Tài liệu bồi dưỡng HSG vật lý 9 (hay)

ĐỊNH LUẬT ÔM. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, ĐOẠN MẠCH SONG SONG, MẠCH HỖN HỢP I. Một số kiến thức cơ bản Định luật Ôm: Cường độ dòng điện trong dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây. Công thức : I = Trong đoạn mạch mắc nối tiếp I = I1 = I2 = ........ = In U = U1 + U2 + ........ + Un R = R1 + R2 + ........ + Rn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRÀ VINH

ĐĂNG VĂN MINH

TÀI LIỆU TỰ CHỌN NÂNG CAO

ĐỊNH LUẬT ÔM ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, ĐOẠN MẠCH SONG SONG,

R

R

1

1 1

1

2 1

- Nếu có hai điện trở R1 , R2 mắc song song với nhau, cường độ các dòngđiện đi qua các điện trở là I1 , I2 Do I1R1=I2R2 nên :

Cách 2 : Đối với đoạn mạch nối tiếp ta có :

3

7,5 1,5

Cho R1= 12 ,R2= 18 mắc song song vào hai điểm A và B, một Ampe

kế đo cường độ dòng điện trong mạch chính, Ampe kế 1 và Ampe kế 2 đo cường

độ dòng điện qua R1 ,R2

a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện

b) Ampe kế 1 và Ampe kế 2 chỉ giá trị là bao nhiêu? (theo 2 cách) biếtAmpe kế chỉ 0,9A

c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu A và B

Cách 2: sau khi tính I1,I2 như câu a, tính UAB theo I2, R2.

Có hai điện trở trên đó có ghi: R1(20-1,5A) và R2 (30-2A)

a) Hãy nêu ý nghĩa các con số ghi trên R1, R2

b) Khi Mắc R1//R2 vào mạch thì hiệu điện thế, cường độ dòng điện củamạch tối đa phải là bao nhiêu để cả hai điện trở đều không bị hỏng ?

GỢI Ý:

Dựa vào các giá trị ghi trên mỗi điện trở để tính Uđm1,Uđm2 trên cơ sở đó xácđịnh UAB tối đa

Tính RAB => Tính được Imax

Đs: a) R 1 = 20; Cường độ dòng điện lớn nhất được phép qua R 1 là 1,5A:

b) U max = 30V; I max = 2,5A.

ĐOẠN MẠCH HỖN HỢP Bài 1

Có ba bóng đèn được mắc theo sơ đồ ( hình 3.1) và sáng bình thường Nếu bóng Đ1 bị đứt dây tóc thì bóng Đ3 sáng mạnh hơn hay yếu hơn?

GỢI Ý:

=15 Hiệu điện thế ở hai đầu AB là 4V.

a) Tính điện trở của đoạn mạch

b) Tính cường độ dòng điện đi qua

c) Tính : U1, U2, U3

Bài 3

Có ba điện trở R1=2Ω; R2 = 4Ω; R3 =

12Ω; được mắc vào giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế 12V như (hình 3.3)

a) Tính điện trở tương đương của mạch

b) Tính cường độ dòng điện đi qua mỗi điên trở

c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 và R2

+ Đối với đoạn mạch AD: Hiệu điện

thế ở hai đầu các điên trở R1, R2, R3 là

như nhau: Tính UAB theo IAB và RAD từ

gộp lại để làm rõ những bộ phận đơn

giản hơn của đoạn mạch được ghép lại

như thế nào để tạo thành đoạn mạch điện

phức tạp

2 Có thể kiểm tra nhanh kết quả của bài

toán trên Các đáp số phải thỏa mãn điều

kiện: I1+ I2+ I3= I4+ I5 = IAB = 2,4A

Đs: 1,44A; 0,60A; 0,36A; 1,92A; 0,48A.

Bài 5

Một đoạn mạch điện mắc song song như trên sơ đồ hình 4.3 được nối vào

một nguồn điện 36V Cho biết: R1=18Ω; R2=5Ω; R3=7Ω; R4=14Ω; R5=6Ω

Hình 4.3

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi mạch rẽ

b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D

Đs: 1,2A; 1,8A; 3,6V.

