b Nếu dùng hai điện trở này mắc nối tiếp thì phải đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế là bao nhiêu để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở cũng bằng 2,5 A ?.[r]
Trang 1Chủ đề 2 : ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH MẮC SONG SONG
A) MỤC TIÊU
- Kiến thức : Củng cố các tính chất của đoạn mạch mắc song song : Cường độ
dòng điện , hiệu điện thế và điện trở trong đoạn mạch mắc song song
- Kĩ nằng : Làm thành thạo các bài tập về tính toán U,I,R của các đại lượng liên
quan trong đoạn mạch mắc song song 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 song song vào đoạn mạch có hiệu điện thế U thì
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ :
U = U 1 = U 2 = ………
- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các mạch rẽ : I = I 1 + I 2 + ……….
- Các điện trở mắc song song tương đương với một điện trở duy nhất có giá trị
R R R
- Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với mỗi điện trở đó :
1 2
2 1
I R II) BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài tập 1 : Trong phòng đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng
hiệu điện thế 220V Hiệu điện thế nguồn là 220 V Mỗi đồ dùng đều có công tắc điều khiển và cầu chì bảo vệ riêng
a)Đèn và quạt được mắc như thế nào để chúng hoạt động bình thường ?
b) Vẽ sơ đồ mạch điện đó và cho biết hai thiết bị này có nhất thiết phải hoạt động đồng thời không ? Tại sao ?
Giải
a) Đèn và quạt phải được mắc
song song để chúng hoạt động
bình thường
b) Sơ đồ mạch điện vẽ như hình
bên
Hai thiết bị trên không nhất
thiết phải hoạt động đồng thời
vì cách mắc song song hoạt
động của mỗi thiết bị không
ảnh hưởng đến thiết bị kia 220V
M
Đ
Cầu chì Cầu chì
Bài tập 2 :
Trang 2Cho hai điện trở R1 = R2 =
20 Được mắc như sơ đồ
(1)
a)Tính điện trở tương đương
R12 của đoạn mạch đó
b) Nếu mắc thêm điện trở R3 =
15 vào đoạn mạch trên như
sơ đồ (2) thì điện trở tương
đương RAC của đoạn mạch mới
là bao nhiêu ? So sánh điện trở
RAC với mỗi điện trở thành
phần ?
C
C A
A
(2)
3
R 1
R 2
R 2
R 1
Giaỉ :
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch được tính theo công thức
12 1 2
R R R 20 20 10 hay R12 = 10
Hoặc
1 2 12
1 2
b) Khi mắc thêm điện trở R3 ( như sơ đồ 2) , ta có
12 3 AC
12 3
Nhận xét : RAC nhỏ hơn điện trở thành phần
Bài tập 3 :
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R1 = 18 ,R2 =
12 Vôn kế chỉ 36 V
a)Tính điện trở tương đương R12 của
đoạn mạch đó
b) Tính số chỉ của các am pe kế
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Giải :
Điện trở tương đương của đoạn mạch là
1 2 12
1 2
Số chỉ của các ampe kế chính là cường độ dòng điện mạchchính , cường độ dòng điện đi qua các điện trở Vậy số chỉ của các ampe kế là
12
1 1
2 2
U 36
Trang 3Bài tập 4 :
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R1 = 15 ,R2 =
10
Ampe kế A1 chỉ 0,5 A
a)Tính số chỉ của vôn kế
b) Tính số chỉ của am pe kế A
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Giải :
Vì hai điện trở R1 và R2 mắc song song nên U = U1 = U2
Vậy số chỉ của vôn kế là U = U1 = I1R1 = 0,5 15 = 7,5 V
Số chỉ của ampe kế A2 là 2 2
U 7,5
Số chỉ của ampe kế A là I = I1 + I2 = 0,5 + 0,75 = 2,25 A
Bài tập 5 :
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R1 = 52,5
Vôn kế chỉ 84V
Ampe kế A chỉ 4,2 A Tính số chỉ
của các ampe kế A1 ,A2 và điện trở R2
?
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Giải :
Số chỉ của ampe kế A1 là 1 1
R 52,5
Số chỉ của ampe kế A2 là I2 = I – I1 = 4,2 – 1,6 = 2,6
Điện trở R2 là 2 2
I 2,6
Bài tập 6 :
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên Hiệu điện thế U = 48V Biết
rằng
Khi khóa K1 đóng , khóa K2 mở
thì ampe kế chỉ 2,4A , khi khóa K1
mở , khóa K2 đóng thì ampe kế chỉ
5A
Hỏi: Tính điện trở R1 , R2 ? khi cả
hai khóa cùng đóng thì am pe kế
chỉ bao nhiêu ?
K 2
R 2
R 1
Giải :
- Khi khóa K1 đóng , khóa K2 mở thì ampe kế chỉ 2,4A thì dòng điện chỉ đi qua điện trở R1
Trang 4Cho nên điện trở R1 là 1 1
I 2,4
- Khi khóa K1 mở , khóa K2 đóng thì ampe kế chỉ 5A thì dòng điện chỉ đi qua điện trở R2
Cho nên điện trở R2 là 2 2
U 48
Vì cùng Hiệu điện thế U , nên khi hai khóa cùng đóng thì số chỉ của am pe kế là
I = I1 + I2 = 2,4 + 5 = 7,4 A
Bài tập 7 :
Cho mạch điện có sơ đồ như
hình bên Hiệu điện thế UAB =
48V
Biết R1 = 16 ,R2 = 24
a)Tính số chỉ của ampe kế
b) Khi mắc thêm điện trở R3
vào hai điểm C và D thì ampe
kế chỉ 6A Hãy tính điện trở R3
?
