• Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh yếu của dòng điện được tính bởi: q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn ∆t: thời gian di chuyển∆t→0: I là cường độ
Trang 1CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I DÒNG ĐIỆN
• Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) di chuyển có hướng
Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương
• Cường độ dòng điện là đại lượng cho biết độ mạnh yếu của dòng điện được tính bởi:
q: điện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn
∆t: thời gian di chuyển(∆t→0: I là cường độ tức thời)
• Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện
trong đó q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t
II ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VƠI ĐOẠN MẠCH CHỈ CÓ ĐIÊN TRỞ
• Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có có điện trở R:
- tỉ lệ thuận với hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
- tỉ lệ nghịch với điện trở
R
U
• Nếu có R và I, có thể tính hiệu điện thế như sau :
U = VA - VB = I.R ; I.R: gọi là độ giảm thế (độ sụt thế hay sụt áp) trên điện trở
III NGUỒN ĐIỆN:
• Nguồn điện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu điện thế để duy trì dòng điện Mọi nguồn điện đều có hai cực, cực dương (+) và cực âm (-)
Δq
I =
Δt
R I U
Trang 2• Bên trong nguồn, các êlectron do tác dụng của lực lạ di
chuyển từ cực (+) sang cực (-) Lực lạ thực hiện công (chống
lại công cản của trường tĩnh điện) Công này được gọi là
công của nguồn điện
• Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn
điện gọi là suất điện động E được tính bởi: ξ = q A (đơn vị của ξ là V)
trong đó : A là công của lực lạ làm di chuyển điện tích từ cực này sang cực kia của nguồn điện
|q| là độ lớn của điện tích di chuyển
Ngoài ra, các vật dẫn cấu tạo thành nguồn điện cũng có điện trở gọi là điện trở trong r của nguồn điện
IV ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA MỘT ĐOẠN MẠCH
1 Điện năng: 2 Công suất 3 Định luật Jun - Len-xơ:
Công của dòng điện chính là
điện năng mà đoạn mạch tiêu
thụ và được tính bởi:
A = U.q = U.I.t(J)
- Trong thực tế ta có công tơ
điện (máy đếm điện năng)
cho biết công dòng điện tức
điện năng tiêu thụ tính ra
kwh (1kwh = 3,6.106J)
Công suất của dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nó Đây cũng chính
là công suất điện tiêu thụ bởi đoạn mạch
Ta có : P A U I.
t
= =(W)
U : hiệu điện thế (V)
I : cường độ dòng điện (A)
Nếu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R, công của lực điện chỉ làm tăng nội năng của vật dẫn Kết quả là vật dẫn nóng lên và toả nhiệt.Kết hợp với định luật ôm ta có:
2 2
R: Điện trở (Ω)
V CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN
Công của nguồn điện là công của lực lạ khi
làm di chuyển các điện tích giữa hai cực để
duy trì hiệu điện thế nguồn
Công suất của nguồn đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện và được xác định bằng công thức:
Trang 3Ta có : Ang = q.ξ = ξ I.t (J)
ξ : suất điện động (V)I: cường độ dòng điện (A)
t : thời gian (s)
Png = ξ.I (W)
ξ : suất điện động (V)I: cường độ dòng điện (A)
VI ĐỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH, CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH
1 ĐỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH
Cường độ dòng điện trong mạch kín:
- tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện
- tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch
r R
: dòng điện có cường độ rất lớn; nguồn điện bị đoản mạch
* Hiệu suất của nguồn điện:
% 100
% 100
r R
R U
H
+
=
= ξ
2 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH ĐIỆN
VII MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ:
Tổng số nguồn
N = n.m
A B
r ξ,r ξ,
r
ξ ,r
Trang 4B BÀI TẬP CHƯƠNG II
DẠNG 1: BÀI TOÁN ÁP DỤNG CÔNG THỨC ĐỊNH NGHĨA CƯỜNG ĐỘ DÒNG
ĐIỆN
Bài 1.Một dòng điện không đổi trong thời gian 10 s có một điện lượng 1,6 C chạy qua.
a. Tính cường độ dòng điện đó Đs: I = 0,16A
b. Tính số eletron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 10 phút ĐS: 6.1020
Bài 2.Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn có cường độ 1,6 mA Tính điện lượng và
số eletron chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 giờ ĐS: q = 5,67C
; 3,6.1019
Bài 3.Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2 s là
6,25.1018 (e) Khi đó dòng điện qua dây dẫn có cường độ bao nhiêu? Đs: I = 0,5 (A)
DẠNG 2: BÀI TOÁN TÍNH CÔNG CỦA LỰC LẠ, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN
ĐIỆN.