GỢI Ý:

a) Tính cường độ dòng điện qua mạch rẽ chứa R1, R2, R3 và R4 , R5

b) Gọi hiệu điện thế giữa hai điểm C và D là UCD

UAB đã biết, tính UAC, UDB thay vào (*) được UCD = 3,6V

+ UCD được tính trong trường hợp 2 điểm C, D không được nối với nhau bằngmột dây dẫn hoặc một điện trở, giữa C,D không có dòng điện

Nếu C, D được nối với nhau sẽ có một dòng điện đi từ C tới D (vì điện thếđiểm D thấp hơn điện thế điểm C) Mạch điện bị thay đổi và cường độ dòng điện

đi qua các điện trở cũng thay đổi

C

Biết khi K1 đóng, K2 ngắt, ampe

kế chỉ 1A Còn khi K1 ngắt, K2 đóng thì ampe kế chỉ 2A

Tìm cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

và số chỉ của ampe kế A khi cả hai khóa K1 , K2

cùng đóng

Bài 3

Cho đoạn mạch gồm ba bóng đèn mắc như

hình 4.7 Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là UAB = 16,8V Trên các bóng đèn: Đ1

có ghi 12V – 2A, Đ2 có ghi 6V – 1,5A và Đ3 ghi 9V – 1,5A

a) Tính điện trở của mỗi bóng đèn

b) Nhận xét về độ sáng của mỗi bóng đèn so với khi chúng được sử dụng ởđúng hiệu điện thế định mức

Đs: a) 6, 4, 6 b) Đ 1 sáng bình thường, Đ 2 , Đ 3 sáng yếu.

K2

Hình 4.6 Đs: 2A, 3A, 1A, 7A.

R1, R3 vào mạch thì cường độ dòng điện là 2,2A Tính R1, R2, R3.

GỢI Ý:

Ta có R1+ R2 + R3 =   55 

2

110 1

110 2

110 3

b) K1 ngắt, K2 đóng Cường độ qua R4 là 1A Tính R4

c) K1, K2 cùng đóng Tính điện trở tương đương của cả mạch, từ đó suy racường độ dòng điện trong mạch chính

GỢI Ý:

a) K1 đóng, K2 ngắt Mạch điện gồm R1 nt R2 Tính dòng điện qua các điệntrở theo UMN và R1, R2

b) K1 ngắt, K2 đóng Mạch điện gồm R1, R4 và R3 mắc nối tiếp

+ Tính điện trở tương đương R143 Từ đó => R4

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.10 Điện trở các ampe kế không đáng

kể, điện trở vôn kế rất lớn Hãy xác định số

chỉ của các máy đo A1, A2 và vôn kế V, biết

ampe kế A1 chỉ 1,5A; R1 = 3; R2 = 5

GỢI Ý:

Theo sơ đồ ta có R1; R2 và vôn kế V mắc

song song

+ Tìm số chỉ của vôn kế V theo I1 và R1

+ Tìm số chỉ của ampe kế A2 theo U và R2

+ Tìm số chỉ của ampe kế A theo I1 và I2

Đs: 2,4A; 0,9A; 4,5A.

Bài 8.

Cho đoạn mạch điện như hình 4.11; R1 = 10;

R2 = 50.; R3 = 40 Điện trở của ampe kế và dây

nối không đáng kể Hiệu điện thế giữa hai điểm MN

được giữ không đổi

a) Cho điện trở của biến trở RX = 0 ta thấy

ampe kế chỉ 1,0A Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thếgiữa hai điểm MN?

b) Cho điện trở của biến trở một giá trị nào đó ta thấy ampe kế chỉ 0,8A.Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và qua biến trở?

b) Khi ( RX 0) Tính U’PQ theo I’ và RPQ

Tính I1 = I2 theo U’PQ và R12; I3 theo U’PQ và R3; IX theo I1 và I3

Đs: a) 0,6A; 0,4A; 24V; b) 0,32A; 0,48A; 0,8A

Bài 9.

