Tải về Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 9 Phần Điện - Tìm

GIẢI Ta có thể căn cứ vào giả thiết rằng các đèn sáng bình thường, để tính cường độ R4 C R3 dòng điện và điện trở định mức của các A 27... Để tính R5 ta xét đoạn mạch gồm đèn 1 và R5 mắc[r]

BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ LỚP 9

Buổi 1 Bàì 1: Có hai điện trở R1và R2 mà giá trị cần xác định

- Khi mắc R1 nối tiếp với R2 rồi nối vào hiệu điện thế U = 12V thì cường độ dòngđiện qua mạch là I = 1,2A

- Khi mắc R1 song song với R2 rồi nối vào hiệu điện thế U = 12V thì cường độ dòngđiện qua mạch là I = 5A

Tính các điện trở R1và R2

Giải

- Khi mắc R1 nối tiếp với R2 :

Điện trở tương đương của mạch là R tđ=

- Khi mắc R1 song song với R2 :

Điện trở tương đương của mạch là R tđ=

Bài 2: Cho mạch điện AB có hiệu điện thế không đổi gồm hai điện trở R1= 20Ω và R2

mắc nối tiếp Người ta đo được hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là U1= 40V Thay điện trở

R2 bằng điện trở R’1= 10Ω thì đo được hiệu điện thế trên đó là U’1= 25V Tính hiệu điệnthế hai đầu đoạn mạch AB và điện trở R2

Từ (1) và (2) ta được: R2= 17,5Ω và U = 75V

Bài 3: Giữa hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 6V có mắc hai điện trở

R1và R2 song song nhau thì đo được cường độ dòng điện qua mạch chính là 0,75A Biết R1

Bài 4: Giữa hai điểm AB của một mạch điện có hiệu điện thế không đổi 12V, người ta mắc

hai điện trở R1= 6Ω và R2= 12Ω song song nhau

1 Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua mỗi điện trở

2 Mắc thêm điện trở R3 vào đoạn mạch nói trên thì cường độ dòng điện qua mạchchính lúc này là 2A Hỏi mắc R3 vào mạch như thế nào? Tính các giá trị R3 và cường

độ dòng điện qua mỗi điện trở

Giải

1 Cường độ dòng điện qua mạch chính và qua mỗi điện trở

Điện trở tương đương của mạch là

Điện trở tương đương của mạch lúc này là R tđ=

Vậy khi R3 nối tiếp với đoạn mạch gồm R1 song song R2 thì R3= 2Ω

khi R3 nối tiếp với R1 thì R3= 6Ω.

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó Rx là một biến trở có ghi (100 Ω -1A)

1 Chiều dài dây làm biến trở:

Tiết diện của dây: S=

Bài 6: Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

A R1 C R2 B

Biết R1= 10Ω và R2= 40Ω, điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể, hiệu điện thế hai đầu AB không đổi

1 Ampe kế chỉ 1A Tính hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB

2 Mắc thêm một bóng đèn dây tóc có điện trở Rđ= R3= 24Ω luôn luôn không đổi vào hai điểm C và B của mạch

a) Vẽ sơ đồ mạch điện Tính điện trở tương đương của mạch và số chỉ của ampe kế lúc này

b) Biết đèn sáng bình thường, tính công suất định mức của đèn

Giải

1 Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB:

Điện trở tương đương của mạch: Rtđ= R1+ R2= 10 + 40 = 50Ω

Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là UĐ= UCB= I.RCB = 2.15 = 30V

Công suất định mức của đèn: Ρ Đ=

R3

a) Khi K1 đóng và K2 mở, ampe kế chỉ 1A Tính hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua các điên trở

b) Khi K1 mở và K2 đóng, ampe kế chỉ bao nhiêu?

c) Khi K1 và K2 đều đóng, ampe kế chỉ bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện qua các điện trở

Hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch: U=I.Rtđ=1.6=6V

Cường độ dòng điện qua R1 và R2 là I1=I2=

c) Khi K1 và K2 đều đóng: Đoản mạch R1, còn R2 song song R3

Điện trở tương đương của mạch:

Cường độ dòng điện qua R2 là I2=

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:

a) Khóa K mở: R1 mắc nối tiếp R2 song song với R3

R12= R1+ R2= 8 + 4 = 12Ω

A

b) Khóa K đóng: Đoản mạch R2, còn R1 song song R3

Điện trở tương đương của mạch:

Bài 9:Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ UAB = 12V không đổi; R1 = 15Ω; R2 = 10Ω; R3

= 6Ω ; R4 = 8Ω Điện trở khóa K và dây nối không đáng kể Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua các điện trở khi K mở và khi K đóng

U AB

R AB

124,8 = 2,5A.

