Hy vẽ sơ đồ cc cch mắc ba điện trở trên vào hai điểm A , B và tính điện trở của mỗi đoạn mạch... Tính cường độ dịng điện chạy qua mỗi bóng đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi bóng đè
Trang 1Chủ đề 4 : ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH HỖN HỢP ĐƠN GIẢN
A) MỤC TIÊU
- Kiến thức : Củng cố các tính chất về cường độ dòng điện , hiệu điện thế và điện
trở trong đoạn mạch hỗn hợp gồm mắc nối tiếp và mắc song song
- Kĩ nằng : Phân tích đoạn mạch để tính toán các đại lượng về U , I , R trong mỗi
cách mắc và chung trong cả đoạn mạch
- Tư duy : Bồi dưỡng năng lực xây dựng đường lối giải bài tập vật lí
- Thái độ : đọc kĩ bài tập trước khi làm , rèn cho học sinh tính cẩn thận trong trình
bày , linh hoạt trong xử lý tình huống
B) CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
Cho đoạn mạch như hình vẽ
R2 v R3 mắc song song
R 1
R 2
R 3
B A
C
Điện trở tương đương của đoạn mạch được tính như sau
2 3 23
R
Cường độ dịng diện trong mạch chính l AB
AB
U I R
v I = I1 = I2 + I3
Hiệu điện thế thành phần : U AC = IR 1 ; U CB = IR 23 = I 2 R 2 = I 3 R 3
U AB = U AC + U CB = IR AB
II) BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài tập 1 : Cho 3 điện trở giống nhau cùng có giá trị là r Hy vẽ sơ đồ cc cch mắc
ba điện trở trên vào hai điểm A , B và tính điện trở của mỗi đoạn mạch
Giải
B A
RAB = 3R
R
R
R
A
B G
R R
R
B A
R R
R
AB
1
3
Bài tập 2 :
Trang 2Cho mạch điện như hình vẽ
Biết UAB = 60V , R1 = 18 , R2 = 30
R3 = 20
a)Tính điện trở của đoạn mạch AB
b)Tính cường độ dịng điện qua các điện
trở
R 1
R 2
R 3
B A
C
Giải
AB
2A
Bài tập 3 :
Cho mạch điện như hình vẽ
Biết UAB = 35V , R1 = 15 , R2 = 3
R3 = 7 , R4 = 10
a)Tính điện trở của đoạn mạch AB
b)Tính cường độ dịng điện qua các điện
trở
C
R 1
R 3
R 2
R 1
Giải
a) Ta cĩ R23 = R2 + R3 = 3 + 7 = 10
23 4 234
23 4
AB
Hiệu điện thế UCB = I.R234 = 1,75 5 = 8,75V
4
23
Hoặc vì R2 + R3 = R4 nn I4 = I2 = I3 = ½ I = 0,875A
Bài tập 4
Cho hai bóng đèn loại 12V – 0,8A và 12V – 1,2A
a) Các kí hiệu 12V-0,8A và 12V-1,2A cho biết điều gì ? Tính điện trở của mỗi bóng đèn
Trang 3b) Mắc nối tiếp hai bĩng đèn trên với nhau vào hiệu điện thế 24V Tính cường
độ dịng điện chạy qua mỗi bóng đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi bóng đèn
c) Để hai đèn sáng bình thường phải mắc chúng như thế nào vào mạch điện có hiệu điện thế 12V
d) Khi mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào mạch điện có hiệu điện thế U = 24V ,
Giải :
a) Các kí hiệu ghi trên mỗi đèn cho ta biết : Khi mắc mỗi đèn vào hai đầu mạch điện có hiệu điện thế 12V thì cường độ dịng điện qua đèn 1 là 0,8A và đèn 2
là 1,2A
b) Khi mắc nối tiếp hai bóng đèn vào mạch điện có hiệu điện thế U = 24V
td
Đèn 1 bị sáng quá , đèn 2 sáng yếu
c) Để hai đèn sáng bình thường khi mắc vào mạch điện có U = 12V thì ta mắc song song hai đèn vào đoạn mạch có hiệu điện thế trên
d) Để hai đèn sáng bình thường ta mắc đèn 2 nối tiếp với đoạn mạch gồm đèn 2
12V-1,2V 12V-0,8A
R x
Trong trường hợp này cường độ dịng điện của mạch chính là 1,2A , cho nên
x
Bài tập 5
Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = R2 = 2R3 = 30
R4 = 12,5
a)Tính điện trở của đoạn mạch AB
b)Tính cường độ dịng điện qua các điện
R 4
R 1
R 2
R 3
B A
Giải
a) Điện trở của đoạn mạch mắc song song được tính
Trang 4123 1 2 3
cho nên
AB 4
AB
123
1 2