Người ta mắc một mạch điện như hình 4.12

giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế 5V Các

điện trở thành phần của đoạn mạch là R1 = 1; R2

3 1 2 2 1 1

2 2

1 1

2 1

2

I I A I

I I I I

Một học sinh dùng một Vôn kế đo hiệu điện thế giữa

các điểm A và B; B và C thì được các kết quả lần lượt là U1= 6 V, U2= 12 V Hỏi

_

Hình 4.12

B A

C

R1 R2

-Hình 4.13

hiệu điện thế thực tế (khi không mắc vôn kế) giữa các điểm A và B; B và C làbao nhiêu ?

ĐIỆN TRỞ - BIẾN TRỞ

I Một số kiến thức cơ bản

* Điện trở của dây dẫn

Ở một nhiệt độ không đổi, điện trở của dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ

lệ nghịch với tiết diện và phụ thuộc vào bản chất của dây

Công thức: R = 

S l

* Biến trở là một điện trở có thể thay đổi được giá trị khi dịch chuyển con chạy

* Lưu ý:

Khi giải các bài tập về điện trở cần chú ý một số điểm sau:

+ Diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn được tính theo bán kính và đường kính:

S = r2= 2

4

d



+ Khối lượng dây dẫn: m = D.V = D.S.l.

+ Đổi đơn vị và phép nâng lũy thừa:

1

q n

Một dây dẫn hình trụ làm bằng sắt có tiết diện đều 0,49mm2 Khi mắc vàohiệu điện thế 20V thì cường độ qua nó là 2,5A

a) Tính chiều dài của dây Biết điện trở suất của sắt là 9,8.10-8m

b) Tính khối lượng dây Biết khôi lượng riêng của sắt là 7,8 g/cm3

b) Chiều dài l ’ của một vòng dây bằng chu vi lõi sứ: l ’ = .d=> số vòng

dây quấn quanh lõi sứ là: n = 'l

Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: trên Đ1 có ghi ( 6V – 1A), trên Đ2 có ghi Đ2 ( 0,5A).

6V-a) Khi mắc hai bóng này vào hiệu điện thế 12V thì các đèn có sáng bìnhthường không? Tại sao?

b) Muốn các đèn sáng bình thường thì ta phải dùng thêm một biến trở có conchạy Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có và tính điện trở của biến trở tham giavào mạch khi đó

GỢI Ý:

a) Tính điện trở mỗi đèn; tính RAB khi mắc ( Đ1 nt Đ2); tính cường độ dòngđiện đi qua hai đèn rồi so với Iđm của chúng => kết luận mắc được không?

b) Có hai sơ đồ thỏa mãn điều kiện của đầu bài ( HS tự vẽ), sau đó tính Rb

trong hai sơ đồ

Đs: a) Không vì: I đm2 < I 2 nên đèn 2 sẽ cháy.

Bài 5

Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 12V và cường độ dòng điện địnhmức là 0,5A Để sử dụng nguồn điện có hiệu điện thế 12V thì phải mắc đèn vớimột biến trở có con chạy (tiết diện dây 0,5mm2, chiều dài 240m)

a) Vẽ sơ đồ mạch điện sao cho đèn sáng bình thường

b) Khi đèn sáng bình thường điện trở của biến trở tham gia vào mạch lúc

đó bằng bao nhiêu? (bỏ qua điện trở của dây nối)

c) Dây biến trở làm bằng chất gì? Biết khi đèn sáng bình thường thì chỉ 2/3biến trở tham gia vào mạch điện

GỢI Ý:

a) UđmĐ = 12V mà UAB= 20V => mắc Đ như thế nào với Rb, vẽ sơ đồ cách mắc đó

= 4.10-7m và S= 0,1mm2 Tính chiều dài của dây biến trở.

b) Khi con chạy ở vị trí M thì vôn kế chỉ 12V, khi ở vị trí N thì vôn kế chỉ 7,2V Tính điện trở R?

GỢI Ý:

a) Rx max = 20, tính l từ Rx max =  l

S b) Khi con chạy C ở M thì Rx = ? => vôn kế chỉ UAB = ?

Khi con chạy C ở N thì Rx = ? => vôn kế chỉ UR = ?

Tính Ux theo UAB và UR; tính I theo Ux và Rx => Từ đó tính được R theo UR và I

Đs: a) 5m; b) 30

III Luyện tâp

Bài 1.

