bồi dưỡng hsg lí 9

B A R2 R1 R3 R4 C D A Hình 1 I2 B A R2 R1 R3 R4 C D V I I1 I-I1 I1-I2 I-I1+I2 R2 R4 R1 R3 U A -+ R2 R4 R1 R3 U I3 I4 I2 I1 I [Type text] Câu 1 : Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 1. Biết: U AB = 10V, R 1 = 2 Ω , R 2 = 9 Ω , R 3 = 3 Ω , R 4 = 7 Ω . a/ Ampe kế có điện trở không đáng kể, tính số chỉ của ampe kế. b/ Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở R V = 150Ω. Tìm số chỉ của vôn kế. GIẢI a/ (R 1 //R 3 )nt(R 2 //R 4 ) R 13 = 1,2Ω; R 24 = 3,94Ω => R = 5,14Ω. I = 1,95A; U AC = 2,33V; U CB = 7,67V. I 1 = 1,17A; I 2 = 0,85A => I A = I 1 - I 2 = 0,32A. b/ Giả sử chiều dòng điện qua vôn kế từ C đến D - Ta có các phương trình: AB AC CD DB 1 2 1 2 1 2 U = U + U + U = 2I + 150I + 7(I - I + I ) = - 5I + 157I + 7I = 10 (1) AB AC CB 1 1 2 1 2 U = U + U = 2I + 9(I - I ) = 11I - 9I = 10 (2) AB AD DB 1 1 2 1 2 U = U + U = 3(I - I ) + 7(I - I + I ) = - 10I + 7I + 10I = 10 (3) - Giải hệ 3 phương trình trên ta có: I 1 ≈ 0,915A; I 2 ≈ 0,008A; I ≈ 1,910A. - Số chỉ của vôn kế: V 2 V U = I R = 0,008 150 = 1,2(V)× . Câu 2: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V không đổi, A R 1 = 12Ω, R 2 = 9Ω, R 3 là biến trở, R 4 = 6 Ω. Điện trở của ampe kế và Các dây dẫn không đáng kể. 1. Cho R 3 = 6Ω. tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R 1 , R 3 và số chỉ của ampe kế. 2. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V. 3. Nếu di chuyển con chạy để R 3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào ? 1. Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế : 3 4 34 3 4 . 6.6 3 6 6 R R R R R = = = Ω + + Page 1 R2 R4 R1 R3 U V M Đ1 C N A B Đ3 Đ4 Đ2 R2R1 [Type text] R 234 = R 2 + R 34 = 9 + 3 = 12 Ω 2 234 24 2 12 U I A R = = = U 34 = I 2 .R 34 = 2.3 = 6V 3 3 3 6 1 6 U I A R = = = 1 1 24 2 12 U I A R = = = I a = I 1 + I 3 = 2 + 1 = 3A 2. Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R 3 = x U 1 = U - U V = 24 - 16 = 8V 1 1 1 8 2 12 3 U I R = = = A 1 2 1 2 2 13 2 1 1 3 2 1 9 9 12 9 21 I R I R I R I I R R R I I x x = ⇒ = + + + ⇒ = = + + + suy ra 1 21 21 2 9 9 3 x x I I + + = × = × = I 4 Ta có U V = U 3 + U 4 = I 3 .R 3 + I 4 .R 4 = I 1 .R 3 + I 4 .R 4 2 21 2 2 4(21 ) 10 84 6 16 3 9 3 3 9 9 x x x x x + + + = × + × × = + = = ⇒ 10x + 84 = 144 suy ra x = 6 Ω . Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R 3 = 6 Ω Câu 3: Một mạch điện có sơ đồ như hình 1, gồm biến trở MN có điện trở toàn phần 54 Ω ; R 1 =R 2 = 90 Ω , kí hiệu ghi trên các bóng đèn Đ 1 : 6V – 3W; trên Đ 2 : 6V – 0,4W và trên Đ 3 và Đ 4 đều là 3V–0,2W. 1. Lập biểu thức tính điện trở của mạch AB khi con chạy C nằm ở vị trí bất kỳ trên biến trở. 2. Đặt vào hai điểm A và B hiệu điện thế U = 16V. Hãy xác định vị trí của con chạy