Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 25 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
25
Dung lượng
687,23 KB
Nội dung
Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) PHẦN V: ĐIỆN HỌC I CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 1/ Định luật ơm: Cường độ dịng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỉ lệ nghịch với điện trở dây U I= I : Cường độ dòng điện ( A ) R U : Hiệu điện ( V ) ; R : Điện trở ( Ω ) 2/ Đoạn mạch nối tiếp : Cường độ dòng điện : I = I1 = I2 Hiệu điện : U = U1 + U2 Điện trở tương đương : Rtd = R1 + R2 Hiệu điện tỉ lệ thuận với điện trở : U R1 U R2 3/ Đoạn mạch song song : I = I1 + I2 U = U1 = U2 R R 1 => Rtd Rtd R1 R2 R1 R2 Cường độ dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở I R2 I R1 4/ Đoạn mạch hỗn hợp : R1 nt ( R2 // R3 ) I = I1 = I 23 = I3 + I2 U = U1 + U23 (mà U23 = U2 = U3 ) R R Rtd = R1 + R23 ( mà R23 ) R2 R3 ( R1 nt R2 ) // R3 IAB = I12 + I3 ( mà I12 = I1 = I2 ) UAB = U12 = U3 (mà U12 = U1 + U2 ) R R Rtd 12 R12 R3 ( mà R12 = R1 + R2 ) 1KΩ = 1000 Ω 1MΩ = 1000 000 Ω • Điện trở dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài dây dẫn : l1 R1 l R2 • Điện trở dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện dây : S R1 S1 R2 l • Cơng thức tính điện trở : R S : điện trở suất ( Ωm) l : chiều dài dây ( m ) S : tiết diện dây dẫn ( m2 ) 1mm= 10-6 m2 ; d = 2r => r d S = 3,14 r2 ; d : đường kính r :bán kính dây m D V D : khối lượng riêng ( kg / m3 ) m: khối lượng dây ( kg ) V : thể tích dây ( m3 ) V l S l: chiều dài dây ( m ) V : thể tích dây ( m3 ) S : tiết diện dây (m2 ) Chu vi đường tròn :2 r (với =3,14) U2 • Cơng suất điện :P = U I = I2 R = R P : cơng suất ( W ) Q • Hiệu suất :H = i ; H : hiệu suất ( % ) Atp Ai = Qi : điện có ích ( J ) (Qi =m.C t) Atp : điện tồn phần ( J ) 5/Cơng dịng điện : U2 A = P t = U.I.t = I2.R.t = t R A : cơng dịng điện ( J ) P : công suất điện ( W ) t: thời gian ( s ) 1kW = 1000 W 1 h = 3600 s 1kWh = 3,6 10-6 J • Định luật Jun – Len-Xơ : Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây thời gian dòng điện chạy qua Q = I2 R t •Nếu đo nhiệt lƣợng Q đơn vị calo hệ thức định luật Jun – Len-Xơ Q = 0,24 I2 R t l Số vòng dây n 2 r Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) II - MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƢU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN: 1/ Muốn trì dịng điện lâu dài vật dẫn cần trì điện trường vật dẫn Muốn cần nối đầu vật dẫn với cực nguồn điện thành mạch kín Càng gần cực dương nguồn điện cao Quy ứơc điện cực dương nguồn điện, điện lớn , điện cực âm nguồn điện Quy ước chiều dòng điện chiều chuyển dời có hướng hạt mang điện tích dương, Theo quy ước bên ngồi nguồn điện dịng điện có chiều từ cực dương, qua vật dẫn đến cực âm nguồn điện (chiều từ nơi có điện cao đến nơi có diện thấp) Độ chênh lệch điện điểm gọi hiệu điện điểm đó: VA - VB = UAB Muốn trì dịng điện lâu dài vật dẫn cần trì HĐT đầu vật dẫn ( U = I = 0) 2/ Mạch điện: a Đoạn mạch điện mắc song song: *Đặc điểm: mạch điện bị phân nhánh, nhánh có chung điểm đầu điểm cuối Các nhánh hoạt động độc lập *Tíh chất: Uchung Cường độ dịng điện mạch trổng cường độ dòng điện mạch rẽ: I=I1+I2+ +In Nghịch đảo điện trở tương đương tổng nghịch đảo điện trở thành phần: 1 1 R R1 R2 Rn - Từ t/c công thức định luật ôm I1R1 = I2R2 = = InRn = IR - Từ t/c Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị r điện trở đoạn mạch mắc song song R = r n - Từ t/c điện trở tương đương đoạn mạch mắc song song nhỏ điện trở thành phần b Đoạn mạch điện mắc nối tiếp: *Đặc điểm:các phận (các điện trở) mắc thành dãy liên tục cực nguồn điện ( phận hoạt động phụ thuộc nhau) *tính chất: 1.I chung U = U1 + U2 + + Un R = R1 + R2 +, + Rn Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) *Từ t/c công thức định luật ôm I=U/R U1/R1=U2/R2= Un/Rn (trong đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện đầu vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở chúng) Ui=U Ri/R Từ t/s có n điện trở giống mắc nối tiếp điện trở đoạn mạch R =nr Cũng từ tính chất điện trở tương đương đoạn mạch mắc nối tiếp lớn điện trở thành phần C.Mạch cầu : Mạch cầu cân có tính chất sau: - điện trở: R1 R3 R2 R4 ( R5 đường chéo cầu) -Về dòng: I5 = -về HĐT : U5 = I1 R2 I R4 ; ; I1 I ; I I I R1 I R Mạch cầu không cân bằng: R1 R3 R2 R4 I5 0; U5 * Trường hợp mạch cầu có số điện trở có giá trị 0; để giải toán cần áp dụng quy tắc biến đổi mạch điện tương đương ( phần ) *Trường hợp điện trở khác xét sau 3/ Một số quy tắc chuyển mạch: a/ chập điểm điện thế: "Ta chập hay nhiều điểm có điện thành điểm biến đổi mạch điện tương đương." (Do VA - Vb = UAB = I RAB Khi RAB = 0;I RAB 0,I = Va = Vb Tức A B điện thế) Các trường hợp cụ thể: Các điểm đầu dây nối, khóa K đóng, Am pe kế có điện trở khơng đáng kể Được coi có điện Hai điểm nút đầu R5 mạch cầu cân b/ Bỏ điện trở: ta bỏ điện trở khác khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tương