giáo án vật lý 9 6

phần quang học Tit 1,2 I- Tóm tắt lý thuyết 1/ Khái niệm bản: - Ta nhận biết đợc ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta - Ta nhìn thấy đợc vật có ánh sáng từ vật mang đến mắt ta ánh sáng vật tự phát (Nguồn sáng) hắt lại ánh sáng chiếu vào Các vật đợc gọi vật sáng - Trong môi trờng suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đờng thẳng - Đờng truyền ánh sáng đợc biểu diễn đờng thẳng có hớng gọi tia sáng - Nếu nguồn sáng có kích thớc nhỏ, sau vật chắn sáng có vùng tối - Nếu nguồn sáng có kích thớc lớn, sau vật chắn sáng có vùng tối vùng nửa tối 2/ Sự phản xạ ánh sáng - Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới đờng pháp tuyến với gơng điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Nếu đặt vật trớc gơng phẳng ta quan sát đợc ảnh vật gơng + ảnh gơng phẳng ảnh ảo, lớn vật, đối xứng với vật qua gơng + Vùng quan sát đợc vùng chứa vật nằm trớc gơng mà ta thấy ảnh vật nhìn vào gơng + Vùng quan sát đợc phụ thuộc vào kích thớc gơng vị trí đặt mắt II- Phân loại tập Loại 1: Bài tập truyền thẳng ánh sáng Phơng pháp giải: Dựa định luật truyền thẳng ánh sáng Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng ngời ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vuông góc với đĩa a) Tìm đờng kính bóng đen in biết đờng kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo phơng vuông góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đờng kính bóng đen giảm nửa? c) Biết đĩa di chuyển với vận tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đờng kính bóng đen d) Giữ nguyên vị trí đĩa nh câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đờng kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đờng kính bóng đen nh câu a Tìm diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng đen? A' Giải I S A2 A1 A I' I1 B1 B B2 B' a) Gọi AB, AB lần lợt đờng kính đĩa bóng đen Theo định lý Talet ta có: AB SI AB.SI ' 20.200 = A' B ' = = = 80cm A' B ' SI ' SI 50 b) Gọi A2, B2 lần lợt trung điểm IA IB Để đờng kính bóng đen giảm nửa(tức A2B2) đĩa AB phải nằm vị trí A1B1 Vì đĩa AB phải dịch chuyển phía Theo định lý Talet ta có : A1B1 SI1 AB 20 = SI1 = 1 SI ' = 200 = 100cm A2 B2 SI ' A2 B2 40 Vậy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 SI = 100-50 = 50 cm c) Thời gian để đĩa đợc quãng đờng I I1 là: t= s 0,5 II = = = 0,25 s v v Tốc độ thay đổi đờng kính bóng đen là: v = 0,8 0,4 A B - A B = 0,25 = 1,6m/s t d) Gọi CD đờng kính vật sáng, O tâm Ta có: A3 MI A3 B3 20 1C MI = = = = I3 MM I AB 80 4O MI + I I => MI3 = I I 100 = cm 3 A2 A I D MO CD B 2 100 40 Mặt khác MI = A B = 20 = MO = MI = ì = cm 3 B B2 => OI3 = MI3 MO = 100 40 60 = = 20cm 3 Vậy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm - Diện tích vùng nửa tối S = ( I A22 I A ) = 3,14(80 40 ) 15080cm Thí dụ 2: Ngời ta dự định mắc bóng đèn tròn góc trần nhà hình vuông, cạnh m quạt trần trần nhà, quạt trần có sải cánh 0,8 m (khoảng cách từ trục đến đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn Hãy tính toán thiết kế cách treo quạt trần để quạt quay, điểm mặt sàn loang loáng Giải Để quạt quay, không điểm sàn sáng loang loáng bóng đầu mút cánh quạt in tờng tối đa đến chân tờng C,D nhà hình hộp vuông, ta xét trờng hợp cho bóng, lại tơng tự Gọi L đờng chéo trần nhà L = = 5,7 m Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tờng đối diện: L S1 D = H L2 = S1 (3,2) + (4 2) =6,5 m T điểm treo