de cuong on tap vat li 9

Vì Id < Idm => để đèn sáng bình thường phải tăng cường độ dòng điện qua đèn do đó phải giảm điện trở của mạch => giảm điện trở của R b tham gia nên dịch chuyển con chạy về phía B... a/ C[r]

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP VẬT LÍ 9 HKI

NĂM HỌC 2012-2013 PHẦN ĐIỆN HỌC

I- HỆ THỐNG CÔNG THỨC

I= U

R 1- Định luật Ôm:

⇒ U=I R R= U

I và R= ρ l

S 2- Điện trở dây dẫn:

⇒ l= R S

l

R S

l ; ;

R1

R2=

ρ1

ρ2.

l1

l2.

S2

S1 * Hệ thức so sánh điện trở của hai dây

dẫn:

1 mm2=1 10−6m2 * Lưu ý đơn vị:

3- Định luật Ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

I=I1= I2= I3 a Cường độ dòng điện:

U=U1+U2+U3 b Hiệu điện thế:

Rtñ= R1+ R2+ R3 c Điện trở tương đương:

U1

U2=

R1

R2 * Hệ thức:

4- Định luật Ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc song

song

I=I1+ I2+ I3 a Cường độ dòng điện:

U=U1=U2=U3 b Hiệu điện thế:

1

Rtñ=

1

R1+

1

R2+

1

R3 c Điện trở tương đương:

* Nếu hai điện trở mắc song song thì:

Rtñ= R1 R2

R1+ R2

I1

I2

= R2

R1

* Hệ thức:

5- Công suất điện

U2

R P = U.I và P = I

2.R ; P =

6- Công dòng điện (điện năng tiêu thụ)

A = P.t hay A = U.I.t

7- Định luật Jun-Lenxơ

Q = I2.R.t

* nếu Q tính bằng đơn vị calo (cal) thì:

Q = 0,24.I2.R.t

* Công thức tình nhiệt lượng vật thu vào khi nóng lên: Q =

m.c (t2 – t1) (t1: nhiệt độ ban đầu ; t2: nhiệt độ sau)

8- Những hệ quả:

+ Mạch điện gồm hai điện trở mắc nối tiếp:

A1

A2

= P1

P2

= Q1

Q2

= U1

U2

= R1

R2

+ Mạch điện gồm hai điện trở mắc song song:

A1

A2

= P1

P2

= Q1

Q2

= I1

I2

= R2

R1

+ Hiệu suất:

Atp

100 %= Pci

Ptp

100 %= Qci

Qtp

.100 % + Mạch điện gồm các điện trở mắc nối tiếp hay song song:

P = P1 + P2 + + Pn

II- MỘT SỐ ĐỀ BÀI TẬP

Bài 1: Một dây dẫn bằng nikêlin có chiều dài 100m, tiết diện 0,5mm2 được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 120V

1/ Tính điện trở của dây

2/ Tính cường độ dòng điện qua dây

Hướng dẫn

S=0,5 mm2=0,5 10−6m2

1/ Điện trở của dây:

R= ρ l

S =0,4 10

−6 100 0,5 10−6=80 Ω

2/ Cường độ dòng điện qua dây:

I= U

R =

120

80 =1,5 A

Ω Bài 2: Điện trở của một bếp điện làm bằng Nikêlin có chiều dài 3m , tiết diện 0,68mm2 và điện trở suất 1,1.10-6 m Đặt bếp vào hiệu điện thế U=220V và sử dụng trong thời gian 15 phút

a.Tính điện trở củadây điện trở

b.Xác định công suất của bếp?

c.Tính nhiệt lượng tỏa ra của bếp trong thời gian trên?