1
Vì R1 = 2R3 nn I3 = 2I1 = 1,5A
Bài tập 6
Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = R2 = 2R3 = 20
R4 = 20 , R5 = 12
Am pe kế chỉ 4A
a)Tính điện trở của đoạn mạch AB
C
R 4
R 5
R 3
R 2
R 1
A
D
Giải
12 3
Điện trở của đoạn mạch gồm R5 nối tiếp với R123 l R1235 = R5 + R123 = 20
1235 4
Vậy UAC = U5 = I5.R5 = 4 12 = 48 V
M R1 + R2 = 4R3 cho nn I3 = 4I1 , I1 + I3 = I5 = 4A , nn I1 = 0,8A
Bài tập 7 :
Cho mạch điện như hình vẽ
Trong đó R1 = 15 ,R2=R3=R4=30
R2 là I2 = 0,50A
a) Tính điện trở của đoạn mạch
MP
b) Tính cường độ dòng điện qua
mỗi điện trở
c) Tính hiệu điện thế của mỗi
điện trở và hiệu điện thế giữa hai
điểm MP
R 1
R 4
R 2
R 3
P N
M
GIẢI
a)Điện trở của đoạn mạch MP là :
Trang 5Vì R2=R3=R4=30,nên ta có : RNP =
3
30 3
2
R
10
Vì R1 mắc nối tiếp với RNP , ta có: RMP = R1 + RNP = 15 + 10 = 25
b)Trong đoạn mạch np hiệu điện thế của các đoạn mạch rẽ bằng nhau, mà
R2=R3=R4,suy ra : I2 = I3 = I4 = 0,50A
Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
I1= I2 + I3 + I4 = 3I2 =3.0,50 = 1,5A
c)Ap dụng định luật Om cho các đoạn mạch , ta có :
U1 = I1.R1 = 1,5.15 = 22,5V , UNP = I1.RNP = 1,5.10 = 15V
UNP = U2 = U3 = U4 = 15V
Hiệu điện thế giữa hai điểm MP là:
UMP = U1 + UNP = 22,5 + 15 = 37,5V
Bài tập 8:
15V,R1 = 8,R2 = 36,R3 = 24
R4 = 6,R5=1
a) Tính điện trở tương đương của
mạch
b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi
R 3
R 2
R 1
Q N
P M
Q
GIẢI
R
U MN
63 , 0 75 , 23
15
I2 =
2
R
U PQ
mà UPQ = UMN – R1.I1 = 15 – 8.0,63 = 9,96V,
I2 = 9,96/36 = 0,28A
Đối với đoạn mạch R345 , ta có : I3 = UPQ / R345 = 9,96 / 28 = 0,36A
Đối với đoạn mạch song song R45 , ta có : U45 = R45.I3 = 4.0,36 = 1,44V Do đó :
A R
U
R
U
6
44 , 1
4
45
4
4
4 và
I5 = U5 / R5 = U45 / R5 = 1,44 / 12 = 0,12A
Bài tập 9 : Cho đoạn mạch như hình vẽ : hiệu điện thế giữa hai điểm BD không
đổi Khi mở và đóng khóa K , vôn kế lần lượt chỉ hai giá trị U1 và U2 Biết R2 = 4R1 và vôn kế có điện trở rất lớn
B R 0 C R 2 D
R 1 K
V
Trang 6
GIẢI Khi K mở,ta có :R0 nt R2 Do đó : UBD = U1/R0.(R0 + R2) , R0 = R2U1/UBD-U1 (1) Khi K đóng,ta có :R0 nt (R2//R1) Do đó : UBD = U2 + 5 2 0 2 R R U (vì R2 = 4R1) , R0 = 2 2 2 5U U U R BD (2) Từ (1),(2) suy ra :
1 5 5 5 2 1 2 2 1 1 U U U U suyra U U U U U U BD BD BD BD suy ra UBD = 2 1 2 1 5 4 U U U U Bài tập 10: Cho mạch điện như hình vẽ Biết R1 = 5,R2 = 7,R3 = 1,R4 = 5 R5 = 3, I3 = 0,5A Tính cường độ dòng điện qua từng điện trở và UAB R2
R 3 R 4
A + R 1 B -
R 5
GIẢI Vì R3 nt R4 nên :I4 = I3 = 1A Hiệu điện thế qua hai điện trở R3 và R4 là : U34 = (R3 + R4).I3 = (1 + 5).1 = 6V Vì R5//( R3 nt R4) nên : U5 = U34 = 6V Cường độ dòng điện qua R5 là : A R U I 2 3 6 5 5 5 Vì R1 nt [(R3 nt R4)// R5] nên cường độ dòng điện qua R1 là : I1=I345=I34+I5 = 1+2= 3A Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chứa R1,R3,R4,R5 là : U1345 = U1 + U5 = I1.R1 + U5 = 3.5 + 6 = 21V, Vì R2 // [R1 nt [(R3 nt R4)// R5]] nên : U2 = U1345 = 21V Cuờng độ dòng điện qua R2 là : A R U I 3 7 21 2 2 2 Hiệu điện thế giữa hai đầu AB là : UAB = U2 = 21V Bài tập 11 :Cho đoạn mạch như sơ đồ hình vẽ Biết R1 = 5,R2 = 4,R3 = 3 ,R4 = R5 = 2 Cường độ dòng điện qua mạch chính là I = 2A a.Tìm UAB ? b.Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở c.Tính UAC , UDC R2 C R3
R 1
M
A + R 4 R 5 B
D
GIẢI
Trang 7a Điện trở đoạn AB : RAB = R1 + R2345 = 5 + 2,5 = 7,5.