Một đoạn mạch gồm hai bóng đèn Đ1, Đ2

và một biến trở, mắc như trên sơ đồ hình

6.2 Cho biết điện trở lớn nhất của biến trở

là 12 Ω, điện trở của mỗi bóng đèn là 3

Đoạn mạch được nối vào một nguồn điện

là 24V Tính cường độ dòng điện qua

Hình 6.1

R

N

P M

Đ1

Đ2

Hình 6.2

b) Con chạy ở vị trí P, trung điểm của đoạn MN;

c) Con chạy ở vị trí N

Đs: 4,4A và 3,5A; 2,2A và 1,5A; 1,6A và 0A

Bài 2:

Một đoạn mạch như sơ đồ hình 6.3 được mắc vào một nguồn điện 30V Bốn

bóng đèn Đ như nhau, mỗi bóng có điện trở 3 và hiệu điện thế định mức 6V.Điện trở R3=3Ω Trên biến trở có ghi 15Ω -6A

CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN

Mạch điện gồm có những vật tiêu thụ điện, nguồn điện và dây dẫn

Công thức A = UIt, cho biết điện năng A (công) mà đoạn mạch tiêu thụ vàchuyển hóa thành các dạng năng lượng khác

Nếu dây dẫn có điện trở rất nhỏ (coi bằng 0) Khi đó giữa các điểm trênmột đoạn dây dân coi như không có hiệu điện thế (hiệu điện thế bằng 0) Chính

vì vậy mà trên một đoạn dây dẫn có thể có dòng điện khá lớn đi qua, mà nó vẫnkhông tiêu thụ điện năng, không bị nóng lên

Nhưng nếu mắc thẳng một dây dẫn vào hai cực của một nguồn điện (trườnghợp đoản mạch) Do nguồn điện có điện trở rất nhỏ nên điện trở của mạch (cả dâydẫn) cũng rất nhỏ Cường độ dòng điện của mạch khi đó rất lớn, có thể làm hỏngnguồn điện

II Bài tập

Bài 1 Cho một đoạn mạch mắc như trên sơ đồ hình 7.1.

Trên đèn Đ1 có ghi: 6V- 12W Điện trở R có giá trị 6 Khi mắc đoạn

mạch vào một nguồn điện thì hai đèn Đ1,Đ2 sáng bình thường và vôn kế chỉ 12V.a) Tính hiệu điện thế của nguồn điện

b) Tính cường độ dòng điện chạy qua R, Đ1, Đ2

c) Tính công suất của Đ2

Tính cômg suất tiêu thụ trên toàn mạch

d) Tính P theo P1, P2, PR ( Hoặc có thể tính P theo UAB và I2 )

Đs: a) 16V; b) 2A; 1A; 3A; c) 36W; d) 54W.

b) Tính trung bình công suất điện mà xã nhận được bằng bao nhiêu?

c) Điện năng được truyền tải đến từ trạm điện cách đó 1km Cho biết hiệusuất truyền tải năng lượng bằng 68% và hiệu điện thế tại nơi sử dụng là 150V.Tìm hiệu điện thế phát đi từ trạm điện và điện trở đường dây tải

d) Dây tải bằng đồng có điện trở suất = 1,7.10-8m Tính tiết diện dây

Đs: a) 21,6 kWh, thành tiền: 15120 đồng/mỗi hộ; 6804000 đồng/450 hộ.

b) 54 kW; c) 220V, R dây = 0,194; d) 175mm 2

GỢI Ý: (theo hình vẽ 7.2)

a) Tính điện năng tiêu thụ của mỗi hộ ( A= P.t);

tính thành tiền mỗi hộ; tính số tiền cả xã (450

Biết PTB mỗi hộ và số hộ cả xã, tính được công suất điện P xã nhận được.

b) Mạng điện của xã được kí hiệu là R, giữa hai điểm A,B (như hình 7.2)+ Dòng điện chạy trên dây tải và dòng điện qua công tơ xã bằng nhau có giá

trị là: I= P

U Gọi U’ là hiệu điện thế “sụt” trên dây tải; công suất mất mát trên dây là: P’=

U’.I;

Công suất sử dụng của xã là : P = U.I

Theo đề bài hiệu xuất truyền tải năng lượng là 68%, có nghĩa công suất mấtmát là 32%

+ Điện trở đường dây tải : Rd =U'

c) Tính điện năng mà đèn sử dụng trong 10giờ

GỢI Ý:

a) Tính RĐ

b) Tính PĐ khi dùng ở UAB=200V; so với Pđm=> độ sáng của đèn

c) Tính điện năng đèn sử dụng trong 10giờ

Đs: a) 484; b) 82,6W; c) 2973600J.

