Bài 4 Đoạn mạch nối tiếp Bài 4 1 trang 9 SBT Vật Lí 9 Hai điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A, B a) Vẽ sơ đồ mạch điện trên b) Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, ampe kế chỉ 0,2A[.]
Bài Đoạn mạch nối tiếp Bài trang SBT Vật Lí 9: Hai điện trở R1, R2 ampe kế mắc nối tiếp với vào hai điểm A, B a) Vẽ sơ đồ mạch điện b) Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, ampe kế 0,2A Tính hiệu điện đoạn mạch AB theo hai cách Tóm tắt: R1 = Ω; R2 = 10 Ω; I2 = 0,2 A; UAB = ? Lời giải: a) Sơ đồ mạch điện hình dưới: b) Tính hiệu điện theo hai cách: Cách 1: Vì R1 R2 ghép nối tiếp nên I1 = I2 = I = 0,2A, UAB = U1 + U2 => U1 = I.R1 = 1V; U2 = I R2 = 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 Đáp số: b) UAB = 3V Bài 4.2 trang SBT Vật Lí 9: Một điện trở 10Ω mắc vào hiệu điện 12V a) Tính cường độ dịng điện chạy qua điện trở b) Muốn kiểm tra kết tính trên, ta dùng ampe kế để đo Muốn ampe kế giá trị cường độ dịng điện tính phải có điều kiện ampe kế? Vì sao? Tóm tắt: R = 10Ω; U = 12V a) I = ? b) Điều kiện ampe kế để giá trị I tính a) ? Giải thích Lời giải: a Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là: I = U 12 = = 1,2A R 10 b Gọi Ra điện trở ampe kế Khi cường độ dịng điện chạy qua điện trở tính cơng thức sau: I = U R + Ra Muốn ampe kế giá trị cường độ dịng điện tính (tức cường độ dịng điện chạy qua điện trở khơng thay đổi) ampe kế phải có điện trở nhỏ so với điện trở đoạn mạch, điện trở ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở đoạn mạch Dịng điện chạy qua ampe kế cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch xét Bài trang SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ hình 4.1, điện trở R1 = 10Ω, R2 = 20Ω, hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB 12V a) Số vôn kế ampe kế bao nhiêu? b) Chỉ với hai điện trở đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện mạch lên gấp ba lần (Có thể thay đổi UAB) Hình 4.1 Tóm tắt: R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; UAB = 12 V a) UR1 = ? I = ? b) Nêu cách để làm cho I´ = 3I Lời giải: a) Điện trở tương đương mạch : Rtđ = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 Ω Cường độ dòng điện qua mạch là: I= U AB 12 = = 0,4A R td 30 Vì R1 nt R2 nên I = I1 = I2 = 0,4A Hiệu điện hai đầu điện trở R1: U1 = I.R1 = 0,4.10 = 4V Vậy số vôn kế 4V, ampe kế 0,4A b) Ta có: I = U AB Do để I tăng lên gấp lần ta thực cách sau: R td Cách 1: Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp tăng hiệu điện đoạn mạch lên gấp lần: U’AB = UAB = 3.12 = 36V I' = U'AB 36 = = 1,2A = 3I R td 30 Cách 2: Giảm điện trở tương đương toàn mạch lần cách mắc điện trở R1 =10Ω mạch, giữ hiệu điện ban đầu Khi R’tđ = R1 = 10 Ω I'' = U AB 12 = = 1,2A = 3I R 'td 10 Đáp số: a) IA = 0,4 A; UV = 4V Bài 4 