Phân phối chơng trình bdhs giỏi lý Phần IV: ®iƯn häc D¹ng Néi dung - kiÕn thøc D¹ng §o¹n m¹ch nèi tiÕp - m¹ch song song - m¹ch hỗn hợp Dạng Bài toán hạ Dạng Bài toán chuyển mạch Dạng Mạch điện có vôn kế ampe kế Dạng Mạch cầu Dạng Dạng Công thức tính điện trở Biến trở Dạng Công công suất điện Dạng Định luật Jun - Len xơ Dạng 10 Dạng 11 Toán cực trị Truyền tải điện xa Phần Điện học A/ Tóm tắt kiến thức 1/ Muốn trì dòng điện lâu dài vật dẫn cần trì điện trờng vật dẫn Muốn cần nối đầu vật dẫn với cực nguồn điện thành mạch kín Càng gần cực dơng nguồn điện cao Quy ứơc điện cực dơng nguồn điện , điện lớn , điện cực âm nguồn điện Quy ớc chiều dòng điện chiều chuyển dời có hớng hạt mang điện tích dơng, Theo quy ớc bên nguồn điện dòng điện có chiều từ cực dơng, qua vật dẫn đến -1- cực âm nguồn điện (chiều từ nơi có điện cao đến nơi có diện thấp) Độ chênh lệch điện điểm gọi hiệu điện điểm : VA-VB= UAB Muốn trì dòng điện lâu dài vật dẫn cần trì HĐT đầu vật dẫn ( U=0 I =0) a/ Định luật nút mạng - Từ công thức: I= I1+ I2+ +In(đối với mạch mắc song song), ta phát biểu tổng quát: nút, tổng dòng điện đến điểm nút tổng dòng điện khỏi nút Chú ý: +) Dòng điện IK mang dấu (+) chiều mạch +) Dòng IK mang dấu (-) ngợc chiều mạch A ON MCH NI TIP I Lý thuyết: a Đoạn mạch điện mắc nối tiếp: *Đặc điểm:các phận (các điện trở) mắc thành dãy liên tục cực nguồn điện ( phận hoạt động phụ thuộc nhau) -2- *tÝnh chÊt: 1.I chung U=U1+U2+ +Un R=R1+R2+, Rn *Từ t/c công thức định luật ôm I=U/R U1/R1=U2/R2= Un/Rn (trong đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện đầu vật dẫn tỉ lƯ thn víi ®iƯn trë cđa chóng) Ui=U Ri/R Tõ t/s nÕu cã n ®iƯn trë giống mắc nối tiếp điện trở đoạn mạch R =nr Cũng từ tính chất điện trở tơng đơng đoạn mạch mắc nối tiếp lớn điện trở thành phần II Bài tËp Bài Một đoạn mạch AB gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp với Hiệu điện hai đầu điện trở U1 U2 Biết R1=25 , R2 = 40 hiệu điện UAB hai đầu đoạn mạch 26V Tính U1 U2 Đs: 10V; 16V Bài Một đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp R1 =4 ;R2 =3 ;R3=5 Hiệu điện đầu R3 7,5V Tính hiệu điện đầu điện trở R1; R2 đầu đoạn mạch B ĐOẠN MẠCH SONG SONG b Đoạn mạch điện mắc song song: *Đặc điểm: mạch điện bị phân nhánh, nhánh có chung điểm đầu điểm cuối Các nhánh hoạt động độc lập *Tíh chất: Uchung cờng độ dòng điện mạch trổng cờng độ dòng điện mạch rẽ I=I1+I2+ +In 3.Nghịch đảo điện trở tơng đơng tổng nghịch đảo điện trở thành phần R=R1+R2+ +Rn -3- -Từ t/c công thức định luật ôm I1R1=I2R2= =InRn=IR - từ t/c Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị r điện trở đoạn mạch mắc song song R=r/n - từ t/3 điện trở tơng đơng đoạn mạch mắc song song nhỏ điện trở thành phần II Bµi tËp Bài Cho R1= 12 ,R2= 18 mắc song song vào hai điểm A B, Ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính, Ampe kế Ampe kế đo cường độ dòng điện qua R1 ,R2 a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện b) Ampe kế Ampe kế giá trị bao nhiêu? (theo cách) biết Ampe kế 0,9A c) Tính hiệu