đương cường độ dòng điện qua điện trở Các trường hợp cụ thể: vật dẫn nằm mạch hở; điện trở khác mắc song song với vật dãn có điện trở 0( điện trở bị nối tắt) ; vơn kế có điện trở lớn (lý tưởng) 4/ Vai trò am pe kế sơ đồ: * Nếu am pe kế lý tưởng ( Ra=0) , chức dụng cụ đo cịn có vai trị dây nối đó: Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Có thể chập điểm đầu am pe kế thành điểm bién đổi mạch điện tương đương( am pe kế điểm sơ đồ) Nếu am pe kế mắc nối tiếp với vật đo cường độ d/đ qua vậtđó Khi am pe kế mắc song song với vật điện trở bị nối tắt ( nói trên) Khi am pe kế nằm riêng mạch dịng điện qua tính thơng qua dịng nút mà ta mắc am pe kế ( dưạ theo định lý nút) * Nếu am pe kế có điện trở đáng kể, sơ đồ chức dụng cụ đo am pe kế cịn có chức điện trở bình thường Do số cịn tính cơng thức: Ia=Ua/Ra 5/ Vai trị vơn kế sơ đồ: a/ trường hợp vơn kế có điện trỏ lớn ( lý tưởng): *Vơn kế mắc song song với đoạn mạch số vôn kế cho biết HĐT đầu đoạn mạch đó: UV = UAB = IAB.RAB *TRong trường hợp mạch phức tạp, Hiệu điện điểm mắc vơn kế phải tính cơng thức cộng thế: UAB = VA - VB = VA - VC + VC - VB = UAC + UCB *có thể bỏ vôn kế vẽ sơ đồ mạch điện tương đương *Những điện trở mắc nối tiếp với vôn kế coi dây nối vôn kế ( sơ đồ tương đương ta thay điện trở điểm dây nối), theo cơng thức định luật ơm cường độ qua điện trở coi ,( I R = IV = U/ = 0) b/ Trường hợp vơn kế có điện trở hữu hạn ,thì sơ đồ ngồi chức dụng cụ đo vơn kế cịn có chức điện trở khác Do số vơn kế cịn tính cơng thức UV=Iv.Rv 6/ số quay tắc đổi mạch *Quy tắc biến đổi mạch hình thành mạch hình tam giác: xy yz zx xy yz zx , R1= , z x xy yz zx R1= y *Quy tắc chuyển mạch hình tam giác thành hình sao: R1= x R R R R R 1 z 3 R R R R R y 3 R R R R R 1 2 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) III/ BÀI TẬP ÁP DỤNG: Bài 1: Cho mạch điện MN hình vẽ đây, hiệu điện hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; điện trở R1 = 3 R2 = 6 AB dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện khơng đổi S = 0,1mm2, điện trở suất = 4.10-7 m ; điện trở ampe kế A dây nối không đáng kể : M UMN N a/ Tính điện trở dây dẫn AB ? R1 R2 b/ Dịch chuyển chạy c cho AC = 1/2 BC D Tính cường độ dịng điện qua ampe kế ? A c/ Xác định vị trí chạy C để I a = 1/3A ? A Hƣớng dẫn giải: C B a/ Đổi 0,1mm2 = 10-7 m2 Áp dụng cơng thức tính điện trở R l ; thay số tính RAB = 6 S BC RAC = RAB RAC = 2 có RCB = RAB - RAC = 4 R R Xét mạch cầu MN ta có nên mạch cầu cân Vậy IA = R AC RCB c/ Đặt RAC = x ( ĐK : x 6 ) ta có RCB = ( - x ) 3.x 6.(6 x) * Điện trở mạch gồm ( R1 // RAC ) nối tiếp ( R2 // RCB ) R =? x (6 x ) U * Cường độ dịng điện mạch : I ? R 3.x * Áp dụng cơng thức tính HĐT mạch // có : UAD = RAD I = I = ? 3 x 6.(6 x) I = ? Và UDB = RDB I = 12 x U U * Ta có cường độ dịng điện qua R1 ; R2 : I1 = AD = ? I2 = DB = ? R1 R2 + Nếu cực dương ampe kế gắn vào D : I1 = Ia + I2 Ia = I1 - I2 = ? (1) Thay Ia = 1/3A vào (1) Phương trình bậc theo x, giải PT x = 3 ( loại giá trị -18) + Nếu cực dương ampe kế gắn vào C : Ia = I2 - I1 = ? (2) Thay Ia = 1/3A vào (2) Phương trình bậc khác theo x, giải PT x = 1,2 ( loại 25,8 >6) AC R AC * Để định vị trí điểm C ta lập tỉ số = ? AC = 0,3m CB RCB Bài 2: Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác b/ Khi AC nối vào nguồn điện không đổi xác định mắc nối tiếp với điện trở r Khi điện trở mắc nối tiếp cường độ dòng điện qua điện trở 0,2A, điện trở mắc song song cường độ dòng điện qua điện trở 0,2A Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) a/ Xác định cường độ dòng điện qua điện trở R0 trường hợp lại ? b/ Trong cách mắc trên, cách mắc tiêu thụ điện ? Nhiều ? c/ Cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện khơng đổi có điện trở r nói để cường độ dịng điện qua điện trở R0 0,1A ? Hƣớng dẫn giải: a/ Xác định cách mắc lại gồm : cách mắc : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r cách mắc : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r Theo ta có cường độ dịng điện mạch mắc nối tiếp : U Int = = 0,2A (1) r 3R0 U Cường độ dòng điện mạch mắc song song : I SS 3.0,2 0,6 A (2) R0 r r R0 Lấy (2) chia cho (1), ta : r = R0 Đem giá trị r thay vào (1) U = 0,8.R0 R0 r + Cách mắc : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3 = R0 I 0,8.R0 U Dòng điện qua R3 : I3 = 0,32 A Do R1 = R2 nên I1 = I2 = 0,16 A R 2,5.R0 r R0 0,8.R0 U 0,48 A + Cách mắc : Cường độ dịng điện mạch I’ = 2.R0 R0 5.R0 r 3.R0 2.R0 R0 Hiệu điện hai đầu mạch nối tiếp gồm điện trở R0 : U1 = I’ = 0,32.R0 cường độ 3.R0 0,32.R0 U1 dòng điện qua mạch nối tiếp I1 = 0,16 A CĐDĐ qua điện trở lại 2.R0 2.R0 I2 = 0,32A b/ Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ mạch P = U.I nhỏ I mạch nhỏ cách mắc tiêu thụ công suất nhỏ cách mắc tiêu thụ công suất lớn c/ Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R ( với m ; n N) Cường độ dịng điện mạch ( Hvẽ ) I + U 0,8 ( Bổ sung vào hvẽ cho đầy đủ ) I