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi K đóng và khi K mở?

b/ Khi K đóng, hiệu điện thế giữa 2 đầu AB luôn được duy trì 24V Tính cường độ dòng điện qua điện trở R2?

+ R23 =

R2.R3

R2 +R3 =

20 20 20+20 = 10Ω+ R234 = R23 + R4 = 12Ω

+ RAB =

R234 R1

R234 +R1 =

12.6 12+6 = 4Ω

b/ Cường độ dòng điện qua điện trở R2 khi K đóng

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

Biết R1 = 15Ω, R2 = R3 = R4 = 10Ω

a/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB?

b/ Biết U = 30V Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của Ampe kế?

a/ Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:

+ RAB =

R1.R234

R1 +R234 =

15 15 15+15 = 7,5Ωb/ Cường độ dòng điện qua các điện trở:

I2

2 =

2

2 = 1A+ IA = I1 + I3 = 3A

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB?

b/ Tính cường độ dòng điện qua các điện trở?

c/ Tính hiệu điện thế giữa 2 điểm AC và AD?

b/ Cường độ dòng điện qua các điện trở:

R1

R4

c/ Hiệu điện thế giữa 2 điểm AC và AD:

R2

R3

R1

+ R3 =

U3

I3 =

23,3 = 0,6A

Bài 14

Mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó R1 = 12 Ω , R2 = R3 = 6 Ω ; UAB = 12 V,

RA ¿ 0 ; Rv rất lớn

a Tính số chỉ của ampekế, vôn kế?

b Đổi ampe kế, vôn kế cho nhau thì ampe kế và vôn kế chỉ giá trị bao nhiêu?

Bài 15

Cho mạch điện như hình dưới, có hai công tắc K1 và K2, biết các điện trở

R1 = 12,5Ω ; R2 = 4Ω, R3 = 6Ω Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5(V)

a) K1 đóng, K2 ngắt, tìm cường độ dòng điện qua các điện trở

b) K1 ngắt, K2 đóng, cường độ dòng điện trong mạch lúc này là 1A Tính R4 c) K1 và K2 cùng đóng Tính điện trở tương đương của cả mạch và cường độ dòng điện của mạch chính

Cho mạch điện như hình vẽ:

Đèn 1 có ghi 3V- 6W, đèn 2 có ghi 6V-3W; R5 = 2,4 Ω; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

Cường độ dòng điện qua R5 là 1A.

a/ Tính điện trở tương đương toàn mạch

b/ Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở và cường độ dòng điện qua các điện trở

rrr r rrr

r

rrr r rrr

1.2.3 4 1.2.3 4

Vậy điện trở toàn mạch là: 15Ω

b/ Hiệu điện thế hai đầu R5 là:

CD

U I R

(A)Cường độ dòng điện qua R1 là:

U

R

BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ LỚP 9

Buổi 4 Câu 18: Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết R1= R3 = 45Ω; R2 = 90Ω;

R4= 15Ω; UAB = 90V

Xác định giá trị cường độ dòng điện

qua mỗi điện trở và hiệu điện thế hai

đầu mỗi điện trở trong hai trường hợp sau:

a/ Khi K mở

b/ Khi K đóng

ĐÁP ÁN

a/ Khi K đóng ta có mạch điện tương đương là:

Điện trở tương đương toàn mạch là:

R1.4= R1+R4 = 45 + 15 = 60 (Ω)

2 1.4 1.4 2

U

R = =

(A)Hiệu điện thế hai đầu R3 là:

b/ Khi K mở ta có mạch điện tương đương là:

Điện trở tương đương là:

16

R 1

R 2

rr rr

rr rr

R

R 3

rrr r

rrr

rrr r

r

rrr r

rrr r

R1 C

R3 R2

A +

_

R4 R

4

R = =

(A)Hiệu điện thế hai đầu điện trở R4 là:

b/ Thay vôn kế bằng ampe kế, mạch điện trở thành:

Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

R 1

rr rr

rr rr

R 3

R 4

rrr r rrr

U3.4 = U – U1 = 18 – 14,4 = 3,6 (V)

Cường độ dòng điện qua R3 là:

3.4 3

3

3,6

0, 6( ) 6

Vậy số chỉ của ampe kế là: 2,4A

Câu 20: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó R1 =R4 = 2Ω

- Khi khóa K mở :Cường độ dòng điện trong

mạch chính là 1,5A, HĐT hai đầu R2 là 6V

- Khi khóa K đóng: CĐDĐ trong mạch chính là 3A,

HĐT hai đầu đoạn mạch là 4V

Tính R2, R3 và UAB

Đáp án

Khi khóa K mở: mạch điện gồm R1 nối tiếp R2 nt R4.