quạt, O tâm quay quạt A,B đầu mút cánh quạt quay T R A H Xét S1IS3 ta có AB OI AB = OI = ì IT = S1 S IT S1 S S3 H 3,2 2.0,8 = = 0,45m C L 5,7 R O B I D Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT OI = 1,6 0,45 = 1,15 m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15 m Bài tập tham khảo: 1/ Một điểm sáng S cách khoảng cách SH = 1m Tại trung điểm M SH ngời ta đặt bìa hình tròn, vuông góc với SH a- Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b- Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối Đs: a) 20 cm b) Vùng tối: 18 cm Vùng nửa tối: cm 2/ Một ngời có chiều cao h, đứng dới đèn treo độ cao H (H > h) Ngời bớc với vận tốc v Hãy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất ĐS: V = H ìv H h Tit 3,4 Loại 2: Vẽ đờng tia sáng qua gơng phẳng, ảnh vật qua gơng phẳng Phơng pháp giải: - Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Dựa vào tính chất ảnh vật qua gơng phẳng: + Tia phản xạ có đờng kéo dài qua ảnh điểm sáng phát tia tới S I J S Thí dụ 1: Cho gơng phẳng M N có hợp với góc có mặt phản xạ hớng vào A, B hai điểm nằm khoảng gơng Hãy trình bày cách vẽ đờng tia sáng từ A phản xạ lần lợt gơng M, N truyền đến B trờng hợp sau: a) góc nhọn b) lầ góc tù (M) A (M) A c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực đợc I Giải A A a,b) Gọi A ảnh B A qua M, B ảnh B qua N (M) A O (M) B IA I A J (N) B A O J (N) B B B I O J (N) O J (N) B B Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đờng kéo dài qua A Để tia phản xạ qua (N) J qua điểm B tia tới J phải có đờng kéo dài qua B Từ hai trờng hợp ta có cách vẽ sau: - Dựng ảnh A A qua (M) (A đối xứng A qua (M) - Dựng ảnh B B qua (N) (B đối xứng B qua (N) - Nối AB cắt (M) (N) lần lợt I J - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho trớc Bài toán vẽ đợc AB cắt hai gơng (M) và(N) A (Chú ý: Đối với toán dạng ta có cách vẽ khác là: - Dựng ảnh A A qua (M) I A B - Dựng ảnh A A qua (N) - Nối AB cắt (N) J O - Nối JA cắt (M) I J - Tia AIJB tia cần vẽ A Thí dụ 2: Hai gơng phẳng (M) (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào cách khoảng AB = d Trên đoạn thẳng AB có đặt điểm sáng S cách gơng (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đờng thẳng qua S vuông góc với AB có khoảng cách OS = h (M) a) Vẽ đờng tia sáng xuất phát từ S phản(N)xạ gơng (N) I truyền qua O O b) Vẽ đờng tia sáng xuất phát từ SOphản xạ lần lợt gơng (N) H, gơng (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB K Giải I H C A S B S a) Vẽ đờng tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đờng kéo dài qua S (là ảnh S qua (N) - Cách vẽ: Lấy S đối xứng với S qua (N) Nối SO cắt (N) I Tia SIO tia sáng cần vẽ b) Vẽ đờng tia sáng SHKO - Đối với gơng (N) tia phản xạ HK phải có đờng kéo dài qua ảnh S S qua (N) - Đối với gơng (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đờng kéo dài qua ảnh O O qua (M) Vì ta có cách vẽ: - Lấy S đối xứng với S qua (N); O đối xứng với O qua (M) Nối OS cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA Vì IB đờng trung bình SSO nên IB = OS h = 2 Vì HB //OC => HB BS ' BS ' d a = O' C = h => HB = O' C S ' C S'C 2d Vì BH // AK => HB S B S A ( 2d a ) ( d a ) 2d a = AK = HB = h = h AK S A S B d a 2d 2d Thí dụ 3: Bốn gơng phẳng G1, G2, G3, G4 quay mặt sáng vào làm thành mặt bên hình hộp chữ nhật Chính gơng G1 có lỗ nhỏ A a) Vẽ đờng tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ)đi từ vào lỗ A sau (G ) phản xạ lần lợt gơng G2 ; G3; G4 lại qua4 lỗ A A b) Tính đờng tia sáng trờng hợp nói (G1) Quãng đờng có phụ thuộc vào vị trí lỗ A hay không? Giải (G3) (G2) a) Vẽ đờng tia sáng - Tia tới G2 AI1 cho tia phản xạ I 1I2 có đờng kéo dài qua A2 (là ảnh A qua G2) - Tia tới G3 I1I2 cho tia phản xạ I2I3 có đờng kéo dài qua A4 (là ảnh A2 qua G3) - Tia tới G4 I2I3 cho tia phản xạ I3A có đờng kéo dài qua A6 (là ảnh A4 qua G4) A6 A3 A5 I3 A I2 I1 A4 A2 Mặt khác để tia phản xạ I 3A qua điểm A tia tới I 2I3 phải có đờng kéo dài qua A3 (là ảnh A qua G4) Muốn tia I2I3 có đờng kéo dài qua A3 tia tới gơng G3 I1I2 phải có đờng kéo dài qua A5 (là ảnh A3 qua G3) Cách vẽ: Lấy A2 đối xứng với A qua G2; A3 đối xứng với A qua G4 Lấy A4 đối xứng với A2 qua G3; A6 Đối xứng với A4 qua G4 Lấy A5 đối xứng với A3 qua G3 Nối A2A5 cắt G2 G3 I1, I2 Nối A3A4 cắt G3 G4 I2, I3, tia AI1I2I3A tia cần vẽ b) Do tính chất đối xứng nên tổng đờng tia sáng hai lần đờng chéo hình chữ nhật Đờng không phụ thuộc vào vị trí điểm A G1 Bi tham kho: A Bài 1: Cho hai gơng M, N điểm A, B Hãy vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ lần lợt hai gơng đến B hai trờng B hợp a) Đến gơng M trớc b) Đến gơng N trớc Bài 2: Cho hai gơng phẳng vuông góc với Đặt điểm sáng S (G1) điểm M trớc gơng cho SM // G2 S a) Hãy vẽ tia sáng tới G1 cho M A qua G2 lại qua M Giải thích cách vẽ b) Nếu S hai gơng cố định điểm M phải có vị trí để vẽ đợc tia sáng nh câu a (G2) O c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vận tốc ánh sáng v Hãy tính thời gian truyền tia sáng từ S -> M theo đờng câu a Bài 3: Hai gơng phẳng G1; G2 ghép sát nh hình vẽ, = 600 Một điểm sáng S đặt khoảng hai gơng (G1) cách hai gơng, khoảng cách từ S S đến giao tuyến hai gơng SO = 12 cm a) Vẽ nêu cách vẽ đờng tia O sáng tù S phản xạ lần lợt hai gơng quay lại S (G2) b) Tìm độ dài đờng tia sáng nói trên? Bài 4: Vẽ đờng tia sáng từ S sau phản xạ tất vách tới B S B Tit 5,6 Loại 3: Xác định số ảnh, vị trí ảnh vật qua gơng phẳng? Phơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gơng phẳng: ảnh vật qua gơng phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến gơng (ảnh vật đối xứng qua gơng phẳng) Thí dụ 1: Hai gơng phẳng M N đặt hợp với góc < 1800 , mặt phản xạ quay vào Một điểm sáng A nằm hai gơng 360 = 2k (k N ) n qua hệ hai gơng cho n ảnh Chứng minh = (2k 1) ảnh Giải Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: M) (N) M) N) A1 A3 ( A5 ( A ( N) M) N) M) A2 ( A4 ( A6 ( A ( Từ toán ta biễu diễn số trờng hợp đơn giản A3 Theo hình vẽ ta có: A2 Góc A1OA2 = Góc A3OA4 = (N) A6 A Góc A2k-1OA2k = 2k O (M) A8 A1 Theo điều kiện toán 3600/ =A2k => 2k = 3600 Vậy góc A2k-1OA2k = 2k = 3600 Tức ảnh A2k-1 ảnh A2k trùng A5 A4 Trong hai ảnh ảnh sau gơng (M) ảnh sau gơng (N) nên không tiếp tục cho ảnh Vậy số ảnh A cho hai gơng là: n = 2k ảnh Thí dụ 2: Hai gơng phẳng M1và M2 đặt nghiêng với góc = 1200 Một điểm sáng A trớc hai gơng, cách giao tuyến chúng khoảng R = 12 cm a) Tính khoảng cách hai ảnh ảo A qua gơng M1 M2 b) Tìm cách dịch chuyển điểm A cho khoảng cách hai ảnh A (M2) ảo câu không đổi Giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A nằm đờng tròn tâm O bán kính R = 12 cm A2 Tứ giác OKAH nội tiếp (vì góc K + góc H = 1800) K O (M1) H Do  = - => góc A2OA1 = 2 (góc chắn cung A1A2) => gúc A2OA1 = 2( - ) = 1200 A2OA1 cân O có góc O = 1200; cạnh A20 = R = 12 cm => A1A2 = 2R.sin300 = 12 b) Từ A1A2 = 2R sin