Mặt khác : UMB = UAB – U1 =15 – 10 = 5V,
Vì R4 = R5 = 2 U4 = U5 = UMB/2=2,5V
I23 = UMB / R23 = 5/7 = 0,71A
U2 = I23.R2 = 0,71.4 = 2,84V , U3 = I23.R3 = 0,71.3 =2,13V
c.Hiệu điện thế UAC : UAC = UAM + UMC = U1 + U2 = 10 + 2,84 = 12,84V
Hiệu điện thế hai đầu DC : UDC = UDM + UMC = UMC – UMD = U2 – U4
UDC = 2,84 – 2,5 = 0,34V
III ) BÀI TẬP BỔ SUNG
Bà
i 1: Cho mạch điện như H.V Biết R1 = 6; R2 = 30 và R3 = 15 Hiệu điện thế ở hai đầu AB là 24V
a) Tính điện trở tương đương của mạch điện
b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
c) Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở
Bà
i 2: Cho mạch điện như H.V Biết R1 = 3Ω; R2 = 6Ωvà R3 = 18Ω Đặt vào hai
là 1,5A
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b) Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở
Bà
i 3: Cho mạch điện H.V Biết R1 = 6Ω; R2 = 3Ω; R3 = 6Ω và R4 = 12Ω Đặt vào
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
c) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm MN
Bà
i 4 :
15Ω Hiệu điện thế giữa hai điểm AB là 24V thì
R 2 R
1
R 2 R
1
Trang 8hiệu điện thế giữa hai điểm MB là 14,4 V Tính
cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và tính điện
trở R1
Bà
i 5 Cho mạch điện H.V Biết R1 = 6Ω; R3 = 12Ω Đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế U thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 1,5A, cường độ dòng điện qua R3 là 1A
a) Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở
Bà
i 6: Cho sơ đồ như H.V UAB = 12V; R1 = 6Ω; R2 = 4Ω Tính I qua Ampekế A và
Bà
i 7: Một đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 2Ω; R2 = 4Ω; R3 = 6Ω, mắc song song
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch
Bà
i 8: Có hai điện trở 4Ω và 6Ω, mắc song song với nhau
a) Tính điện trở tường đương của đoạn mạch
b) Hiệu điện thế của đoạn mạch trên bằng 1,2V TÍnh cường độ dòng điện trong mạch chính và trong mỗi mạch rẽ
Bà
i 9 Cho mạch điện H.V biết R1 = 20Ω; R3 = 40Ω
A
2
A
1
A
1
R
1
R
2
R
2
R
1
3
A
R 3
Trang 9a) Xác định điện trở R2 Biết rằng khi K mở ampe kế chỉ 0,3A; UAB = 18V.
b) Tính điện trở tương đương của cả đoạn mạch khi K đóng
dòng điện trong mạch chính và từng mạch rẽ
Bà
i 10 :
Một mạch điện H.V Điện trở ampe kế
không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn Xác
ampe kế A1 chỉ 1,5A; R1 = 3Ω; R2 = 5Ω
Bà
i 11 :
Sơ đồ H.V Khi K ở chốt 1 ampekế chỉ 4A,
còn khi khoa K ở chốt 2 thì ampekế chỉ 6,4A
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch luôn luôn
Hãy tính giá trị của điện trở R2 và R3
Bà
i 12: Cho 3 điện trở R1 = 2Ω; R2 = 6Ω; R3 = 8Ω mắc song song với nhau, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 24V tính điện trở tương đương của đoạn
mạch và cường độ dòng điện qua mạch chính
Bà
i 13
Một mạch điện có sơ đồ H.V Điện trở R =
không đáng kể Tính :
mạch
b) Hiệu điện thế U của nguồn điện
A 2
V
A
A 1 R
K
2
2 2
R 1
R 2 R 3
A
A 2
A 1
R 2
R 1 R