A
Giải :
Cách 1 : Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là
1 1
; 2 2
Số chỉ của ampe kế là I = I1 + I2 = 2 + 3 = 5 A
Khi mắc thêm điện trở R3 vào hai đầu đoạn mạch CD thì các điện trở R1 ,R2 , R3 mắc song song , cho nên cường độ dòng điện qua điện trở R3 là I3 = I – (I1 + I2) =
6 – (2 + 3) = 1 A
Giá trị của điện trở R3 là 3 3
U 48
Bài tập 8 :
Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1
= 9 , R2 = 18 và R3 = 24 được
mắc vào hiệu điện thế U = 3,6V
như sơ đồ bên
a) Tính điện trở tương đương
của đoạn mạch
b) Tính số chỉ của các am pe kế
A và A1 ?
R 3 U
A
R 2
R 1
A 1
Trang 5Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song là
1 2
12
1 2
Điện trở tương đương của đoạn mạch là
12 3 123
12 3
Số chỉ của ampe kế A là 123
Số chỉ của ampe kế A1 là 1 12
Bài tập 9: Cho một hiệu điện thế U = 1,8 V và hai điện trở R1 , R2 Nếu mắc nối
tiếp hai điện trở vào hiệu điện thế U thì dòng điện đi qua chúng có cường độ I1 = 0,2 A ; nếu mắc song song hai điện trở vào hiệu điện thế U thì dòng điện mạch chính có cường độ I1 = 0,9A Tính R1 , R2
Giải
Khi R1 , R2 mắc nối tiếp nên 1 2 1
U 1,8
I 0,2
(1)
Khi R1 , R2 mắc song song nên 12 2
U 1,8
I 0,9
, mà
1 2 12
1 2
R R R
Cho nên R1R2 = 18 (2) Giả sử R1 < R2 nên R1 < 5
Từ (1) ta có R2 = 9 – R1 thay vào (2) ta có : R1(9 – R1) = 18
(R1 – 3)(R1 – 6) = 0 , R1 < 5 , nên R1 = 3 , do đó R2 = 6
Vậy R1 = 3 , R2 = 6
II) BÀI TẬP BÔ SUNG
Bài 1)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R1 = 15 ,R2 =
10
Ampe kế A chỉ 1,5 A
a)Tính số chỉ của vôn kế
b) Tính số chỉ của am pe kế A1,A2 ?
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Bài 2)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R1 = 6
Ampe kế A chỉ 1 A ,ampe kế A2 chỉ
0,4A
a) Tính R2
b)Tính số chỉ của vôn kế
c) Mắc một điện trở R3 vào mạch
điện trên , song song với R1 và R2 thì
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Trang 6cường độ dòng điện của mạch chính
là 1,5 A Tính R3 và điện trở tương
đương Rtđ của đoạn mạch lúc này
Bài 3)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình
bên trong đó điện trở R2 = 5R1 Vôn
kế chỉ 24V , ampe kế A2 chỉ 0,8 A
a) Tính R1 , R2
b)Tính số chỉ của ampe kế A1
R 2
R 1
V
A
A 2
A 1
Bài 4: Hai điện trở R1 = 4,0Ω và R2 = 6,0Ω được mắc song song với nhau.
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b) Biết hiệu điện thế của đoạn mạch trên bằng U, cường độ dòng điện trong mạch chính bằng 0,5A Tính cường độ dòng điện qua R1 và R2
Bài 5: Hai điện trở R1 và R2 được mắc song song với nhau Đặt vào hai đầu
mạch điện hiệu điện thế U = 12V Cường độ dòng điện qua điện trở R1 bằng hai lần cường độ dòng điện qua điện trở R2 còn cường độ dòng điện trong mạch chính bằng 0,6A Tính R1 và R2
Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ Cường độ dòng điện mạch chính là 3A, các
điện trở R1 = 4Ω; R2 = 6Ω
a) Tính cường độ của dòng điện qua điện trở R1
b) Có bạn bị đánh đố tìm trị số cường độ dòng điện I2
( qua R2) bằng cách nào nhanh nhất thì bạn đó viết ngay 2
3
5
Hãy giải thích vì sao bạn đó có cách tính nhanh như vậy?
Bài 7: Một đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 12Ω ; R2 = 6Ω và R3 = 4Ω mắc song
song với nhau, đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 3A
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b) Tính hiệu điện thế U
Trang 7Bài 8: Một đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 12Ω ; R2 = 10Ω và R3 = 15Ω mắc
song song với nhau, đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện qua R1 là 0,5A
a) Tính hiệu điện thế U
b) Tính cường độ dòng điện qua R2; R3 và qua mạch chính
Bài 9 : Đặt một hiệu điện thế U = 45V vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1
và R2 mắc song song Dòng điện trong mạch chính có cường độ 2,5 A
a) Hãy xác định R1 và R2 biết rằng R1 = 1,5R2
b) Nếu dùng hai điện trở này mắc nối tiếp thì phải đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế là bao nhiêu để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở cũng bằng 2,5 A ?