m m r R0 n n Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có : 0,8 I 0,1.n m + n = Ta có trường hợp sau m 1 n Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) m n Số điện trở R0 7 12 15 4 16 15 12 7 Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng : a/ dãy //, dãy điện trở b/ dãy gồ m điện trở mắc nối tiếp Bài Cho mạch điện sau Cho U = 6V , r = 1 = R1 ; R2 = R3 = 3 U r biết số A K đóng 9/5 số R1 R3 A K mở Tính : a/ Điện trở R4 ? R2 R4 A K b/ Khi K đóng, tính IK ? Hƣớng dẫn giải: * Khi K mở, cách mắc ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) Điện trở tương đương mạch 4(3 R4 ) U Cường độ dịng điện mạch : I = Hiệu điện Rr ( R4 ) R4 1 R4 ( R1 R3 )( R2 R4 ) ( R1 R3 ).I U AB hai điểm A B UAB = I I4 = R1 R2 R3 R4 R2 R4 R1 R2 R3 R4 4U Thay số ta I = 19 5R4 * Khi K đóng, cách mắc (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) Điện trở tương đương mạch 15R4 U Cường độ dịng điện mạch lúc : I’ = R' r 15 R4 12 R4 1 12 R4 R3 R4 R3 I ' U Hiệu điện hai điểm A B UAB = I ' I’4 = AB R3 R4 R4 R3 R4 12U Thay số ta I’ = 21 19 R4 * Theo đề I’4 = I ; từ tính R4 = 1 b/ Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A UAC = RAC I’ = 1,8V U I’2 = AC 0,6 A Ta có I’2 + IK = I’4 IK = 1,2A R2 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Bài 4: Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U = 150V điện trở r = 2 Người ta mắc vào hai điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có cơng suất định mức P = 180W nối tiếp với biến trở có điện trở Rb ( Hvẽ ) A U B 1/ Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18 Tính r hiệu điện định mức đèn Đ ? 2/ Mắc song song với đèn Đ bóng đèn giống hệt Hỏi Rb để hai đèn sáng bình thường phải tăng hay giảm Rb ? Tính Đ độ tăng ( giảm ) ? 3/ Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện phần trăm ? Hƣớng dẫn giải: 1/ Gọi I cường độ dịng điện mạch U.I = P + ( Rb + r ).I2 ; thay số ta phương trình bậc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Giải PT ta giá trị I I = 1,5A I2 = 6A P + Với I = I1 = 1,5A Ud = = 120V ; + Làm tt với I = I2 = 6A Hiệu suất sử dụng điện Id p 180 trường hợp : H = 20 nên thấp loại bỏ nghiệm I2 = 6A U I 150.6 2/ Khi mắc đèn // I = 2.Id = 3A, đèn sáng bình thường nên: Ud = U - ( r + Rb ).I Rb ? độ giảm Rb ? ( ĐS : 10 ) 3/ Ta nhận thấy U = 150V Ud = 120V nên để đèn sáng bình thường, ta khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A & B cường độ dịng điện mạch I = n I d Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P U.Id = ( r + Rb ).n.Id + P Rb = U I d P n.I d r n U I d P 150.1,5 180 10 n max = 10 Rb = 2 2.(1,5) r.I d U + Hiệu suất sử dụng điện : H = d = 80 U Bài 5: Một ấm điện có điện trở R1 R2 Nếu R1 R2 mắc nối tiếp với thời gian đun sôi nước đựng ấm 50 phút Nếu R1 R2 mắc song song với thời gian đun sôi nước ấm lúc 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường điều kiện đun nước nhau, hỏi dùng riêng điện trở thời gian đun sơi nước tương ứng ? Cho hiệu điện U không đổi Hƣớng dẫn giải: * Gọi Q (J) nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sơi nước Q ln khơng đổi trường hợp Nếu ta gọi t ; t2 ; t3 t4 theo thứ tự thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 dùng R2 theo định luật Jun-lenxơ ta có : Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) U t U t U t1 U t U t (1) Q R1 R2 R R1 R2 R1 R2 R1 R2 * Ta tính R1 R2 theo Q; U ; t1 t2 : U t1 + Từ (1) R1 + R2 = Q U t U t1 t + Cũng từ (1) R1 R2 = ( R1 R2 ) Q Q2 U t1 U t1.t R + = 0(1) Q Q2 10.U = Q * Theo định lí Vi-et R1 R2 phải nghiệm số phương trình : R2 Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) giải ta có = 102 U4 Q2 U t1 10.U (t1 10).U U2 U2 Q Q 30 R1 = R2 = 20 Q Q 2.Q Q.R2 Q.R1 * Ta có t3 = = 30 phút t4 = = 20 phút Vậy dùng riêng điện trở thời U U2 gian đun sôi nước ấm tương ứng 30ph 20 ph Bài Cho mạch điện hình vẽ U = 60V, R1 = R3 = R4 = Ôm, R2 = 10 Ôm, R6 = 3,2 Ơm Khi dịng điện qua R5 2A có chiều hình vẽ Tìm R5? Hƣớng dẫn giải: Tại nút C I3 +I5 = I1 => I3 = I1- I1 Tại nút D I2 +I5 = I4 => I4 = I2+2 UAE = U1 + U3= U2 + U4 => 2I1+2( I1- 2) = 10 I2 + 2( I2 + 2) => 4I1 = 12I2 + => I1 = 3I2 + A dòng điện qua R6 : I6 = I1 + I2 = 4I2 + Ta có UAB = UAE + U6 => I2 = 2A => I1= 8A U5 = UCD = - UAC + UAD = - U1 + U2 = 4V I2 Vậy điện trở R5 Ôm R1 R3 C I3 I5 R5 E I6 R6 I4 R2 D R4 Bài 7: Một ấm đun nước điện có dây lị xo, có điện trở R=120 , mắc song song với Ấm mắc nối tiếp với điện trở r=50 mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến sôi thay đổi ba lò xo bị đứt? Hƣớng dẫn giải: *Lúc lò xo mắc song song: Điện trở tương đương ấm: Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! B Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) R1 = Dòng điện chạy mạch: R 40() I1 = U R1 r Thời gian t cần thiết để đun ấm nước đến sôi: Q Q Q( R1 r ) 2 Q = R1.I t1 t1 hay t1 = (1) R1I U R1 U R1 R1 r *Lúc lò xo mắc song song: (Tương tự ta có ) R R2 = 60() U I2 = R2 r Q( R2 r ) t2 = (2) U R2 t1 t1 R2 ( R1 r ) 60(40 50) 243 Lập tỉ số ta được: *Vậy t1 t2 t R1 ( R2 r ) 40(60 50) 242 t2 Bài 8: Để trang trí cho quầy hàng, người ta dùng bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện U=240V để chúng sáng bình thường Nếu có bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng lại cơng suất tiêu thụ bóng tăng hay giảm phần trăm? Hƣớng dẫn giải: Điện trở bóng: Rđ = U d2 4() Pd Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= U 40 (bóng) Ud Nếu có bóng bị cháy điện trở tổng cọng bóng cịn lại là: R = 39Rđ = 156 ( ) Dòng điện qua đèn bây giờ: I= U 240 1,54( A) R 156 Công suất tiêu thụ bóng là: Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W) Cơng suất bóng tăng lên so với trước: Pđm - Pđ = 9,49 - = 0,49 (W) Nghĩa tăng lên so với trướclà: 0,49.100 % 5,4% 10 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Bài 9: Một ấm điện nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25oC Muốn đun sơi lượng nước 20 phút ấm phải có cơng suất bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước C = 4200J/kg.K Nhiệt dung riêng nhôm C1 = 880J/kg.K 30% nhiệt lượng toả môi trường xung quanh Hƣớng dẫn giải: *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là: Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 25oC tới 100oC là: Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) *Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) (1) *Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước ấm điện cung cấp thời gian 20 phút ( 1200 giây ) là: Q = H.P.t (2) ( Trong H = 100% - 30% = 70%; P công suất ấm; t = 20 phút = 1200 giây ) *Từ ( ) ( ) : P = Q 663000.100 789,3(W) H.t 70.1200 C Bài 10: Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 10V; R1 = ; Ra = ; RV vô lớn ; RMN = Con chạy đặt vị trí ampe kế 1A Lúc vơn kế bao nhiêu? Hƣớng dẫn giải: *Vì điện trở ampe kế Ra = nên: UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = ( V ) *Gọi điện trở phần MD x thì: R1 A + A V - M D N B ( Ampe kế dòng qua R1 ) 2 I x ;I DN I1 I x x x 2 U DN x x 2 U AB U AD U DN x 10 x *Giải x = Con chạy phải đặt vị trí chia MN thành hai phần MD có giá trị Ω DN có giá trị Ω Lúc vôn kế vôn ( Vôn kế đo UDN 11 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Bài 11:Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện hai dầu đoạn mạch U = 60 V, R1 = 10 ,R2 = R5 = 20 , R3 = R4 = 40 Vôn kế V lý tưởng, bỏ qua điện trở dây nối Câu a: Tìm số vơn kế âu b: Nếu thay vơn kế V bóng đèn có dòng điện định mức Id = 0,4 A mắc vào hai điểm P Q mạch điện bóng đèn sáng bình thường.Tìm điện trở bóng đèn R3 R2 R4 V R5 R1 Hƣớng dẫn giải: a) Khi vôn kế mắc vào hai điểm P Q ta có (R2 n tR3)// (R4 nt R5) R23 = R45 = 60 => RMN = 30 - Điện trở tương dương toàn mạch: R = RMN + R1 = 30 + 10 = 40 - Cường độ dịng điện mạch U 60 I 1,5 A R 40 - Cường độ dòng địên qua R2 R4 I 1,5 I2 = I4 = 0, 75 A 2 => UPQ = R4.I4 –R2.I2 = 40.0,75 -20 0,75 = 15 V Vậy số vôn kế 15 V b) Khi thay vôn kế V đèn Do R2=R5 R3=R4 (mạch đối xứng) Ta có: I2=I5 ; I3=I4 => I=I2+I3 Iđ=I2-I3=0,4A (1) Mặt khác ta có: U = U1 + U2 + U3 = (I2+I3)R1 + R2I2 + R3I3 60 = 10(I2 + I3) + 20I2 + 40I3 = 3I2 + 5I3 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) Ta được: I2 = 1A = I5 ; I3 = 0,6A = I4 Mặt khác ta có: UMN = I2R2 + I3R3 = I2R2 + IđRđ + I5R5 I3R3 = IđRđ + I5R5 0,6.40 = 0,4Rđ + 1.20 => Rđ=10 Bài 12: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ bên V Điện trở toàn phần biến trở R o , điện trở vôn kế R lớn Bỏ qua điện trở ampe kế, dây nối phụ A thuộc điện trở vào nhiệt độ Duy trì hai đầu mạch hiệu điện U không đổi Lúc đầu chạy C biến trở C đặt gần phía M Hỏi số dụng cụ đo thay đổi dịch chuyển chạy C phía N? Hãy giải M N thích sao? Hƣớng dẫn giải: Khi dịch chuyển chạy C biến trở phía N số dụng cụ đo tăng (nếu không giải thích khơng cho điểm ý này) Giải thích: Gọi x phần điện trở đoạn MC biến trở; I A UV số ampe kế vôn kế Điện trở tương đương đoạn mạch: 12 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Rm = (Ro – x) + Rm R xR x R1 x2 =R– R1 x R1 x x2 Khi dịch chạy phía N x tăng => ( ) tăng => Rm giảm R1 x x => cường độ dòng điện mạch chính: I = U/Rm tăng (do U khơng đổi) IA I IA I Mặt khác, ta lại có: x R Rx I.x I => IA = R Rx 1 x R Do đó, x tăng (1 + ) giảm I tăng (c/m trên) nên I A tăng x Đồng thời UV = IA.R tăng (do IA tăng, R không đổi) Bài 13: Cho hai vôn kế V1, V2 giống hệt nhau, hai điện trở có giá trị R hai điện trở C V2 A giá trị 3R (hình vẽ ) Số máy đo M mA, V V.Tính R ? *Hƣớng dẫn giải: * Hướng dẫn học sinh xác định cách mắc : * Hướng dẫn học sinh xác định số máy đo: V1 2V , V2chỉ 6V , A 6mA *Tìm điện trở vơn kế: U RV= v = 1000( ) IV P D V1 N Q P 3R R M V2 A C UV1 = 0,002(A) RV * Xác định chiều dòng điện từ P đến Q mạch đối xứng nên I = I4 * I1= IV1+I2 I1 - I2 = 0,002A, I1 + I2= 0,006 Tính I2, I1 * Ta có UPQ=UPC + UCQ=UV1 thay vào tính được: - I1R + I23R = R *Mở rộng: - Nếu thay đổi số V1 1V tốn đến điều