Bài 4

Có hai bóng đèn loại 12V- 0,6A và 12V- 0,3A

a) Có thể mắc hai bóng đó nối tiếp với nhau rồi mắc vào hai điểm có hiệu điện thế 24V được không? Vì sao?

b) Để các bóng sáng bình thường, cần phải mắc như thế nào?

+ So sánh U1 với Uđm1, U2 với Uđm2 để nhận xét độ sáng của hai đèn

b) Từ kết quả trên đưa ra cách mắc hai đèn

Đs: a) Không vì: U 1 < U đm1 => Đèn 1 sáng mờ;

U 2 > U đm2 => Đèn 2 có thể cháy b) Phải mắc (Đ 1 // Đ 2 ) vào U AB = 12V

Bài 5

Có 3 bóng đèn: Đ1 (6V- 6W); Đ2 ( 6V- 3,6W) và Đ3 ( 6V- 2,4W)

a) Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn

b) Phải mắc cả ba bóng đèn nói trên như thế nào vào hiệu điện thế U = 12V

để cả ba bóng đèn đều sáng bình thường Giải thích?

b) Khóa K đóng: Ampe kế chỉ 1,0A Xác

định R2 và công suất tiêu thụ của các

Có sáu bóng đèn giống nhau, được mắc

theo hai sơ đồ( hình 8.2a,b) Hiệu điện thế

đặt vào hai điểm A và B trong hai sơ đồ

bằng nhau Hãy cho biết đèn nào sáng nhất,

đèn nào tối nhất? Hãy xếp các đèn theo thứ

tự công suất tiêu thụ giảm dần Giải thích

Em hãy tính công suất của quạt Đs: 80W

Bài 3.

Trên bàn là có ghi 110V – 550W, trên đèn có ghi 110V – 100W

a) Nếu mắc bàn là nối tiếp với đèn vào mạch có hiệu điện thế 220V thì đèn

và bàn là hoạt động có bình thường không? Tại sao?

b) Muốn cả đèn và bàn là hoạt động bình thường thì ta phải mắc thêm mộtđiện trở Hãy vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị điện trở đó?

BA

Hình 8.2

a)

b)

I bl < I đmbl => Mặc dù bàn là không bị hỏng nhưng do đèn hỏng nên làm cho mạch

bị hở, dòng điện không qua đèn nên bàn là ngừng hoạt động b) Sơ đồ mạch điện:[(Đ // R) nt R bl ] Học sinh tự vẽ sơ đồ; Kết quả R = 27.

số điện dùng dưới hoặc bằng 100 kWh), 1000đ/kWh, nếu số điện dùng trên 100kWh và dưới 150 kWh

a) So sánh điện trở của chúng khi chúng sáng bình thường

b) Để chúng sáng bình thường khi mắc vào hiệu điện thế 12V Ta phải mắcthêm điện trở RX nối tiếp với bộ hai bóng đèn Tính RX

GỢI Ý:

a) Tính Rđ1, Rđ2 dựa vào Uđm và Pđm của mỗi đèn, rồi so sánh Rđ1, Rđ2

b) Để hai đèn sang bình thường phải mắc [ (Đ1 // Đ2 ) nt Rb ] Hs tự vẽ sơ

đồ mạch điện

+ Tính Iđm1, Iđm2 dựa vào Uđm và Pđm của chúng

+ Tính cường độ mach chính I theo Iđm1, Iđm2

+ Tính điện trở tương đương của mạch: Rtđ theo U và I Mặt khác Rtđ = Rđ12

1 Điều chỉnh để R1 = 5Ω, khi đó

đèn Đ sáng bình thường

a) Tính: Điện trở của đèn Đ,

điện trở đoạn mạch AB, cường độ

dòng điện, số chỉ của vôn kế và hiệu điện thế UAB

b) So sánh công suất nhiệt giữa: R2 và R1; R2 và đèn Đ

2 Điều chỉnh biến trở R1 để công suất tiêu thụ điện trên R1 lớn nhất Hãy tính R1

và công suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch AB khi đó (coi điện trở của đèn là

