1 các định luật cơ bản của dòng điện không đổi

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI A TĨM TẮT LÍ THUYẾT I Dịng điện, điều kiện để có dịng điện Dịng điện dịng chuyển dời có hướng hạt mang điện, chiều dòng điện quy ước chiều chuyển dời hạt mang điện dương Điều kiện để có dịng điện phải có o hạt tải điện tự o điện trường (có thể tạo thành cách đặt vào hai đầu vật dẫn hiệu điện thế) II Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện đặc trưng cho dòng điện tác dụng mạnh yếu q I= t Với : o q điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn khoảng thời gian t o đơn vị cường độ dịng điện Ampe Dịng điện khơng đổi dịng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian, q I= t III Cường độ dòng điện đoạn mạch mắc nối tiếp phân nhánh Mạch nối tiếp Mạch phân nhánh I1 = I = = I n I vao = I R1 R2 R3 Với: o I1 I2 I3 o → I = I1 = I = I I vao cường độ dòng điện vào nút I cường độ dòng điện khỏi nút I I1 R1 I2 R2 I3 R3 → I = I1 + I + I B CÁC DẠNG TỐN THƯỜNG GẶP Dạng 1: Tính điện trở tương đương  Phương pháp giải: Ta giải dạng toán sau o Áp dụng cơng thức tính điện trở tương đương hai đoạn mạch điện trở bản: nối tiếp song song o Trường hợp mạch điện phức tạp có đoạn dây nối tắt (dây nối không điện trở) giải sau: – đồng điểm có điện – vẽ lại mạch tính tốn theo mạch vừa vẽ lại o Trong trường hợp đoạn mạch có cấu tạo đối xứng, lí luận dựa vào đối xứng để xác định điểm có điện  Ví dụ minh họa:  Ví dụ 1: Cho đoạn mạch gồm điện trở hình vẽ Biết R1 = R2 = 10 Ω Điện trở tương đương đoạn mạch R1 A 10 Ω B Ω C 15 Ω D 20 Ω R2  Hướng dẫn: Chọn B Ta có: o R1 mắc song song với R2 o Rtd = R1 R2 R (10 ) = 1= = Ω R1 + R2 2  Ví dụ 2: Cho đoạn mạch gồm điện trở hình vẽ Biết R1 = Ω, R2 = R3 = 10 Ω Điện trở tương đương đoạn mạch A 10 Ω B Ω C 15 Ω D 20 Ω R2 R1 R3  Hướng dẫn: Chọn A Ta có: o R2 song song với R3 R23 nối tiếp với R1 o Rtd = R1 + R23 = R1 + (10 ) (10 ) = 10 Ω R2 R3 = ( 5) + R2 + R3 (10 ) + (10 )  Ví dụ 3: Cho đoạn mạch gồm ba điện trở giống hình vẽ Biết R = 15 Ω Điện trở tương đương đoạn mạch A 10 Ω R1 R2 R3 B B B Ω  A A C 15 Ω D 20 Ω  Hướng dẫn: Chọn B R1 R2 A  A B  B R3 Ta có: o A A điện thế, B B  điện → nối A với A B với B  o từ sơ đồ mạch ta thấy ba điện trở song song R (15) → Rtd = = = Ω 3 Dạng 2: Định luật Ôm cho đoạn mạch điện  Phương pháp giải: Định luật Ôm cho đoạn mạch điện U I Đoạn mạch điện trở I= U RAB Mối liên hệ hiệu điện cường độ dòng điện đoạn mạch Mắc nối tiếp Mắc song song o I = I1 = I = I = = I n o I = I1 + I + I + + I n o U = U1 + U + U + + U n o U = U1 = U = U = = U n  Ví dụ minh họa:  