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

IA = I = U1 = I2 =I4 = 1,5 (A)

Hiệu điện thế hai đầu R2 là: U2 = 6V

Giá trị điện trở R2 là:

2 2

2

6 4 1,5

Cường độ dòng điện qua mạch chính khi đó là:

IA = I’ = I4 = 3(A)

Hiệu điện thế hai đầu R2 là U’2 = 4 (V)

Cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R1 là:

2

2

4 1( ) 4

B A

Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm điện trở R1 , R2 , R3 là:

1.2 3 1.2.3

a/ Có thể mắc chúng thành mạch điện như thế nào để hai đèn đều sáng bình thường?

Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở của biến trở ứng với mỗi cách mắc

b/ Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ từ đó suy ra nên dùng sơ

6 15

2

6 60

1 2 1,2

R R

Hai đèn sáng bình thường nên UĐM =Utt = U1 = U2 = 6V

Cường độ dòng điện trong mạch chính là:

1.2 1.2

1.2

6 0,5( ) 12

12 24 0,5

AB AB

x x

Pa = Ix2.Rx = 0,52.12 = 3W

Pb = I’x2.Rx = 0,32.20 = 1,8W

Vậy chọn sơ đồ theo cách mắc 2 vì công suất tỏa nhiệt trên biến trở là vô ích

Câu 22: Cho ba bóng đèn điện, trên đó có ghi: đèn 1 (110V – 40W), đèn 2 (110V – 50W),

đèn 3 (110V – 80W) Mạng điện có hiệu điện thế 220V

1 Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn

2 Khi mắc đèn 1 song song với đèn 2, cả hai lại mắc nối tiếp với đèn 3 rồi nối vào mạng điện có hiệu điện thế U = 220V Tính cường độ dòng điện thực sự qua mỗi đèn lúc này

3 Để cả ba đèn đều sáng bình thường, người ta phải mắc thêm vào mạch một điện trở Rx song song với đèn 3 rồi tất cả mắc vào mạng điện có hiệu điện thế U=220V như hình vẽ

a/ Tính giá trị của điện trở Rx.b/ Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở Rx

Đáp án

1/ Điện trở của đèn 1 là:

1 1

1

110

302,5 40

2 2

2

110

242 50

3 3

3

110

151, 25 80

R x

Đ 3

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

Đ 1

Đ 2

1 1

1

110

0,36( ) 302,5

2

110

0, 45( ) 242

302,5.242 73205

134, 44 302,5 242 544,5

R R R

1

103,52

0,34( ) 302,5

2

103,52

0, 43( ) 242

0, 08

x x

_ +

4 2 2

U R I

(Ω)

BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ LỚP 9

Buổi 5 Câu 24: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó: U = 24V; R0 = 4Ω; R2=15Ω

Đèn là loại 6V – 3W và sáng bình thường Vôn kế

có điện trở lớn vô cùng và chỉ 3V, chốt dương của

vôn kế mắc vào điểm M Hãy tìm R1 và R3

_ R1

R3 R2

Đ

B

N + R0

V + _

UAB = U – I.R0 = 24 – 1,5.4 = 18V

U1 = UAB – UĐ = 18 – 6 = 12V Þ

1 1

12 24 0,5

D

U U R

I I

(Ω)Vậy R1 = 24Ω; R3 = 3Ω

Câu 25: Cho mạch điện như hình vẽ:

A2 chỉ số không, C trùng Ω nên mạch điện còn lại là: A1 nt R3

Biểu diễn chiều của dòng lên sơ đồ thực:

R1 R2 R3

I1 I2 I3

A C

B D

A1

A2

K1

K2 A

B

C

D R1

I 1

A1

A2

K1

K2 A

B

C

D R1

Câu 27: Tính điện trở RAB của đoạn mạch điện

theo sơ đồ sau:

Câu 28: Cho mạch điện như hình vẽ:

C

R2 U

A

A

D

R1 R3

R4

B C

R4

Vì các ampe kế và dây nối có

điện trở không đáng kể nên có thể coi

R1, R2, R3 mắc song song với nhau như

Cường độ dòng điện trong mạch chính:

điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 15V

Biết rằng cả hai đèn sáng bình thường

A1

A2

UA B

C

A

E

D R1

R2 R3

R4

B F

H

I1 I2 I3

I

Vậy: R4 =

UCD

I4 =

62,5 = 2,4Ω

BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ LỚP 9

Buổi 6 Câu 30: Cho mạch điện như hình vẽ:

Đ2

B

A N

B A

P1 =

91,5 = 6Ω

`I4 =

U4

R4 =

94,5 = 2A

Dòng điện chạy qua R3 (gọi là I3) là:

I3 = I4 – I2 = 2 – 0,5 = 1,5AMặc khác hiệu điện thế giữa hai đầu R3 là U3 = UCD là:

U3 = U2 – U1 = 6 – 3 = 3VVậy: R3 =

U3

I3 =

31,5 = 2Ω

Để tính R5 ta xét đoạn mạch gồm đèn 1 và R5 mắc song song

Câu 31: Cho mạch điện như hình vẽ:

R1 = R2 = R3 = 3Ω

R4 = 1Ω , UAB = 9V

Ra = 0Ω

a) Tìm số chỉ của ampe kế

b) Nối M và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn Tìm số chỉ của vôn kế?

c) Bỏ vôn kế ra, Nối N và B bằng ampe kế Tìm số chỉ của ampe kế và chiều của dòng điện qua ampe kế

GIẢI a) Mạch điện được mắc:

28

Vì vậy: Ia =

UAN

R1 = 2Ab) Do vôn kế điện trở rất lớn nên dòng điện coi như không qua vôn kế

I1 =

UAB

R134 =

9 15

4 = 2,4ACường độ dòng điện qua R2:

Hiệu điện thế: UNB = U34 = I34 R34 = I1 R34 = 2,4

3

4 = 1,8VCường độ dòng điện qua R3: I3 =

Áp dụng định luật nút tại M: Ia = I2 + I3 = 3 + 0,6 = 3,6A

Chiều dòng điện qua ampe kế từ M đến B

Câu 32: Cho mạch điện như hình vẽ:

60 20 60+20 = 37,5Ω

Bài tập 33: Cho mạch điện như hình 1 Biết R1= 8Ω; R2 = 4Ω; R3 = 6Ω;

UAB = 12V; R4 là một biến trở Vôn kế có điện trở rất lớn,

dây nối và khóa K có điện trở rất nhỏ

a Khóa K mở, vôn kế chỉ bao nhiêu?

b Khóa K đóng:

30

A

C R1

R4

B A

R2 R3

D

B A

R 2

R

N

V

- Nếu R4= 4Ω, tìm số chỉ của vôn kế.

- Vôn kế chỉ 2V, tính R4

Hình 1

Giải

a Khi K mở: R4 không mắc vào trong mạch, vôn kế

có điện trở rất lớn nên dòng điện không qua R3

Nên R4 = R3 = 6Ω

* Khi UV = UMA + UAN = - I1R1 + UAN => UAN = UV + I1R1

=> UAN = 10V => UNB = 2V Nên R4 =

NB 3 AN

kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể Điều chỉnh con chạy C để ampe kế chỉ 1A

Đặt RCM = x thỡ RCN = 20 -x với 0 x 20  Ω; CB

x(20 x)R

+ Giải phương trỡnh ta được x = 10Ω hoặc x = -8 (loại)

+ Vậy con chạy C ở chớnh giữa biến trở thỡ ampe kế chỉ 1A

Bài 35: Bốn điện trở giống hệt nhau

Ghép nối tiếp vào một nguồn điện

Có hiệu điện thế không đổi UMN = 120 V

Dùng một vôn kế mắc vào giữa M và C nó chỉ 80 vôn Vậy nếu

lấy vôn kế đó mắc vào hai điểm A và B thì số chỉ của vôn kế

7R+3 R

= 6

27=

2 9

- Giữa hai điểm A và B của mạch điện, mắc nối tiếp điện trở R =

1000Ω với vôn kế V thì vônkế chỉ 10V

- Nếu thay điện trở R bằng điện trở Rx ( Rx mắc nối tiếp với vônkế

a) Có nhiều cách lập luận để thấy điện trở của vôn kế có thể xác định được, ví dụ :