Hướng dẫn

0,68mm2=0,68.10-6m2

a/ Điện trở của dây điện trở:

6 6

1,1.10 3

48,5 0,068.10

l

R

s



b/ Công suất của bếp

48,5

U

p U I

R

c/.Nhiệt lượng tỏa ra của bếp trong 15 phút là Q=I2.R.t=P.t=997,9.15.60=898 144J

0,8

d 

  0, 4.106 m

  Bài 3: Dây xoắn có chiều dài 10m ,đường kính dâymm và có điện trở suất Tính điện trở của

dây

Hướng dẫn

0,8

0, 2 0, 2.10

d



Tiết diện của dây là

Điện trở của dây là

6 6

0, 4.10 10

20

0, 2.10

l R s



Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ:

Hướng dẫn

1/ Điện trở tương đương của R2 và R3:

R2,3= R2 R3

R2+ R3=

15 10 15+10 =6 Ω Điện trở tương đương của mạch:

Rtñ= R1+ R2,3=30+ ¿ Ω 6 = 36

2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính:

I = UAB

Rtñ =

24

36 =0 ,67 A

I=I1=I2,3=0 , 67 A Mà:

U2,3= I2,3 R2,3=0 , 67 6=4 V Ta có:

Vì R2 // R3 nên U2 = U3 = U2,3 Ta có:

I2= U2,3

R2

= 4

15 =0 ,27 A

I3= U2,3

R3

= 4

10 = 0,4 A 3/ t = 5 ph = 300s

Công dòng điện là:

A = UAB.I.t = 24 0,67 300 = 4 824J

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ:

Hướng dẫn

1/ Điện trở tương đương của R2 và R3 là:

R2,3= R2+ R3=2+4=6 Ω

Điện trở tương đương của mạch:

Rtñ= R1 R2,3

R1+ R2,3=

6 6 6+6 =3 Ω 2/ Hiệu điện thế của mạch:

UAB=I Rtñ=2 3=6 V

UAB= U1= U2,3 Ta có: = 6V Nên ta có:

I1= U1

R1=

6

6 =1 A

I2=I3=I2,3= U2,3

R2,3

= 6

6 =1 A Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở:

I12 R1=12 6=6 W P1 =

I22 R2=12 2=2 W P2 =

I32 R3=12 4=4 W P3 =

Bài 6: Một bếp điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2,5lít nước ở nhiệt độ ban đầu là

20oC thì mất một thời gian là 14phút 35 giây

1/ Tính hiệu suất của bếp Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

2/ Mỗi ngày đun sôi 5lít nước ở điều kiện như trên thì trong 30 ngày sẽ phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này Cho biết giá 1kWh điện là 800đồng

Hướng dẫn

Vì bếp được sử dụng ở hiệu điện thế 220V đúng với hiệu

điện thế định mức của bếp nên công suất điện của bếp là

1000W

1/ Nhiệt lượng cung cấp cho nước:

Q1=m c Δt Δt=100 − 20=80o

C (với )

= 2,5 4200 80 = 840 000J

Nhiệt lượng bếp tỏa ra:

Q = I2.R.t = P.t (với t = 14ph 35s = 875s)

= 1000 875 = 875 000J

Hiệu suất của bếp:

H= Q1

Q .100 %=

840000

875000 100 %=96 % 2/ Nhiệt lượng bếp tỏa ra mỗi ngày lúc bây giờ:

Q’ = 2Q

= 2 875000 = 1750000J (vì 5l = 2 2,5l) Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày:

A = Q’.30

= 1750000 30

R1

R2 R3

R1

Với: R Ω Ω Ω 1 = 30; R2 = 15; R3 = 10 và UAB = 24V.

1/ Tính điện trở tương đương của mạch.

2/ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

3/ Tính công của dòng điện sinh ra trong đoạn mạch trong thời gian

5 phút.

Với R Ω Ω Ω 1 = 6; R2 = 2; R3 = 4 cường độ dòng điện qua mạch chính là I = 2A.

1/ Tính điện trở tương đương của mạch.

2/ Tính hiệu điện thế của mạch.

3/ Tính cường độ dòng điện và công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở.

= 52500000J = 14,6kWh

Bài 7: Một bóng đèn ghi 6V-3W

a)Cho biết ý nghĩa của các số ghi trên đèn?

b)Tìm cường độ định mức chạy qua đèn và điện trở của đèn?

c)Mắc đèn này vào hai điểm có hiệu điện thế 5V,tính công suất tiêu thụ của đèn?