Bài 4.Lực lạ thực hiện công 1200 mJ khi di chuyển một lượng điện tích 5.10-2 C giữa hai
cực bên trong nguồn điện Tính suất điện động của nguồn điện này Tính công của lực
lạ khi di chuyển một lượng điện tích 125.10-3 C giữa hai cực bên trong nguồn điện ĐS: ε = 24V ; A = 3J
Bài 5.Pin Lơ – clăng – sê sản ra một công là 270 J khi dịch chuyển lượng điện tích là 180 C
giữa hai cực bên trong pin Tính công mà pin sản ra khi dịch chuyển một lượng điện tích 60 C giữa hai cực bên trong pin Đs: 90J
Bài 6.Một bộ acquy có suất điện động 12V nối vào một mạch kín.
a. Tính lượng điện tích dịch chuyển ở giữa hai cực của nguồn điện để acquy sản ra công 540 J Đs: 45C
b. Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là 5 phút Tính cường độ dòng điện chạy qua acquy này ĐS: 0,15A
c. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 1 phút ĐS: 5,625.1019.
Bài 7.Một bộ acquy có cung cấp một dòng điện 5A liên tục trong 4 giờ thì phải nạp lại.
a. Tính cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp liên tục trong thời gian
12 giờ thì phải nạp lại ĐS: I = 15A
b. Tính suất điện động của acquy này nếu trong thời gian hoạt động trên nó sản sinh một công 1728 kJ ĐS: 8/3V
Bài 8.Một bộ acquy có suất điện động 12V, cung cấp một dòng điện 2A liên tục trong 8 giờ
thì phải nạp lại Tính công mà acquy sản sinh ra trong khoảng thời gian trên ĐS: 691200J
Trang 5DẠNG 3: BÀI TOÁN TÍNH ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ.
+ Điện năng tiêu thụ: A = U.I.t = Pt
+ Nhiệt lượng tỏa ra khi cho dòng điện chạy qua điện trở R trong thời gian t: Q = Ỉ2Rt
Bài 9.Mạng điện trong một ngôi nhà có 4 bóng đèn loại 220V – 50W và 2 bóng đèn 220V –
100W Mỗi ngày các bóng đèn được sử dụng thắp sáng trung bình 5 giờ Đèn sáng bình thường
a Tính điện năng tiêu thụ của nhà đó trong một tháng 30 ngày
b Tính số tiền điện nhà đó phải trả trong một tháng trên Biết giá 1kWh là 700 đồng
ĐS: a, 216MJ = 60kWh ; b, 42000 đồng
Bài 10 Một nhà có một bàn là loại 220V – 1000W, và một máy bơm nước loại 220 – 500W
Trung bình mỗi ngày nhà đó dùng bàn để là quần áo trong thời gian 2 giờ, bơm nước
để dùng, tưới trong thời gian 5 giờ
a. Tính điện năng tiêu thụ bàn là, máy bơm nước của nhà đó trong một tháng 30 ngày ĐS: 135kWh
b. Tính số tiền điện nhà đó phải trả khi sữ dụng hai thiết bị trên trong một tháng Biết giá 1kWh là 700 đồng ĐS: 94500 đồng
Bài 11.Người ta làm nóng 1 kg nước thêm10C bằng cách cho dòng điện 1A đi qua điện trở
7Ω Biết khối lượng riêng của nước là 4200J/kg.độ Bỏ qua mọi hao hụt Thời gian cần thiết là bao nhiêu?ĐS: 10 phút
DẠNG 4: BÀI TOÁN TÍNH ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG, ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT
ÔM CHO ĐOẠN MẠCH CHỈ CHỨA CÁC ĐIỆN TRỞ R, BÓNG ĐÈN, CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA ĐOẠN MẠCH.
Bài 12.Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 300(Ω), mắc song song với điện trở R2 = 600(Ω), hiệu
điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 24 V Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là bao nhiêu?
ĐS: I1 = 0,08 A; I2 = 0,04 A
Bài 13.Cho R1 = 6(Ω),R2 = 4(Ω), mắc nối tiếp với nhau và mắc vào hiệu điện thế 20V
a. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở?
b. Tính công suất tỏa nhiệt trên mỗi điện trở và đoạn mạch?
c. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong 10 phút?
Đs: a, I1 = I2 =2A; U1 = 12V; U2 =8V; b, P1 = 24W; P2 =16W; P = 40W; c, Q2
=9600J
Bài 14.Giữa hai đầu A và B của một mạch điện có mắc song song
ba dây dẫn có điện trở R1 = 4 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 20 Ω
a. Tìm điện trở tương đương của ba điện trở đó?
b. Tìm hiệu điện thế giữa hai đầu A,B và cường độ dòng trong
mỗi nhánh nếu cường độ trong mạch chính là 5A?
