Tính cường độ dịng điện qua đèn khi đĩ và hiệu điện thế qua hai đầu của nĩ.. a/Tính cường độ dịng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện.. Tính cường độ dịng điện chạy qua
Trang 1DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI TỒN MẠCH
I ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI TỒN MẠCH.
1.Định luật Ohm cho mạch điện kín cĩ chứa nguồn điện và điện trở
-Biểu thức: I =
N
R + r
E
Trong đĩ:E:là suất điện động của nguồn điện
r:điện trở trong của nguồn và RN :là điện trở tương đương của mạch ngồi
*Hệ quả: -hiệu điện thế ở mạch ngồi:UN = I R = − E I r
- Hiện tượng đoản mạch: Xảy ra khi RN = 0 và khi đĩ: I max =
r
E
⇒Nguồn điện cĩ điện trở trong càng nhỏ thì dịng đoản mạch càng lớn và càng nguy hại
+nếu pin bị đoản mạch thì mau hết pin
+nếu acquy bị đoản mạch thì acquy sẽ bị hỏng
'
I
R r r
−
= + +
E E
Trong đĩ:E,E’ :là suất điện động của nguồn điện và suất phản điện của máy thu
r,r’:điện trở trong của nguồn và của máy thu , R:điện trở mạch ngồi
2 Hiệu suất nguồn điện: = = (100%) =
+
N
A H
co ùích toàn phần E
*BÀI TẬP:
Bài 1: Một pin cĩ số ghi trên vỏ là 1,5V và cĩ điện trở trong là 0,5 Mắc một bĩng đèn cĩ
điện trở R = 2,5 vào hai cực của pin này để trở thành mạch kín Tính cường độ dịng điện qua
đèn khi đĩ và hiệu điện thế qua hai đầu của nĩ ĐS:I=0,5A,U=1,25V
Bài 2: Mắc một điện trở 14 Ω vào hai cực của một nguồn điện cĩ điện trở trong là 1Ω thì hiệu
điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V
a/Tính cường độ dịng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện
b/Tính cơng suất mạch ngồi và cơng suất của nguồn điện khi đĩ
c/Tính hiệu suất của nguồn điện ĐS:a/0,6A, 9V b/P ngdien = 5, 4W P, mngoai = 5, 04W c/93,3%
Bài 3: Nguồn điện cĩ suất điện động là 3V và cĩ điện trở trong 2Ω Mắc song song hai bĩng
đèn như nhau cĩ cùng điện trở là 6Ω vào hai cực của nguồn điện này
a Tính cơng suất tiêu thụ của mỗi bĩng đèn
b Nếu tháo bỏ một bĩng đèn thì bĩng đèn cịn lại sáng mạnh hơn hay yếu hơn so với trước đĩ?
ĐS:a/P1=P2=0,54W b/trường hợp sau sáng hơn
Bài 4: Cĩ mạch điện như hình vẽ Nguồn điện
cĩ suất điện điện E = 7,5V, cĩ điện trở trong r = 1Ω.Đèn cĩ ghi
6V – 3W.Tính giá trị của biến trỏ Rb để đèn sáng bình thường.ĐS:R b = Ω2
Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện cĩ suất điện động 7,8V,và điện
trở trong r = 0,4Ω Các điện trở mạch ngồi R1 = R2 = R3 = 3Ω, R4 = 6Ω
a Tính cường độ dịng điện chạy qua các điện trở và
hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở
b Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D.
c Tính hiệu điện thế hai đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện
ĐS:a/I1= =I2 1,17 ,A I3= =I4 0, 78 ,A U1=U2=3,51 ,V U3=2,34 ,V U4=4, 68V
b/U CD= −1,17V, c/U = 7,02V,H = 90%
Bài 6: Cĩ mạch điện như hình vẽ Nguồn điện cĩ suất điện điện động
24V và cĩ điện trở trong r = 1 Ω Trên các bĩng đèn cĩ ghi:
Đ1( 12V- 6W), Đ2(12V – 12W),điện trở R = 3Ω
a Các bĩng đèn sáng như thế nào? Tính cường độ dịng điện qua các bĩng đèn.
b Tính cơng suất tiêu thụ của mạch điện và hiệu suất của nguồn điện.
ĐS:I1=1,3 ,A I2=0,67 A2 đèn cháy b/44W,92%
Bài 7: Cĩ mạch điện như hình vẽ Nguồn điện cĩ suất điện điện
E = 18V và cĩ điện trở trong r = 2 Ω Trên các bĩng đèn cĩ ghi:
Đ1( 12V- 12W), Đ2(12V – 7,2W), biến trở R cĩ giá trị biến thiên từ
0 đến 100Ω
a Điều chỉnh R = 20Ω Tính cường độ dịng điện chạy qua các bĩng đèn
và điện trở So sánh độ sáng của hai bĩng đèn
b Điều chình R bằng bao nhiêu để đèn Đ1 sáng bình thường
ĐS:a/Id1=0, 75 ,A I d2 =0,375 ,A đèn 1 sáng hơn b/ R=5Ω
Bài 8: *: Cĩ mạch điện như hình vẽ Nguồn điện cĩ
suất điện động E = 12V,điện trở trong r = 1Ω R là biến trở
a Điều chỉnh R để cơng suất mạch ngồi là 11W Tính giá trị
R tương ứng.Tính cơng suất của nguồn trong trường hợp này
b Phải điều chỉnh R cĩ giá trị bao nhiêu để cơng suất tỏa nhiệt trên R là lớn nhất.