điện hai đầu A B Bài Cho R1 = 2R2 mắc song song vào hai đầu đoạn mạch AB có hiệu điện 30V Tính điện trở R1và R2 (theo cách) biết cường độ dòng điện qua đoạn mạch 1,2A GỢI Ý: Tính I1, I2 dựa vào hệ thức mối quan hệ I1, I2 với R1 ,R2 để tính R1, R2 Học sinh giải cách khác Đs: 75; 37,5 B ĐOẠN MẠCH HỖN HỢP I TÝnh ®iƯn trở tơng đơng -phân tích mạch Bi Cú ba điện trở R1= 2Ω; R2 = 4Ω; R3 = 12Ω; mắc vào hai điểm A B có hiệu điện 12V (hình 3.3) a) Tính điện trở tương đương mạch -4- b) Tính cường độ dòng điện qua điên trở c) Tính hiệu điện hai đầu điện trở R1 R2 Bài Cho mạch điện nh hình vẽ Trong R1 = Ω, R2 = 10 Ω ,R3 = 15 Ω hiƯu ®iƯn thÕ UCB =5,4V a) TÝnh ®iƯn trở tơng đơng RAB đoạn mạch b) Tính cờng độ dòng điện qua điện trở số cña + ampe kÕ A c) Bài R2 R1 C R3 R3 A K R1 R3 Cho mạch điện nh h×nh vÏ R2 Cã UAB = 6V, R1 = 6, R3 = Cờng độ dòng điện qua R3 I2 = 2/3 A Bỏ qua điện trở dây nối Tính điện trở R2 Bi Cho mạch điện hình 4.4 Biết: R1 = 15, R2 = 3, R3 = 7, R4 = 10 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch 35V a) Tính điện trở tương đương A tồn mạch b) Tìm cường độ dòng điện qua R1 R2 D R3 C R4 Hình 4.4 điện trở Bµi 5( HSGH 2003 - 2004) -5- B Cho mạch điện nh hình vẽ + - R1= R2 = 20 R1 R3= R4 = 15 R2 I2 = 0,3A N R4 C M R3 a,Tính điện trở toàn mạch b, Tính cờng độ dòng điện qua điện trở c, Biết điện trở chịu đợc hiệu điện lớn 30V Tìm hiệu điện lớn mà điện trở mắc nh chịu đợc Dạng 2: toán hạ I/ Lý thuyết chung: Càng gần cực dơng nguồn điện cao Độ chênh lệch điện điểm gọi hiệu ®iƯn thÕ gi÷a ®iĨm ®ã : VA-VB= UAB *TRong trờng hợp mạch phức tạp, Hiệu điện điểm mắc vôn kế phải đợc tính công thức céng thÕ: UAB = VAVB =VA- VC + VC - VB = UAC+UCB UAB = VA-VB=VA- VD + VD- VB = UAD+UDDB II / Bµi tËp : Bµi : Cho mạch điện nh hình vẽ: Cho mạch điện nh hình vẽ Trong R1 = , R2 = 10 Ω ,R3 = 15 Ω hiƯu ®iƯn thÕ UAB =5,4V a,Tính điện trở tơng đơng RAB đoạn mạch b,Tính cờng độ dòng điện qua điện trở sè chØ cña ampe kÕ A c, TÝnh UAC , UBC -6- R2 R1 C R3 A K A B + Bài 2:Giữa hai điểm MN mạch điện có hiệu điện luôn không đổi 12V,người ta mắc R1 R2 P R3 M N V nối tiếp hai điện trở R1=10 R2=14 a)Tính điện trở tương đương đoạn mạch b)Tính cường độ dòng điện chính,cường độ dòng điện qua điện trở hiẹu điện hai đầu điện trở c)Mắc thêm điện trở R3 nối tiếp với hai điện trở trên.dùng vôn kế đo hiệu điện hai đầu R3 U3 = 4V.Tính điện trở R3 Bài Cho mạch điện hình 4.8 R1=15., R2 = R3 = 20, R4 =10 Ampe kế R2 5A R1 Tính điện trở tương đương tồn mạch C A Tìm hiệu điện UAB R4 A UAC Hình 4.8 -7- R3 B Dạng 3: toán chuyển mạch( vẽ lại mạch điện) Một số quy tắc chuyển mạch: a/ chập điểm cïng ®iƯn thÕ: "Ta cã thĨ chËp hay nhiỊu ®iĨm cã cïng ®iƯn thÕ thµnh mét ®iĨm biÕn đổi mạch điện tơng đơng." (Do VA-Vb = UAB=I RAB Khi RAB=0;I 0 hc RAB 0,I=0 Va=VbTøc A B điện thế) Các trờng hợp cụ thể: Các điểm đầu dây nối, khóa K đóng, Am pe kế có điện trở không đáng kể Đợc coi có điện Hai điểm nút đầu R5 mạch cầu cân b/ Bỏ điện trở: ta bỏ điện trở khác khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tơng