Hướng dẫn

a/ Con số ghi trên chỉ giá trị định mức của đèn khi hoạt động

bình thường Uđm6V,pđm=3w

b/ Cường độ dòng điện định mức qua đèn là

d

3

0,5 6

dm

m

dm

p

U

Điện trở của đèn khi nó sáng bình thường

2

36 12 6

dm

U

R

p

c/Khi mắc đèn vào hai điểm có hiệu điện thế 15V thì

5

0, 417 12

d

U

R

Cường độ dòng điện qua đèn là

5 25

12 12

P U I   

Công suất tiêu thụ của đèn lúc này:

Bài 8: Cho mạch điện như hình vẽ:

Hướng dẫn

a/ Điện trở tương đương của R2 và R3

R2,3= R2 R3

R2+ R3=

20 15 20+15 =8 , 57 Ω Điện trở tương đương của cả mạch

R=R1+ R2,3=4 +8 , 57=12, 57 Ω

b/ Hiệu điện thế giữa hai điểm MN

UMN= I R=2 12 ,57=25 , 14 V

Số chỉ của vôn kế

R1

R2

R3

A

V

–

+

M N Ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở rất lớn. Biết R Ω Ω Ω 1 = 4; R2 = 20; R3 = 15 Ampe kế chỉ 2A.

a/ Tính điện trở tương đương của mạch.

b/ Tính hiệu điện thế giữa hai điểm MN và số chỉ của vôn kế.

c/ Tính công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở.

d/ Tính nhiệt lượng tỏa ra trên toàn mạch trong thời gian 3 phút ra đơn vị Jun và calo.

CHƯƠNG ĐIỆN TỪ HỌC

-Từ tính của nam châm, tương tác giữa hai nam châm

-Từ trường, từ phổ, đường sức từ.

-Dường sức từ trong ống dây có dòng điện chạy qua.

Qui tắc nắm tay phải.

-Nam châm điện.

-Qui tắc bàn tay trái.

Bài 1: Hãy xác định cực của nam châm trong các trường hợp sau:

Bài 2: Hãy xác định đường sức từ của từ trường ống dây đi qua kim nam chân trong trường hợp sau Biết rằng AB là nguồn điện:

Bài 3: Hãy xác định cực của ống dây và cực của kim nam châm trong các trường hợp sau:

Bài 4: Xác định cực của nguồn điện AB trong các trường hợp sau:

Bài 5: Với qui ước: Dòng điện có chiều từ sau ra trước trang giấy.

Dòng điện có chiều từ trước ra sau trang giấy.

Tìm chiều của lực điện từ tác dụng vào dây dẫn có dòng điện chạy qua trong các trường hợp sau:

Bài 6: Xác định cực của nam châm trong các trường hợp sau Với F là lực điện từ tác dụng vào dây dẫn:

Bài 7: Xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn trong các trường hợp sau:

.

.

F

F

F

+

U

+

Bài 1 : Đèn Đ ghi 12V-12W được mắc nối tiếp với điện trở R = 24, và mắc vào đoạn mạch có hiệu điện thế không đổi là : 18V, điện trở

của đèn không thay đổi theo nhiệt độ

a/ Tính điện trở của đèn

b/ Tính điện trở của mạch điện

c/ Đèn Đ sáng như thế nào ?

d/ Tính nhiệt lượng toả ra trên đèn trong 5phút

e/ Mắc thêm Rx song song với đèn, độ sáng của đèn Đ thay đổi như thế nào ? Giải thích

HD :

U2 dm

Pdm

122

12 a/ Tính điện trở của đèn : Rd = = = 12 (  )

b/ Điện trở đoạn mạch : Rm = Rd + R = 12 + 24 = 36 (  )

c/ Đèn sáng thế nào :

U

Rm

18

36 Cường độ dòng điện qua đèn : Id = I = = = 0.5 ( A )

Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn : Ud = Id Rd = 12 0,5 = 3 ( V )

→ Ud < Udm => Đèn sáng yếu hơn bình thường

d/ Nhiệt lượng toả ra trên đèn trong 5phút :

Q = Rd I2 t = 12 0,52 300 = 900 ( J )

e/ Mắc thêm Rx thì điện trở : Rden,Rx < Rden => Rmach giảm so với lúc chưa mắc thêm Rx Với U không đổi nên cường độ dòng điện qua mạch sẽ tăng