ĐS: a) 2Ω; b) 10V; 2,5A; 2A; 0,5A
Bài 15.Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 1 Ω, R2= R3 = 2 Ω, R4 =
Trang 60,8 Ω Hiệu điện thế UAB = 6 V.
a. Tìm điện trở tương đương của mạch?
b. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và hiệu điện thế giữa
hai đầu mỗi điện trở?
c. Tính hiệu điện thế UAD
ĐS: a) 2Ω; b) I1 = I2 =1,2A; I3 = 1,8A I4 = 3A; U1 =1,2V; U2 =
2,4V; U3 = 3,6V; U4 =2,4V; c) UAD = 3,6V
Bài 16 Có mạch điện như hình vẽ:
R1 = 12 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 6 Ω Hiệu điện thế UAB = 24 V
a. Khi R4 = 6 Ω, R5 = 9 Ω
+ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở Đs: I1= 4/3A; I2=
I3= 0,8A ; I4= I5= 8/15A + Tính hiệu điện thế UMN, UAN ĐS: UMN = 0 ; UAN = 19,2V
b. Khi R4 = 7 Ω, R5 = 8 Ω
+ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.Đs: I1= 4/3A; I2= I3=
0,8A ; I4= I5= 8/15A + Tính hiệu điện thế UMN, UAN.ĐS: UMN = 8/15V ; UAN =
b. Nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong thời gian 5 phút ĐS: Q = 800J
c. Công suất tỏa nhiệt trên R2 ĐS: 16/3W
Bài 18.Một bóng đèn có ghi 3V – 3W Điện trở của bóng đèn là bao nhiêu? ĐS: 3 (Ω)
Bài 19 Một bóng đèn có ghi 6V – 6W, khi mắc bóng đèn vào hiệu điện thế U = 6 V thì
cường độ dòng điện qua bóng là bao nhiêu? ĐS: 1A
Bài 20 Có hai bòng đèn loại : 220V – 100W và 220V – 250W được mắc song song vào
nguồn điện 220V
a Tính điện trở của mỗi bóng đèn và cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn
ĐS: RĐ1 = 484Ω và RĐ2 = 193,6Ω; IĐ1 = 5/11A và IĐ2 = 25/22A
b Hỏi 2 đèn sáng như thế nào? Giải thích
Bài 21 Cho hai đèn Đ1(3V- 3W); Đ2(6V- 6W) mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 18V
a. Xác định các giá trị định mức của bóng đèn?
b. Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và hiệu điện thế hai đầu mỗi bóng đèn?
ĐS: IĐ1 = IĐ2 =2A; UĐ1 = 6V; UĐ2 =12V
c. Các đèn sáng như thế nào?
Bài 22 Để bóng đèn loại 120V – 60W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế là
220V, người ta phải mắc nối tiếp với bóng đèn một điện trở có giá trị bao nhiêu?
2
R 3
U
R a A
Trang 7ĐS: R = 200 (Ω).
được mắc vào hiệu điện thế 240 V như hai hình vẽ:
a Tính điện trở R1 và R2 ở hai cách mắc
Biết rằng các đèn sáng bình thường b Tính công suất tiêu
thụ của mạch điện trong hai trường hợp trên
ĐS: a, R1 = 960/7Ω và R2 = 960Ω; b, Pm1 = 210W ; Pm2 =
120W
DẠNG 5: ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH.
hình vẽ
ξ = 4,5V và r = 1Ω R1 = 3Ω, R2 = 6Ω
a.Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và các điện trở?
b.Công suất của nguồn, công suất tiêu thụ ở mạch ngoài , công suất hao phí
và hiệu suất của nguồn?