C để: a) Các bóng đèn sáng đúng công suất định mức. b) Công suất tiêu thụ trên toàn mạch là nhỏ nhất. Coi điện trở của các đèn không đổi và bỏ qua điện trở các dây nối. 1. Điện trở các đèn và cường độ dòng điện định mức các đèn là: Page 2 A B A Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 R2 R1 RCN RCM D E F [Type text] + R Đ1 = 2 6 12 3 = Ω ; R Đ2 = 2 6 90 0,4 = Ω ; R Đ3 = R Đ4 = 2 3 45 0,2 = Ω + I Đ1 = 3 0,5A 6 = ; I Đ2 = 0,4 2 A 6 30 = ; I Đ3 = I Đ4 = 0,2 1 A 3 15 = Ta có mạch điện trở Đặt R CM = x ⇒ R CN = 54 - x ( ) Ω Điện trở tương đương của các đoạn mạch là: + R EF = R FB = 30 Ω ; R EB = 36 Ω + R DEB = x + 36 Ω + 2 DB (x 36)(54- x) -x 18x 1944 R 90 90 + + + = = Ω + 2 2 AB -x 18x 1944 -x 18x 3024 R 12 90 90 + + + + = + = Ω 2. a) Khi các đèn sáng bình thường thì: U AD = 6V; U EB = 6V; U È = U FB = 3V ⇒ U DE = 16 – 6 – 6 = 4V. I Đ2 = 2 A 30 ; I Đ3 = 1 A 15 Cường độ dòng điện qua R 1 và qua x là: I 1 = 3 1 A 90 30 = ⇒ I x = 1 30 + 1 15 + 2 30 = 1 6 A Giá trị điện trở của CM là: x = 1 4: 24 6 = Ω Vậy C ở vị trí sao cho CM MN R 12 2 R 54 9 = = Page 3 B [Type text] b) Công suất tiêu thụ cả mạch là: 2 AB AB U 256 P W R R = = . Vậy P min khi R AB max. Mà: 2 2 AB AB -x 18x 3024 -(x-9) 3105 3105 R 90 90 90 R 34,5 + + + = = ≤ ⇔ ≤ ⇒ R ABmax = 34,5 Ω ⇔ x – 9 = 0 ⇒ x = 9 Ω . Vậy C ở vị trí sao cho CM MN R 9 1 R 54 6 = = thì công suất toàn mạch là nhỏ nhất. Câu 4: Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế U không đổi và U = 18V; điện trở r = 2 Ω ; bóng đèn Đ có hiệu điện thế định mức là 6V; biến trở có điện trở toàn phần là R; bỏ qua điện trở các dây nối và ampe kế. Điều chỉnh con chạy của biến trở để số chỉ của ampe kế nhỏ nhất bằng 1A và khi đó đèn Đ sáng bình thường. Hãy xác định điện trở và công suất của đèn Đ A U B r A M N Đ C Đặt R CM = x, Điện trở đèn là R D . Điện trở tương đương của đoạn AC, AB là: ( ) ( ) D AC D 2 D D AB D D x.R RΩ x R x.R -x (r R)x (r R)R R r R-xΩ x R x R = + + + + + = + + = + + Cường độ dòng điện qua mạch chính là: Page 4 V D R1 R2 A + B – M N [Type text] ( ) ( ) ( ) D 2 D U x R I -x R r x R r R + = + + + + (A) Hiệu điện thế hai đầu AC là: U AC = I.R AC = ( ) ( ) D 2 D U.x.R -x R r x R r R+ + + + (V) Cường độ dòng điện qua x là: ( ) ( ) ( ) ( ) D D x 2 2 2 D D UR UR I -x R r x R r R R r R r - x- R r R 2 4 = = + + + + + +   + + +  ÷   Vì ( ) ( ) 2 2 D R r R r - x- R r R 2 4 + +   + + +  ÷   ≤ ( ) ( ) 2 D R r R r R 4 + + + Nên ( ) ( ) D x 2 D UR I R r R r R 4 ≥ + + + Vậy I x min = ( ) ( ) D 2 D UR R r R r R 4 + + + = 1 (1) ⇔ R r x 2 + = (2) Mà theo đề bài khi đó đèn sáng bình thường nên U x = U m = 6V do đó x = 6 6 1 = Ω . Thay lại (2) ta được: 6.2 = R + 2 ⇒ R = 10 Ω . Thay R và x vào (1) ta được 18R D = (10 + 2)R D + 2 