Do để A1A2 không đổi => R không đổi (vì không đổi) A1 Vậy A dịch chuyển mặt trụ, có trục giao tuyến hai gơng bán kính R = 12 cm, giới hạn hai gơng Thí dụ 3: Hai gơng phẳng AB CD đặt song song đối diện cách a=10 cm Điểm sáng S đặt cách hai gơng Mắt M ngời quan sát cách hai gơng (hình vẽ) Biết AB = CD = 89 cm, SM B = 100 cm A M a) Xác định số ảnh S mà ngời quan sát thấy đợc S b) Vẽ đờng tia sáng từ S đến mắt M sau khi: D C - Phản xạ gơng lần - Phản xạ gơng AB hai lần, gơng CD lần Giải Sn Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tới AB trớc S G1 G2 G1 S S S S1 ảnh ảo đối xứng với vật qua gơng nên ta Acó: SS1 = a S K B M SS3 = 3a D C SS5 = 5a SSn = n a Mắt M thấy đợc ảnh thứ n, tia phản xạ gơng AB K lọt vào mắt có đờng kéo dài qua ảnh Sn Vậy điều kiện mắt thấy ảnh Sn là: AK AB S A AK S n SM ~ S n AK n = Sn S SM a = 89 n = 50 na 100 11 na Vì n Z => n = Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tới gơng CD trớc ta có kết tơng tự Vậy số ảnh quan sát đợc qua hệ là: 2n = S5 S5 b) Vẽ đờng tia sáng: S1 A S3 A M S C S1 B D B M S C S3 D Bi 3: Cho mch in cú s nh hỡnh Trong ú R = 10 , R2 = 30 , R3 = 60 R2 A + R1 _ B A R3 Hỡnh a) Tớnh in tr tng ng ca on mch b) Cho hiu in th gia hai u on mch l 60V Tớnh cng dũng in qua mch chớnh v cng dũng in qua mi in tr Bi gii: a) T biu thc R 23 = R + R R 23 = RR R +R 2 = 3 30.60 = 20() 30 + 60 Rtd = R1 + R23 = 10 + 20 = 30 () b) I = U R = td 45 = 1,5 (A) 30 U1 = I.R1 = 1,5 10 = 15(V) U23 = U U1 = 45 15 = 30 (V) I2 = U R 23 = 30 = 1(A) 30 I3 = I I2 = 1,5 = 0,5 (A) Bi 4: Cho mch in nh hỡnh 2: R1 = ; AB ( UAB )? R2 = ; R3 = ; Am pe k ch 1A Tớnh hiu in th hai u GIi: U12 = I2.R2 = 1.6 = (V) U12 = = 2( A) I1 = R1 I3 = I1 + I2 = + = 3(A) Hỡnh U3 = I3 R3 = 3.4 = 12 (V) UAB = U3 + U12 = 12 + = 18 (V) ỏp s: 18 V Tit 27,28 Bi 1: Gia hai im A v B cú hiu in th luụn luụn khụng i U = 12V, ngi ta mc hai in tr R1 v R2 Nu R1 mc ni tip vi R2 thỡ cụng sut in ton mch l 1,44W Nu R1 mc song song vi R2 thỡ cụng sut in ton mch l 6W a Tớnh R1 v R2 Bit rng R1> R2 b Trong trng hp hai in tr c mc song song vi nhau, ngi ta mc thờm in tr R3 ni tip vi hai in tr núi trờn vo hiu in th ban u, thỡ thy rng cụng sut in ca in tr R3 bng cụng sut in ca in tr R1 Tớnh in tr R3 Gii: U2 a R1ntR2 : Rnt = = 100 Pnt R1 + R2 = 100 (1) U2 R1//R2 : RSS = = 24 PSS R1.R2 = 2400 (2) -Kt hp (1), (2) v p dng iu kin ca bi toỏn ta c: R1 = 60 v R2 = 40 b -in tr tng ng ca on mch (R1//R2) ntR3: Rt = R12 + R3 = 24 + R3 -CD chy qua mch l: I = I12 = I3 = U 12 = (3) Rt 24 + R3 - Hiu in th t vo R1 l: U12 = U1 = U2 = I12.R12 = 12 24 = 288 (V) 24 + R3 24 + R3 -CD chy qua in tr R1 l: I1 = U1 288 24 = = (4) R1 24 + R3 60 5(24 + R3 ) Ta cú : P3 = 5 P1 I32.R3 = I12.R1 (5) 3 Thay (3), (4) vo (5) Gii phng trỡnh c R3 = 16 Bi 2: Cho mch in nh hỡnh Bit R1 = , R2 = R3 = , R4 = , UAB = 6V khụng i in tr ca ampe k, khoỏ K v cỏc dõy ni khụng ỏng k a Tớnh in tr tng ng ca on mch AB v s ch ca ampe k cỏc trng hp sau: * Khoỏ K ngt * Khoỏ K úng b Thay khoỏ K bng in tr R5 Tớnh R5 cng dũng in chy qua in tr R bng khụng R4 Gii: a R1 * Khi K ngt: [(R1 nt R2)//R4] nt R3 R12 = R1 + R2 = 12 R124 = R12 R4 = R12 + R4 + - A B R2 C D K A R3 hỡnh RAB = R124 + R3 = -S ch ca ampe k: Ia = I3 = IAB = U AB = 0,75A R AB * Khi K úng, on mch c v li nh sau: R23 = R2 R3 = R2 + R3 R234 = R23 + R4 = A => RAB = (+) Vỡ R234 // R1 nờn U234 = U1 = UAB I234 = U AB = 0,75A R234 U23 = U2 = U3 = I234.R23 = 1,5V Ia = I = U2 = 0,375A R2 R2 R4 A R1 R3 B (-) b Khi thay khoỏ K bng R5 thỡ on mch c v li nh sau: -Khi dũng in qua R2 bng khụng nờn mch in trờn l mch cu cõn bng Ta cú: R1 C R5 A (+) R1 R5 => R = 5,3 = R4 R3 B R2 (-) D R4 R3 Bi Cho mch in nh hỡnh Hiu in th gia hai u mch A v B l 20V luụn khụng i Bit R1 = , R2 = R4 = R5 = , R3 = Ampe k v dõy ni cú in tr khụng ỏng k Tớnh : A B R4 a) in tr tng ng ca mch AB b) S ch ca ampe k R5 R3 R1 Gii: Ta cú s mch nh sau: {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 R2 A Hỡnh in tr R13: R13 = R1+ R3 = + 1=4( ) in tr R24: R24 = R2 + R4 = + 2= 4( ) in tr R1234 = R13 R24 4ì = = 2() R13 + R24 ì in tr tng ng c mch: RAB = R5 + R1234 = + 2= 4( ) b) Cng dũng in qua on mch AB: I= U 20 = = 5( A) RAB Vỡ R5 nt R1234 nờn I5 = I1234 = I = 5A Hiu in th on mch mc song song : U1234 = I1234 ì R1234 = ì = 10(V) Vỡ R13 // R24 nờn U23 = U24 = U1234 = 10V Cng dũng in qua R24 : S ch ca ampe k: I24 = U 24 10 = = 2,5( A) R24 IA = I24 = 2,5A Bi 4: xỏc nh giỏ tr ca mt in tr Rx ngi ta mc mt mch in nh hỡnh Bit ngun in cú hiu in th luụn khụng i U Cỏc khúa, ampe k v dõy ni cú in tr khụng ỏng k, in tr R x mu R0 = 15, mt bin tr chy Rb Nờu cỏc bc tin hnh thớ nghim xỏc nh c giỏ tr ca in tr Rx A bA A K1 A + U B - R0 K2 Rb Hỡnh Gii: Cỏc bc tin hnh thớ nghim tớnh giỏ tr ca Rx - Bc 1: Ngt K2, úng K1, (mch cú RxntR0) c giỏ tr ampe: I1 Ta cú: U = I1 ( Rx + R0 ) (1) - Bc 2: Ngt K1, úng K2, mch cú (RxntRb) iu chnh chy bin tr cho ampe k cng ch giỏ tr I1 => Rb = R0 - Bc 3: Gi nguyờn v trớ chy; úng K1 v K2, mch cú Rxnt(R0//Rb) c giỏ tr ampe k I2 Ta cú: R R U = I R x + b R0 + R x R U = I ( Rx + ) Gii h phng trỡnh (1) v (2) ta tỡm c: Rx = Bi 5: Cho mch in nh hỡnh R1=R2=R3=3, R4=1, UAB=18V a Mc vo hai u N v B mt vụn k cú in tr rt ln Tỡm s ch ca vụn k (2) (2 I1 I ) R0 2( I I1 ) A R1 M R4 R2 B R3 N V Hỡnh b Thay vụn k trờn bng mt ampe k cú in tr rt Xỏc nh s ch ca ampe k v chiu dũng in chy qua ampe k Gii: a) Do in tr ca vụn k rt ln nờn khụng cú dũng in qua nú, ta cú th thỏo vụn k m khụng nh hng n mch in R1 A B R3 R2 Mch in cú ( R1//( R2 nt R3)) nt R4 R123= R4 M N R1R23 3(3+3) = = R1+R 23 3+3+3 Rt= R123+R4=2+1=3 Cng dũng in mch: I=I4= U AB 18 = = 6A R tủ Hiu in th: UMB=I4.R4=6.1=6V UAM=I R123=6.2=12V Cng dũng in qua R2 v R3: I2=I3=I23= U 23 12 = = 2A R 23 + Hiu in th: UNM=I3.R3=2.3=6V S ch ca vụn k: UV= UNM+ UMB=6+6=12V b) Chn chiu dũng in nh hỡnh a Do ampe k cú in tr rt bộ, chiu di ca dõy dn khụng nh hng n mch in Do ú VN=VB nờn ta chp im N v B li vi nh hỡnh b A R1 R4 M B A R1 R3 R2 N A Hỡnh a Mch in cú ( R1 nt( R3 // R4)) // R2 R134= R1 + R3R4 3.1 15 = 3+ = = 3, 75 R3+R 3+1 Cng dũng in mch: M R4 R3 R2 Hỡnh b B N I1=I134= I2= U AB 18 = = 4,8A R134 3, 75 U AB 18 = = 6A R2 Hiu in th: UAM=I1R1=4,8.3=14,4V UMB=UAB-UAM=18-14,4=3,6V Cng dũng in qua R3 l: I3= U3 3, = = 1, 2A R3 S ch ca ampe k: IA=I2+I3=6+1,2=7,2A Chiu dũng in qua ampe k i t N n B Tit 29,30 Bi 1: Cho mch in MN nh hỡnh v di õy, hiu in th hai u mch in khụng i UMN = 7V; cỏc in tr R1 = v R2 = AB l mt dõy dn in cú chiu di 1,5m tit din khụng i S = 0,1mm2, in tr sut = 4.10-7 m ; in tr ca ampe k A v cỏc dõy ni khụng ỏng k : M UMN N a/ Tớnh in tr ca dõy dn AB ? R1 R2 b/ Dch chuyn chy c cho AC = 1/2 D BC Tớnh cng dũng in qua ampe k ? A c/ Xỏc nh v trớ chy C Ia = 1/3A ? A Hng dn gii: C B a/ i 0,1mm2 = 10-7 m2 p dng cụng thc tớnh in tr R = l ; thay s v tớnh S RAB = BC RAC = RAB RAC = v cú RCB = RAB - RAC = R1 R = = Xột mch cu MN ta cú nờn mch cu l cõn bng Vy IA = R AC RCB c/ t RAC = x ( K : x ) ta cú RCB = ( - x ) 3.x 6.