Ví dụ 1: Hai điện trở R1 , R2 mắc vào hiệu điện U = 12 V Lần đầu R1 , R2 mắc song song, dịng điện mạch I1 = 10 A Lần sau R1 , R2 mắc nối tiếp, dòng điện mạch I = 2, A Giá trị điện trở R1 R2 A Ω Ω B Ω Ω C Ω Ω  Hướng dẫn: Chọn B Ta có:  (12 ) = U  R1 + R2 = = I ( 2, )  R1 + R2 =  o  Ω→   R1 R2 =  R1 R2 = U = (12 ) = 1, R + R I1 (10 )  o R1 R2 hai nghiệm phương trình D Ω Ω R − 5R + = → R1 = Ω, R2 = Ω R1 = Ω, R2 = Ω  Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ R1 = 12 , R2 = 15 , R3 = , cường độ qua mạch I = A Dịng điện chạy qua điện trở R3 có giá trị A A B 0,5 A C 1,25 A D 0,75 A R1 R2 R3  Hướng dẫn: Chọn A Ta có: o R2 nối tiếp R3 R1 song song với R23 o R= R1 ( R2 + R3 ) (12)(15 + 5) = 7,5 Ω = R1 + R2 + R3 (12 ) + (15) + ( 5) o U = IR = ( ) ( 7,5 ) = 15 V o I = I3 = (15) = 0, 75 A U = R23 (15 + 5) Dạng 3: Đoạn mạch chứa ampe kế vơn kế lí tưởng  Phương pháp giải: Để đo cường độ dòng điện chạy mạch, hiệu điện hai đầu đoạn mạch người ta tiến hành mắc ampe kế nối tiếp với đoạn mạch cần đo cường độ dịng điện, mắc vơn kế song song với đoạn mạch mà ta cần đo hiệu điện Ampe kế lí tưởng có điện trở khơng đáng kể RA  → điện hai đầu ampe nhau, để đơn giản ta nối điểm đầu điểm cuối ampe kế mà khơng làm thay đổi tính chất mạch M C A N M D C D N Biến đổi tương đương cho mạch có chứa ampe Vơn kế lí tưởng có điện trở lớn RV   , với mạch gồm điện trở RN mắc song song với vôn kế R R RN → Rtd = N V = , với RV =  → Rtd = RN , với đoạn mạch có chứa vơn kế, để đơn giản ta có RN + RV + RN RV thể bỏ vơn kế khỏi mạch  Ví dụ minh họa:  Ví dụ 1: Cho đoạn mạch AB mắc hình vẽ Biết R1 = R2 = 20 Ω, R3 = R4 = 40 Ω Điện trở tương đương đoạn mạch A 10,5 Ω B 13,3 Ω C 15 Ω D 18,2 Ω R1 R2 C R3 A R4 A B D  Hướng dẫn: Chọn D R1 C R2 R3 AD B R4 Nối A với D Ta có: o R1 song song với R3 → R13 = ( 20) ( 40 ) = 40 Ω R1 R3 = R1 + R3 ( 20 ) + ( 40 ) 40 100 R13 nối tiếp với R2 → R123 = R13 + R2 =   + ( 20 ) = Ω    100    ( 40 ) R123 R4   = = 18, Ω o R123 song song với R4 → Rtd = R123 + R4  100    + ( 40 )    Ví dụ 2: Cho đoạn mạch AB mắc hình vẽ Biết R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = R4 = 40 Ω Điện trở tương đương đoạn mạch R1 R2 M A 15 Ω B 13 Ω C 15 Ω V D 22 Ω o B A R3 R4 N  Hướng dẫn: R1 M R2 B A R3 R4 N Vẽ lại mạch, ta có: o R1 nối tiếp với R2 → R12 = R1 + R2 = (10 ) + ( 20 ) = 30 Ω o R3 nối tiếp với R4 → R34 = R3 + R4 = ( 40 ) + ( 40 ) = 80 Ω o R12 song song với R34 → R = ( 30 ) (80 )  22 Ω R12 R34 = R12 + R34 ( 30 ) + ( 80 ) C BÀI TẬP RÈN LUYỆN TỰ LUẬN Câu 1: Tính điện trở tương đương đoạn mạch điện hình bên, biết điện trở 12  Câu 