vơ lí D V1 3R R N Q * Xác định IV1 = Bài 14: Có ampekế, hai vơn kế giống bốn điện trở gồm hai loại mà giá trị chúng gấp bốnlần mắc với V hình vẽ Sốchỉ máy đo 1V, 10V 20mA a) CMR cường độ dòng điện chạy qua bốn điện trở có hai giá A trị? b) Xác định giá trị điện trở mắc mạch? * Hƣớng dẫn giải: a) *Tương tự, hướng dẫn học sinh cách xác định cách mắc điện ; I1 = I3 + A C V2 D 13 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! B Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) trở số đo dụng cụ đo, từ vẽ hình * Khi V1 10V, V2 1V A 20mA U * Từ xác định RV = 500 I (mA) RV * UAB = RI1 + 4RI3 = 4RI2 + RI4 * Từ hướng dẫn học sinh chứng minh : I1 = I4, I2 = I3 Vậy cường độ dòng điện chạy qua điện trở có hai giá trị + - V1 A I1 I2 A C I3 4R R V2 4R D B I4 R b) * Vì I1 + I2 = Ia = 20mA Từ hướng dẫn học sinh tính I I2: I1 = 11mA I2 = 9mA * Xét mạch vòng ACD: UAD = UAC + UCD thay số vào tính được: R = 40 4R = 160 Bài 15: Hai cụm dân cư dùng chung trạm điện, điện trở tải hai cụm R (như hình vẽ), cơng suất định mức cụm P0 48,4 KW, hiệu điện định mức cụm U o , hiệu điện hai đầu trạm trì U0 Khi cụm I dùng điện (chỉ K1 đóng) cơng suất tiêu thụ cụm I P1 = 40 KW, cụm II dùng điện (chỉ K2 đóng) cơng suất tiêu thụ cụm II \là P2 = 36,6 KW 1) Hãy tìm biểu thức liên hệ r1, r2 R? 2) Khi hai cụm dùng điện tổng công suất tiêu thụ hai cụm bao nhiêu? Hƣớng dẫn giải: * Khi cụm I dùng điện( K1 đóng): r1 A r2 C K1 K2 R R B D U 02 + Công suất định mức cụm: P0 = (1) R U2 + Khi cơng suất tiêu thụ cụm I: P = (2)( U1là hiệu điện cụm I R cụm I dùng điện) U P + Từ (1) (2) ta có: U0 P0 1,1 U0 U U R + Theo ta có: r1 0,1R R R r1 U R r1 1,1 * Khi cụm II dùng điện( K2 đóng): U + Khi công suất tiêu thụ cụm II: P = (3) ( U2là hiệu điện cụm II R cụm II dùng điện) U P + Từ (1) (3) ta có: U0 P0 1,15 U R r2 0, 05R + Theo ta có: R r1 r2 U *Khi hai cụm dùng điện (K1 K2 đóng) ta có điện trở tồn mạch RM: 14 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) R R r2 R R r2 0, 6122 R Điện trở đoạn mạch AB: R AB = 0,5122 R R r2 R r2 U AB RAB 0,5122 + Ta có: U0 RM 0, 6122 * Gọi công suất tiêu thụ cụm I hai cụm dùng điện PI ta có: PI U AB 0,51222 + PI 33,88 (KW) P0 U 0, 61222 U CB U R 0,5122 + Ta có: CB 0, 7968 U AB R r2 1, 05 U 0, 6122 1, 05 * Gọi công suất tiêu thụ cụm II hai cụm dùng điện P II ta có PII U CB + 0, 79682 PII 30, 73 (KW) P0 U * Vậy hai cụm dùng điện tổng cơng suất tiêu thụ hai cụm là: P = PI + PII P = 64,61(KW) * Mở rộng Nếu khơng tính hai cụm dùng chung cụm dùng điện hai khố đóng kết nào? Đây tập hay, sử dụng nhiều kiến thưc giúp học sinh tư cao từ rèn luyện khả tổng hợp kiến thức để làm tập học sinh Bài 16: Có hai loại bóng đèn dây tóc, loại D1 có ghi 110V – 100 W, loại đèn D2 có ghi 110V – 40W a/ So sánh điện trở cuả hai loại đèn chúng thắp sáng bình thường b/ Có thể mắc nối tiếp hai đèn mắc vào hiệu điện 220 V không? Nếu phải sử dụng hiệu điện 220V với hai loại đèn dây dẫn có cách mắc thích hợp(các đèn sáng bình thường) số đèn hai loại đưa vào mạch không 14 (giải thích có tính tốn) Hƣớng dẫn giải: a) Có thể tính giá trị cuả R1, R2 so sánh + RM = r1+ b) - Từ công thức : P = U.I = U2/ R =>R = U2/p - Nên : R1 = U12/P1 = 1102/100 = 121 () 2 - TTự : R2 = U2 /P2 = 110 /40 = 302.5 () R2 302.5 2,5 (lần) R1 121 b) * Khơng nên mắc : - Mắc nối tiếp hiệu điện đặt vào đèn tỷ lệ với điện trở đèn nên 220 220 U2 = I R2 = R2 302.5 157(V) R1 R2 302.5 121 U2 lớn Uđm2 nhiều nên đèn D2 cháy U1 = 220 -157 = 63(V) khơng đủ sáng bình * Tìm cách mắc thích hợp : Vì hiệu điện 220V nên mắc song song đèn mà phải mắc thành hai đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch gồm số đèn loại mắc song song cho hiệu điện chia cho đoạn mạch UAB = UBC = 110V - Vậy ta có : - Khi điện trở đoạn mạch nối tiếp có giá trị : R AB = RBC * Trước hết ta xét đoạn mạch nối tiếp loại đèn mắc song song: 15 Còn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) R1 R2 x, y số đèn D1 D2 Theo so sánh nên y = 2,5 x x y x, y số nguyên dương x + y ≤ 14 (đề bài) Vậy y nguyên nên x = 2,4,6, Vậy y = 5; 10 nên có cách sau : 0,50 x y 10 x+y 14 - Hay Bài 17: Một dây xoắn cuả ấm điện có tiết diện 0.20 mm2 , chiều dài 10 m Tính thời gian cần thiết để đun sơi lít nước từ 15oC hiệu điện đặt vào hai đầu dây xoắn 220V Biết hiệu suất cuả ấm 80%, điện trở suất cuả chất làm dây xoắn 5,4 10 -5m, nhiệt dung riêng cuả nước 4200 J/kg.K Hƣớng dẫn giải: - Tính điện trở cuả dây xoắn là: l 10 R 5, 4.105 27( ) s 0, 2.106 U 220 - Cường độ dòng điện qua bếp : I = 8,14 (A) R 27 - Tính nhiệt lượng cần cho nước sơi(Q hữu ích): Q = cm(t2 – t1) = 4200 J/kg.K.2kg.