đơng cờng độ dòng điện qua điện trở Các trờng hợp cụ thể: vật dẫn nằm mạch hở; điện trở khác mắc song song với vật dãn có điện trở 0( điện trở bị nối tắt) ; vôn kế có điện trở lớn (lý tởng) CHÚ Ý: Khi giải toán với mạch điện mắc hỗn hợp tương đối phức tạp, nên tìm cách vẽ sơ đồ tương đương đơn giản Trên sơ đồ tương đương, điểm có điện gộp lại để làm rõ phận đơn giản đoạn mạch ghép lại để tạo thành đoạn mạch điện phức Bài Trong sơ đồ sau đây, cho biết bóng đợc mắc nối tiếp với bóng nµo vµ song song víi bãng nµo? -8- Bµi Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch a b dới đây, biết điện trở có giá trị r 4 Hình a Hình b Bài 3: Cho mạch điện nh hình dới, có hai công tắc K1 K2, biết điện trở R1 = 12,5 ; R2 = 4, R3 = 6 HiƯu ®iƯn thÕ hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5(V) a) K1 đóng, K2 ngắt, tìm cờng độ dòng điện qua điện trở b) K1 ngắt, K2 đóng, cờng độ dòng điện mạch lúc 1A Tính R4 c) K1 K2 đóng Tính điện trở tơng đơng mạch cờng độ dòng điện mạch R1 R4 K1 M -9- N R3 K2 Bµi : Một đoạn mạch điện gồm điện trở mắc nh sơ đồ hình vẽ Cho biết R1 = 2,5Ω ; R2 = 6Ω ;R3 = 10Ω ; R4 = 1,25Ω ; R5 = Ω ë hai đầu đoạn mạch AB có hiệu điện 6V Tính cờng độ dòng điện qua điện trở R1 R4 C R2 A B D R3 R5 E D¹ng : Mach điện có vai trò vôn kế ampe kế I, Lý thuyết 1/ Vai trò am pe kế sơ đồ: * Nếu am pe kế lý tởng ( Ra=0) , chức dụng cụ đo có vai trò nh dây nối đó: Có thể chập điểm đầu am pe kế thành điểm bién đổi mạch điện tơng đơng( am pe kế điểm sơ đồ) Nếu am pe kế mắc nối tiếp với vật đo cờng ®é d/® qua vËt®ã Khi am pe kÕ m¾c song song với vật điện trở bị nối tắt ( nói trên) - 10 - RA = ; UAB = 5V a,TÝnh : I1 , I2 , I3 , I4 , IA = ? b, R1 = R2 = 1Ω R2 = 3Ω , R4 = 6Ω RA = ; IA = 1A TÝnh : I1 , I2 , I3 , I4 = ? UAB =? Chđ ®Ị : ĐIỆN TRỞ - BiÕn trë I Một số kiến thức * Điện trở dây dẫn Ở nhiệt độ không đổi, điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện phụ thuộc vào chất dây Công thức R = l S * Biến trở điện trở thay đổi giá trị dịch chuyển chạy * Lưu ý: Khi giải tập điện trở cần ý số điểm sau: + Diện tích tiết diện thẳng dây dẫn tính theo bán kính đường kính: d2 S = r2 = + Khối lượng dây dẫn: m = D.V = D.S.l + Đổi đơn vị phép nâng lũy thừa: 1km = 1000m = 103m; 1m = 10dm; 1m = 100cm = 102cm; 1m = 1000mm = 103mm 1m2 = 10dm2 =104cm2 =106mm2;; 1mm2 =10-6m2; 1cm2 = 10-4m2; 1cm2 = 104m2 1k = 1000 = 103; 1M = 1000 000 n n m + a a = a n+m n m ; (a ) = a n.m q n n n q an �a � a �a � a ; m a n m ; n a n ; � � n ; � n � n q a a �b � b �b � b A ĐIỆN TRỞ I Công thức điện trở Bi Mt dõy dn hỡnh trụ làm sắt có tiết diện 0,49mm Khi mắc vào hiệu điện 20V cường độ qua 2,5A a) Tính chiều dài dây Biết điện trở suất sắt 9,8.10-8m b) Tính khối lượng dây Biết khôi lượng riêng sắt 7,8 g/cm3 - 16 - GỢI Ý: a) Tính chiều dài dây sắt + Tính R theo U I l + Tính l tử cơng thức : R = s b) Thay V = S.l vào m = D.V để tính khối lượng dây Bµi 2: ( HSG 2005-2006 , 2007-2008 2008-2009) Một quận dây gồm nhiều vòng có điện trở suất chất làm dây =1,6.10-6 