2: Tính điện trở tương đương mạch điện cho trường hợp sau: a Cho mạch điện cho hình vẽ, biết R1 = Ω , R2 = 2, , R3 = , R4 = , R5 =  R4 R2 R3 R1 R5 b Mạch điện cho hình vẽ, biết R1 = Ω, R2 = R3 = Ω, R4 = 0,8 Ω R2 R1 R3 R4 Câu 3: Cho mạch điện hình vẽ Trong R1 = R2 = ; R3 = ; R4 = ; R5 = 10 ; U AB = 24 V Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện qua điện trở R3 R2 R1 R4 A B R5 Câu 4: Cho mạch điện hình vẽ Trong R1 = 2, Ω, R3 = Ω, R2 = 14 Ω, R4 = R5 = Ω; I = A Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB hiệu điện hai đầu điện trở R2 R3 R4 R5 R1 B A Câu 5: Cho mạch điện hình vẽ Trong R1 = R3 = R5 = ; R2 = ; R4 = ; U = V Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 R2 R4 R3 R5 Câu 6: Cho mạch điện hình vẽ Trong R1 = Ω, R3 = 10 ; R2 = R4 = R5 = 20 ; I = A Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB , hiệu điện cường độ dòng điện điện trở R1 R2 R5 R3 R4 Câu 7: Cho đoạn mạch hình vẽ: R1 = 22,5 , R2 = 12 , R3 = , R4 = 15 , U AB = 12 V Tính điện trở tương đương mạch cường độ qua điện trở R1 R2 R3 R4 Câu 8: Cho mạch điện hình vẽ: R1 = 10 , R2 = , R3 = , R4 = , R5 =  Cường độ dịng điện qua R3 0,5 A Tìm cường độ qua điện trở U AB R5 R3 R1 A B R4 R2 Câu 9: Cho mạch điện hình vẽ R1 = 18 , R2 = 20 , R3 = 30 , cường độ qua nguồn I = 0,5 A, hiệu điện hai đầu R3 U = 2, V Tính R4 R1 R3 R2 U R4 Câu 10: Cho mạch điện hình vẽ R1 = 15 , R2 = R3 = R4 = 10 , dòng điện qua CB có cường độ A Tìm U AB R1 C R3 A B R4 R2 D Câu 11: Các đoạn dây đồng chất, tiết diện có dạng thẳng bán nguyệt nối hình vẽ Dòng điện vào A B Tính tỉ số cường độ dịng điện qua hai đoạn dây bán nguyệt C D A O B Câu 12: Cho mạch điện hình vẽ: U AB = 12 V, R2 = , R3 =  a Khi K mở, hiệu điện C , D V Tìm R1 b Khi K đóng, hiệu điện C , D V Tìm R4 R1 R3 C B A R2 K R4 D Câu 13: Cho mạch điện hình vẽ U AB = 75 V, R2 = R1 = , R3 =  a Cho R4 =  Tính cường độ qua CD b Tính R4 cường độ qua CD c Tính R4 cường độ qua CD A R1 R2 C B A R3 R4 D Câu 14: Cho mạch điện hình vẽ R1 = 15 , R2 = R3 = R4 = 10 , RA = a Tìm RAB b Ampe kế A, tính U AB cường độ dòng điện qua điện trở R1 C A R3 A R4 R2 B D Câu 15: Cho mạch điện hình vẽ R1 = R3 = 30 , R2 = , R4 = 15 , RA = , U AB = 90 V, RV lớn Tìm: a Điện trở tương đương đoạn mạch b Số ampe kế vôn kế A R2 R4 R1 V R3 A B Câu 16: Cho mạch điện hình vẽ Biết U AB = 18 V , R1 = R2 = R3 = , R4 =  a Nối M B vôn kế có điện trở lớn Tìm số vơn kế b Nối M B ampe kế có điện trở nhỏ Tìm số ampe kế chiều dòng điện qua ampe kế R1 R4 D B R3 A R2 M Câu 17: Cho mạch điện hình vẽ: U MN = V; R1 = R2 = ; R3 = R4 = R5 = ; RA  ; RV lớn a