ĐS:a/R=11Ω,P = 12W b/ R=1Ω,P = 36W
Bài 9: * Cho mạch điện cĩ sơ đồ như hình vẽ:Trong đĩ nguồn điện
cĩ suất điện động ξ1 = 12V và điện trở trong r =1,1Ω , trở mạch R =0,1Ω
a Điện trở X phải cĩ giá trị là bao nhiêu để cơng suất tiêu thụ ở mạch ngồi là lớn nhất?
b Điện trở X phải cĩ giá trị là bao nhiêu để cơng suất tiêu thụ ở điện trở này là lớn nhất? Tìm cơng suất lớn nhất đĩ
ĐS: a/ Rx=1Ω b/Rx=1,2Ω,Pmax = 30W
DẠNG 4: ĐỊNH LUẬT ƠM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH
1/ Đl Ohm cho mạch kín chứa nguồn và máy thu mắc nối tiếp: I = P
P
R + r + r
−
E E
2/ Định luật Ohm tổng quát:
+ UAC = rI – E hay UCA = E – rI : hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện + UCB = EP + (R + rP)I: hiệu điện giữa hai đầu máy thu và điện trở R
⇒UAB = (R + r + rP) + EP – E ⇒ vậy I = AB P
P
U
R + r + r
+ − E E
Lưu ý: Trong mạch điện, nếu dịng điện cĩ chiều đi vào ở cực dương thì E đĩng vai trị là
máy thu điện Ngược lại, nếu dịng điện cĩ chiều đi ra từ cực dương thì E đĩng vai trị là nguồn điện
3/Mắc các nguồn điện thành bộ
E,
rR N I
R x
E
R 1 R 2
R 3 R 4
E , r
C D
E , r
V
A
R 1 R 2
Đ 1 R
E , r
Đ 2
R
E , r
E , r
R1
R2
R
E , r
Đ1
Đ2 R
E , r
Đ1
Đ2 R
E , r
Rb
Đ
E , r
Trang 2Mắc nối tiếp:
+ Eb = E1 + E2 + + En
+ rb = r1 + r2 + …… + rn
Nếu có n nguồn giống
nhau, mỗi nguồn (E ,r):
Eb = n E và rb = n.r
Mắc xung đối:
Eb = E1 – E2 nếu E1 > E2 Eb =
E2 – E1 nếu E2 > E1 và rb = r1
+ r2
Mắc song song:
Có n nguồn giống nhau, mỗi nguồn có (E, r)
Eb = E và rb = r/n
Mắc hỗn hợp đối xứng:
- Bộ nguồn có N nguồn giống nhau, được mắc thành
n hàng (dãy) song song, trong mỗi hàng có m nguồn
nối tiếp
- Tổng số nguồn điện N = m.n
- Suất điện động tương đương: Eb = m.E
và điện trở tương đương: b m
n
=
Bài 1: Cho bộ nguồn được mắc như hình vẽ:
các nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có E = 3 V và
điện trở trong r = 0,2 Ω Tìm Suất điện động bộ nguồn và
Điện trở tương đương của bộ nguồn?
ĐS: Eb = 24 V , r = 1 Ω
Bài 2: Cho đoạn mạch như hình vẽ, E1 = 9 V, r1 = 1,2 Ω; E2 = 3 V, r2 = 0,4 Ω; điện trở R = 28,4
Ω Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch UAB = 6 V
Cường độ dòng điện trong mạch có chiều và độ lớn là bao nhiêu?
ĐS: chiều từ A sang B, I = 0,4 A
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 8 V,
r1 = 1,2 Ω, E2 = 4 V, r2 = 0,4 Ω; R = 28,4 Ω,
hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đo được là UAB = 6 V
a/ Cho biết mạch điện này chứa nguồn điện nào và chứa máy thu nào? Vì sao?
b/ Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và cho biết chiều của nó
c/ Tính hiệu điện thế UAC và UCB?
Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 8 V, r1 = 0,5 Ω,
E2 = 2 V, r2 = 0,5 Ω; R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 3 Ω
a/ Tìm điện trở tương đương của mạch điện và hiệu điện thế UAB
b/ Tính cường độ dòng điện qua điện trở R3
Bài 5: Có 6 pin như nhau, mỗi pin có suất điện động E = 2 V
và điện trở trong r = 0,5 Ω Biết R1 = 12 Ω, ampe kế và khóa
K có điện trở không đáng kể Khi K mở, ampe kế chỉ IA = 24/27 A
Tính số chỉ của Ampe kế khi K đóng
ĐS: IA = 1,26A
Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = E3 = 6 V, E2 = 3 V,
r1 = r2 = r3 = 1 Ω, R1 = R2 = R3 = 5 Ω, R4 = 10 Ω Tính:
a/ Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
b/ Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N
Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ: trong đó: R1 = 3,5 Ω,
R2 = R3 = 4 Ω, R4 = 2 Ω, E1 = 2,4 V, r1 = 0,1 Ω E2 = 3V, r2 = 0,2 Ω
a/ Tính suất điện động và điện trở trong của 2 nguồn
b/ Tính điện trở tương đương của mạch ngoài
c/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính
d/ Tính hiệu điện thế UAB và UAC
ĐS: a/5,4V , 3 Ω b/5,1 Ω c/1A d/UAB=1,5V,UAC=-2V
Bài 8: Đèn có điện trở R4 ghi: (3V – 6W), các điện trở: R1 = 12 Ω, R2 = 9 Ω, R3 = 3 Ω
Nguồn E 1 = 4 V, r1 = 1,5 Ω, E 2 = 20 V,
r2 = 1 Ω, điện trở Ampe kế RA ≈0
a/ Tìm điện trở tương đương của mạch ngoài
b/ Tìm số chỉ của Ampe kế c/ Tìm công suất tỏa nhiệt trên R3 và UMN d/ Thay R2 bằng R5 thì thấy đèn sáng bình thường Tìm R5 và hiệu suất bộ nguồn lúc này
TRẮC NGHIỆM:
Câu 1 Cho một mạch điện gồm một pin 1,5 V có điện trở trong 0,5 Ω nối với mạch ngoài là
một điện trở 2,5 Ω Cường độ dòng điện trong mạch là
A 2 A B 3/5 A C 3 A D 0,5 A.
Câu 2: Một nguồn điện có điện trở trong 0,5 Ω được mắc với điện trở 5 Ω thành mạch kín Khi
đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 18 V Suất điện động của nguồn điện và cường
độ dòng điện trong mạch là bao nhiêu?
A.U = 1,98V, I=3,6A B.U = 198V, I=36A C U = 18,9V, I=6,3A D U = 19,8V, I=3,6A
Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ Mỗi pin có suất điện
động E = 1,5 V, điện trở trong r = 1 Ω Điện trở mạch ngoài
R = 3,5 Ω Cường độ dòng điện ở mạch ngoài là bao nhiêu?
A 1A B 2A C 0,1A D 0,2 A
Câu 4:Một nguồn điện có điện trở trong 0,4Ω được mắc với một điện trở 4,8Ω thành mạch
kín thì hiệu điện thế mạch ngoài bằng 28V Tìm suất điện động của nguồn điện này?
A E=303,32V B E=3,0332V C E=30,332V D.E=30,32V
Câu 5:Một mạch kín gồm nguồn điện 18V; 1,5Ω được mắc với mạch ngoài có hai điện trở R1
= 4 Ωvà R2 = 6Ω mắc song song Cường độ dòng điện trong mạch bằng bao nhiêu?
A 4,61A B 46,1 A C 0,46 A D 61,4 A
Câu 6 Ghép 3 pin giống nhau nối tiếp mỗi pin có suất điện động 3 V và điện trở trong 1 Ω
Suất điện động và điện trở trong của bộ pin là
A 3 V và 3 Ω B 9 V và 1/3 Ω C 3 V và 1/3 Ω D 9 V và 3 Ω.
Câu 7 Hai bóng đèn có điện trở 5 Ω mắc song song và nối vào một nguồn có điện trở trong 1
Ω thì cường độ dòng điện trong mạch là 12/7 A Khi tháo một đèn ra thì cường độ dòng điện trong mạch là
Câu 8 Cho 3 điện trở giống nhau cùng giá trị 8 Ω, hai điện trở mắc song song và cụm đó nối
tiếp với điện trở còn lại Đoạn mạch này được nối với nguồn có điện trở trong 2 Ω thì hiệu điện thế hai đầu nguồn là 12 V Cường độ dòng điện trong mạch và suất điện động của mạch khi đó là
A 1 A và 12 V B 0,5 A và 12 V C 0,5 A và 14 V D 1 A và 14 V.
Câu 9 Một bóng đèn ghi 6 V- 6 W được mắc vào một nguồn điện có điện trở trong là 2 Ω thì
sáng bình thường Suất điện động của nguồn điện là
Câu 10 Ghép song song một bộ 3 pin giống nhau loại 9 V - 1 Ω thì thu được bộ nguồn có
suất điện động và điện trở trong là
A 3 V - 1 Ω B 9 V - 3 Ω C 9 V - 1/3 Ω D 3 V - 3 Ω.