(6 x) + * in tr mch ngoi gm ( R1 // RAC ) ni tip ( R2 // RCB ) l R = =? + x + (6 x ) b/ Khi AC = * Cng dũng in mch chớnh : I = U = ? R 3.x I = ? 3+ x 6.(6 x) I = ? V UDB = RDB I = 12 x U AD U DB * Ta cú cng dũng in qua R1 ; R2 ln lt l : I1 = = ? v I2 = =? R1 R2 + Nu cc dng ca ampe k gn vo D thỡ : I1 = Ia + I2 Ia = I1 - I2 = ? (1) Thay Ia = 1/3A vo (1) Phng trỡnh bc theo x, gii PT ny c x = ( loi giỏ tr -18) + Nu cc dng ca ampe k gn vo C thỡ : Ia = I2 - I1 = ? (2) Thay Ia = 1/3A vo (2) Phng trỡnh bc khỏc theo x, gii PT ny c x = 1,2 ( loi 25,8 vỡ > ) AC R AC = * nh v trớ im C ta lp t s = ? AC = 0,3m CB RCB Bi 2: Cho in tr cú giỏ tr nh bng R 0, c mc vi theo nhng cỏch khỏc v ln lt ni vo mt ngun in khụng i xỏc nh luụn mc ni tip vi mt in tr r Khi in tr trờn mc ni tip thỡ cng dũng in qua mi in tr bng 0,2A, in tr trờn mc song song thỡ cng dũng in qua mi in tr cng bng 0,2A a/ Xỏc nh cng dũng in qua mi in tr R0 nhng trng hp cũn li ? b/ Trong cỏc cỏch mc trờn, cỏch mc no tiờu th in nng ớt nht ? Nhiu nht ? c/ Cn ớt nht bao nhiờu in tr R v mc chỳng nh th no vo ngun in khụng i cú in tr r núi trờn cng dũng in qua mi in tr R0 u bng 0,1A ? Hng dn gii: a/ Xỏc nh cỏc cỏch mc cũn li gm : cỏch mc : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r cỏch mc : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r Theo bi ta ln lt cú cng dũng in mch chớnh mc ni tip : U Int = = 0,2A (1) r + 3R0 U I SS = = 3.0,2 = 0,6 A R0 Cng dũng in mch chớnh mc song song : (2) r+ r + R0 =3 R0 Ly (2) chia cho (1), ta c : r = R0 em giỏ tr ny ca r thay vo (1) U r+ = 0,8.R0 + Cỏch mc : Ta cú (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r t R1 = R2 = R3 = R0 0,8.R0 U = = 0,32 A R0 2,5.R0 Dũng in qua R3 : I3 = Do R1 = R2 nờn I1 = I2 = r + R0 + I3 = 0,16 A * p dng cụng thc tớnh HT ca mch // cú : UAD = RAD I = 0,8.R0 U = = 0,48 A 2.R0 R0 5.R0 + Cỏch mc : Cng dũng in mch chớnh I = r+ 3.R0 2.R0 R0 Hiu in th gia hai u mch ni tip gm in tr R : U1 = I = 0,32.R0 3.R0 0,32.R0 U1 = = 0,16 A CD qua cng dũng in qua mch ni tip ny l I1 = 2.R0 2.R0 in tr cũn li l I2 = 0,32A b/ Ta nhn thy U khụng i cụng sut tiờu th mch ngoi P = U.I s nh nht I mch chớnh nh nht cỏch mc s tiờu th cụng sut nh nht v cỏch mc s tiờu th cụng sut ln nht c/ Gi s mch in gm n dóy song song, mi dóy cú m in tr ging v bng R ( vi m ; n N) Cng dũng in mch chớnh ( Hv ) I + U 0,8 I= = m m ( B sung vo hv cho y ) r + R0 + n n cng dũng in qua mi in tr R0 l 0,1A ta phi cú : 0,8 I= = 0,1.n m + n = Ta cú cỏc trng hp sau m 1+ n m n S in tr R0 12 15 16 15 12 Theo bng trờn ta cn ớt nht in tr R0 v cú cỏch mc chỳng : a/ dóy //, mi dóy in tr b/ dóy gm in tr mc ni tip Bi Cho mch in sau Cho U = 6V , r = = R1 ; R2 = R3 = U r bit s ch trờn A K úng bng 9/5 s ch R1 R3 ca A K m Tớnh : a/ in tr R4 ? R2 R4 A K b/ Khi K úng, tớnh IK ? Hng dn gii: * Khi K m, cỏch mc l ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) in tr tng ng ca mch ngoi l U 4(3 + R4 ) 4(3 + R4 ) Hiu R=r+ Cng dũng in mch chớnh : I = 1+ + R4 + R4 ( R1 + R3 )( R2 + R4 ) I in th gia hai im A v B l UAB = I4 = R1 + R2 + R3 + R4 ( R1 + R3 ).I U AB = = R2 + R4 R1 + R2 + R3 + R4 4U Thay s ta c I = 19 + R4 * Khi K úng, cỏch mc l (R // R2 ) nt ( R3 // R4 ) in tr tng ng ca mch ngoi l + 15 R4 R' = r + Cng dũng in mch chớnh lỳc ny l : I = 