=> UR tăng nên Uden,Rx giảm : vậy đèn sẽ sáng yếu hơn lúc ban đầu

Bài 2/ Cho mạch điện như hình vẽ, đèn Đ ghi 6V- 6W Biến trở có điện trở toàn phần 36 Hiệu điện thế của đoạn mạch UAB = 12V : không đổi Điều chỉnh con chạy ở chính giữa biến trở thì vôn kế có số chỉ là 3V

a/ Tính điện trở của bóng đèn và điện trở của mạch điện? Biết điện trở của đèn không thay đổi theo nhiệt độ

b/ Tìm số chỉ của ampe kế ?

c/ Để đèn sáng bình thường thì phải dịch chuyển con chạy C về phía nào ? Tính phần địên trở của biến trở tham gia

d/ Đèn sáng bình thường, tính công suất tiêu thụ của mạch điện và nhiệt lượng toả ra trên bóng đèn trong thời gian 10phút

A C B

Rb Đ A

V

U2 dm

Pdm

62

6 HD : a/ Rd = = = 6 (  )

Con chạy ở chính giữa, điện trở của phần biến trở tham gia :

Rtp

2

36

2 Rb = = = 18 (  ) Điện trở của đoạn mạch AB : RAB = Rb + Rd = 18 + 6 = 24 (  )

Ud

Rd

3

6 b/ Số chỉ của ampe kế : I = Id = = = 0,5 ( A )

Pdm

Udm

6

6 c/ Để đèn sáng bình thường thì Id = Idm = = = 1 ( A )

Vì Id < Idm => để đèn sáng bình thường phải tăng cường độ dòng điện qua đèn do đó phải giảm điện trở của mạch => giảm điện trở của Rb tham gia nên dịch chuyển con chạy về phía B Khi đó U = U – U = 12 – 6 = 6 ( V )

S

F

S

F

Idm

6

1 Đèn sáng bình thường : R’b = = = 6 (  )

d/ đèn sáng bình thường : I = Idm= 1A và R’

AB = Rd + R’

b = 6 + 6 = 12(  )

P AB = UAB I = 12.1 = 12(W)

Q = Id’2.R.t = 12.6.600 = 3600 ( J )

Bài 3 / Một ấm điện loại 220V-880W được mắc vào hiệu điện thế U = 220V để đun sôi 1,5l nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C hiệu suất của

ấm là 95%

a/ Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K

b/ Mỗi ngày đun sôi 3l nước bằng ấm nói trên thì trong 30 ngày phải trả bao nhiêu tiền điện, biết giá điện là 700đ/kW.h

HD :

a/ Tính khối lượng của 1,5l nước : m = D V

Với D = 1000kg/m3 ; m = 1,5l = 1,5dm3 = 0,0015m3 => m = 1,5kg

- Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước ( nhiệt lượng có ích ) :

Q1 = m.c ( t2 – t1 ) => thế số tính được Q1 = 504.000(J)

- Nhiệt lượng bếp cần cung cấp ( nhiệt lượng toàn phần ) :

Từ H = 100% => Q = 100% Tính được Q = 530526,3J ( 1 )

Đồng thời : Q = P t ( 2 )

Do bếp được sử dụng ở U = Udm = 220V nên P = P dm = 880W

Từ ( 1 ) và ( 2 ) => P t = 530526,3J Tính được t = 600s

Vậy thời gian đun sôi nước là : t = 600s

b/ Điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày :

A = Q 2.30 => tính được A = 31 831 560J = 8,842kW.h

Bài 4 Một quạt điện trên xe ô tô ghi 12V-15W.

a/ Cần mắc quạt vào hiệu điện thế bao nhiêu để quạt hoạt động bình thường Khi đó công suất của quạt là bao nhiêu ?

b/ Khi quạt hoạt động bình thường, tính cường độ dòng điện chạy qua quạt và điện năng tiêu thụ của quạt trong 30phút

c/ Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành dạng năng lượng nào ? Biết hiệu suất của quạt là 85% Tính điện trở của quạt

