CĐ Tìm số chỉ của Ampe kế, vôn kế - Đặng Thị Thùy Linh

Chun đề: TÌM SỐ CHỈ CỦA AMPE KẾ VÀ VƠN KẾ GV: Đặng Thị Thùy Linh Đơn vị: Trường THCS Hữu Nghị - TP Hịa Bình R1 Câu (TH): Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ A1 Trong R1 = 15Ω, R2 = 10Ω, ampe kế A1 0,5A R2 a) Tính hiệu điện đầu đoạn mạch A _ b) Tìm số ampe kế A + Giải A B a) R1 // R2 => U1 = U2 = UAB Mà U1 = I1R1 = IA1.R1 =0,5.15 = 7,5V Nên UAB = 7,5V Vậy hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 7,5V b) Điện trở tương đương toàn mạch Rtđ = Số ampe kế A là: Câu (TH): Cho đoạn mạch hình vẽ: R1 Trong R2 = 6R1 Biết vơn kế 30V, A1 ampe kế A1 0,5A A M N R2 a) Tính R1, R2 điện trở tương đương đoạn mạch b) Tìm số ampe kế A V Giải a) Ta có UMN = UV = 30V R1 // R2 => U1 = U2 Mà R2 = 6R1 I1 = 6I2 I2 = Vì R1//R2 nên U1 = U2 = U = 30V Giá trị điện trở R1; R2 là: R1 = R2 = Cường độ dòng điện mạch chính: I = I1 + I2 = Điện trở tương đương toàn mạch: Rtđ = b) Số ampe kế A là: IA = I = Câu (TH): Cho sơ đồ mạch điện R1 = R2 = 600 Ω; UAB = 90V Biết điện trở vôn kế RV = 600 Ω Xác định số vôn kế sơ đồ sau: Giải a) Hình Số vơn kế: UV = UAB = 90 V b) Sơ đồ mạch điện: R1 nt (R2 // RV) Điện trở tương đương mạch là: Vôn kế giá trị là: c) Sơ đồ mạch: (R1 // RV) nt R2 Điện trở tương đương mạch là: Vôn kế giá trị là: Câu (TH): Có hai điện trở R1 = 300 Ω R2 = 225 Ω mắc nối tiếp với nối tiếp với Ampe kế (có R A nhỏ không đáng kể) vào nguồn điện không đổi Biết Ampe kế 0,2A a) Tính hiệu điện nguồn b) Mắc thêm Vơn kế có điện trở hữu hạn song song với R Vôn kế 48V, hỏi mắc Vôn kế song song với R2 bao nhiêu? Giải: a) Điện trở tương đương mạch: Rtđ = R1 + R2 = 525 Ω Hiệu điện nguồn: U = I Rtđ = IA Rtđ = 0,2.525 = 105V b) Khi Vơn kế song song R1, ta có: - Khi Vơn kế song song R2 ta có: - Thay Rv vào tính ta Uv2 = 36 V Câu (TH): Một ampe kế có điện trở khác không, mắc nối tiếp với vôn kế có điện trở hữu hạn, tất mắc vào nguồn điện có hiệu điện khơng đổi Nếu mắc điện trở R = 500Ω song song với ampe kế ampe kế I = mA Nếu mắc điện trở R song song với vơn kế ampe kế I2 = 10 mA, vơn kế bao nhiêu? Giải: Ký hiệu RA, RV điện trở ampe kế vôn kế - Khi R mắc song song với ampe kế, ampe kế I1, hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: - Khi R mắc song song với vôn kế, số ampe kế I cường độ dịng điện qua vơn kế IV, tương tự ta có: Từ (1) (2) ta có: I1 = IV Khi R mắc song song với vơn kế dịng điện qua R: IR = I2 – IV = I2 – I1 Số vôn kế lúc đó: UV = UR = IR.R = (I2 – I1).R = (10 - 