ĐS: a) I = 1,5A; I1=1A; I2 = 0,5A; b) Png = 6,75W; P = 4,5W; Php = 2,25W;
b. Tính điện năng tiêu thụ của mạch ngoài trong 10 phút và công suất tỏa
nhiệt ở mỗi điện trở
c. Tính công của nguồn điện sản ra trong 10 phút và hiệu suất của nguồn
điện
ĐS: a) I = 1A; U1 = 6V; U2 = U3 = 5V; b) A = 6600J; P1 = 6W; P2 = P3 = 2,5W; c)Ang = 7200J;
H = 91,67%
Bài 26.Cho mạch điện Trong đó nguồn điện có điện trở trong r = 1Ω Các điện trở của mạch
ngoài R1 = 6Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω mắc nối tiếp nhau Dòng điện chạy trong mạch là 1A
a Tính suất điện động của nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện
b Tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở,
ĐS: a) E = 12V; H = 91,67% ; b) P = 11W; U1 = 6V; U2 = 2V; U3 = 3V
Bài 27.Khi mắc điện trở R1 = 10Ω vào hai cực của một nguồn điện thì dòng điện chạy trong
mạch là 2A, khi nối mắc điện trở R2 = 14Ω vào hai cực của một nguồn điện thì dòng điện chạy trong mạch là 1,5 A Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện ĐS: E = 24V; r = 2Ω
Trang 8Bài 28.Khi mắc điện trở R1 = 4Ω vào hai cực của một nguồn điện thì dòng điện chạy trong
mạch là 0,5A, khi nối mắc điện trở R2 = 10Ω vào hai cực của một nguồn điện thì dòng điện chạy trong mạch là 0,25 A
Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện ĐS: E = 3V; r = 2Ω
Bài 29.Khi mắc điện trở R1 vào hai cực của một nguồn điện có điện trở r = 4Ω thì dòng điện
chạy trong mạch là 1,2A, khi mắc thêm một điện trở R2 = 2Ω nối tiếp với R1 vào mạch điện thì dòng điện chạy trong mạch là 1 A Tính suất điện động của nguồn điện và điện trở R1
ĐS: E = 12V; R1 = 6Ω
Bài 30.Khi mắc điện trở R1= 500Ω vào hai cực của một nguồn điện thì hiệu điện thế mạch
ngoài là U1 = 0,1 V, nếu thay R1 bởi điện trở R2 = 1000Ω thì hiệu điện thế mạch ngoài
là U2 = 0,15 V Tính suất điện động của nguồn điện ĐS: E = 0,3V
Bài 31.Khi mắc điện trở R1= 10Ω vào hai cực của một nguồn điện có suất điện động E = 6V
thì công suất tỏa nhiệt trên điện trở là P = 2,5W Tính hiệu điện thế hai đầu nguồn điện và điện trở trong của nguồn điện ĐS: U = 5V; r = 2Ω
Bài 32 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện E = 12V
và có
điện trở trong r = 0,5 Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = 4,5Ω, R2 = 4Ω, R3 =
3Ω
a K mở Tìm số chỉ của ampe kế , hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, công
suất tỏa nhiệt của mạch ngoài, hiệu suất của nguồn điện
ĐS: I = 1A; U1 = 4,5V; U2 = 4V; U3 = 3V; P = 11,5W; H = 95,83%
b K đóng Tìm số chỉ của ampe kế , hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở,
công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài, hiệu suất của nguồn điện
ĐS: I = 1,5A; U1 = 6,75V; U2 = 0V; U3 = 4,5V; P = 16,875W; H =
93,75%
Bài 33 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện E =
12V và có điện trở trong r = 0,5 Ω Các điện trở mạch ngoài R2 = 6Ω,
R3 = 12Ω Điện trở R1 có giá trị thay đổi từ 0 đến vô cùng.Điện trở
ampe kế không đáng kể
a Điều chỉnh R1 = 1,5Ω Tìm số chỉ của ampe kế và cường độ dòng điện
qua các điện trở Tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài, hiệu suất của
nguồn điện
b Điều chỉnh R1 có giá trị bằng bao nhiêu thì công suất mạch ngoài đạt giá
trị cực đại ĐS: I = 2A;I1 = 2A;I2 = 4/3A; I3 = 2/3A; P = 22W ; H =
91,67%.R1 = 4,5Ω
Bài 34 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện E =
A K
Trang 912V, có điện trở trong r = 1Ω Đèn có ghi 6V – 3W Tính giá trị của
biến trỏ Rb để đèn sáng bình thường.ĐS: R = 11Ω
Bài 35 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện E = 24V
và có điện trở trong r = 1 Ω Trên các bóng đèn có ghi: Đ1( 12V- 6W),
Đ2(12V – 12W), điện trở R = 3Ω
a Các bóng đèn sáng như thế nào? Tính cường độ dòng điện qua các bóng
đèn
b Tính công suất tiêu thụ của mạch điện và hiệu suất của nguồn điện
ĐS:a) I = 2A; IĐ1 = 1/3A; IĐ2 = 2/3A.b) P = 44W; H = 91,67%
Bài 36 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện ξ = 18V
và có điện trở trong r = 1 Ω Trên các bóng đèn có ghi: Đ1( 12V-
12W),Đ2(12V -6W), biến trở R có giá trị biến thiên từ 0 đến 100Ω
a Điều chỉnh R = 6Ω Tính cường độ dòng điện chạy qua các bóng đèn và
