Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 4 Đoạn mạch nối tiếp A – HỌC THEO SGK I CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP 1 Nhớ lại kiến thức lớp 7 Đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc nối tiếp Cường độ dòng điện có giá trị[.]
Bài Đoạn mạch nối tiếp A – HỌC THEO SGK I - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP Nhớ lại kiến thức lớp Đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc nối tiếp: - Cường độ dịng điện có giá trị điểm: I = I1 = I2 - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện đèn: U = U1 + U2 Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp C1 Điện trở R1, R2 Ampe kế mắc nối tiếp với C2 Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dịng điện có giá trị điểm: I = I1 = I2 Ta có: I1 U U1 I R2 R1 Từ ta suy ra: U1 U U R 1 R1 R U2 R II - ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP Điện trở tương đương đoạn mạch gồm điện trở điện trở thay cho đoạn mạch này, cho với hiệu điện cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch có giá trị trước Cơng thức tính điện trở tương đương đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp C3 Chứng minh Rtđ = R1 + R2? Trong đoạn mạch gồm hai điện trở nối tiếp thì: I1 = I2 = I U = U1 + U2 = I1.R1 + I2.R2 Suy ra: U = I.(R1 + R2) Mà U = I.Rtd I.(R1 + R2) = I.Rtđ Chia hai vế cho I ta Rtd = R1 + R2 (đpcm) Thí nghiệm kiểm tra - Khi hai điện trở mắc nối tiếp IAB = 0,5A - Khi thay hai điện trở điện trở tương đương I’AB = 0,5A So sánh: Cường độ dòng điện hai trường hợp Kết luận Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương tổng điện trở thành phần Rtđ = R1 + R2 Chú ý: Các điện trở bóng đèn dây tóc mắc nối tiếp với chúng chịu cường độ dịng điện khơng vượt q giá trị xác định Giá trị xác định gọi cường độ dòng điện định mức Các dụng cụ dùng điện hoạt động bình thường chúng có cường độ dòng điện chạy qua cường độ dòng điện định mức III - VẬN DỤNG C4 + Khi công tắc K mở, hai đèn khơng hoạt động mạch hở, khơng có dịng điện chạy qua đèn + Khi cơng tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn khơng hoạt động mạch hở, khơng có dịng điện chạy qua chúng + Khi cơng tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt đèn Đ2 khơng hoạt động mạch hở, khơng có dịng điện chạy qua C5 + Đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 có Rtđ = R12 = R1 +R2 = 20 + 20 = 40 Ω + Đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 nối tiếp R3 có Rtđ = R12 + R3 = R1 + R2 + R3 = 20 + 20 + 20 = 60 Ω Chú ý: Khi có ba điện trở mắc nối tiếp điện trở tương đương đoạn mạch tổng điện trở thành phần Nếu có điện trở mắc nối tiếp Rtđ = 3.R B – GIẢI BÀI TẬP I –BÀI TẬP TRONG SBT Câu 4.1 trang 12 VBT Vật Lí 9: a) Sơ đồ mạch điện hình 4.1 b) Tóm tắt: R1 = , R2 = 10 , IA = 0,2A UAB = ? Hướng dẫn giải Hiệu điện đoạn mạch AB là: Cách 1: Vì R1 R2 ghép nối tiếp nên: I1 = I2 = I = IA = 0,2A, UAB = U1 + U2 U1 = I.R1 = 0,2.5 = 1V; U2 = I R2 = 0,2.10 = 2V; UAB = U1 + U2 = + = 3V Cách 2: Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 = + 10 = 15 Ω Hiệu điện đoạn mạch AB: UAB = I.Rtd = 0,2.15 = 3V Câu 4.2 trang 12 VBT Vật Lí 9: a) Cường độ dịng điện chạy qua điện trở là: I U 12 1,2 A R 10 b) Muốn ampe kế giá trị cường độ dòng điện tính ampe kế phải có điều kiện sau: điện trở ampe kế phải điện trở mắc nối tiếp với ampe kế Câu 4.3 trang 12 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = 10 ; R2 = 20 , UAB = 12V a) UV = U1 = ? IA = I = ? b) Nêu hai cách để I’ = 3I Hướng dẫn giải a) Số ampe kế là: IA I U AB 12 0,4 A R td 12 10 Số vôn kế là: UV = U1 = I.R1 = 0,4.10 = 4V b) Chỉ với hai điện trở đây, có hai cách làm tăng cường độ dịng điện mạch lên gấp lần Cách 1: Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp tăng hiệu điện đoạn mạch lên gấp lần: U’AB = UAB = 3.12 = 36 V U'AB 36 I 1,2 A 3I R td 30 ' Cách 2: Giảm điện trở tương đương toàn mạch lần cách mắc điện trở R1 = 10 Ω mạch, giữ hiệu điện ban đầu Khi R’tđ = R1 = 10 Ω I'' U AB 12 1,2 A 3I R ''td 10 Câu 4.4 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = , R2 = 15 UV = 3V = U2 a) IA = ? b) UAB = ? Hướng dẫn giải a) Số ampe kế là: IA I I2 U2 UV 0,2 A R R 15 b) Hiệu điện hai đầu AB đoạn mạch là: UAB = I.Rtđ = I(R1 + R2) = 0,2.20 = 4V Câu 4.5 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = 10 , R2 = 20 , R3 = 30 U = 12V Nêu hai cách mắc để I = 0,4A? Hướng dẫn giải Muốn dòng điện chạy qua đoạn mạch có cường độ 0,4A, mắc ba điện trở vào mạch theo cách sau: Cách (hình 4.2a): mắc điện trở R3 = 30Ω vào mạch Cách (hình 4.2b): mắc hai điện trở R1 = 10Ω R2 = 20Ω nối tiếp vào mạch Sơ đồ cách mắc: Câu 4.6 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = 20 , I1max = 2A R2 = 40 , I2max = 1,5A R1 nt R2, Umax =? Hướng dẫn giải Đáp án là: C - Khi R1, R2 mắc nối tiếp dịng điện chạy qua hai điện trở có cường độ Do đoạn mạch chịu cường độ dòng điện tối đa là: Imax = I2max = 1,5A - Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 = 20 + 40 = 60 Ω Vậy hiệu điện tối đa là: Umax = Imax Rtđ = 1,5.60 = 90 V Câu 4.7 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = , R2 = 10 , R3 = 15 R1 nt R2 nt R3; U = 12 V a) Rtd b) U1 = ? U2 = ? U3 = ? Hướng dẫn giải a) Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtd = R1 + R2 + R3 = + 10 + 15 = 30Ω b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch là: I U 12 0,4 A R td 30 Vì ba điện trở nối tiếp nên I = I1 = I2 = I3 = 0,4A Hiệu điện hai đầu điện trở: U1 = I1.R1 = 0,4 = V U2 = I2.R2 = 0,4 10 = V U3 = I3.R3 = 0,4 15 = V II – BÀI TẬP BỔ SUNG Câu 4a trang 13 VBT Vật Lí 9: Cho điện trở R1 = 10 Ω; R2 = 15 Ω; R3 = Ω Có thể mắc ba điện trở thành mạch điện để đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện U = 12 V I = 0,8 A? Tóm tắt: R1 = 10 Ω; R2 = 15Ω; R3 = Ω U = 12V, I = 0,8 A Có cách mắc? Vẽ sơ đồ? Hướng dẫn giải R td U 12 15 I 0,8 Các cách mắc sau: Cách 1: mắc điện trở R2 vào đoạn mạch Cách 2: mắc điện trở R1 = 10 Ω nối tiếp R3 = 5Ω vào đoạn mạch Vẽ sơ đồ cách mắc vào hình 4.3 Câu 4b trang 14 VBT Vật Lí 9: Điền từ hay cụm từ thích hợp vào chỗ trống câu sau: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc nối tiếp, hiệu điện hai đầu điện trở tương ứng U1 U2 hiệu điện tỉ lệ thuận với điện trở R1, R2 ... 0,2.20 = 4V Câu 4. 5 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = 10 , R2 = 20 , R3 = 30 U = 12V Nêu hai cách mắc để I = 0,4A? Hướng dẫn giải Muốn dòng điện chạy qua đoạn mạch có cường độ 0,4A, mắc... là: I U 12 0 ,4 A R td 30 Vì ba điện trở nối tiếp nên I = I1 = I2 = I3 = 0,4A Hiệu điện hai đầu điện trở: U1 = I1.R1 = 0 ,4 = V U2 = I2.R2 = 0 ,4 10 = V U3 = I3.R3 = 0 ,4 15 = V II – BÀI... tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 = 20 + 40 = 60 Ω Vậy hiệu điện tối đa là: Umax = Imax Rtđ = 1,5.60 = 90 V Câu 4. 7 trang 13 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R1 = , R2 = 10 , R3 = 15 R1 nt