(100 -15) = 714000J - Do bếp có hiệu suất nên nhiệt lượng bếp phải cấp : Qi Qi.100% 71400.100% H 100% 80% => Q 892500 (J) Q H 80% - Nhiệt lượng điện chuyển thành từ dây xoắn Vậy thời gian cần thiết cho nước sôi : Q 892500 497,9(s) = 8,3(phút) Q = A = U.I.t = >t = UI 220.8,14 Bài 18: Cho dụng cụ sau: nguồn điện có hiệu điện khơng đổi, vơn kế có điện trở Rv chưa biết, ampe kế có điện trở RA chưa biết, điện trở R cần xác định Dựa vào dụng cụ trên, vẽ sơ đồ mạch điện nêu cách tính xác giá trị điện trở R dựa số vôn kế ampe kế mạch điện Cho biết khơng thể mắc trực tiếp ampe kế vào cực nguồn điện ampe kế bị hư Hƣớng dẫn giải: - Xác định điện trở RV vôn kế điện trở RA ampe kế hai sơ đồ : A V V R R U RV V IA A U ' RA V IA ' 16 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) - Đo điện trở R : Nếu R nhỏ : Nếu R lớn : R A V A R V Bài 19: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: R1 C R2 D R3 A B Biết R1 = ; R2 = ; R5 = ; 2 R5 R6 R3 = R4 = R6 = 1Ω R4 a/ Tính RAB b/ Cho UAB = 2V Xác định I4 M N Hƣớng dẫn giải: a/ Do dây dẫn có điện trở khơng đáng kể nên điểm M, N, B coi trùng nên ta vẽ lại mạch điện sau: R1 R2 R3 C D A B R6 R5 R4 Điện trở tương đương đoạn mạch: R R R36 R3 R6 R236 = R2 + R36 = Ω R R R2365 236 R236 R5 R12365 = R1 + R2365 = Ω R R RAB 12365 R4 R12365 b/ Cường độ dòng điện chạy mạch: U I AB 4( A) R AB Mặt khác: R4 // R12365 nên ta có: I = I1 + I4 = 4(A)(1) I1 R I1 I 2 I R12356 17 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Kết hợp (1) (2): I4 = 2A Bài 20: Nếu dùng hiệu điện U = 6V để nạp điện cho ắcquy có điện trở r = 0,5Ω Ampe kế 2A Acquy nạp 1h a/ Tính điện tiêu thụ ắcquy b/ Tính nhiệt lượng tỏa ắcquy c/ Tính phần nhiệt năgn chuyển hóa thành hóa ắcquy Hƣớng dẫn giải: a/ Điện tiêu thụ: A = UIt = 43200J b/ Nhiệt lượng mà ắcquy tỏa : Q = I2rt =7200J c/ Điện chuyển hóa thành hóa năng: A1 = A - Q =3600J IV- BÀI TẬP GIẢI: Bài 1: Cho mạch điện gồm điện trở giống hệt mắc nối tiếp với hình vẽ Hiệu điện hai đầu mạch U = 132V Khi nối vôn kế vào hai điểm Avà C vơn kế 44V Hỏi nối vơn kế vào hai đầu AD vơn kế bao nhiêu? R1 R3 R4 R2 A D C B Bài 2: Điện trở suất đồng 1 1,7.10 8 m , nhôm 2,8.10-8Ωm Nếu thay dây dẫn điện điìng, tiết diện 2cm2, dây nhơm dây nhơm phải có tiết diện bao nhiêu? Khối lượng đường dây ẽ giảm lần? Biết khối lượng riêng đồng nhôm 8,9.103Kg/m3 2,7.103Kg/m3 Bài 3: Giữa hai điểm mạch điện có hai điện trở R1 R2 mắc song song nối tiếp với điện trở R3 = 6Ω Điện trở R1 nhỏ điện trở R2 có giá trị R1 = 6Ω Biết công suất tiêu thụ R2 12W Tính R2, biết hiệu điện hai đầu đoạn mạch 30V Bài 4: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Đèn Đ1 ghi 6V-12W Điện trở R có giá trị 6Ω Khi mắc mạch điện vào nguồn hai đèn Đ Đ2 R A C Đ2 sáng bình thường vơn kế 12V X B a/Tính hiệu điện nguồn điện Đ1 b/ Tính cường độ dịng điện chạy qua R, Đ1 Đ2 X c/ Tính cơng suất đèn Đ2 V d/ Tính cơng suất tiêu thụ tồn mạch Bài 5: Có bóng đèn loại 110V, cơng suất 25W, 40W, 60W, 75W a/ Tính điện trở đèn cường độ dòng điện qua nó mắc hiệu điện định mức b/ Có thể mắc bóng đèn vào lưới điện 220V để chúng sáng bình thường? c/ Các bóng đèn mắc câu b Bóng đèn loại 110V- 25W bị cháy Các bóng khác sáng nào? Bài 6: Một ấm đun nước điện, đun nhiệt lượng toả môi trường tỉ lệ với thời gian đun Nếu dùng hiệu điện U1 = 200V sau t1 = 5phút nước sơi Nếu dùng hiệu điện U2 = 100V sau t = 25phút nước sơi Hỏi dùng hiệu điện U3 = 150V sau (t 3) nước sơi Bài 7: Cho mạch điện hình vẽ H.2 R1 = R3 = 2Ω; R2 = 3Ω, R4 = 6Ω RA ≈ Ampe kế 1A Tính cường độ dịng điện qua điện trở UAB Bài 8: Cho mạch điện hình vẽ H.3 UAB không đổi; R1 = 10Ω; R2 = 50Ω, R3 = 20Ω RV = ∞ Đoạn DB gồm hai điện trở giống Khi R nt R số vơn kế U1, R//R số vôn kế U2 = 3U1 18 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) a/ Xác định R U1 b/ Nếu đoạn DB có điện trở R số vôn kế ? c/ Nếu đoạn DB bị hở mạch hay nối tắt vơn kế ? Bài 9: Nguồn hiệu điện U không đổi, vôn kế hai điện trở R1 = 300Ω, R2 = 225Ω mắc vào nguồn a/ R1 nối tiếp R2, vôn kế mắc vào hai đầu R1 9,5V Tìm số vơn kế mắc vào hai đầu R2 b/ R1 song song R2, hai mắc nối tiếp với vơn kế Tìm số vôn kế c/ R1, R2, vôn kế mắc nối tiếp với vơn kế 12V Tìm số vôn kế R1, R2, vôn kế mắc song song Bài 10: Cho mạch điện hình vẽ H.2 Các ampe kế giống có RA A1 1,5A, A2 2A a/ Tìm số ampe kế A3 A4, cường độ dòng điện I qua R b/ Biết R = 1,5Ω, tính RA Bài 11: Cho mạch điện hình vẽ H.3 UMN = 28V không đổi; R1 = 6Ω; R2 = 12Ω AB dây dẫn có l = 3m, S = 0,1mm2 ρ = 0,4.10-6Ωm Ampe kế dây nối có điện trở khơng đáng kể a/ Tính điện trở RAB dây AB b/ Đặt C vị trí AC = CB/2 Tìm số ampe kế c/ Xác định RAC để ampe kế 1/3A Bài 12: a/Hai bóng đèn có hiệu điện định mức có cơng suất định mức khác nhau:P1=40W P2=60W.Nếu mắc nối tiếp hai bong đèn mắc vào nguồn có hiệu điện hiệu điện định mức bong đènđó bao nhiêu?Coi điện trở đèn không thay đổi ;bỏ qua điện trở dây nối b/ Hai điện trở R1=5k R2=10k mắc nối tiếp mắc vào nguồn có hiệu điện không đổi.Dùng vôn kế đo hiệu điện hai đầu R Điện trở vôn kế phải thoả mãn điều kiện đểsai số phép đo không vượt 2%?Bỏ qua điện trở dây nối Bài 13: Cho mạch ện hình vẽ:U AB=4,2V;R1 =1 ; R2=2 ;R3=3 ;R4 biến trở.Vôn kế có điện trở vơ lớn a/ Tìm giá trị R4 để cường độ dịng qua 0,4A Tìm số vơnkế b/ Thay vơn kế ampe kế có điện