Chủ đề 4 : ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ

c) Tính nhiệt lượng Q1 để nâng nhiệt độ của bàn là lên 700C

+ Tính nhiệt lượng cần cung cấp Q theo Q1 và H

+ Từ Q= I2.R.t=> tính t

Đs : a) 4,54A ; b) 84,4 ; c) 32s

Bài 2 Một bếp điện hoạt động ở hiệu điện thế 220V.

a) Tính nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn trong thời gian 25phút theo đơn vịJun và đơn vị calo Biết điện trở của nó là 50

b) Nếu dùng nhiệt lượng đó thì đun sôi được bao nhiêu lít nước từ

200C.Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là4200J/kg.K và 1000kg/m3

Bỏ qua sự mất mát nhiệt.

GỢI Ý:

a) Tính nhiệt lượng Q tỏa ra trên dây dẫn theo U,R,t

b) Tính lượng nước được đun sôi bởi nhiệt lượng nói trên

a) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở trong mỗi trường hợp

b) Xác định nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở trong hai trường hợp trongthời gian 30phút Có nhận xét gì về kết quả tìm được

Bài 5.

Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế 120V, người ta mắc song song haidây kim lọai Cường độ dòng điện qua dây thứ nhất là 4A, qua dây thứ hai là 2A.a) Tính cường độ dòng điện trong mạch chính

b) Tính điện trở của mỗi dây và điện trở tương đương của mạch

c) Tính công suất điện của mạch và điện năng sử dụng trong 5giờ

d) Để có công suất của cả đoạn là 800W người ta phải cắt bớt một đoạn củađoạn dây thứ hai rồi mắc song song lại với dây thứ nhất vào hiệu điện thế nóitrên Hãy tính điện trở của đoạn dây bị cắt đó

GỢI Ý:

a) Tính IAB theo 2 dòng mạch rẽ

b) + Dựa vào công thức R=U

I để tính R1 , R2 + Tính RAB

c) +Tính P theo U, I

+ Tính A theo P,t

d) Gọi R'

2 là điện trở của đoạn dây bị cắt

+ Tính I’ qua đoạn mạch (R1//R2) theo P’,U

+ Tính R’

ABtheo U,I’ + Tính R’ Từ R’ =

'

1 2

R R

+ Tính điện trở của đoạn dây cắt : RC= R2 - R’

a) Tính điện trở của toàn bộ dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình

b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn trong 30 ngày ra đơn vị kW.h

GỢI Ý:

a) Tính điện trở R của toàn bộ đường dây theo ,l,S

b) Tính cường độ dòng điện I qua dây dẫn theo P,U

+ Tính nhiệt lượng Q tỏa ra trên đường dây theo I,R,t ra đơn vị kW.h

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 25 giây.

b) Dùng bếp trên để đun sôi 1 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 250C thì thờigian đun nước là 14 phút Tính hiệu suất của bếp, coi rằng nhiệt lượngcần đun sôi nước là có ích, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/

kg.K Đs: a) 17280J b) 54,25%.

Bài 2

Dây xoắn của một bếp điện dài 12m, tiết diện 0,2mm2 và điện trở suất là1,1.10-6m

a) Tính điện trở của dây xoắn và nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian 10 phút,khi mắc bếp điện này vào hiệu điện thế 220V.

b) Trong thời gian 10 phút bếp này có thể đun sôi bao nhiêu lít nước từnhiệt độ 240C Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/ kg.K Bỏ qua mọi sự mấtmát nhiệt

Hỏi sau bao lâu lượng nước đó sẽ sôi nếu dùng cả hai dây khi:

a) Mắc R1 nối tiếp với R2

b) Mắc R1 song song với R2

Coi hiệu điện thế U của nguồn là không đổi

Đs: a) 35 phút; b)  7 phút

Bài 4.

