b ) Để cường độ dòng điện giảm đi hai lần , người ta mắc nối tiếp thêm vào mạch điện trở R3. Hỏi nếu mắc nối tiếp hai điện trở này vào trong mạch thì phải đặt vào hai đầu đoạn mạch một[r]
Trang 1Chủ đề 2 : ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH MẮC NÔI TIẾP
A) MỤC TIÊU
- Kiến thức : Củng cố các tính chất của đoạn mạch mắc nối tiếp : Cường độ dòng
điện , hiệu điện thế và điện trở trong đoạn mạch mắc nối tiếp
- Kĩ nằng : Làm thành thạo các bài tập về tính toán U,I,R của các đại lượng liên quan
trong đoạn mạch mắc nối tiếp Nắm cách sử dụng các thông số đo của các dụng cụ đo khi sử dụng trong đoạn có sự thay đổi
- Tư duy : Bồi dưỡng năng lực xây dựng đường lối giải bài tập vật lí
- Thái độ : đọc kĩ bài tập trước khi làm , rèn cho học sinh tính cẩn thận trong trình
bày , linh hoạt trong xử lý tình huống
B) CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
I) CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cho đoạn mạch gồm có các điện trở R 1 , R 2 … mắc nối tiếp vào đoạn mạch có hiệu điện thế U thì
- Trong doạn mạch mắc nối tiếp , cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm : I = I 1 = I 2 = ………
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thé tren mỗi điện trở
U = U 1 + U 2 + ……….
- Các điện trở mắc nối tiếp tương đương với một điện trở duy nhất có giá trị bằng tổng các điện trở thành phần : R = R 1 + R 2 + ……
- Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với mỗi điện trở đó :
1 2
1 2
R R II) BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài tập 1 : Cho đoạn mạch như hình vẽ
bên
a) Khi công tắc K mở , hai đèn có hoạt
động không ?Vì sao ?
b) Khi công tắc K đóng , cầu chì bị đứt
, hai đèn có hoạt động không ? vì
sao ?
c) Khi công tắc K đóng , chỉ có dây
tóc của đèn 1 bị đứt bóng đèn 2 có
hoạt động không ? vì sao ?
cầu chì
B A
Đ2
Đ1
K
Giải
a) Khi khóa K mở , hai đèn không hoạt động , vì mạch hở không có dòng điện chạy qua hai đèn
b) Khi khóa K đóng , cầu chì đứt , hai đèn không hoạt động , vì mạch hở không có dòng điện chạy qua hai bóng đèn
c) Khi khóa K đóng , dây tóc bóng đèn 1 bị đứt , đèn2 không hoạt động , vì mạch
bị hở không có dòng điện chạy qua đèn 2
Bài tập 2: Chứng minh rằng đối với đoạn mạch mắc nối tiếp gồm hai điện trở R1,R2 thì
ta có hệ thức :
1 1
2 2
U R
Trang 2Giải : Theo định luật ôm ta có : U1 = IR1 ; U2 = I R2 , trong đó U1,U2 là hiệu điện thế giữa hai đầu của mối điện trở , I là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
Cho nên ta có
U IR R
Bài tập 3 :Hai điện trở R1 , R2 và ampe kế mắc nối tiếp vào hai điểm A và B
A) Vẽ sơ đồ mạch điện
B) Cho R1 = 15 , R2 = 20 , ampe kế chỉ 0,3 A Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách
Giải :
A) Vẽ sơ đồ mạch
điện như hình
bên
A
B) Cách 1 : Điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtđ = R1 + R2 = 15 + 20 = 35 ()
Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là U = I.Rtđ = 0,3 35 = 10,5 (V)
Cách 2 : U1 = IR1 = 0,3 15 = 4,5 (V) ; U2 = IR2 = 0,3 20 = 6 (V)
Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là U = U1 + U2 = 4,5 + 6 = 10,5 (V)
Bài tập 4 : Cho hai điện trở R1 = 24 , R2 = 16 mắc nối tiếp
A) Tính điện trở tương đương R12 của đoạn mạch
B) Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U = 16 V Tính cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở ?