12 4 ⇔ 6R D = 36 ⇒ R D = 6 Ω . Vậy cơng suất định mức của đèn là: 2 D 6 P 6 6 = = W Câu 4 : Cho mạch điện như hình vẽ : U AB = 7V. R 1 = 3Ω . R 2 = 6Ω . MN là một dây dẫn dài 1,5m, tiết diện 0,1mm 2 điện trở suất 4.10 -7 Ωm. Vôn kế có điện trở rất lớn. C là trung điểm của dây MN. Page 5 [Type text] a) Tính điện trở của dây MN. b) Vôn kế chỉ bao nhiêu ? Cách mắc vôn kế này. c) Nếu thay vôn kế bằng 1 Ampe kế có điện trở không đáng kể. Ampe kế chỉ bao nhiêu? a).Điện trở dây MN : R MN = Ω= ⋅ ⋅⋅ = − − 6 101,0 15104 6 7 S l ρ b). Khi vôn kế có điện trở rất lớn, mạch AB gồm R MN // (R 1 nối tiếp R 2 ) Điện trở của đoạn dây MC và CN. Vì C là trung điểm MN nên : R MC = R CN = Ω== 3 2 6 2 MN R Cường độ dòng điện qua R MC ; R CN ; R 1 ; R 2 . I MC = I CN = I MN = A R U R U MN AB MN MN 6 7 == I 1 = I 2 = I 1,2 = A RR U R U AB MN 9 7 212,1 = + = Hiệu điện thế giữa hai đầu R MC ; R 1 : U MC = R MC . I MC = 3 . 7/6 = 7/2 (A) U 1 = R 1 . I 1 = 3 . 7/9 = 7/3 (A) Hiệu điện thế giữa hai đầu CD : U CD = U CM + U MO = - U MC + U MO = V 6 7 6 1421 3 7 2 7 − = +− =+− => U DC = – U CD = V 6 7 Cách mắc vôn kế. Núm (+) của Vôn kế mắc vào điểm D. Núm ( - ) của vôn kế mắc vào điểm C. c). Thay vôn kế bằng Ampe kế có điện trở không đáng kể. Mạch AB gồm (R MC // R 1 ) nối tiếp (R CN // R 2 ) Điện trở tương đương của R NC và R 1 . R CN v R 2 . Ω==⇒=+=+= 5,1 2 3 3 2 3 1 3 1111 1 11 MC MCMC R RRR Page 6 A B C 1 2 3 [Type text] Ω=⇒== + =+=+= 2 2 1 6 3 6 12 6 1 3 1111 2 22 CN CNCN R RRR Điện trở toàn mạch : R AB = R MN = R 1MC + R 2CN = 1,5 + 2 = 3,5 Ω Qua R 1MC ; R 2CN và toàn mạch. Cường độ dòng điện : I 1MC = I 2CN = I AB = A R U AB AB 2 5,3 7 == Hiệu điện thế giữa hai đầu R MC ; R 1 ; R CN ; R 2 : U MC = U 1 = U 1MC = R 1MC . I 1MC = 1,5 . 2 = 3 V. U CN = U 2 = U 2CN = R 2CN . I 2CN = 2 . 2 = 4V. Cường độ dòng điện qua R 1 ; R 2 : I 1 = A R U 1 3 3 1 1 == I 2 = A R U 3 2 6 4 2 2 == Vì I 1 > I 2 nên cường độ dòng điện qua Ampe kế là : I A = I 1 – I 2 = 1 – 2/3 = 1/3 A. Bài 4 : Cho mạch điện như hình Nếu A, B là hai cực của nguồn U AB = 100V thì U CD = 40V, khi đó I 2 = 1A. Ngược lại nếu C, D là hai cực của nguồn điện U CD = 60V thì khi đó U AB = 15V . (hình 3) Tính: R 1 , R 2 , R 3 . Trường hợp 1: R 1 // ( R 2 nt R 3 ) U 1 = U 2 + U 3 ⇒ U 2 = U 1 - U 3 = 100 - 40 = 60(V) I 2 = I 3 = 1A Page 7 R R R R M A C NB R R R R M A C NB V R R R R M A C NB V [Type text] R 2 = U 2 / I 2 = 60( Ω ) R 3 = U 3 / I 3 = 40( Ω ). -Trường hợp 2: R 3 // (R 1 nt R 2 ) U 3 = U 1 + U 2 ⇒ U 2 = U 3 - U 1 = 60 - 15 = 45(V) 2 1 U U = 2 1 R R ⇒ R 1 = 2 2 1 R U U = 60. 