12 + R4 U R3 R4 + 15 R4 Hiu in th gia hai im A v B l UAB = I ' I4 = 1+ R3 + R4 12 + R4 R3 I ' U AB = = R4 R3 + R4 12U Thay s ta c I = 21 + 19 R4 * Theo bi thỡ I4 = I ; t ú tớnh c R4 = b/ Trong K úng, thay R4 vo ta tớnh c I4 = 1,8A v I = 2,4A UAC = RAC I = 1,8V U AC = 0,6 A Ta cú I2 = I2 + IK = I4 IK = 1,2A R2 Bi 4: Mt hp kớn cha mt ngun in cú hiu in th khụng i U = 150V v mt in tr r = Ngi ta mc vo hai im ly in A v B ca hp mt búng ốn cú cụng sut nh mc P = 180W ni tip vi mt bin tr cú in tr Rb ( Hv ) A U B 1/ ốn sỏng bỡnh thng thỡ phi iu chnh Rb = 18 Tớnh r hiu in th nh mc ca ốn ? 2/ Mc song song vi ốn mt búng ốn na ging ht nú Hi Rb c hai ốn sỏng bỡnh thng thỡ phi tng hay gim Rb ? Tớnh tng ( gim ) ny ? 3/ Vi hp in kớn trờn, cú th thp sỏng ti a bao nhiờu búng ốn nh ốn ? Hiu sut s dng in ú l bao nhiờu phn trm ? Hng dn gii: 1/ Gi I l cng dũng in mch chớnh thỡ U.I = P + ( Rb + r ).I2 ; thay s ta c mt phng trỡnh bc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Gii PT ny ta c giỏ tr ca I l I1 = 1,5A v I2 = 6A P + Vi I = I1 = 1,5A Ud = = 120V ; + Lm tt vi I = I = 6A Hiu sut s dng Id p 180 = = 20 % nờn quỏ thp loi bo nghim I2 in trng hp ny l : H = U I 150.6 = 6A 2/ Khi mc ốn // thỡ I = 2.I d = 3A, ốn sỏng bỡnh thng nờn: Ud = U - ( r + Rb ).I Rb ? gim ca Rb ? ( S : 10 ) 3/ Ta nhn thy U = 150V v Ud = 120V nờn cỏc ốn sỏng bỡnh thng, ta khụng th mc ni tip t búng ốn tr lờn c m phi mc chỳng song song Gi s ta mc // c ti a n ốn vo im A & B cng dũng in mch chớnh I = n Id Ta cú 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 r.I d = 150.1,5 180 = 10 n 2.(1,5) max = 10 Rb = + Hiu sut s dng in ú bng : H = Ud = 80 % U Bi t gii: Cho mch in nh hỡnh 3.3.1, cỏc in tr Ging nhau, cú giỏ tr l r ; in tr ca cỏc am pe k khụng ỏng k; UAB cú giỏ tr U0 khụng i Xỏc nh s ch ca cỏc am pe k a.c khúa cựng úng Cht (+) ca am pe k mc vo õu? b c khúa cựng m? Cho mch in nh hỡnh 3.3.2 ; R 1=R4= ; R2=R3=3 ; R5= 0,5 ; UAB= v a Xỏc nh s ch ca am pe k? Bit Ra=0 b Cht (+) ca am pe k mc vo õu Mt ampek cú Ra c mc ni tip vi in tr R0 =20 , vo im M,N cú UMNkhụng i thỡ s ch ca nú lI1=0,6A Mc song song thờm vo ampek mt in tr r=0,25, thỡ s ch ca am pek l I2=0,125A.Xỏc nh Io b ampek i? Cú ampek in tr l lt l R1, R2, mt in tr R=3 , mt ngun in khụng i U Nu mc ni tiộp c ampek v R vo ngun thỡ s ch ca mi ampek l 4,05A.Nu mc ampek song song vi ri mi mc ni tip vi R vo ngun thỡ Ampek th nht ch 3A, Ampek th ch 2A a.Tớnh R1 v R2 ? b.Nu mc trc tip R vo ngun thỡ cng dũng in qua R l bao nhiờu? Cho mch in nh ỡnh v 3.3 Trong ú R /=4R, vụn k cú in tr Rv, UMN khụng i Khi k úng v K m , s ch ca vụn k cú giỏ tr ln lt l 8,4V v 4,2 V Tớnh U v Rv theo R Mt mch in gm mt ampek cú in tr R a, mt in tr R=10 v mt vụn k cú in tr Rv=1000V,mc ni tip t vo u on mch mt hiu in th U, thỡ s ch ca vụn k l 100V Nu mc vụn k song song vi R thỡ s ch ca nú l 100V Tớnh Ra v U Cú k in tr ging ht cú giỏ tr l r, mc ni tip vi vo mt mnh in cú hiu in th khụng i U mc mt vụn k song song vi mt cỏc in tr thỡ vụn k ch U1 a.Chng t rng mc vụn k song song vi k-1 in tr thỡ s ch ca vụn k l U k1 =(k-1)U1 b Chng t rng: s ch ca vụn k mc song song vi k-p in tr gp kp ln p so vi mc song song vi p in tr (vik,p Z+; K > P ) 10 Hai in tr R1 , R2 c mc ni tip vi vo im A v B cú hiu in th UAB khụng i Mc mt vụn k song song vi R , thỡ s ch ca nú l U1 mc vụn k song song vi R2 thỡ s ch ca nú l U2 R a Chng minh : U1 /U2 =R1 /R2 b Bit U=24V, U1 =12V, U2 = 8V V1 Tớnh cỏc t s Rv/R1 ;Rv/R2 ;in tr Rv ca vụn k, Hỡnh 3.3.3 V2 v hiu in th thc t gia u R1 v R2 ? 