Giải
A) điện trở tương đương R12 của đoạn mạch là R12 = R1 + R2 = 24 + 16 = 40 ()
B) Cường độ dòng điện của đoạn mạch là 12
Hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi điện trở là : U1 = I.R1 = 9,6 V ; U2 = I.R2 = 6,4 V
Bài tập 5: Cho mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp nhau Biết R1 = 6 , R2 =
18 , R3 = 16 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 52V
A) Tính điện trở tương đương và cường độ dòng điện trong mạch
B) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu của mối điện trở ?
Giải
A) điện trở tương đương R123 của đoạn mạch là R123 = R1 + R2 + R3= 6 + 18 + 16 =
40 ()
B) Cường độ dòng điện của đoạn mạch là 123
Hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi điện trở là :
U1 = I.R1 = 7,8 V ; U2 = I.R2 = 23,4 V ; U3 = I.R3 = 20,8 V
Bài tập 6: Cho mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp nhau Biết R1 = 5 , R2 =
20 , R3 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 50V thì cường độ dòng điện trong
mạch là 1 A
Trang 3A) Tính điện trở R3
B) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu của mối điện trở ?
Giải
A) điện trở tương đương R123 của đoạn mạch là 123
U 50
mà R123 = R1 + R2 + R3 cho nên R3 = R123 – (R1 + R2) = 50 – (2 + 20) = 25 b) Hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi điện trở là :
U1 = I.R1 = 5 V ; U2 = I.R2 = 20 V ; U3 = I.R3 = 25 V
Bài tập 7 :
Sơ đồ mạch điện như
hình bên Biết R1 = 2
, R2 = 4 , R3 =
10,R4 = 20
Hiệu điện thế UAE =
72V
a) Tính cường độ dòng điện trong mạch
b) Tính các hiệu điện thế UAC ; UAD ; UBE
Giải
A) Điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch là
Rtđ = R1 + R2 + R3 + R4= 2+ 4+10+ 20 = 36 ()
Cường độ dòng điện của đoạn mạch là td
b) Hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi đoạn mạch là :
UAC = I.(R1+R2) = 2.(2 + 4) = 12 V
UAC = I.(R1+R2+R3) = 2.(2+4+10) = 32 V ;
UBE = I.(R2+R3+R4) = 2.(4+10+20) = 68 V
Bài tập 8:
Sơ đồ mạch điện như hình bên , R1 = 25
.Biết khi khóa K đóng ampe kế chỉ 4A còn
khi khóa K mở thì ampe kế chỉ 2,5 A
Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch
và điện trở R2 ?
R 2
R 1
A
K
Giải
Khi khóa K đóng thì dòng điện không đi qua điện trở R2 , nên số chỉ của ampe kế là số chỉ cường độ dòng điện chạy trong mạch
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là : U = I.R1 = 4.25 = 100V
Khi khóa K mở , hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp , nên điện trở của đoạn mạch là 12
U 100
I 2,5
, Điện trở R2 = R12 – R1 = 40 – 25 = 15
Bài tập 8:
Trang 4Sơ đồ mạch điện như hình bên
Biết UAE = 75 V , UAC = 37,5
V , UBE = 67,5 V Ampe kế
chỉ 1,5 A Tính các điện trở
R1,R2 ,R3 ?
Giải :
Điện trở của đoạn mạch RAE = UAE : I = 75 : 1,5 = 50
RAC = UAC : I = 37,5 : 1,5 = 25 ; RBE = UBE : I = 67,5 : 1,5 = 45
Mà RAE = R1 + R2 +R3 = 50 ; RAC = R1 + R2 = 25 ; RBE = R2 + R3 = 45
Vậy suy ra : R1 = 5 ; R3 = 25 ; R2 = 20
Bài tập 9 : Cho ba điện trở R1 , R2 , R3 mắc nối tiếp vào đoạn mạch có hiệu điện thế U
= 90V Biết R1 = R2 = 4R3 , cường độ dòng điện trong mạch là 2A Tính giá trị của các điện trở
Giải
Vì R1,R2,R3 mắc nối tiép nên R123 = R1 + R2 + R3
Điện trở tương đương của đoạn mạch là 123
U 90
Mà R1 = R2 = 4R3 , cho nên 4R3+4R3+R3 = 45 R3 = 5 ; R1 = R2 = 20
Bài tập 10 : Cho ba điện trở R1 , R2 , R3 ,R4 mắc nối tiếp vào đoạn mạch có hiệu điện thế U = 100V Biết R1 = 2R2 = 3R3=4R4 , Tính hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi điện trở ?