45 15 = 20( Ω ) Vậy: R 1 = 20( Ω ) ; R 2 = 60( Ω ) ; R 3 = 40( Ω ). Bài 5: Bốn điện trở giống hệt nhau ghép nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U MN = 120V. Dùng một vôn kế V mắc vào giữa M và C vôn kế chỉ 80V. Vậy nếu lấy vôn kế đó mắc vào hai điểm A và B thì số chỉ của vôn kế V là bao nhiêu?(hình Lần lượt mắc vôn kế V vào M,C và A, B ta có các sơ đồ: H 1 H 2 Gọi R v là điện trở của vôn kế khi đó từ H 1 ta có: R MC = V V R3R 3R.R + R MN = V V R3R 3R.R + + R Page 8 [Type text] RR R V V 34 3 R R MN MC + = 3 2 R R MN MC == MN MC U U Ta c: 3 2 34 3 = + RR R V V R V = 6R T H 2 ta cú: R AB = V R.R 6 . R R 7 V R= + R MN = RRR 7 27 3. 7 6 =+ T s: 9 2 U U MN AB == MN AB R R U AB = 3 80 120. 9 2 = (V) Cõu 1: Cho mạch điện nh hình vẽ: Biết U AB = 16 V, R A 0, R V rất lớn. Khi R x = 9 thì vôn kế chỉ 10V và công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là 32W. a) Tính các điện trở R 1 và R 2 . b) Khi điện trở của biến trở R x giảm thì hiệu thế giữa hai đầu biến trở tăng hay giảm? Giải thích. A R 1 B A V R 2 R X Mạch điện gồm ( R 2 nt R x ) // R 1 a, U x = U 1 - U 2 = 16 - 10 = 6V => I X = 6 2 9 3 x x U R = = (A) = I 2 R 2 = 2 2 10 15( ) 2 3 U I = = P = U.I => I = 32 16 P U = = 2 (A) => I 1 = I - I 2 = 2 - 2 4 3 3 = (A) R 1 = 1 16 12( ) 4 3 U I = = Page 9 [Type text] b, Khi R x giảm > R 2x giảm > I 2x tăng > U 2 = (I 2 R 2 ) tăng. Do đó U x = (U - U 2 ) giảm. Vậy khi R x giảm thì U x giảm. Cõu 2: Cho mạch điện nh hình vẽ: Hiệu điện thế giữa hai điểm B, D không đổi khi mở và đóng khoá K, vôn kế lần lợt chỉ hai giá trị U 1 và U 2 . Biết rằng R 2 = 4R 1 và vôn kế có điện trở rất lớn. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu B, D theo U 1 và U 2 . GII B R 0 R 2 D V R 1 K - Khi K mở ta có R 0 nt R 2 . Do đó U BD = 1 2 1 0 2 0 0 1 ( ) BD U R U R R R R U U + = (1) - Khi K đóng ta có: R 0 nt (R 2 // R 1 ). Do đó U BD = U 2 + 2 2 2 ( ) 5 U R R . Vì R 2 = 4R 1 nên R 0 = 2 2 2 5( ) BD R U U U (2) - Từ (1) và (2) suy ra: 2 1 2 2 1 2 5( ) BD BD R U R U U U U U = => 1 2 1 5 5 BD BD U U U U = => U BD = 1 2 1 2 4 5 U U U U Cõu 5. + - Hóy quan sỏt mch in cho trờn hỡnh. Cỏc ampe k A 1 ,A 2 ,A 3 ch cỏc giỏ tr dũng in I 1 ,I 2 vI 3 ,. Cỏc vụn k V 1 , V 2 , V 3 v V 4 ch cỏc giỏ tr hiu in th U 1 , U 2 , U 3 , v U 4 . Hóy vit biu thc liờn h gia cỏc cng dũng in I 1 ,I 2 vI 3 , gia cỏc hiu in th U 1 , U 2 , U 3 , v U 4 . Gii thớch vỡ sao cú th vit c biu thc ú? Xỏc nh chiu dũng in trong s mch in (dũng in khụng chy qua cỏc vụn k). GII Page 10 A 3 1 2 A 1 V 1 V 2 A 2 4 3 V 3 V 4 [...]... 