Trên một điện trở dùng để đun nước có ghi 220V – 484W Người ta dùng dâyđiện trở trên ở hiệu điện thế 200V để đun sôi 4 lít nước từ 300C đựng trong mộtnhiệt lượng kế

a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở lúc đó

b) Sau 25 phút, nước trong nhiệt lượng kế đã sôi chưa?

c) Tính lượng nước trong nhiệt lượng kế để sau 25 phút thì nước sôi Biếtnhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K Bỏ qua sự mất mát nhiệt

Đs: a) 2A ; b) Chưa sôi được; c) 2 lít.

Bài 5.

Có hai dây dẫn tiết diện như nhau S = 0,1 mm2, một dây bằng đồng có điện trởsuất là 1,7.10-8m, một dây bằng nicrôm có điện trở suất là 1,1 10-6m Dâynicrôm có chiều dài ln = 80cm

a) Tính điện trở của dây nicrôm Muốn dây đồng cũng có điện trở như vậy thìchiều dài ld của nó phải bằng bao nhiêu?

b) Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn(có chiều dài ln và ld ), rồi mắc chúng vàohiệu điện thế 110V Tính nhiệt lượng mỗi dây dẫn tỏa ra chung 1 phút.c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trong 1 phút trên mỗi cm của từng dây dẫn Trongthực tế người ta thấy một dây dẫn vẫn nguội và một dây rất nóng Hãy giảithích tại sao?

Đs: a) 52 m; b) 20 625J; c) Q l = 25 781J; Q d = 396J Nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi cm của dây nicrôm lớn gấp 65,1 lần nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi cm của dây đồng Nhiệt từ dây đồng tỏa ra không khí nhanh hơn từ dây nicrôm ra không khí Vì vậy dây đồng vẫn mát trong khi dây

nicrôm rất nóng.

Bài 6.

Có ba điện trở được mắc như sơ đồ

hình bên Trong cùng khoảng thời gian, khi

có dòng điện chạy qua thì điện trở nào tỏa

nhiệt lượng nhỏ nhất, lớn nhất? Giải thích tại sao?

Đs: 68 600 đồng.

GỢI Ý:

+ Gọi I là cường độ dòng điện qua điện trở 100, khi đó cường độ dòngđiện qua điện trở 20 va 30 là so với I như thế nào?

+ Dựa vào công thức Q = RI2t để tính nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở

Đs: Q 3 > Q 1 > Q 2 ( Điện trở 30 tỏa ra nhiệt lượng lớn nhất, điện trở 20 tỏa ra nhiệt lượng nhỏ nhất).

Bài 7.

Một bếp điện gồm hai điện trở R1 và R2 Với cùng một hiệu điện thế vàcùng một ấm nước, nếu dùng điện trở R1 thì nước trong ấm sôi sau thời gian t1 =

30 phút, nếu dùng điện trở R2 thì nước trong ấm sôi sau thời gian t2 = 20 phút

Coi điện trở thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ, nhiệt năng tỏa ra môitrường tỉ lệ với điện năng cung cấp cho bếp

100

B A

Hỏi sau bao lâu nước trong ấm sẽ sôi nếu dùng cả hai điện trở trong haitrường hợp sau:

a) Hai điện trở mắc nối tiếp

b) Hai điện trở mắc song song

ĐS : a) 50 phút b) 12 phút.

CHƯƠNG II ĐIỆN TỪ

+ Nam châm điện có vai trò rất quan trọng khi ta cần có những cơ cấu nhiễm từnhanh và khử từ nhanh theo ý muốn Trong cần cẩu dùng nam châm điện, mộtnam châm điện được treo trên cái cần của cần cẩu (thay cho cái móc ở trên cầncẩu thường) Khi nam châm điện được thả xuống sát vào vật nặng bằng sắt người

ta đóng mạch điện,vật nặng bị hút chặt vào nam châm điện Cần cẩu nâng vật đólên cao,đặt nó vào một vị trí mới.Người ta ngắt mạch điện, nam châm điện lậptức nhả vật đó ra Trong trường hợp này dùng nam châm điện thuận tiện và nhanhchóng hơn dùng cái móc