Giải
Vì R1 , R2 , R3 ,R4 mắc nối tiếp , mà R1 = 2R2 = 3R3=4R4 cho nên U1 = 2U2 = 3U3=4U4 Trong đó U1 + U2 +U3 + U4 = 100 V
Hay 4U4 + 2U2 + 4/3 U4 + U4 = 100V
4
4
25U
3
U1 = 48V ; U2 = 24V ; U3 = 16V
Bài tập 11 : Cho hai bóng đèn loại 12V-1A và 12V-0,8A Mắc nối tiếp hai bóng đèn
vào hiệu điện thế 24 V Tính cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn và nêu nhận xét
về độ sáng của mỗi bóng đèn Có nên mắc như vậy không ?
Giải
Điện trở của mỗi bóng đèn là
Điện trở tương đương của đoạn mạch R12 = R1 + R2 = 27
Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn là : 12
I
Nhận xét về độ sáng của mỗi đèn
Đèn 1 ta có I < I1 , nên đèn 1 sáng yếu hơn bình thường
Đèn 2 ta có I > I2 nên đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường
Do vậy không nên mắc hai bóng đèn trên vào đoạn mạch
III ) BÀI TẬP BỔ SUNG
Trang 5Bài 1) Cho hai điện trở R1 , R2 và ampe kế mắc nối tiếp vào hai điểm A và B
a) Vẽ sơ đồ mạch điện
b) Cho R1 = 15 , R2 = 20 , ampe kế chỉ 0,3 A Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách
Bài 2) Cho hai điện trở R1 = 20 , R2 = 40 mắc nối tiếp
a ) Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 là 60V Tính cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế U
b ) Để cường độ dòng điện giảm đi hai lần , người ta mắc nối tiếp thêm vào mạch điện trở R3 Tính R3
Bài 3) Cho hai điện trở R1 , R2 mắc nối tiếp vào hiệu điện thế U Biết điện trở R1 = 40 chịu dược dòng điện tối đa là 1,2 A , còn điện trở R2 = 35 chịu được dòng điện tối đa là 1,4 A Hỏi nếu mắc nối tiếp hai điện trở này vào trong mạch thì phải đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế tối đa là bao nhiêu để cả hai điện trở không bị hỏng
Bài 4) Cho mạch điện gồm ba điện trở mắc nối tiếp nhau Biết R1 = 6 , R2 = 18 , R3
= 16 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 52 V
a ) Tính điện trở tương đương của mạch và dòng điện qua mạch
b ) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở
Bài 5) Cho mạch điện gồm ba điện trở mắc nối tiếp nhau Biết R1 = 5 , R2 = 20 và R3 Khi đặt hiệu điện thế U = 50V thì cường đọ dòng điện trong mạch là 1A
a ) Tính điện trở R3
b ) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở ?
Bài 6)
Sơ đồ mạch điện như
hình bên Biết R1 = 5
, R2 = 12 , R3 =
10,R4 = 20
Hiệu điện thế hai đầu
đoạn mạch UAC = 34
V
a) Tính cường độ dòng điệntrong mạch
b) Tính các hiệu điện thế UAC , UBD , UBE
Bài 7 )
Sơ đồ mạch điện như hình bên Biết R1 =
4 , R2 = 4R3 Hiệu điện thế hai đầu đoạn
mạch U = 48 V, ampe kế chỉ 2A Tính
các điện trở R2 , R3 và hiệu điện thế giữa
R 2
R 1
A