m Tiết diện sợi dây S=0,24mm2 , cuận dây đợc mắc vào điểm A,B có hiệu điện 6V, cờng độ dòng điện qua quận dây 1ê a, Tính điện trở dây b, Tính chiều dài sợi dây làm quận dây c, Tính nhiệt lợng toả quận dây thời gian 20 phút d, cần mắc thêm điện trở phụ vào mạch nh có giá trị để cờng độ dòng điện qua quận dây 0,75A ? Biết hiệu điện hai điểm A B không ®æi (vÉn b»ng 6V) Bài Người ta dùng dây hợp kim nicrơm có tiết diện 0,2 mm2 để làm biến trở Biết điện trở lớn biến trở 40 a) Tính chiều dài dây nicrơm cần dùng Cho điện trở suất dây hợp kim nicrôm 1,1.10-6m b) Dây điện trở biến trở quấn xung quanh lõi sứ tròn có đường kính 1,5cm Tính số vòng dây biến trở Bài 4.Một dây dẫn hợp kim dài 0,2km, tiết diện tròn, đường kính 0,4cm có điện trở 4 Tính điện trở dây hợp kim có chiều dài 500m đường kính tiết diện 2mm s: R2 = 40 II.ghép điện trở Bài 1: Có hai loại điện trở: R1=20 , R2=30 Hỏi cần phải có điện trở loại để mắc chúng: a Nối tiếp đợc đoạn mạch có điện trở R=200 ? b Song song đợc đoạn mạch có điện trở R= R R1 Bài : Cho mạch điện nh hình vẽ 1.8 ; B D A UBD khômg đổi 220v, R1=170 , H×nh1.8 - 17 - Am pe kÕ chØ 1A R gồm 40 điện trở nhỏ mắc nối tiếp, thuộc loại khác nhau: 1,8 , , 0,2 .Hỏi loại có chiếc? B) BIN TR Bài Trong mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ nguần -o U o + điện có hiệu điện 12V a) Điều chỉnh chạy biến trở để vôn kế A R 6V ampe kế 0,5 A Hỏi biến trở có điện trở bao nhiêu? V b)Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để vôn kế 4,5 V Bài 2( HSGH 2004-2005) Một mạch điện gồm nguần điện đoạn mạch nối hai cực nguần đoạn mạch có dây dẫn điện trở R, biến trở ampe kế mắc nối tiếp Hiệu điện nguần không đổi, ampe kế có điện trở không đáng kĨ, biÕn trë ch¹y cã ghi (100 - A) a, Vẽ sơ đồ mạch điện nêu ý nghĩa số ghi biến trở b, Biến trở làm dây nikêlin có điện trở xuất =0,4.10-6 có đờng kính tiết diện 0,2 mm Tính chiều dài dây làm biến trở ? c, Di chun ch¹y cđa biÕn trë ngêi ta thÊy Ampe kÕ chØ kho¶ng tõ 0,5 A đến 1,5 A Tìm hiệu điện nguần ®iƯn vµ ®iƯn trë R Bµi 3: ( HSGT_2009-2010) Cho mạch điện nh hình vẽ Biết MN = 1m dây dẫn đồng chất có tiết diện có ®iÖn trë R = 10 ; R0 = Hiệu điện UAB =12 V a, Khi chạy vị trí MC = 0,6 m Tính điện trở ®o¹n MC cđa biÕn trë - 18 - .TÝnh hiƯu điện hai điểm AC số Ampe kế trờng hợp b, Khi chạy vị trí MC = 0,2 m Tính điện trở đoạn MC biến trở hiệu điện hai điểm AC số Ampe kế trờng hợp Bài 4: ( HSGH_2010-2011) Cho mạch điện nh h×nh vÏ: A R1 A BiÕt UAB = 16 V, RA 0, RV rÊt B lín Khi Rx = vôn kế 10V công suất tiêu V thụ đoạn mạch AB 32W a) Tính điện trở R1 R2 R2 RX b) Khi điện trở biến trở Rx giảm hiệu hai đầu biến trở tăng hay giảm? Giải thích Bi 5: Cho mạch điện nh hình vẽ 6.4 biến trở có điện trở toàn phần R0 =12 , đèn loại (6V-3W), UMN=15V Tìm vị trí chạy C để đèn sáng bình thờng Bài :( HSGT_2009-2010) Cho mạch điện nh hình vè Biết U = 12 (V) R0 = 8() ; Rb lµ biÕn trë a) Điều chỉnh biến trở để công suất biến trở 4Ư.Tính giá trị Rb tơng ứng b) Phải điều chỉnh Rb có giá trị để công suất Rb