6).10-3.500 = (V) Câu (VDT): Cho mạch điện hình vẽ, điện trở giống nhau, có giá trị R; điện trở ampe kế khơng đáng kể; UAB có giá trị U0 không đổi Xác định số am pe kế a) Cả khóa đóng b) khóa mở Giải a) Khi hai khố đóng, mạch điện có dạng: R1 nt( R2//R3//R4) R 4R Điện trở tương đương toàn mạch: Rtđ = R1 + = U AB U 3U   4R 4R Rtd Cường độ dịng điện mạch chính: I = R1 nt( R2//R3//R4) => I1 = I R2//R3//R4 => U2 = U3 = U4 = UAB – U1 3U U0 = U0 – I1.R = U0 - R R = U0 U2 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = R = R 3U U U0 - Số ampe kế A1 : IA1=I1 - I2 = R - R = R 3U U U0 - Số ampe kế A2 : IA2= I – I4 = R - R = R b) Khi khoá mở: sơ đồ mạch điện: R1 nt R2 nt R3 nt R4), Số ampe kế Câu (VDT): Cho mạch điện hình vẽ R1 = R4 = 1; R2 = R3 = ; R5 = 0,5; UAB= 6V a) Xác định số am pe kế? Biết Ra= b) Chốt (+) am pe kế mắc vào đâu Giải a) Khi Ra = 0, mạch điện có dạng: [(R3//R4) nt(R1//R2) nt R5 ] Ta có: R1.R2 1.3  R12 = R1  R2 =   R3 R4 1.3  R34 = R3  R4 =   Điện trở tương đương toàn mạch: RAB = R12 + R34 + R5 3   0,5 = 4 = 2 U AB  R = 3A AB Cương độ dòng điện mạch chính: Imạch = - Vì C D hai điểm có hiệu điện nên: UCF = UDF = IM R1 R2 R1  R2 = 4V R3 R4 R3  R = 4V UCE= UDE = IM => Cường độ dòng điện qua mạch rẽ: U FC  A R1 U DF UCE U FD  A  A  A R4 R R I2= ; I3= ; I4= I1 = ; - Tại C có I1 > I3 nên dòng điện qua ampe kế phải từ C đến D => Ia = 1,5A b) Chốt (+) ampe kế phải nối với C Câu (VDT): Cho mạch điện hình vẽ AB biến trở có R0 = 6000Ω, vơn kế có điện trở R1 = 2000Ω; R2 = 4000Ω, điện trở dây nối khóa K khơng đáng kể, UMN = 60V a) Khi K mở vôn kế bao nhiêu? b) Khi K đóng Tìm vị trí C để dịng điện qua K 0? vơn kế bao nhiêu? c) Khi K đóng, tìm vị trí C để vơn kế giá trị Tìm giá trị vơn kế Giải a) K mở: Mạch điện: (R1 nt R2)// R0 => U12 = UAB = UMN = 60V U MN Số vôn kế V1 là: U1 = I1.R1 = R1  R2 R1 = 20V Số vôn kế V2 là: U2 = UMN – U1 = 60 - 20 = 40V b) K đóng, dịng điện qua K ⇒ MN mạch cầu cân Khi V1 20 V; V2 40 V c) K đóng, sơ đồ mạch điện: (R1 // RAC) nt (R2 // RCB) Để vôn kế giá trị ⇒ RMC = RCN Thay 1kΩ = 1000Ω ta có phương trình: ⇔ 20x - 2x2 = 24x + 48 - 4x2 - 8x ⇔ 2x2 + 4x - 48 = Giải phương trình ta tìm x = Vậy RAC = 4000 Ω Số vôn kế: U1 = U2 = 30V R1 Câu (VDT): Cho mạch điện hình vẽ: A U = 12V; R1 = 6; R2 = 6; R3 = 12; R4 = 6 R2 a) Nối M N vơn kế (có điện trở lớn) vơn kế bao nhiêu? Cực dương + vôn kế phải mắc với điểm nào? b) Nối M N ampe kế (có điện trở khơng đáng kể) ampe kế bao nhiêu? Giải: a) Nối M N vơn kế có điện trở lớn => Sơ đồ mạch điện: (R1 nt R3) // (R2 nt R4) => U13 = U24 = UAB = 12V R3 M B R4 N U - U13 Cường độ dòng điện qua R1 R3 là: I1 = I3 = R1  R3 = A U 24 Cường độ dòng điện qua R R I = I = R2  R4 = 1A 4 Hiệu điện hai đầu điện trở R1 là: U1 = I1.R1 = 4V Hiệu điện hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2.R2 = 6V Ta có: UAM = UAN + UNM => UNM = UAM – UAN = – = -2V hay UMN = 2V Vậy vôn kế 2V cực dương vôn kế mắc vào điểm M b) Nối M N ampe kế có điện trở nhỏ => Sơ đồ mạch điện: (R1 // R2) nt (R3 // R4) Điện trở tương đương toàn mạch: RR R1.R2  Rtđ = R1  R2 R3  R4 = + = 7 U R1.R2 12 36 Hiệu điện hai đầu điện trở R1 là: U1 = I R12 = Rtd R1  R2 = = 48 Hiệu điện hai đầu điện trở R3 là: U3 = I R34 = Cường độ dòng điện qua R1; R3 là: U1 I1 = R1 = U3 I = R3 = 7A 7A Ta thấy: I1>I3 nên dòng điện từ M đến N   => Ia = I1 – I3 = 7 = 0,29A Vậy ampe kế 0,29A Câu 10 (VDT) Cho mạch điện hình vẽ U = 6V, R1 =  , R2 = R3 = R4 =  Điện trở am pe kế nhỏ không đáng kể a) Xác định chiều dòng điện qua ampe kế số nó? b) Thay am pe kế vơn kế có điện trở lớn Hỏi vơn kế bao nhiêu? cực dương vôn kế mắc vào điểm C hay D Giải a) Ampe kế có điện trở không đáng kể R1R2 3.6   2 R  R  Khi đó: R1 // R2 nên R12 = R2 R1 A U C R3 B A R4 D R3R4 6.6   3 R  R  R3 // R4 nên R34 = U R12 R  R 12 34 Hiệu điện R : U = = 2,4V 12 12 U12 2,4   0,8A � cường độ dòng điện qua R1 I1 = R1 Hiệu điện R34: U34 = U  U12 = 3,6V U 34 3,6   0,6A R � cường độ dòng điện qua R I = 3 I3 < I1 � dịng điện qua am pe kế có chiều từ C � D Số am pe kế là: IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A b) Thay ampe kế vơn kế có điện trở lớn đó: U   I1 = I3 = R1  R3 3 A U  I = I = R2  R4  = 0,5A 3 Hiệu điện R1: U1 = I1R1 = = 2V Hiệu điện R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V Ta có U1 + UCD = U2 � UCD = U2 - U1 = 1V Vôn kế 1V � cực dương vôn kế mắc vào C Câu 11 (VDT): Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện U không đổi U = 15V, điện trở R = 15r; điện trở dây nối nhỏ không đáng kể Hai vôn kế V1 V2 giống có điện trở hữu hạn điện trở vơn kế RV; vơn kế V1 14V Tính số vơn kế V2? Giải: Ta có: U = I.r + UV1 ⇒ U – I.r = UV1 = 14 Do I = 1/r Ta lại có I = I1 + I2 Biến đổi ta được: I1 A R1 C I3 R3 V I2 I4 R2 D R4 B Thay r = R/15 ta có: ⇒ 16Rv2- 11RRV – 42R2 = (*) Giải phương trình (*) ta được: RV = 2R RV = Do RV = 2R Ta có:  Mặt khác ta lại có: Từ (1) (2) ta có UAB = 6V UV2 = V Câu 12 (VDT): Cho mạch điện hình vẽ Khi K1, K2 ngắt vơn kế 120V Khi K1 đóng, K2 ngắt vơn kế 80V