trang SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ hình 4.2, điện trở R1 = 5Ω, R2 = 15Ω, vôn kế 3V a) Số ampe kế bao nhiêu? b) Tính hiệu điện hai đầu AB đoạn mạch Tóm tắt: R1 = Ω; R2 = 15 Ω; UV = V a) Số Ampe kế IA ? b) UAB = ? Lời giải: a Vì R1 R2 ghép nối tiếp nên I1 = I2 = I = IA Số ampe kế là: IA = I2 = U UV = = = 0,2A R R 15 b Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 = + 15 = 20 Ω Hiệu điện hai đầu AB đoạn mạch là: UAB = I.Rtđ = 0,2.20 = 4V Đáp số: a) IA = 0,2 A; UAB = 4V Bài trang 10 SBT Vật Lí 9: Ba điện trở có giá trị 10 Ω, 20 Ω, 30 Ω Có thể mắc điện trở vào mạch có hiệu điện 12V đế dịng điện mạch có cường độ 0,4A? Vẽ sơ đồ cách mắc Tóm tắt: R1 = 10Ω; R2 = 20Ω; R3 = 30Ω U = 12 V; I = 0,4 A Hỏi: cách mắc? Lời giải: Điện trở đoạn mạch có U = 12 V , I = 0,4 A là: R td = U 12 = = 30 I 0,4 Có hai cách mắc điện trở vào mạch: + Cách thứ mắc điện trở R3 = 30 Ω đoạn mạch; + Cách thứ hai mắc hai điện trở R1 = 10 Ω R2 = 20 Ω nối tiếp đoạn mạch Bài trang 10 SBT Vật Lí 9: Cho hai điện trở, R1 = 20Ω chịu dịng điện có cường độ tối đa 2A R2 = 40Ω chịu dòng điện có cường độ tối đa 1,5A Hiệu điện tối đa đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 là: A 210V B 120V C 90V D 100V Tóm tắt: R1 = 20Ω; I1 max = 2A; R2 = 40Ω; I2max = 1,5A Hỏi: Umax? Lời giải: Khi R1, R2 mắc nối tiếp dịng điện chạy qua hai điện trở có cường độ Do đó, đoạn mạch chịu cường độ dòng điện tối đa là: Imax = I2max = 1,5A Điện trở tương đương đoạn mạch là: R = R1 + R2 = 20 + 40 = 60Ω Vậy hiệu điện đa là: Umax = Imax R = 1,5.60 = 90V Chọn đáp án C Bài 4.7 trang 10 SBT Vật Lí 9: Ba điện trở R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, R3 = 15Ω mắc nối tiếp vào hiệu điện 12V a) Tính điện trở trương đương đoạn mạch? b) Tính hiệu điện hai đầu điện trở? Tóm tắt: R1 = 5Ω; R2 = 10Ω; R3 = 15 Ω; U = 12 V a) Rtđ = ?; b) U1 = ?; U2 = ?; U3 = ? Lời giải: a Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 + R3 = + 10 + 15 = 30Ω b Vì ba điện trở ghép nối tiếp nên I1 = I2 = I3 = I = U : R = 12 : 30 = 0,4A => Hiệu điện hai đầu điện trở là: U1 = I R1 = 0,4 = 2V U2 = I R2 = 0,4 10 = 4V U3 = I R3 = 15 0,4 = 6V Đáp số: a) Rtđ = 30Ω; b) U1 = 2V, U2 = 4V, U3 = 6V Bài trang 10 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U = 12V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R1 = 40Ω R2 = 80Ω mắc nối tiếp Hỏi cường độ dòng điện chạy qua mạch bao nhiêu? A 0,1A B 0,15A C 0,45A D 0,3A Tóm tắt: R1 = 40Ω; R2 = 80Ω; U = 12 V; I = ? Lời giải: Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtd = R1 + R2 = 40 + 80 = 120 Ω Cường độ dòng điện chạy qua mạch là: I = U 12 = = 0,1A R td 120 Chọn đáp án A Bài 4.9 trang 10 SBT Vật Lí 9: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 = 1,5R1 mắc nối tiếp với Cho dịng điện chạy qua