+ Mạch điện đã cho là mạch kín nên có dòng điện chạy trong mạch, giữa hai điểm A và B

có HĐT UAB nên : - Nếu đoạn mạch ( V nt R ) mà RV có giá trị vô cùng lớn thì xem nhưdòng điện không qua V và R  UAC = UCB mặc dù R có thay đổi giá trị  Số chỉcủa V không thay đổi

+ Theo đề bài thì khi thay R bằng Rx thì số chỉ của V tăng từ 10V lên 20V  Có dòngđiện qua mạch

A

R 0 V

- Điện trở tương đương của mạch [(R v ntR)// R1] là R '=

(R v+R ) R1

R v+R+R1  Điện trởtương đương của toàn mạch là : Rtm = R’ + R0

AB = Iv ( Rv + R )



R' R'+R0.U = I

v ( Rv + R ) Thay số tính được Rv = 100Ω + Khi thay điện trở R bằng Rx Đặt Rx = x , điện trở tương đương của mạch

[(R x ntR v)// R1] = R’’ Lý luận tương tự như trên ta có PT :

R'' R''+R0.U = I’

R 1

A

R 3

R 4

b) Nếu Khóa K đóng cho UAB=12V Hỏi cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là baonhiêu?

( Câu b có thề giải bằng định luật Ôm hoặc cách khác)

Bài 38: Một vôn kế V được mắc vào mạchđiện có hiệuđiện thế U = 220V.Khi mắc vôn kế

trên nối tiếp vớiđiện trở R1 = 15000Ω thì vôn kế chỉ Uv = 70V Khi mắc nối tiếp với điệntrở R2 thì vôn kế chỉ U2 = 20V Tínhđiện trở R2 ?

Hướng dẫn giải:

- Trường hợp vôn kế mắc vớiđiện trở R1:

Ta có : Hiệuđiện thế giữa hai đầu R1 là: U1 = U – Uv = 220 – 70 = 150V

Do Vôn kế mắc nối tiếp với R1 nên Iv = I1 = 0,01A

Điện trở của vôn kế là: Rv =

- Trường hợp vôn kế mắc nối tiếp với R2 thìU2V = 20V

Hiệuđiện thế giữa hai đầu điện trở R2 là:

Bài 39: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó hiệu điện thế giữa A và B không đổi và bằng 12V; các điện trở có giá trị R1=

10Ω, R2 = 50Ω, R3 = 20Ω; Vôn kế có điện trở rất lớn Đoạn mạch DB gồm hai điệntrở R giống nhau Khi hai điện trở R này nối tiếp nhau, thì số chỉ của vôn kế là U1

và khi chúng mắc song song , thì số chỉ của vônkế là U2=3U1.a) Xác định R và U

b) Nếu đoạn mạch DB , chỉ chứa một điện trở R thì số chỉ của vônkế là bao nhiêu?Hướng dẫn

- Tính hiệu điện thế U2R = UAB

- Số chỉ của vôn kế U1= UR2- U2R= 10

Khi R mắc song song với nhau thì RDB=R/2

- Điện trở của đoạn RADB= R3+ R/2 = 20 + R/2

Giải pt ta được R1 =20 và R2=-100 vì điện trở không âm nên chọn R = 20Ω

Câu b: Nếu đoạn mạch DB chỉ có R thì RDB = 20Ω và RDB=RAD

Do đó UAD =UDB = UAB/2 = 6V

Số chỉ của vôn kế khi đó là: U3 = UR2- UDB = 10 – 6 = 4V

BỒI DƯỠNG HSG MÔN VẬT LÝ LỚP 9

Buổi 9 Bài 40: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó : UAB=24V, các điện trở có giá trị : R1=4Ω, R2=8Ω, R3=R4 = 6Ω

1 Tính cường độ dòng điện qua các điện trở, khi khóa K ngắt và khi khóa K đóng

2 Tính hiệu điện thế UCD giữa hai điểm C và D khi khóa K ngắt

B k

R 4

R 3

D

BÀI 43: Cho mạch điện hình vẽ, trong đó điện trở ampe kế R A =0, R 1 =R 3 =2Ω,

R 2 =1,5Ω, R 4 =3Ω, U AB =1V Tìm các cường độ dòng điện và chỉ số của ampe kế cực dương ampe kế mắc ở đâu?

BÀI 44: Cho mạch điện như hình vẽ:

RA1=RA2=0, R2=2 ; R3=3Ω; R5=6Ω; UAB=2V

Hỏi số chỉ của các ampe kế là bao nhiêu?

Giải