Hỏi K1 ngắt, K2 đóng vơn kế bao nhiêu? Giải: + Khi K1 K2 ngắt ta có mạch điện: Gọi điện trở vơn kế RV Gọi U hiệu điện toàn mạch UV = 120V ta có Rtm = R + 6R + RV = 7R + Rv Ω + K1 đóng, K2 ngắt, ta có mạch điện Kết hợp (1) (2) ta có RV = 7R thay vào (2) 21 R 16 < (loại) + K1 ngắt, K2 đóng, ta có mạch điện → UV = U2345V = I2345VR2345V = 96V Vậy K1 ngắt K2 đóng vơn kế 96V Câu 13 (VDC): Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ: đặt vào hai đầu đoạn mạch A, B hiệu điện không đổi UAB = 24V, biến trở PQ có điện trở tồn phần R0 = 25 Ω, điện trở có giá trị R1 = 24Ω, R2 = 7Ω Bỏ qua điện trở dây nối khoá K CP  a) Khi khoá K mở: di chuyển chạy C nhận thấy CQ 19 cơng suất biến trở lớn Xác định số ampe kế A cơng suất tồn mạch b) Cố định vị trí chạy C câu a đóng khố K Xác định số ampe kế A Giải: a) Khi khoá K mở: Gọi x, RA điện trở phần CP biến trở điện trở ampe kế - Mạch điện: RA nt {(R1 // x) nt R2} - Điện trở tương đương mạch điện: Rtđ = RA + R2 + R1CP - Cường độ dịng điện mạch chính: - Vì R1 // x nên ta có: Mặt khác: I = I1 + Ix (3) Kết hợp (1) (2) (3), ta có: - Cơng suất tiêu thụ biến trở Đặt: Công suất biến trở lớn B nhỏ 24(7  RA ) x Vì (31 + RA) x = 24(7 + RA)(31 + RA) không đổi (do điện trở ampe kế không đổi) nên B đạt giá trị nhỏ khi: CP  Theo giả thiết: R0 = 25Ω CQ 19 nên x = 6Ω, thay vào (3) ta có RA = 1Ω - Điện trở tương đương toàn mạch Rtđ = 12,8Ω - Cường độ dòng điện mạch chính: Suy ampe kế 0,1875A - Cơng suất tồn mạch đó: P = U.I = 24.0,1875 = 45W b) Cố định chạy ý a) đóng khố K Gọi R3 = RCP = 6Ω, R4 = RCQ = 19Ω Mạch điện cho trở thành: RA nt (R1 // R3) nt (R2 // R4) nt R2 - Điện trở tương đương toàn mạch - Cường độ dịng điện mạch Suy ampe kế 2,13A Câu 14 (VDC): Cho mạch điện hình vẽ Biết R1 = 10Ω; R2 = 4Ω; R3 = R4 = 12Ω; Ampe kế có điện trở Ra = 1Ω, Rx biến trở, U không đổi Bỏ qua điện trở dây nối khóa K a) K đóng, thay đổi giá trị Rx đến cơng suất tiêu thụ Rx đạt cực đại ampe kế 3A Xác định hiệu điện U b) K mở, giữ nguyên giá trị Rx câu a Xác định số ampe kế Giải: a) Khi K đóng - Gọi giá trị Rx đạt giá trị cực đại x (Ω) (x > 0) - Mạch diện mắc sau: {[(R3 // R4) nt R2] // Rxa} nt R1 Ta có: R34 = Ω; R234 = 10Ω Điện trở tương đương toàn mạch: Hiệu điện toàn mạch: Thay vào ta tính được: Suy ra: U x Ta có: Px = Ix Rx =  x  12  2 x 12 x phải nhỏ - Để Px lớn nhất, Vậy x = 6Ω Hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB là: UAB = Uax = Ia.(Rx + Ra) = 3.