đoạn mạch thấy hiệu điện hai đầu điện trở R1 3V Hỏi hiệu điện hai đầu đoạn mạch bao nhiêu? A 1,5V B 3V C 4,5V D 7,5V Tóm tắt: R2 = 1,5R1; U1 = V; U = ? Lời giải: Vì hai điện trở mắc nối tiếp với nên ta có: U1 U U R 1,5R1 = 2= 2= = 1,5 R1 R U1 R1 R1 ⇒ U2 = 1,5 U1 = 1,5 × = 4,5V Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là: U = U1 + U2 = + 4,5 = 7,5V Chọn đáp án D Bài 4.10 trang 10 SBT Vật Lí 9: Phát biểu sau không đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp? A Cường độ dịng điện vị trí đoạn mạch B Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở mắc đoạn mạch C Hiệu điện hai đầu đoạn mạch hiệu điện hai đầu điện trở mắc mạch D Hiệu điện hai đầu điện trở mắc mạch tỉ lệ thuận với điện trở Lời giải: A – B – C – sai, điện trở mắc nối tiếp hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở mắc đoạn mạch D – Chọn đáp án C Bài 4.11 trang 11 SBT Vật Lí 9: Đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp đoạn mạch đặc điểm đây? A Đoạn mạch có điểm nối chung nhiều điện trở B Đoạn mạch có điểm nối chung hai điện trở C Dòng điện chạy qua điện trở đoạn mạch có cường độ D Đoạn mạch gồm điện trở mắc liên tiếp với khơng có mạch rẽ Lời giải: A – sai, đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp đoạn mạch có điểm nối hai điện trở Nếu có điểm nối chung nhiều điện trở có nhiều nhánh rẽ, mạch trở thành mắc song song B – C – D – Chọn đáp án A Bài 4.12 trang 11 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc nối tiếp Hiệu điện hai đầu điện trở tương ứng U1, U2 Hệ thức sau không đúng? A RAB = R1 + R2 B IAB = I1 = I2 C U1 R = U R1 D UAB = U1 + U2 Lời giải: A – B – C – sai, hiệu điện hai đầu điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: U1 R = U2 R A – Chọn đáp án C Bài 4.13 trang 11 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ hình 4.3, điện trở R1 = 3Ω, R2 = 6Ω Hỏi số ampe kế công tắc K đóng lớn hay nhỏ lần so với công tắc K mở? A Nhỏ lần B Lớn lần C Nhỏ lần D Lớn lần Lời giải: Khi công tắc K mở mạch gồm R1 nt R2 nt ampe kế nên điện trở tương đương mạch R = R1 + R = 9 nên số ampe kế là: I = U U = (A) R Khi cơng tắc K đóng R2 bị đấu tắt, mạch (R1 nt Ampe kế) nên điện trở tương đương mạch R = R1 = 3 nên số ampe kế là: I' = U U = (A) R1 U I' = =3 I U => số ampe kế cơng tắc K đóng lớn lần so với công tắc K mở Chọn đáp án D Bài 4.14 trang 11 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U = 6V vào hai đầu đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 3Ω, R2 = 5Ω, R3 = 7Ω mắc nối tiếp a) Tính cường độ dịng điện chạy qua điện trở đoạn mạch b) Trong số ba điện trở cho, hiệu điện hai đầu điện trở lớn nhất? Vì sao? Tính trị số hiệu điện lớn Tóm tắt: R1 = 3Ω; R2 = 5Ω; R3 = Ω; U = V a) I1 = ?; I2 = ?; I3 = ? b) Umax = ? Lời giải: a) Điện trở tương đương mạch là: Rtđ = R1 + R2 + R3 = + + = 15Ω ⇒ Do ba điện trở mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện chạy qua điện trở nhau: I = I = I = I = U = = 0,4A R td 15 b) Hiệu điện lớn U3 = I.R3 = 0,4 × = 2,8V I không đổi nên R lớn ⇒ U lớn Đáp số: a) I1 = I2 = I3 = I = 0,4A b) Umax = U3 = 2,8 V Bài 4.15 trang 12 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ hình 4.4 điện trở R1 = 4Ω, R2 = 5Ω a) Cho biết số ampe kế công tắc K mở K đóng lần Tính điện trở R3? b) Cho biết U = 5,4V Số ampe kế cơng tắc K mở bao nhiêu? Tóm tắt: R1 = 4Ω; R2 = 5Ω a) Số ampe kế công tắc K mở K đóng lần R3 = ?Ω b) U = 5,4 V; Im = ? K mở Lời giải: a) - Khi K mở: mạch có R1 , R2 R3 ghép nối tiếp => Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 + R3 = + + R3 = + R3 Cường độ dòng điện qua điện trở nên số ampe lúc là: Im = U U = (1) R tdm + R - Khi K đóng, điện trở R3 bị nối tắt nên mạch hai điện trở R1, R2 ghép nối tiếp => Điện trở tương đương đoạn mạch K đóng là: Rtđđ = R1 + R2 = + = Ω Số ampe lúc là: I d= U U = (2) R tdd Từ (1) (2) ta thấy Iđ > Im, nên theo đề ta có: Iđ = 3Im (3) Từ (1), (2) (3) ta có: U U = R = 18 9 + R3 b) U = 5,4 V K mở: Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđm = R1 + R2 + R3 = + + 18 = 27Ω Số ampe lúc là: Im = U 5,4 = = 0,2A R tdm 27 Đáp số: a) R3 = 18Ω; b) Im = 0,2 A Bài 4.16 trang 12 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ hình 4.5 Khi đóng cơng tắc K vào vị trí ampe kế có số I1 = I, chuyển cơng tắc sang vị trí số ampe kế có số I = I I , chuyển K sang vị trí ampe kế có số I3 = Cho biết R1 = 3Ω, tính R2 R3 Hình 4.5 Tóm tắt: I I I1 = I; I = ; I3 = ; R1 = 3Ω; R2 = ?; R3 = ? Lời giải: - Khi K vị trí 1: mạch điện có R1 nối tiếp với ampe kế Do số ampe kế là: I1 = U U = = I (1) R1 - Khi K vị trí số 2: mạch điện có R2 nối tiếp R1 nối tiếp với ampe kế Do số ampe kế là: I1 = U U U I = = = (2) R12 R1 + R + R - Khi K vị trí số 3: mạch điện gồm điện trở R 1, R2, R3 ghép nối tiếp nối tiếp với ampe kế Do số ampe kế là: I3 = U U U I = = = (3) R123 R1 + R + R 3 + R + R Từ (1) (2) ta có: I1 = 3I2 U U = R = 6 3 + R2 Từ (1) (3) ta có: I1 = 8I3 U U U = = R = 15 3 + R2 + R3 + + R3 Đáp số: R2 = 6Ω; R3 = 15Ω ... 0,4A => Hiệu điện hai đầu điện trở là: U1 = I R1 = 0 ,4 = 2V U2 = I R2 = 0 ,4 10 = 4V U3 = I R3 = 15 0 ,4 = 6V Đáp số: a) Rtđ = 30Ω; b) U1 = 2V, U2 = 4V, U3 = 6V Bài trang 10 SBT Vật Lí 9: ... 10 Ω I'''' = U AB 12 = = 1,2A = 3I R ''td 10 Đáp số: a) IA = 0 ,4 A; UV = 4V Bài 4 trang SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ hình 4. 2, điện trở R1 = 5Ω, R2 = 15Ω, vôn kế 3V a) Số ampe kế bao nhiêu?... điện qua mạch là: I= U AB 12 = = 0,4A R td 30 Vì R1 nt R2 nên I = I1 = I2 = 0,4A Hiệu điện hai đầu điện trở R1: U1 = I.R1 = 0 ,4. 10 = 4V Vậy số vôn kế 4V, ampe kế 0,4A b) Ta có: I = U AB Do để I