9 + 3 = 12 U 24 I2 = = = 2A R234 12 U34 = I2.R34 = 2.3 = 6V U 6 I 3 = 3 = = 1A R3 6 I1 9 9 = = I 12 + x + 9 21 + x R3 I3 Ω I2 I1 = U 24 = = 2A R1 12 Ia = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A 2 Tìm R3 để số chỉ vơn kế là 16V Gọi R3 = x U1 = U - UV = 24 - 16 = 8V U 8 2 I1 = 1 = = R1 12 3 A I1 R2 I1 R2 = ⇒ = I 2 R13 I 2 + I1 R1 + R3 + R2 ⇒ I U R1 V R3 R2 Page 11 R4 R2 I4 R4 [Type text] I= 21 + x 21 + x 2 ×I1 = × 9 9... V R3 R2 Page 11 R4 R2 I4 R4 [Type text] I= 21 + x 21 + x 2 ×I1 = × 9 9 3 suy ra = I4 Ta có UV = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = I1.R3 + I4.R4 2 21 + x 2 2 x 4(21 + x ) 10 x + 84 = ×x + × ×6 = + = = 16 3 9 3 3 9 9 ⇒ 10x + 84 = 144 suy ra x = 6 Ω Ω Vậy để số chỉ của vơn kế là 16V thì R3 = 6 Khi R3 tăng thì điện trở của mạch tăng U I = I4 = Rtd ⇒ ⇒ : giảm U4 = I.R4 :giảm U I2 = 2 R2 ⇒ ⇒ ⇒ U2 = U – U4 : tăng... bằng bao nhiêu? Độ sáng của bóng đèn thay đổi như thế nào? Bài 2: a.) Vẽ lại mạch tương đương (như hình vẽ) Cấu trúc mạch: RMC nt (Đ // RCN ) 9 5 A Để đèn sáng bình thường thì : Iđ = Iđm = A RMC Ta có: IMC = IA =I = 2A Cường độ dòng điện qua phần CN của sợi dây: 9 1 5 5 ICN = I - : Iđ = 2 = A Hiệu điện thế giữa hai đầu các đoạn dây : UCN = Uđ = 4,5V ; UMC = U - Uđ = 6 – 4,5 =1,5 V Ω Điện trở của các... 525 + 8,75 Rx − 450 + 67,5R x 6 450 + 67,5Rx Ta có : I1 = I2 + IA  = - 0,5 3150 + 52,5 R x 4 525 + 8,75 R x − 450 + 67,5R x 6 450 + 67,5R x  =  6(3150 +52,5Rx) = 4(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx) Ω  -97 ,5.Rx =20250  Rx = -207,7 ( ) Ta thấy Rx < 0 (Loại) Ω Kết luận: Biến trở có giá trò Rx =57,1 ( ) thì dòng điện qua ampe kế có cường độ 0,5 (A) BÀI 3: Một đoạn dây dẫn làm bằng hợp kim Nicrôm có chiều... U3 + U4 + Học sinh xác định đúng chiều dòng điện từ cực dương của nguồn điện qua các vật dẫn về với cực âm của nguồn điện Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V ln khơng đổi, R1 = 12Ω, R2 = 9 , R3 là biến trở, R4 = 6 Ω Điện trở của ampe kế và + U các dây dẫn khơng đáng kể R1 1 Cho R3 = 6Ω tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 A và số chỉ của ampe kế 2 Thay ampe kế bằng vơn kế có... trở tương đương của mạch: Rtđ = 6,85 6 U 6,85 R Số chỉ của ampe kế khi đó: IA = = = 0,88A Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây MC: UMC = RMC IA = 4,1V Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn : Uđ = U - UMC = 1 ,9 V < Uđm = 4,5 V Do đó đèn sáng yếu hơn mứcbình thường Ta có: RMN = 5RMc = 23,25 Page 18 . max. Mà: 2 2 AB AB -x 18x 3024 -(x -9) 3105 3105 R 90 90 90 R 34,5 + + + = = ≤ ⇔ ≤ ⇒ R ABmax = 34,5 Ω ⇔ x – 9 = 0 ⇒ x = 9 Ω . Vậy C ở vị trí sao cho CM MN R 9 1 R 54 6 = = thì công suất toàn. R EB = 36 Ω + R DEB = x + 36 Ω + 2 DB (x 36)(54- x) -x 18x 194 4 R 90 90 + + + = = Ω + 2 2 AB -x 18x 194 4 -x 18x 3024 R 12 90 90 + + + + = + = Ω 2. a) Khi các đèn sáng bình thường thì: U AD . 1 1 1 8 2 12 3 U I R = = = A 1 2 1 2 2 13 2 1 1 3 2 1 9 9 12 9 21 I R I R I R I I R R R I I x x = ⇒ = + + + ⇒ = = + + + suy ra 1 21 21 2 9 9 3 x x I I + + = × = × = I 4 Ta có U V = U 3 +