(6 + 1) = 21V Thay UAB = 21V; x = 6Ω vào (1) ta tính U = 72V b) Khi K mở - Mạch điện mắc sau: [(Rax nt R4) // R2] nt R3 nt R1 - Giữ ngun Rx tính Rm = 25,3Ω - Cường độ dòng điện mạch chính: - Ta có: - Giải hệ phương trình ta Ia = 0,49A V A Câu 15 (VDC) Cho mạch điện hình vẽ Biết R= R= 3, R= 2, Rlà biến trở, ampe kế vôn kế lý tưởng, dây nối khóa K có điện trở không đáng kể Điều chỉnh để R = a) Đặt UBD = 6V, đóng khóa K Tìm số ampe kế vơn kế b) Mở khóa K, thay đổi UBD đến giá trị vơn kế 2V? Giữ UBD = 6V Đóng khóa K di chuyển chạy C biến trở R từ đầu bên trái sang đầu bên phải số ampe kế IA thay đổi nào? Giải: R = a) UBD = 6V, khóa K đóng R= = R= R = R + R = 1,2 + = U BD Cường độ dịng điện mạch : I = RBD = 2,06 A Hiệu điện hai đầu R1 R3 : U = U = U = I R = 1,2 2,47V Cường độ dòng điện qua R1: I = = 0,82A Hiệu điện hai đầu R2 R4 : U = U = U = I R = 2,06 3,53V Cường độ dòng điện qua R2: I = = 1,18A Do I > I nên I = I - I = 1,18 - 0,82 = 0,36A Vậy dịng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M có cường độ I= 0,36A Ampe kế có điện trở không đáng kể nối tắt M N => UMN = 0V nên vôn kế số b) Khi mở K, vôn kế (V) I12 R = R + R = () R = R + R = () I 12 = I 34 = I34 U Ta có : U = I 12 R= = U U = I 34 R= = U U U  = U1- U3 = = U = U = 6.2 = 12V UV Giữ UBD = 6V Đóng khóa K di chuyển chạy C biến trở Rtừ đầu bên trái sang đầu bên phải Ta có : R = = () Đặt RNC = x => R = = R= 1,2 + = I = = = U = I R = 1,2 = I= = = U = I.R = = I = = = * Xét hai trường hợp : - Trường hợp 1: Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N Khi : I= I - I = - = (1) + Biện luận: Khi x = I = 2A Khi x tăng (7,2 - 3,6.x) giảm ; (4,2.x + 3,6) tăng I giảm Khi x = IA = - Trường hợp : Dịng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M Khi : I = I - I = - = = + Biện luận: Khi x = I = = Khi x tăng từ trở lên giảm I tăng Khi x lớn (x � ) � Do I 0,86A cường độ dịng chạy qua điện trở R nhỏ Sơ đồ mạch vẽ hình  ... với ampe kế ampe kế I = mA Nếu mắc điện trở R song song với vơn kế ampe kế I2 = 10 mA, vơn kế bao nhiêu? Giải: Ký hiệu RA, RV điện trở ampe kế vôn kế - Khi R mắc song song với ampe kế, ampe kế. .. 3U U0 = U0 – I1.R = U0 - R R = U0 U2 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = R = R 3U U U0 - Số ampe kế A1 : IA1=I1 - I2 = R - R = R 3U U U0 - Số ampe kế A2 : IA2= I – I4 = R - R = R b) Khi khoá mở:... = I - I = 1,18 - 0,82 = 0,36A Vậy dịng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M có cường độ I= 0,36A Ampe kế có điện trở khơng đáng kể nối tắt M N => UMN = 0V nên vôn kế số b) Khi mở K, vôn kế (V)