trở kơng đáng kể Điều chỉnh R4 để cơng suất toả nhiệt đật giá trị cực đại.Tìm R4 số ampe kế Bài 14: Hai dây dẫn hình trụ, đồng chất có khối lượng Biết đường kính dây thứ hai hai lần đường kính dây thứ tổng điện trở hai dây 68 Hãy xác định điện trở tương đương hai dây dẫn chúng mắc song song với Bài 15: Cho mạch điện hình vẽ Cho biết U = 24V; R = 12 ; R2 = 15 ; R3 = R4 biến trở Bỏ qua điện trở ampe kế dây nối R1 R3 C a) Tính cường độ dịng điện qua ampe kế Khi điều chỉnh R4 = 10 A b) Điều chỉnh R4 cho dịng điện qua ampe kế có R2 A B chiều từ C đến D có cường độ 0,15A Tính D R4 giá trị R4 tham gia vào mạch điện lúc U 19 + Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) M Bài 16: Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện mạch điện U = 24V (không đổi) Điện trở hai vôn kế V1 V2 giống RV Cho biết điện trở R vôn kế V1 12V Xác định số vôn kế V2 Bài 17: Một “hộp đen” có ba đầu ra, bên chứa A N R V1 R R C B V2 R D R mạch điện gồm nguồn điện lý tưởng ( khơng có điện trở trong) R điện trở R chưa biết giá trị, mắc điện trở R0 biết giưa hai đầu dịng điện qua điện trở I12≠0 Nếu mắc R0 vào hai đầu dịng điện qua I13≠0 I12≠I13 Còn mắc R0 vào hai đầu khơng có dịng điện qua Hãy vẽ sơ đồ mạch điện “Hộp đen” xác định hiệu điện nguồn điện, giá trị điện trở R hộp theo giá trị I12, I13, R0 A R3 R4 Bài 18: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: C D R1 = R4 = 1Ω; R2 = R3 = 3Ω; R5 = 0,5Ω; UAB = 6V B Hãy xác định số ampe kế, biết ampe kế có điện A + trở không đáng kể R5 R2 R1 Bài 19: Cho mạch điện hình vẽ: Biết R1 = R3 = R5 = 1Ω; R4 = 2Ω; R2= 3Ω a/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch K đóng K mở b/ Biết dòng điện qua R3 R4 1A K đóng Hãy tìm hiệu hhiện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện qua điện trở R1 R3 R4 K R2 R5 + - A B Bài 20: Một cuộn dây dẫn đồng có khối lượng 1,068Kg, tiết diện ngang dây dẫn 1mm2 có điện trở suất 1,7.10-8 Ωm, khối lượng riêng đồng 8,9.103Kg/m3 a/ Tính điện trở cuộn dây b/ Người ta dùng dây để thành biến trở Biết lõi biến trở hình trụ trịn đường kính 4cm Tính số vịng dây thành biến trở Bài 21: Điện tải từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ Tổng điện trở đường dây tải điện đến nơi tiêu thụ r = Ω Đầu đường dây đặt máy tăng có hệ số biến đổi 0,05 Cuối đường dây đặt máy hạ có hệ số biến đổi 10 Hiệu suất máy hạ 88% Nơi tiêu thụ điện khu nhà sử dụng 88 bóng đèn loại 220V-60W mắc song song đèn sáng bình thường Bỏ qua điện trở dây dẫn từ máy hạ đến nơi tiêu thụ điện trở dây nối khu nhà a/ Tại truyền tải điện xa dây dẫn người ta phải dùng hai máy biến đặt hai đầu đường dây tải điện b/ Tính hiệu điện hai đầu vào máy hạ c/ Tính hiệu điện hai đầu vào máy tăng d/ Nếu khu nhà dùng 112 bóng đèn gồm loại 40 W ; 60W ; 150W có hiệu điện định mức 220 V mà đèn sáng bình thường cần đèn loại ? Bài 22: Có hai loại bóng đèn dây tóc, loại Đ1 có ghi 110V – 100 W, loại đèn Đ2 có ghi 110V – 40W 20 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) a/ So sánh điện trở cuả hai loại đèn chúng thắp sáng bình thường b/ Có thể mắc nối tiếp hai đèn mắc vào hiệu điện 220 V không? Nếu phải sử dụng hiệu điện 220V với hai loại đèn dây dẫn có cách mắc thích hợp(các đèn sáng bình thường) số đèn hai loại đưa vào mạch không 14 (giải thích có tính tốn) Bài 23: Cho mạch điện hình vẽ: Đèn Đ1 ghi 12V - 12W; Đèn Đ2 ghi 3V - l,5W; UAB = 19,2V giữ không đổi; Rx biến trở; bỏ qua điện trở dây nối Chỉnh Rx đến giá trị thích hợp để đèn sáng bình thường Đ1 a Tìm giá trị thích hợp Rx b Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R 10 phút theo đơn vị Đ2 Rx Calo M N Chỉnh Rx = Ro để công suất tiêu thụ đoạn mạch MN công suất tiêu thụ R R a Tìm R0 b Bình luận độ sáng đèn đèn Bài 24: Cho đèn Đ giống mắc theo sơ đồ hình bên, thành đoạn mạch AB Lập đầu AB hiệu điện U Nhận thấy vôn kế 12v; ampekế 1A Cho biết điện trở vôn kế vô lớn; ampekế dây nối khơng đáng kể a/ Tìm điện trở tương đương đoạn mạch AB từ suy điện trở đèn b/ Tìm cơng suất tiêu thụ đèn c/ Có thể tìm điện trở đèn mà không qua diện trở tương đương khơng Nếu có , làm phép tính để tìm công suất đèn So sánh với kết câu a câu b Bài 25: Tính điện trở tương đương đoạn mạch sau: Biết điện trở giống r r r A r r C r r r r r D B Bài 26: Tính cường độ dịng điện chạy qua điện trở hiệu điện hai đầu điện trở R1 mạch điện sau biết: R1 = 6Ω; R2 = 4Ω R2 R3 = 24Ω; R4 = 24Ω R5 = 2Ω; R6 = 1Ω R3 U = 6V R4 A B R5 R6 + U - 21 Còn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Bài 27: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ biết: R1 = 6Ω; R2 = 4Ω R3 = 12Ω; R4 = 7Ω R5 = 5Ω; U = 12V K2 Bỏ qua điện trở khóa K Tính cường độ dòng diện qua R1 R2 điện trở khi: E a/ K1, K2 mở; K3, K4 đóng A b/ K1, K3 mở; K2, K4 đóng c/ K1, K4 mở; K3, K2 đóng d/ K3, K2 mở; K1, K4 đóng e/ K4, K2 mở; K3, K1 đóng f/ K1 mở; K2, K3, K4 đóng g/ K2 mở; K1, K3, K4 đóng h/ K3 mở; K2, K1, K4 đóng k/ K4 mở; K2, K3, K1 đóng Bài 