lớn C)Các toán thờng gặp mạch cầu dây: đ* Baứi toaựn cụ baỷn R1 M UMN N R2 Cho mạch điện nh hình vÏ (H- 4.3)  - 19  C B §iƯn trở am pe kế dây nối không đáng kể, điện trở toàn phần biến trở a- Tìm vị trí cuả chạy C biết số ampekế (IA) b- Biết vị trí chạy C, tìm số ampe kế? * Bài tập áp dụng: M Cho mạch điện nh hình vẽ (H - 4.4) R1 UMN N R2 BiÕt U = 7V không đổi R1 = 3, R2= Biến trở ACB dây dẫn Có điện trở suất = 4.106 ( m)  B C ChiỊu dµi l = AB = 1,5m TiÕt diƯn ®Ịu: S = 1mm2 a - Tính điện trở toàn phần biến trở b- Xác định vị trí chạy C để số chØ cđa ampe kÕ b»ng c- Con ch¹y C vị trí mà AC = 2CB, hỏi lúc ampe kÕ chØ bao nhiªu? (A) d - Xác định vị trí chạy C để ampe kế Bài toán 6: M Cho mạch điện nh hình vÏ (H -4.5) UMN N HiƯu ®iƯn thÕ ë hai đầu đoạn mạch U Không đổ.Biểntở có điện toàn phần R Vôn kế có điện trở lớn V C (H-4.5) B a- Tìm vị trí chạy C, biết số vôn kế M U N b- Biết vị trí chạy C, tìm số vôn kếMN * Bài tập áp dụng: Cho mạch điện nh hình vẽ (H 6) - 20 - V  C B BiÕt V = 9V không đổi, R1 = 3, R2 = Biến trở ACB có điện trở toàn phần R= 18 Vốn kế lý tởng (H- 4.6) a- Xác định vị trí chạy C để vôn kế số b- Xác định vị trí chạy C để v«n kÕ chØ sè 1v«n c- Khi RAC = 10 vôn kế vôn ? R2 Câu : Cho đoạn mạch điện nh hình vẽ R1 D BiÕt R1= , R2= AB biến trở có điện trở toàn phần phân bố ®Ịu M N V R0=18 , C lµ chạy có C Thể di động biến trở, UMN= V, Điện trở vôn kế vô lớn A B 1/ Hỏi vôn kế : R0 a- C ë vÞ trÝ trïng víi A ? b- C vị trí cho AC có điện trở 10 ? 2/ Tìm vị trí chạy C để vôn kế V ? 3/ Khi chạy dịch chuyển từ A đến B số vôn kế thayđổi nh nào? Ch CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA DỊNG ĐIỆN I Một số kiến thức * Cơng suất dòng điện: đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh cơng dòng điện Cơng thức: P= A/ t Vì ( A = U I t ) - 21 - P=UI (Ta có P = U.I = I2.R = U2 ) R * Số đo phần điện chuyển hoá thành dạng lượng khác mạch điện gọi cơng dòng điện sản mạch điện Cơng thức: A = UI t U2 (Ta có A = P.t = U.I.t = I R.t = t ) R * Ngoài đơn vị ( J ) ta dùng ( Wh ; kWh ) kWh = 000 Wh = 600 000 J * Lưu ý: Mạch điện gồm có vật tiêu thụ điện, nguồn điện dây dẫn Công thức A = UIt, cho biết điện A (công) mà đoạn mạch tiêu thụ chuyển hóa thành dạng lượng khác Nếu dây dẫn có điện trở nhỏ (coi 0) Khi điểm đoạn dây dân coi khơng có hiệu điện (hiệu điện 0) Chính mà đoạn dây dẫn có dòng điện lớn qua, mà khơng tiêu thụ điện năng, khơng bị nóng lên Nhưng mắc thẳng dây dẫn vào hai cực nguồn điện (trường hợp đoản mạch) Do nguồn điện có điện trở nhỏ nên điện trở mạch (cả dây dẫn) nhỏ Cường độ dòng điện mạch lớn, làm hỏng nguồn điện II Bài tập Bài Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: Đ1 có ghi ( 6V – 1A), Đ2 có ghi Đ2 ( 6V0,5A) a, TÝnh ®iƯn trë đèn đèn b, Coi điện trở không đổi tính cờng độ dòng điện qua mạch - 22 - c, Công suất thực tế hai đèn mắc hai bóng vào hiệu điện 12V ? d) Khi mắc hai bóng vào hiệu điện 12V đèn có sáng bình thường khơng? Tại sao? Bài Trên bóng đèn có ghi: 220V- 100W a) Tính điện trở đèn (giả sử