điện trở So sánh độ sáng của hai bóng đèn
b Điều chình R bằng bao nhiêu để đèn Đ1 sáng bình thường
ĐS: a) IR = 0,808A; IĐ1 = 1,01A; IĐ2 = 0,202A b) R = 120/19Ω
Bài 37 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện điện ξ = 3V
Các điện trở mạch ngoài R1 = 5Ω Điện trở của ampe kế không đáng kể,
ampe kế chỉ 0,3A, vôn kế chỉ 1,2 V Tính điện trở trong của nguồn, công
suất tiêu thụ của mạch ngoài, hiệu suất của nguồn điện ĐS: r = 1Ω ; P =
0,81W ; H = 90%
Bài 38.Có mạch điện như hình vẽ Các điện trở mạch ngoài R1 = 6Ω, R2
=5,5Ω Điện trở của ampe kế và khóa K không đáng kể, điện trở của vôn kế rất
lớn
Khi K mở vôn kế chỉ 6V Khi K đóng vôn kế chỉ 5,75 V, ampe kế chỉ 0,5
A Tính ξ và r? ĐS: ξ = 6V ; r = 0,5Ω
Bài 39 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
12V, điện trở trong r = 1Ω R là biến trở
a Điều chỉnh R để công suất mạch ngoài là 11W Tính giá trị R tương
ứng Tính công suất của nguồn trong trường hợp này
b Phải điều chỉnh R có giá trị bao nhiêu để công suất tỏa nhiệt trên R là
lớn nhất
ĐS: a) R = 11Ω ; Png = 12W và R = 1/11Ω ; P = 132W ; b) R = 1Ω
Bài 40 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
12V, điện trở trong r = 3Ω Điện trở R1 = 12Ω Hỏi R2 bằng bao nhiêu để:
Công suất mạch ngoài lớn nhất Tính công suất này ĐS: R2 = 4Ω; P =
Đ 1
Đ 2 R
Trang 1012W
Bài 41 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
24V,
điện trở trong r = 6Ω Điện trở R1 = 4Ω Hỏi R2 bằng bao nhiêu để:
a Công suất mạch ngoài lớn nhất Tính công suất của nguồn khi đó
b Công suất trên R2 lớn nhất Tính công suất này R2 = 10Ω; P2 = 14,4W
ĐS: a) R2 = 2Ω; Png = 48W
Bài 42 Có mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ = 12V,
điện trở trong r = 1Ω Điện trở R1 = 6Ω, R3 = 4Ω Hỏi R2 bằng bao
nhiêu để công suất trên R2 lớn nhất Tính công suất này ĐS: 30Ω; 14,4W
Bài 43 Cho mạch điện như hình vẽ:
R1 = R2 = 6Ω, R3 = 3Ω, r = 5Ω, RA = 0 Ampe kế A1 chỉ 0,6A
Tính suất điện động của nguồn và số chỉ của Ampe kế A2
ĐS: ξ = 5,2V ; Ampe kế A2 chỉ 0,4A
Bài 44.Cho mạch điện như hình vẽ: ξ = 15V, R = 5Ω,Đ1 (6V – 9W)
a K mở, đèn Đ1 sáng bình thường Tìm số chỉ của ampe kế và điện trở
trong của nguồn
b K đóng Ampe kế chỉ 1A và đèn Đ2 sáng bình thường Biết Rđ2 = 5Ω
Hỏi đèn Đ1 sáng thế nào? Tính công suất định mức của Đ2
ĐS: a) Ampe kế chỉ 1,5A ; r = 1Ω b) Đèn 1 sáng mạnh; PĐ2 = 5W
Bài 45.Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
7,8V,và điện trở trong r = 0,4Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 =
R3 = 3Ω, R4 = 6Ω
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai
đầu mỗi điện trở
b. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D
c. Tính hiệu điện thế hai đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện
ĐS: a) I1 = I2 = 1.17A ; I3 = I4 = 0,78A ; U1 = U2 = 3,51V ; U3 = 2,34V ; U4 = 4,68V b) UCD = -1,17V c) UAB = 7,02V ; H = 90%
= 21V,
và điện trở trong r = 1Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = 2Ω, R2 = 4Ω,R3 =
R4 = 6Ω, R5 = 2Ω
a Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu
mỗi điện trở Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài
b Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D
c Tính hiệu suất của nguồn điện
Trang 11ĐS: a) I1 = I2 = 2A ; I3 = I4 = 1A ; I5 = 3A ;U1 =4V; U2 = 8V ; U3 = U4 = 6V ; U5 = 6V ; P = 54W
b) ĐS: UCD = 2V c) ĐS: H = 85,7%
Bài 47 Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
12V,và điện trở trong r = 0,1Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2Ω,R3
= 4Ω, R4 = 4,4Ω
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai
đầu mỗi điện trở
b. Tính hiệu điện thế UCD, UAB Tính công suất tiêu thụ của mạch
ngoài và hiệu suất nguồn điện
ĐS: a) I1 =1,5A; I2 =I3 = 0,5A;I4 = 2A ; U1 =3V; U2 = 1V ; U3 =2V; U4 = 8,8V
b) ĐS: UCD = 10,8V; UAB = 3V c) ĐS: P = 23,6W; H = 98,3%
Bài 48 Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động ξ =
6V, và điện trở trong r = 0,5Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2Ω, R3
= R5 = 4Ω,
R4 = 6Ω Điện trở của ampe kế không đáng kể
a Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu
mỗi điện trở
b Tìm số chỉ của ampe kế, tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và hiệu