28: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ biết: R1 = R2 = 10Ω R3 = R4 = 20Ω R5 = R6 = 12Ω R4 = 4Ω; U = 12V A Tính cường độ dòng diện qua điện trở D R5 R4 R3 K3 K4 C B K1 U - + R1 C R2 R4 U R5 + R7 R1 B R6 D Bài 29: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ biết: R3 R2 B A K1 A R4 R3 + U - R5 R6 R7 C R9 D R8 K2 R1 = R2 = R3 = 5Ω; R5 = 10Ω; R6 = 12Ω; R7 = R8 = R9 = 8Ω; U = 12V Bỏ qua điện trở khóa k điện trở ampe kế a/ Khi K1, K2 mở, ampe kế A Tính điện trở R4 b/ Khi K1 đóng, K2 mở ampe kế bao nhiêu? c/ Khi K1 mở, K2 đóng ampe kế bao nhiêu? d/ Khi K1, K2 đóng ampe kế bao nhiêu? Bài 30: Giữa hai điểm A, B có hiệu điện U = 24V người ta mắc nối tiếp biến trở với nguồn gồm bóng đèn giống hệt loại 6V-3W Khi điều chỉnh biến trở tham gia vào mạch R0 = 6Ω, người ta thấy bóng đèn sáng bình thường 22 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Hỏi bóng phải mắc cách mắc cách lợi vẽ sơ đồ cách mắc Bài 31: Có đèn gồm: đèn Đ1 loại 120V-40W; đèn Đ2 loại 120V-60W; đèn Đ3 loại 120V-50W a/ Cần mắc chúng vào mạng điện có hiệu điện 240V để chúng sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện b/ Nếu đèn bị đứt dây tốc, độ sáng đèn lại thay đổi nào? Bài 32: Một đèn có ghi 24V - 12W Để sử dụng vào hiệu điện 120V người ta mắc đèn với biến trở R theo hai sơ đồ sau Biết biến trở Rcó giá trị tối đa 200Ω 120V a/ Tìm vị trí chạy C sơ đồ b/ Hiệu suất cách sử dụng trên? 120V + X Đ B A C C A Cách Bài 33: Cho mạch điện hình vẽ: B Đ X Cách A R0 B M C X Đ R2 U R1 N U = 18V; R2 = 10Ω; Bóng đèn Đ có ghi: 5V - 2,5W a/ Khi điều chỉnh chạy C để biến trở tham gia vào mạch R = 8,4Ω Thì đèn Đ sáng bình thường Tìm giá trị điện trở R1 b/ Dịch chuyển chạy C từ vị trí câu phía B đèn Đ sáng mạnh hay yếu hơn? Tại sao? Bài 34: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: R3 R4 C A B A K R2 R1 D + U R1 = 8Ω; R2 = 4Ω; R3 = 2Ω; U =12V Bỏ qua điện trở ampe kế khóa K Khi K đóng ampe kế Tính điện trở R4 cường độ dịng điện qua điện trở 23 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) Bài 35: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: R1 A C R3 B A R4 R2 D U + R1 = 15Ω; R2 = 10Ω; R3 = 12Ω; U =12V Bỏ qua điện trở ampe kế a/ Cho R4 = 12Ω Tính cường độ dịng điện rỏ chiều dịng điện qua ampe kế b/ Cho R4 = 8Ω Tính cường độ dòng điện rỏ chiều dòng điện qua ampe kế c/ Tính R4 cho dịng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D có cường độ 0,2A Bài 36: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: R1 R2 C A B V R3 R4 K D U + R1 = 8Ω; R2 = 4Ω; R3 = 6Ω; U =12V Vôn kế có điện trở lớn, điện trở khóa K khơng đáng kể a/ Khi K mở, vôn kế bao nhiêu? b/ Cho R4 = 4Ω Khi K đóng vơn kế bao nhiêu? c/ K đóng, vơn kế 2V tính R4 Bài 37: cầu chì mạch điện có tiết diện S = 0,1mm2, nhiệt độ 270C Biết đoản mạch cường độ dịng điện qua dây chì I = 10A Hỏi sau dây chì đứt? Bỏ qua tỏa nhiệt môi trường xung quanh thay đổi điện trở, kích thước dây chì theo nhiệt độ Cho biết nhiệt dung riêng, điện trở suất, khối lượng riêng, nhiệt nóng chảy nhiệt độ nóng chảy chì là: C = 120J/Kg.K; ρ = 0,22.10-6Ωm; D = 11300kg/m3 ; λ = 25000J/Kg; tc = 3270C Bài 38: Một bàn có ghi 120V - 1000W mắc bàn vào mạch điện hiệu điện ổ cắm điện giảm từ U1 = 125V xuống U2 = 100V a/ Xác định điện trở dây nối (Coi điện trở bàn không thay đổi theo nhiệt độ) b/ Thực tế, điện trở bàn bị thay đổi theo nhiệt độ công suất tiêu thụ thực tế bàn là P' = 650W Tính hiệu điện hai đầu ổ cắm điện lúc điện trở R' bàn Bài 39: Giữa hai điểm A B có hiệu điện 120V, người ta mắc song song hai dây kim loại Cường độ dòng điện qua dây thứ 4A, qua dây thứ hai 2A 24 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé! Chuyên đề bồi dƣỡng HSG môn Vật Lý THCS Sƣu tầm biên soạn: BQT Box Vật lý THCS HOCMAI Forum (diendan.hocmai.vn) a/ Tính cường độ dịng điện mạch b/ Tính điện trở dây điện trở tương đương mạch c/ tính cơng suất điện mạch điện sử dụng d/ Để có cơng suất đoạn 800W người ta phải cắt bớt đoạn dây thứ hai mắc song song lại dây thứ vào hiệu điện nói Hãy tính điện trở đoạn dây bị cắt Bài 40: Khi hoạt động bình thường bếp điện có điện trở R= 90Ω cường độ dịng điện qua bếp lúc 2,9A a/ Nhiệt lượng mà bép tỏa 1phút bao nhiêu? b/ Nếu dùng bếp để đun sơi 0,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu 250C thời gian 5phút coi nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước có ích Tính hiệu suất bếp Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/Kg.K Bài 41: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: Biết: R1 = 15Ω, R2 = 8Ω R3 = 5Ω, R4 = 200Ω R1 A U = 24V, vốn kế 8V ampe kế 1A Tính RV vơn kế RA R3 ampe kế R2 A R4 B V U Bài 42: Ba điện trở có giá trị R, 2R, 3R mắc nối tiếp vào hiệu điện U không đổi Dùng vôn kế đo hiệu điện hai đầu R, 2R vơn kế U =40,6V, U2 =72,5V vơn kế có điện trở Rv ta chuyển vôn kế sang đo hiệu điện hai đầu đỉện trở 3R vơn kế bao nhiêu? 25 Cịn nhiều thơng tin hữu ích có diễn đàn Các bạn ghé thăm diễn đàn nhé!