HD :

a/ Quạt hoạt động bình thường khi mắc quạt vào hiệu điện thế U = 12V

Khi đó công suất của quạt là : P = 15W

b/ Quạt hoạt đông bình thường nên cường độ dòng điện qua quạt là :

I = => thế số tính được I = 1,25A

- Điên năng sử dung của quạt trong 30phút : A = P t => A = 27 000J

c/ Khi quạt hoạt động đã biến đổi điện năng thành cơ năng và nhiệt năng

- vì H = 85% => P nhiệt( công suất hao phí ) là 15% => P nhiệt = P 15% = 15.15%

2 ,25

1 , 252 Pnhiệt = 2,25W ; Với : Pnhiệt = I2.R => R = = = 1,44 ()

- Vậy điện trở của quạt : R = 1,44

Bài 5/ Cho đoạn mạch điện như hình vẽ Đèn 1 ghi 6V-12WW ; đèn 2 ghi 9V-13,5W.

UAB: không đổi, dây nối và các ampe kế có điện trở không đáng kể, điện trở của đèn không thay đổi theo nhiệt độ Khi đèn sàng bình thường hãy tìm :

a/ Tính điện trở của mỗi đèn và số chỉ của các ampe kế

b/ Điện trở của biến trở tham gia Hiệu điện thế toàn mạch

c/ Khi dịch chuyển con chạy của biến trở về phía B thì các đèn sáng thế nào ? Tại sao ? Đ2

Đ1 A2 Đ2

A A1 M B

C

HD :

a/ Điện trở của mỗi đèn : Rd1 = 3 ; Rd2 = 6

- Số chỉ của anpe kế1 : 2A ; Số chỉ ampe kế 2 : 1,5A

=> Ib = IA1 – IA2 = 2 – 1,5 = 0,5 (A)

9

0 5 b/ Điện trở của biến trở tham gia : Rb = = = 18( ) ( Ub = Ud2 = 9V )

c/ Khi dịch chuyển con chạy về phía B thì Rb tăng => Điện trở mạch MB tăng

=> điện trở cả mạch AB tăng, mà UAB không đổi nên IAB giảm, do đó đèn 1 sáng yếu hơn bình thường R1 không đổi, nhưng Ud1 giảm do

IAB giảm => Ud2 tăng ( UAB không đổi và Ud1 giảm ) Vây đèn1 sáng yếu hơn bình thường, đèn2 sáng mạnh hơn bình thường

Bài 6 Cho mạch điện như hình vẽ Đèn1 ghi 6V-3W, đèn2 ghi 6V-9W, R = 6 , UAB không đổi Dây dẫn và khoá K có điện trở không đáng kể

a/ Khi khoá K đóng các đèn sáng bình thường, tìm :

- Điện trở của mỗi đèn Điện trở tương đương của mạch điện

- Hiệu điện thế toàn mạch, công suất của mạch điện

b/ Khi khoá K mở các đèn sáng thế nào ? Tại sao ?

K R

A B

Đ2

Đ1

HD :

a/ Khoá K dóng và các đèn sáng bình thường :

Tính được điện trở đèn 1 : R1 = 12 ; điện trở của đèn 2 : R2 = 4

- Điện trở của mạch điện : RAB = 8

- Hiệu điện thế mạch điện : UAB = Ud1+ Ud2 = 6 + 6 = 12V

- Công suất mạch điện : P AB = 18W

b/ Khi khoá K mở, mạch điện gồm đèn1 mắc nối tiếp đèn2

12

12+4 - Cường độ dòng điện qua mỗi đèn : I’1 = I’

2 = I’ = = = 0,75(A)

- Công suất điện của mỗi đèn :

P‘1 = I’2 R1 = 0,752 12 = 6,75 (W)

P‘2 = I’2 R2 = 0,752 6 = 2,25 (W)

P‘1 > P 1dm => Đèn 1 sáng mạnh hơn bình thường có thể bị cháy

P‘2 < P 2dm => Đèn 2 sáng yếu hơn bình thường

6/ Có 3 điện trở R1 , R2 , R3 khác nhau Có bao nhiêu cách mắc điện trở đó vào mạch điện ( HS tự giải )

Bài 7 : Xác định các yếu tố chưa biết trong từng trường hợp sau :