điện trở đèn không phụ thuộc nhiệt độ) b) Khi sử dụng mạch điện có hiệu điện 200V độ sáng đèn nào? Khi cơng suất điện đèn bao nhiêu? c) Tính điện mà đèn sử dụng 10giờ Bài Có hai bóng đèn loại 12V- 0,6A 12V- 0,3A a) Có thể mắc hai bóng nối tiếp với mắc vào hai điểm có hiệu điện 24V khơng? Vì sao? Bài2 Cho đoạn mạch mắc sơ đồ hình 7.1 Trên đèn Đ1 có ghi: 6V- 12W Điện trở R có giá trị 6 Khi mắc đoạn mạch vào V A R B C nguồn điện hai đèn Đ1,Đ2 sáng bình thường Đ2 vơn kế 12V a) Tính hiệu điện nguồn điện Đ1 Hình 7.1 b) Tính cường độ dòng điện chạy qua R, Đ1, Đ2 c) Tính cơng suất Đ2 Tính cơmg suất tiêu thụ tồn mạch Lun TËp Bài Một xã có 450 hộ Mỗi ngày hộ dùng điện giờ, với cơng suất thụ trung bình hộ 120W - 23 - a) Tính tiền điện phải trả hộ xã tháng theo đơn giá 700đ/ kWh b) Tính trung bình cơng suất điện mà xã nhận bao nhiêu? c) Điện truyền tải đến từ trạm điện cách 1km Cho biết hiệu suất truyền tải lượng 68% hiệu điện nơi sử dụng 150V Tìm hiệu điện phát từ trạm điện điện trở đường dây tải d) Dây tải đồng có điện trở suất = 1,7.10-8m Tính tiết diện dây Chủ đề 4: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ I Một số kiến thức bản: Nhiệt lượng toả dây dẫn tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, tỷ lệ thuận với điện trở thời gian dòng điện chạy qua Cơng thức: Q = I2Rt Q = 0,24 I2Rt II Bài tập Bài Một bàn có khối lượng 0,8kg tiêu thụ cơng suất 1000W hiệu điện 220V Tính: a) Cường độ dòng điện qua bàn b) Điện trở bàn c) Tính thời gian để nhiệt độ bàn tăng từ 20 0C đến 900C Cho biết hiệu suất bàn H= 80% Cho nhiệt dung riêng sắt 460J/kg.K - 24 - Bài Một bếp điện hoạt động hiệu điện 220V a) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn thời gian 25phút theo đơn vị Jun đơn vị calo Biết điện trở 50 b) Nếu dùng nhiệt lượng đun sơi lít nước từ 20 0C.Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước 4200J/kg.K 1000kg/m3 Bỏ qua mát nhiệt Bài Người ta đun sôi 5l nước từ 200C ấm điện nhơm có khối lượng 250g 40phút Tính hiệu suất ấm Biết ấm có ghi 220V- 1000W, hiệu điện nguồn 220V cho nhiệt dung riêng nước nhôm 4200J/kg.K 880J/kg.K Bài Người ta mắc hai điện trở R 1= R2=50 hai cách nối tiếp song song nối vào mạch điện có hiệu điện U= 100V a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở trường hợp b) Xác định nhiệt lượng tỏa điện trở hai trường hợp thời gian 30phút Có nhận xét kết tìm Bài Giữa hai điểm A B có hiệu điện 120V, người ta mắc song song hai dây kim lọai Cường độ dòng điện qua dây thứ 4A, qua dây thứ hai 2A a) Tính cường độ dòng điện mạch b) Tính điện trở dây điện trở tương đương mạch c) Tính cơng suất điện mạch điện sử dụng 5giờ - 25 - d) Để có cơng suất đoạn 800W người ta phải cắt bớt đoạn đoạn dây thứ hai mắc song song lại với dây thứ vào hiệu điện nói Hãy tính điện trở đoạn dây bị cắt Bài Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình có chiều dài tổng cộng 40m có lõi đồng tiết diện 0,5mm 2.Hiệu điện cuối đường dây(tại nhà) 220V Gia đình sử dụng dụng cụ điện có tổng cơng suất 165W trung bình ngày