Tính RMN b Tính số ampe kế vôn kế R4 R5 M R2 R1 V R3 A N Câu 18: Cho mạch điện hình vẽ: U AB = 12 V, R1 = , R2 = 25 , R3 = 20 , RV lớn Khi hai điện trở r nối tiếp, vôn kế U1 , chúng song song vôn kế U = 3U1 a Tính r b Tính số V nhánh BD có điện trở r c Vôn kế U1 (hai r nối tiếp) Để V 0: – Ta chuyển chỗ điện trở, điện trở chuyển đâu? – Hoặc đổi chỗ hai điện trở Đó điện trở nào? R1 R2 C V B A R3 r r D Câu 19: Cho mạch điện hình vẽ Cho biết: R1 = , R2 = , R3 = , R4 = , R5 = 0,5 , điện trở vơn kế lớn, dây dẫn khóa K có điện trở không đáng kể Hiệu điện hai điểm A , B U AB = 20 V Hãy tính điện trở tương đương mạch tồn mạch, dòng điện qua điện trở số vơn kế, trường hợp sau a Khóa K mở b Đóng khóa K K R3 C R5 R2 V B A R3 R1 R4 Câu 20: Vơn kế V mắc vào mạch điện có U = 220 V Khi mắc nối tiếp V với R1 = 15 k V U1 = 70 V Khi mắc nối tiếp V với R2 V U = 20 V Tính R2 Câu 21: Cho mạch điện hình Cho biết: R1 = R2 = ; R3 = R4 = R5 = R6 = 10  Điện trở ampe kế nhỏ khơng đáng kể a Tính điện trở tương đương RAB đoạn mạch AB b Cho hiệu điện hai điểm A B U AB = 30 V Tìm cường độ dịng điện qua điện trở số ampe kế C D A1 R4 E A2 R5 A3 R6 R1 R2 R3 G F B A Câu 22: Cho mạch điện hình Các Ampe kế giống có điện trở RA Số Ampe kế A2 , A3 A 0,2 A Hãy tìm: R a Tỉ số RA b Số Ampe kế A1 bao nhiêu? R A1 A D A2 C 2R A3 B R Câu 23: Cho mạch điện hình Hiệu điện hai điểm A , B U AB = 18 V không đổi Trong giá trị điện trở là: R1 = R2 = R3 = R4 = ; điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế vô lớn a Tính số vơn kế, ampe kế b Đổi chỗ ampe kế vôn kế cho Tính số ampe kế vơn kế lúc R4 A R1 A R2 C D B R3 V Câu 24: Cho mạch điện hình vẽ vơn kế giống Hỏi vơn kế V1 giá trị biết V = V V2 = V R A B C R E R M V V1 V2 D F N Câu 25: Cho mạch điện hình vẽ Nếu đặt vào AB hiệu điện 100 V người ta lấy hai đầu CD hiệu điện U CD = 40 V ampe kế A Nếu đặt vào CD hiệu điện 60 V người ta 10 lấy hai đầu AB hiệu điện U AB = 15 V Coi điện trở ampe kế không đáng kể Tính giá trị điện trở R3 A A R1 B C R2 D 11 ... A, hiệu điện hai đầu R3 U = 2, V Tính R4 R1 R3 R2 U R4 Câu 10 : Cho mạch điện hình vẽ R1 = 15 , R2 = R3 = R4 = 10 , dòng điện qua CB có cường độ A Tìm U AB R1 C R3 A B R4 R2 D Câu 11 : Các đoạn... có:  (12 ) = U  R1 + R2 = = I ( 2, )  R1 + R2 =  o  Ω→   R1 R2 =  R1 R2 = U = (12 ) = 1, R + R I1 (10 )  o R1 R2 hai nghiệm phương trình D Ω Ω R − 5R + = → R1 = Ω, R2 = Ω R1 = Ω, R2... hiệu điện cường độ dòng điện điện trở R1 R2 R5 R3 R4 Câu 7: Cho đoạn mạch hình vẽ: R1 = 22,5 , R2 = 12 , R3 = , R4 = 15 , U AB = 12 V Tính điện trở tương đương mạch cường độ qua điện trở R1