suất nguồn điện
ĐS:a) I1 =1A; I2 =0,75A; I4 = 0,25A;I3 = I5 = 0,5A ; U1 =2V; U2 =U4 = 1,5V ; U3 =U5 = 2V b) IA = 0,25A; P = 5,5W ; H = 91,67%
Bài 49 Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện có suất điện động E =
6V, và điện trở trong r = 0,5Ω Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = R4 =
4Ω, R3 = R5 = 2Ω.Điện trở của ampe kế không đáng kể
a Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu
mỗi
điện trở
b Tìm số chỉ của ampe kế, tính hiệu điện thế hai đầu nguồn điện
ĐS: a)I1 =0,8A; I2 =I4 = 0,4A;I3 =I5 =0,4A;U1 =3,2V;U2 =U4 =1,6V;U3=U5 = 0,8V; b)IA = 0A;
P = 4,48W
DẠNG 6: MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ - TOÁN TỔNG HỢP
Bài 50.Một bộ nguồn được mắc nhv Mỗi nguồn có ξ = 6V; r = 1Ω
Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
Trang 12Bài 51 Một bộ nguồn 8pin, mỗi pin có có ξ = 1,5 V; r = 1Ω được
mắc như hình vẽ
a. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn/
b. Mắc bộ nguốn trên với một bóng đèn (4V-4W)
Tìm cường độ dòng điện qua bóng đèn? ĐS: a)ξb = 9V;rb =
5Ω;b)IĐ=1A
Bài 52 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó các pin
giống nhau,
mỗi pin có suất điện động ξ = 1,5V và có điện trở trong r = 1Ω
Điện trở của mạch ngoài R = 6Ω
a. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính ĐS: I = 0,75A
b.Tính hiệu điện thế UAB ĐS: UAB = 4,5V
c. Tính công suất của mỗi pin ĐS: P = 1,125W
Bài 53 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó bộ nguồn 6
pin giống nhau, mỗi pin có có suất điện động ξ = 3V và có điện trở
trong r = 0,2Ω
Các điện trở mạch ngoài R1 = 18,7Ω, R2 = 52Ω, dòng điện qua R1 là
0,2A
a. Tính Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn Tính R3,
tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài
b.Tính công suất của mỗi pin, hiệu suất mỗi pin
ĐS:a) Eb=9V;rb= 0,3Ω; b) ĐS: R3 = 52Ω
đồ như hình vẽ Các nguồn có suất điện động
ξ 1 = ξ 2 = 3V, ξ 3 = 9V và có điện trở trong r1 = r2 = r3 =0,5Ω
Các điện trở mạch ngoài R1 = 3Ω, R2 = 12Ω, R3 = 24Ω
a. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế
hai đầu mỗi điện trở Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài
c Tính hiệu điện thế UAB Tính hiệu suất mỗi nguồn điện
Bài 55 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó các nguồn
giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động ξ = 7,5V và có điện trở
trong r = 1Ω
Các điện trở mạch ngoài R1 = 40Ω, R3 = 20Ω Biết cường độ dòng
điện qua R1 là I1 = 0,24 A Tìm UAB, cường độ dòng điện mạch
chính, giá trị R2 và UCD.Tính hiệu suất của mỗi nguồn điện
Bài 56 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó các nguồn
giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động ξ và có điện trở trong r =
Trang 13Các điện trở mạch ngoài R3 = 2,5Ω, R2 = 12Ω Biết ampe kế chỉ 4
A,
vôn kế chỉ 48V
a. Tính giá trị R1 và suất điện động của mỗi nguồn Tính hiệu suất
của mỗi nguồn
b. Tính hiệu điện thế UMN
Bài 57 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó các pin có
suất điện động ξ 1 = ξ 2 = ξ 3 = 3V và có điện trở trong r1 = r2 = r3 =
1Ω
Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = R3 = 5Ω, R4 = 10Ω
a. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
b.Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở
c. Tính hiệu điện thế UPQ
Bài 58 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Các nguồn có suất
b Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, hai đầu mỗi nguồn điện
c Tính hiệu điện thế UCD
Bài 59 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó các pin
giống nhau, mỗi pin có suất điện động ξ = 1,5V và có điện trở trong r = 0,5Ω
Các điện trở mạch ngoài R1 = 6,75Ω, R2 = 2Ω, R3 = 4Ω, R4 = R5 =
3Ω
a. Tính Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
b.Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế
UCD
c. Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài và công suất của mỗi
pin
Bài 60 Cho mạch điện như hình vẽ ξ 1 = 3V, ξ 2 = 6V; r1 = r2 =
0,5Ω.R1 = 2Ω, R3 = 3Ω Điện trở của ampe kế không đáng kể,điện
trở của vôn kế rất lớn
a Tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế.
b Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài và hiệu suất của các
nguồn điện
Bài 61 Cho mạch điện như hình vẽ Các nguồn giống nhau, mỗi
nguồn điện có suất điện động ξ = 6V, và điện trở trong r = 1Ω Các
R 4
Trang 14qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, tìm UPN.
b Điều chỉnh R4 để cường độ dòng điện qua R2 bằng 0,5 A
Tìm số chỉ của ampe kế và công suất của mỗi nguồn điện
ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH
Bài toán 1: Tính toán các đại lượng của dòng điện trong mạch điện kín
I.Phương pháp
- Vận dung công thức định luật ôm cho toàn mạch tính cường độ dòng điện trong mạch điện kín:
r R
Đèn 3 V- 6W mắc vào hai cực của acquy (ξ =3 r V, = 0 , 5 Ω).Tính điện trở của bóng
đèn ,cường độ ,hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của bóng đèn
= Ω
=
= Ω
=
= 12V,r 0 , 1 ,R1 R2 2 ,R3 4 ;R4 4 , 4
ξ
a) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài
b) Tìm cường độ dòng điện của mạch chính và của U AB
Trang 15Bài 5:
Cho mạch điện như hình vẽ:
Ω
= Ω
=
=
= Ω
V r
V
NM 0 , 6
, 4 ,
8 , 2
4 , 6 , 1
;
24
3
2 1
Ω
=
Ω
= Ω
V r
6V-a) Chứng minh rằng đèn không sáng bình thường
b) Để đèn sáng bình thường ,phải mắc thêm vào mạch một điện trở Rx.Tính Rx và công suất tiêu thụ của Rx
Đáp số :b)2Ω , 2W (nối tiếp )hoặc 12 Ω , 3W (song song)
Bài 4 :
Bộ nguồn gồm m dãy ,mỗi dãy 5 acquy loại 2 V-0,8Ω mạch ngoài là bóng đèn 2 25W và điện trở R mắc song song
V-Tìm giá trị nhỏ nhất cua m và giá trị R tương ứng để đèn sáng bình thường
Trang 16Hai điện trở R1 = 2 Ω ,R2 = 6 Ω mắc vào nguồn có sdđ ξ và điện trở trong r.Khi hai điện
trở mắc nối tiếp cường độ dòng điện trong mạch là 0,5 A,khi hai điện trở mắc song song ,cường độ mạch chính là 1,8 A
Đáp số: 560cm3
Bài 9:
Khi điện phân dung dịch muối ăn trong nước ,người ta thu được khí hidro tại catot.Khi thu được có thể tích V=1 lít ở nhiệt độ t = 270C,áp suất 1 atm.Tính điện lượng đã chuyển qua bình điện phân
Đáp số:7840C
Bài 10:
Cho mạch điện như hình vẽ
0 ,
4
, 3 , 1 ,
=
=
Ω
= Ω
=
=
A
R R
R
R r
Biết sau thời gian 16 phút 5 giây điện phân
Khối lượng đồng được giải phóng ở catot là
4,8 g.Tính:
a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân
b) Điện trở bình điện phân
Trang 17CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG
- Khái niệm từ trường:
Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó
- Hướng của từ trường: hướng của từ trường tại một điêmt là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó
3.Đường sức từ:
Đường sức từ là đượng vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến của từ trường
có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó
Trang 184.Các tính chất của đường sức từ:
- Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ có thể vẽ được một đường sức từ
- Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu
- Chiều các đường sức từ tuân theo các qui tắc xác định
(qui tắc nắm tay phải, qui tắc vào nam ra bắc)
- Nơi nào có cảm ứng từ lớn thì đường sức ở đó vẽ mau hơn (dày hơn),
nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn
5.Từ trường đều:
Một từ trường mà cảm ứng tại mọi điểm đều bằng gọi là từ trường đều
III LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN:
1 Phương :
Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát
2 Chiều lực từ :
Qui tắc bàn tay trái:
Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi ra 900 sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn
- Điểm đặt: tại điểm ta xét
- Phương: tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm ta xét
- Chiều: Xác định theo qui tắc nắm tay phải:
Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ chiều dòng điện,
khi đó các ngón cái khum lại chỉ chiều dòng điện
- Độ lớn: B = 2.10-7
r
Trang 19- Phương: vuơng gĩc với mặt phẳng vịng dây.