Biết điện trở suất đồng 1,7.10-8m a) Tính điện trở toàn dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình b) Tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn 30 ngy n v kW.h Toán cực trị Bài Trên điện trở R1 có ghi 0,1k – 2A, điện trở R2 có ghi 0,12k – 1,5A a) Giải thích số ghi hai điện trở b) Mắc R1 nối tiếp R2 vào hai điểm A, B UAB tối đa để hoạt động hai điện trở không bị hỏng Đs: 330V + Tính Umax dựa vào giá trị IAB, R1, R2 Bài Có hai điện trở có ghi: R1(20 -1,5A) R2 (30 -2A) a) Hãy nêu ý nghĩa số ghi R1, R2 b) Khi Mắc R1//R2 vào mạch hiệu điện thế, cường độ dòng điện mạch tối đa phải để hai điện trở khơng bị hỏng ? Bµi 3( HSGH 20032004) Cho mạch điện nh hình vẽ + - R1= R2 = 20 R1 R3= R4 = 15 R2 I2 = 0,3A N R4 C M a,Tính điện trở toàn mạch R3 b, Tính cờng độ dòng điện qua điện trở - 26 - c, Biết điện trở chịu đợc hiệu điện lớn 30V Tìm hiệu điện lớn mà điện trở mắc nh chịu đợc Bài 4: Cho mạch điện nh hình vẽ: Biết R = , bóng đèn Đ: 6V 3W, R2 biÕn trë HiƯu ®iƯn thÕ UMN = 10 V M a Xác định R2 để đèn sáng N bình thờng b Xác định R2 để công suất tiêu thụ R2 cực đại Tìm giá trị c Xác định R2 để công suất tiêu thụ đoạn mạch mắc song song cực đại Tìm giá trị Đ R R Bài 6: Cho mạch điện nh hình vẽ: U U = 24V không đổi R1 dây dẫn nhôm có chiều dài 10m vµ tiÕt diƯn R1 lµ 0,1 mm , R2 biến trở C -8 a, Tính điện trở cđa d©y dÉn BiÕt l = 2,8 x 10 b, Điều chỉnh để R2 = 9,2 Tính công suất tiªu thơ trªn biÕn trë R2 c, Hái biÕn trë có giá trị để công suất tiêu thụ biến trở lớn nhất? Bài 8: Một biến trở có giá trị điện trở toàn phần R =120 Nèi tiÕp víi mét ®iƯ trë R1 Nhờ biến trở làm thay đổi cueờng độ dòng điện mạch từ 0,9A đến 4,5 A a) Tính giá trị điện trở R1 b) Tính công suất toả nhiệt lớn biến trở Biết mạch R1 đổi điện đợc mắc vào mạch điện có hiệu điện U không B A M - 27 - + C N Bài tập máy biến thế, truyền tải điện xa Từ trạm thuỷ điện nhỏ cách nhà trờng 5km, ngời ta dùng dây tải điện có đờng kính 4mm, điện trở suất 1,57 10-8 m Nhà trờng cần lới điện 200V, tiêu thụ công suất 10kW a) Tính điện trở dây tải điện b) Tính hiệu điện đầu đờng dây máy cung cấp c) Tính độ sụt đờng dây, công suất hao phí đờng dây hiệu suất đờng dây d) Nếu muốn có hiệu suất 80% dây phải có tiết diện ? ( Giả thiết dụng cụ ®iƯn ®Ịu cã tÝnh chÊt ®iƯn trë) Ngêi ta cần truyền tải công suất diện 100kW xa 100km, với điều kiện hao phí điện toả nhiệt đờng dây không vợt 3% công suất truyền tải Ngời ta dùng dây đồng ( p = 1,7 10-8 Ω m ; D = 8800kg/m3) TÝnh khối lợng dây dẫn truyền điện với hiệu điện 000V Có hai cụm dân c sử dụng trạm điện dùng chung đờng dây nối tới trạm Hiệu điện trạm không đổi 220V Tổng công suất tiêu thụ hiệu điện định mức 220V ®å dïng ®iƯn ë hai cơm lµ nh vµ b»ng P0 = 55kW Khi chØ cã mét côm dïng điện thấy công suất tiêu thụ thực tế cơm nµy chØ lµ P1 = 50,688kW a) TÝnh PHP dây tải từ trạm tới cụm b) Khi hai cụm dùng điện, cầu dao k đóng) Ptt thực tế cụm 44,55kW.Hỏi ®ã hiƯu ®iƯn thÕ thùc tÕ ë cơm lµ ? - 28 - K Trạm điện Cụm Cụm Từ nơi sản xuất điện đến nơi