+ Cách 1: Căn cứ vào kí hiệu trên nam châm:

- Kí hiệu theo màu sắc

+ Chú ý: Nếu cả hai thanh là nam châm thì giả sử ban đầu chúng hút nhau, sau

đó nếu đổi đầu của một thanh thì chúng sẽ như thế nào? => Để kết luận về haithanh kim loại trên

- Lần lượt đưa một đầu của thanh A đến gần điểm giữa của thanh B (lần 1),rồilại đưa một đầu của thanh B lại gần điểm giữa của thanh A (lần 2).

+ Nếu (lần 1) lực hút mạnh hơn so với (lần 2) => đưa ra kết luận gì?

+ Nếu (lần 2) lực hút manh hơn so với (lần 1) => đưa ra kết luận gì?

Bài 4.

Khi sử dụng một cần cẩu dùng nam châm điện, có trường hợp đã ngắtmạch điện rồi mà nam châm vẫn không nhả vật bằng thép ra, vì nó chưa bị khử từhết

Khi đó người công nhân điều khiển cần cẩu phải xử lí như thế nào? Vì saolại làm như thế?

GỢI Ý: Lõi sắt non tuy đã mất từ tính nhưng vẫn còn dư lại một phần trên mặt

thép Chỉ cần đổi chiều nối dây dẫn của nam châm điện với nguồn điện rồi vừakéo nhẹ cần cẩu, vừa đóng mạch điện trong một thời gian rất ngắn rồi ngắt mạchngay nam châm điện sẽ nhả vật bằng thép ra

Khi người công nhân làm như thế thì dòng điện lần này ngược với dòngđiện lần trước, cực nam châm tiếp xúc với vật bằng thép mang tên ngược với lúc

nó hút vật đó để cẩu lên Nam châm sẽ đẩy vật bằng thép và nhả nó ra

Phải làm nhanh và ngắt mạch ngay, vì nếu để lâu thì nam châm và vật bằngthép sẽ bị nhiễm từ ngược với lúc trước và sẽ hút nhau lại

b) Nơi đó sẽ là một trong hai địa cực của trái đất, em hãy chỉ ra địa cực nào?

Chủ đề 6:

QUY TẮC BÀN TAY TRÁI, QUY TẮC NẮM TAY PHẢI

I Một số kiến thức cơ bản

* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái hứng các đường cảm ứng từ, chiều dòng

điện từ cổ tay đến ngón tay, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tácdụng lên dây dẫn

* Quy tắc nắm bàn tay phải: Nắm bài tay phải rồi đặt sao cho bốn ngón tay

hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, ngón tay cái choãi ra chỉchiều của đường sức từ trong lòng ống dây

* Lưu ý:

+ Nhìn vào một đầu ống dây,nếu thấy dòng điện đi ngược chiều kim đồng hồ thì

đó là cực bắc của ống dây(nơi các đường sức đi ra),nếu thấy dòng điện đi theochiều kim đồng hồ thì đó là cực nam của ống dây (nơi các đường sức từ đi vào) + Sự khác biệt sau đây giữa điện trường và từ trường.Một vật nhiễm điện đặttrong điện trường bao giờ cũng chịu một lực điện tác dụng.Trái lại,một dây dẫn

có dòng điện đặt trong từ trường có thể không chịu một lực từ nào tác dụng(khidây dẫn song song với các đường sức từ)

+ Phương của đường sức từ và của dòng điện có thể tạo

thành một góc bất kì.Phương của lực từ bao giờ cũng

vuông góc với phương của dòng điện và phương của

đường sức từ,nghĩa là nó vuông góc với mặt phẳng

chứa đoạn dây dẫn và đường sức từ như hình 12.1

+ Chú ý các kí hiệu có sử dụng để làm bài tập vận dụng qui tắc bàn tay trái:

- Dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy đi từ sau ra trước: I

- Dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy đi từ trước ra sau:I

- Lực từ có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy hướng từ sau ra trước: F

F

Hình12.1

N