11 o cng dũng in qua mt in tr R=250 , ngi ta o giỏn tip qua vụn k mc ni tip( hỡnh 3.3.3).Vụn k V cú R1 =5k, v s ch l U1 =20V, vụn k V2 cú s ch U2 =80V.Hóy xỏc nh cng dũng in mch chớnh Cng mch chớnh tỡm c chu sai s nh hng ca dng c o l bao nhiờu %? * Dng 2: Bai tõp v cụng sut iờn, cụng ca dũng iờn, nhiờt lng ta trờn dõy dn Bi 1: Dõy in tr ca mt bp in lm bng nicrụm cú in tr sut 1,1.10-6m, chiu di 0,5m, tit din 0,025mm2 a Tớnh in tr ca dõy b Bp c s dng hiu in th U = 220V Hóy tớnh cụng sut ca bp, t ú suy nhit lng ta ca bp 20 phỳt Gii: 1,5 l a in tr: R = S = 1,1.10-6 0,025.10 = 66 b Cụng sut ca bp: P = U.I = U 220 = = 733,33W R 66 Nhit lng ta 20 phỳt: Q = P.t = 733,33.1200 = 879996J Bi 2: Mt m in cú nghi 220V- 900W c s dng hiu in th 220V un sụi 2,5lớt nc t nhit ban u l 250C B qua nhit lng lm núng v m v nhit lng ta mụi trng Tớnh thi gian un sụi nc Bit nhit dung riờng ca nc l 4200J/kgK Gii: Ta cú 2,5 lớt nc cú lng 2,5kg Nhit lng nc thu vo: Q = mct = 2,5.4200.(100 25) = 787500J Vỡ b qua nhit lng lm núng v m v nhit lng ta mụi trng nờn nhit lng cn cung cp un sụi 2,5 lớt nc chớnh bng cụng ca dũng in Q = A = Pt t = Q 787500 = = 875giõy P 900 Bi 6: Cho mch in nh hỡnh Bit hiu in th gia hai u mch A v B l 18V v luụn khụng i, R1 = R2 = R3 = , Rx l mt bin tr iu chnh Rx cho cụng sut tiờu th trờn Rx t cc i Tỡm Rx v cụng sut cc i ú B qua in tr ca dõy ni Gii: *in tr tng ng ca mch A Rt = R123 + Rx = + Rx R2 Cng dũng in mch chớnh: Rx R1 M B R3 N 18 I= Rx + Hỡnh *Cụng sut tiờu th trờn mch: P = I R x = 324R x (R x + 2)2 *Bin i ta c: PR 2x +(4P-324)R x +4P=0 Ta cú: = (4P - U ) - 4P Vỡ = (4P - 324) -16P = -2592P +104976 P 40,5 W Vy cụng sut cc i l 40,5 W *Cụng sut cc i t c khi: R x = - b 324 - 4.40.5 = = 2a 2.40.5 Bi 7: Cho cỏc dng c in sau: mt ngun in cú hiu in th khụng i U=12V, hai búng ốn 1(6V-0,4A) v 2(6V-0,1A) v mt bin tr Rx a Cú th mc chỳng thnh mch in nh th no hai ốn u sỏng bỡnh thng? V s mch in v tớnh in tr ca bin tr Rx ng vi mi cỏch mc b Tớnh cụng sut tiờu th ca bin tr ng vi mi s , t ú suy nờn dựng s no?Vỡ sao? Gii: in tr ca ốn 1: R1= U ủm1 = = 15 I ủm1 0, in tr ca ốn 2: R2= U ủm2 = = 10 I ủm2 0,1 a) Cú th mc theo hai s sau: Cỏch 1: Cỏch mc chia th gm A Rx (R1//R2) nt Rx nh hỡnh v di Vỡ cỏc ốn sỏng bỡnh thng nờn U1=U2=6V; I1=0,4A; I2=0,1A Ta thy: UAB=U12+Ux=> Ux=UAB-U12=12-6=6V IAB=Ix=I1+I2=0,4+0,1= 0,5A in tr ca bin tr: Rx= Ux = = 12 I x 0,5 Cỏch 2: Cỏch mc chia dũng:gm R1 nt ( R2//Rx ) R1 A R2 B R'x Vỡ cỏc ốn sỏng bỡnh thng nờn: U1=U2=6V; I1=0,4A; I2=0,1A Ta thy: UAB=U1+U2x=> Ux= U2x =UAB-U1=12-6=6V Mt khỏc: IAB=I1=Ix+I2=> Ix = I1 - I2= 0,3A U 'x = 20 in tr ca bin tr: Rx= ' = I x 0,3 b) Cụng sut tiờu th ca bin tr: R1 R2 B s 1: Px= U 2x Rx = 36 = 3W 12 ... định số ảnh, vị trí ảnh vật qua gơng phẳng? Phơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gơng phẳng: ảnh vật qua gơng phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến gơng (ảnh vật đối xứng qua gơng phẳng)... đặt bìa hình tròn, vuông góc với SH a- Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b- Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối Đs: a) 20 cm... I1I2I3 = Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: KI3 M1 = I2I3O = 90 0 - => I3 M1K = M1OM cân O => + + = = 1800 => = 360 Vậy = 360 Bài tập tham khảo: Bài 1: Chiếu tia sáng SI tới gơng phẳng G Nếu