- Chiều: Khum bàn tay phải dọc theo vịng dây của khung dây sao cho chiều
từ cổ tay đến các ngĩn tay trùng với chiều của dịng điện trong khung dây, thì chiều của ngĩn tay cái chỗi ra chỉ chiều của đường sức từ xuyên qua mặt phẳng vịng dây
- Độ lớn: B = 2 π 10 − 7 NIR R: Bán kính của vịng dây I: Cường độ dịng điện
N: Số vịng dây
Dòng điện
chạy trong
ống dây dẫn
- Phương: song song với trục ống dây
- Chiều: xác định giống như của vịng dây
- Độ lớn: B = 4 π 10 − 7 nI n: Số vịng dây trên 1m chiều dài
VI LỰC LORENTZ:
- Điểm đặt: tại điện tích đang xét
- Phương: vuơng gĩc với mặt phẳng chứa vector vận tốc của hạt mang điện và vactor cảm ứng từ
ứng từ tại điểm đang xét
- Chiều: Tuân theo qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lịng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngĩn tay trùng với chiều của vnếu q>0 và ngược chiều với vnếu q <0 Khi đĩ ngĩn tay cái chỗi ra 900 sẽ chỉ chiều của lực Lorentz tác dụng lên điện tích
- Độ lớn: f = q vBSin α α =( B v, )
B BÀI TẬP CHƯƠNG IV
DẠNG 1: LỰC ĐIỆN TỪ
Bài 1. Xác định lực từ trong các trường hợp sau:
I
+ + + + + + + + + + + + + + +
I
S
N
I
Trang 20Bài 2 Xác định chiều của vector cảm ứng từ và cực của nam châm trong các hình sau:
ĐS: a, 3/2 A ; b, 50A
Bài 5 Một dậy dẫn thẳng dài mang dòng điện 20A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ
B=5.10-3T Đặt vuông góc với vectơ cảm ứng từ và chịu lực từ là 10-3N Chiều dài đoạn dây dẫn là bao nhiêu? ĐS: 1cm
Bài 6 Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với
vectơ cảm ứng từ B→ một ước α = 300 Biết dòng điện chạy qua dây là 10A, cảm ứng từ →B= 2.10-4T Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là bao nhiêu? ĐS: 2.10-4N
Bài 7 Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với
vectơ cảm ứng từ B→ một góc α = 600 Biết dòng điện I = 20A và dây dẫn chịu một lực từ là F = 2.10-2N Độ lớn của cảm ứng từ B→ là bao nhiêu? ĐS: l,4.10-3T
Bài 8 Một đoạn dây dẫn dài l = 0,5m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với
vectơ cảm ứng từ B→ một góc α = 450 Biết cảm ứng từ B = 2.10-3T và dây dẫn chịu lực từ F = 4.10-2N Cường độ dòng điện trong dây dẫn là bao nhiêu ? ĐS : 40 2
I
α
I
Trang 21Bài 9 Một đoạn dây dẫn MN đặt trong từ trường đều có cảm ứng lừ bằng 0,5T Biết MN
= 6 cm, cường độ dòng điện qua MN bằng 5A, lực từ tác dụng lên đoạn dây là 0,075 N Góc hợp bởi MN và vectơ cảm ứng từ là bao nhiêu ? ĐS : α = 300
Bài 10. Một đoạn dây dẫn có chiều dài l = 15cm, đặt trong từ trường có cảm ứng từ B =
2.10-4 T Góc giữa dây dẫn và cảm ứng từ là 300 Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn I = 10A Tính lực từ tác dụng vào dây dẫn ĐS: F = 1,5.10-4N
MN = 30cm, NP = 40cm Đặt khung dây vào từ trường B =10-2 T
có chiều như hình vẽ Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM
Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu?
ĐS: FMN = 0,03 (N), FNP = 0,04 (N), FMP = 0,05 (N)
MN = NP = 10cm Đặt khung dây vào từ trường B =10-2T có chiều như hình vẽ
Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM
Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu?
ĐS: FMN = 10-2 (N), FNP = 0 (N), FMP = 10-2 (N)
Bài 13. Treo đoạn dây dẫn có chiều dài l = 5cm, khối lượng m = 5g bằng hai dây mảnh,
nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn B = 0,5T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A Nếu lấy g = 10m/s2 thì góc lệch α của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu ? ĐS : α
= 450
Bài 14. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25cm ,
khối lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04kg bằng hai dây mảnh,
nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ,
có độ lớn B = 0,04T
a Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0 ĐS : 40A, chiều từ N đến M
b Cho I = 16A có chiều từ M đến N Tính lực căng mỗi dây ? ĐS : 0,28N
DẠNG 2: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH
DẠNG ĐẶC BIỆT
Bài 15. Một dòng điện cường độ I = 0,5A đặt trong không khí
a) Tính cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 4cm
b) Cảm ứng từ tại N bằng 10-6 T Tính khoảng cách từ N đến dòng điện
ĐS: a) BM = 0,25 10 – 5 T b) rN = 10cm
điểm M có giá trị là B = 4.10-5T Hỏi điểm M cách dây một khoảng bằng bao nhiêu? ĐS: 2,5cm