hình 1, U = 12V và luôn không đổi, R1 = 12, đèn Đ ghi 6V- 6W, biến trở là một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều có điện trở toàn phần là Rb = 24 Coi điện trở của đèn không đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở các dây nối không đáng kể

1 Điều chỉnh con chạy C sao cho phần biến trở RAC = 12, tính:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB

b) Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong 5 phút

2 Điều chỉnh con chạy C để đèn sáng bình thường Tính điện trở của phần

biến trở RAC

Giải

Sơ đồ mạch như hình vẽ: (RAC//Rđ)nt(RBC//R1)

6

62

2



U

P

6 12









đ AC

đ AC ACđ

R R

6 12 12

12 12

1









R R

R

BC

b) IACđ = IBC1 = I = 1 , 2

10

12



tđ R

U

(A); Uđ = UACđ = IACđ.RACđ = 4,8(V)

6

8 , 4



đ

R

U

(A)

- U1 = UBC1 = IBC1.RBC1 = 1,2.6 = 7,2(V); I1 = 0 , 6

12

2 , 7

1

1  

R

U

(A)

- Nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong 5 phút là : Q = I12.R1.t = 0,62.12.300 = 1296 (J)

- Để đèn sáng bình thường Uđ = Uđm = 6V =

2

U

nên RACđ = RBC1

đ

AC

đ

AC

R



1

R R

R R BC

BC

6

.



AC

AC R

R

=

AC

AC R

R



 36

12 ).

24

AC

R3 = 5, R4 là biến trở, hiệu điện thế UAB không đổi, bỏ qua

điện trở Ampe kế, các dây nối và khóa k

1 Khi k mở, điều chỉnh R4 = 8, Ampe kế chỉ 0,3A Tính

hiệu điện thế UAB.

2 Điện trở R4 bằng bao nhiêu để khi k đóng hay k mở Ampe

kế chỉ một giá trị không đổi? Tính số chỉ của Ampe kế khi đó

và cường độ dòng điện qua khóa k khi k đóng

Giải

- Khi K mở: (R 1 //(R 2 ntR 3 ))ntR 4

Trang 9

9

20 30

23 1

23





 R

R

R R

() Rtđ = R123 + R4 = 12 + 8 = 20(); I23 = I3 = IA = 0,3(A)

U123 = U1 = U23 = I23.R23 = 0,3.20 = 6(V); I1 = 0 , 2

30 6

1

1  

R

U

(A) ;

I = I1 + I123 = 0,5(A); U = I.Rtđ = 0,5.20 = 10(V)

- Khi k mở, mạch giống ở câu 1

4 4

23 123 4

123

3

12

6 20 ) 12 (

12 10

R R

R

R R

R

U

I











- Khi k đóng, mạch như hình vẽ







4 3 4

4 3

1

.

'

R R R R R

R

U

I

4 4 4

3 4 1 3 1

4

35 150

10

.

R

R R

R R R R R

R U







4

7 30

2

R



Từ (1) và (2) ta có:

4

12

6

R

4

7 30

2

R



  90 + 21R4 = 12R4 + R42  R42 - 9R4 – 90 = 0 Giải phương trình trên, ta được: R4 = 15; R4 = -6 (loại)

- Số chỉ của Ampe kế: IA = I'3 = I3 =

4

12

6

R

15 12

6

9

2  0,22 (A)

- Cường độ dòng điện qua khóa K: Ik = I2 + I3 = 3

2

I R

U

 =

9

2 15

10

9

8

 0,89(A)

Câu 13.Cho mạch điện như hình 1 U = 32V, R1 = 6, R2 = 4,

R3 = 2,6, R4 = 5, R5 = 1, R6 = 6 Bỏ qua điện trở các dây nối

và các ampe kế

1 Tính điện trở tương đương toàn mạch, số chỉ ampe kế A1, A2

2 Tính hiệu điện thế giữa hai điểm N và M

Giải

1 Vì ampe kế A1, A2 có điện không đáng kể nên: R12 = 2,4; R123 = 6; R45 = 6; R12345 = 3; Rtđ = 9

Dòng điện qua ampe kế A1: I = I6 = IA1 =

tđ

R

U

= 4A Dòng điện qua ampe kế A2:

Ta có : U12345 = U45 = U123 = U – U6 = 12V; I45 = I4 = I5 =

45

R

U

= 2A; I123 = I3 =

123

R

U

= 2A

Ta có : U12 = U2 = I12.R12 = 4,8V  I2 =

2

12

R

U

= 1,2A

 IA2 = I2 + I5 = 3,2A

2 Hiệu điện thế giữa hai điểm N và M là: UNM = U2 – U5 = 2,8V

R1

R4 R3

R2

Trang 10

Câu 14.Cho mạch điện như hình 2 Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

không đổi U = 60V, R1 = R3 = R4 = 2, R6 = 3,2, R2 là 1 biến trở Bỏ qua điện

trở các dây nối

1 Điều chỉnh R2 sao cho dòng điện đi qua điện trở R5 bằng 0 Tính R2 lúc đó và

dòng điện qua các điện trở

2 Khi R2 = 10, dòng điện qua R5 là 2A và theo chiều từ C đến D Tính R5

Giải

1

Gọi I1, I2, I3, I4, I5, I6 lượt là cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R2, R3, R4, R5, R6

Khi dòng điện qua R5 là I5 = 0: Mạch cầu cân bằng

Do đó : R1.R4 = R2.R3  R2 = 2

Điện trở tương đương của mạch điện: Rtđ =   

 5,2

.

6 24 13

24

R R

Cường độ dòng điện qua R6 là : I6 = I = A

R

U tđ

54 , 11

Cường độ dòng điện qua các điện trở là : Vì R13 = R24 nên: I1 = I3 = I2 = I4 = I 5 , 77A

2 

2

Vì I5 = 2A suy ra mạch cầu không cân bằng

Tại nút C: I3 = I1 – I5 = I1 – 2 (1)

Tại nút D: I4 = I2 + I5 = I2 + 2 (2) … ………… (0,25 điểm)

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB: UAB = U1 + U3 = U2 + U4

UAB = I1R1 + I3R3 = I2R2 + I4R4

UAB = 2I1 + 2(I1 – 2) = 10I2 + 2(I2 + 2) (3)

Thay (1),(2) vào (3)  2I1 + 2(I1 – 2) = 10I2 + 2(I2 + 2)  I1 = 3I2 + 2 (4)

Ta có : U = UAB + U6 (5) và I6 = I1 + I2 (6)

Thay (3), (4), (6) vào (5), ta được: 60 = 10I2 + 2(I2 + 2) + 3,2( 4I2 + 2) I2 = 2A

Từ (4) suy ra : I1 = 8A……… (0,5 điểm)

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R5 : U5 = U2 – U1 = 4V……….(0,5 điểm)

Suy ra : R5 =  2 

5

I

U

………(0,25 điểm)

Câu 15.Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = 45Ω ; R2 = 90Ω ; R3 = 15Ω; R4

là một điện trở thay đổi được Hiệu điện thế UAB không đổi; bỏ qua điện trở của

ampe kế và của khóa k

a) Khóa k mở, điều chỉnh R4 = 24Ω thì ampe kế chỉ 0,9A Hãy tính hiệu điện

thế UAB

b) Điều chỉnh R4 đến một giá trị sao cho dù đóng hay mở khóa k thì số chỉ của

ampe kế vẫn không đổi Xác định giá trị R4 lúc này

c) Với giá trị R4 vừa tính được ở câu b, hãy tính số chỉ của ampe kế và cường độ dòng điện qua khóa k, khi k

đóng

Giải

a) Tính hiệu điện thế U AB

• UAD = IA R13 = I3(R1 + R3) = 0,9 60 = 54V

I2 = UAD/R2 = 54/90 = 0,6A

• I = I4 = I2 + I3 = 0,6 + 0,9 = 1,5A

• RAB = RAD + R4 = 1 3 2

(R R R)

R R R



  + R4 = 36 + 24 = 60Ω

• UAB = I RAB = 1,5 60 = 90V

b) Tính độ lớn của R 4

• K mở, ta có RAB = R4 + RAD = R4 + 1 3 2

(R R R)



  = R4 + 36

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	448,7 KB