tiêu thụ hai máy biến hai đờng dây tải điện nối hai biến với Máy tăng A có tỉ số vòng dây n 1A/n2A = 1/10 Đờng dây tải điện có ®iƯn trë tỉng céng lµ Rd = 10 Ω Máy hạ B có tỉ số vòng dây n1B / n2B =1 Nơi tiêu thụ mạng điện 120V 12kW Bỏ qua hao phí điện hai máy biến điện trở cuộn dây a) Tính hiệu điện cuộn sơ cấp máy tăng b) Tính hiệu suất vận tải điện c) Nếu giữ nguyên đờng dây nhu cầu nơi tiêu thụ 120V – 12kW Bá hai m¸y biÕn thÕ c.1: Hỏi đờng dây phải có công suất P , hiệu điện đầu đờng dây U0 bao nhiêu? c.2: Hao phí điện tăng lên lần? C.3: Hiệu suất giảm lần? Tại xã A có trạm điện cung cấp hiệu điện xoay chiều có giá trị coi nh không đổi 220V công suất sử dụng tăng giảm nh Để truyền tải điện từ ®Õn x· B (cã 100 d©n) ngêi ta sư dụng 20km dây đồng tải điện ( tất nhiên phải có cột điện), đờng dây điện dài 10km Dây đồng cỡ tơng đối lớn : tiết diện 1cm2 Mỗi hộ xã B dùng bóng điện loại 220V 100W (điện trở suất dây 1,6 10-8 m) a) Tính điện trở dây tải điện b) Tính ®iƯn trë cđa m¹ng ®Ìn sư dơng t¹i x· B c) Tính cờng độ dòng điện dây tải điện d) Hiệu điện sụt đờng dây tổng ? e) Hiệu điện làm việc đèn xã B ? Đèn sáng nh ? g) Nếu trạm điện có máy biến tăng hiệu điện từ 220V lên 365V để truyền tải xã B sao? Một máy phát điện công suất 500kW, U = 10kV cung cấp điện cho hộ tiêu thụ cách 5km Tính tiết diện tối thiểu dây đồng để độ sụt đờng dây không vợt 2% Muốn hao phí công suất giảm 100 lần phải tăng U lên lần? Cho điện trở suất ®ång lµ 1,7 10 -8 Ω m ( TrÝch ®Ị thi tuyển sinh trờng PT khiếu ĐHQG TPHCM 2003) - 29 - Mạng điện khu nhà gồm loạt bóng đèn 110V mắc song song Đờng dây tải điện nối tới trạm biến cách xa 1,2km gồm dây nhôm có điện trở suÊt 2,5 10-8 Ω m tiÕt diÖn 80mm2 Coi hiÖu điện từ trạm biến không đổi bỏ qua điện trở dây nối khu nhà a) Khu nhà dùng 44 đèn loại 60W, đèn sáng bình thờng + Tính công suất hao phí đờng dây hiệu suất mạng đèn + Nếu cắm thêm bếp điện độ sáng đèn thay đổi nh nào? Tại sao? b) Nếu khu nhà muốn dùng 56 bóng đèn gồm loại 40W, 60W, 150W mà sáng bình thờng cần đèn loại? (Đề tuyển sinh lớp 10 chuyên lí) Điện đợc tải từ nơi phát điện (A) đến nơi tiêu thụ (T) đờng dây điện có tổng điện trở R = 10 Đầu đờng dây đặt máy tăng (B) có hệ số biến đổi 0,04 Cuối đờng dây đặt máy hạ (C) có hệ số biến đổi 20 Hiệu suất máy 90%.Nơi tiêu thụ cần công suất 22kW hiệu điện sử dụng 220V a) Tính hiệu điện hai đầu vào máy hạ Bỏ qua điện trở dây dẫn từ máy hạ đến nơi tiêu dùng b) Tính hiệu điện hai đầu vào máy tăng c) Tính hiệu suất vận tải điện từ (A) đến (T) - 30 - ... điện điểm : VA-VB= UAB *TRong trờng hợp mạch phức tạp, Hiệu điện điểm mắc vôn kế phải đợc tính công thức cộng thế: UAB = VAVB =VA- VC + VC - VB = UAC+UCB UAB = VA-VB=VA- VD + VD- VB = UAD+UDDB... thành phần R=R1+R2+ +Rn -3 - -Từ t/c công thức định luật ôm I1R1=I2R2= =InRn=IR - từ t/c Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị r điện trở đoạn mạch mắc song song R=r/n - từ t/3 điện trở tơng... ®iƯn trë rÊt lín  V C (H-4.5) B a- Tìm vị trí chạy C, biết số vôn kế M U N b- Biết vị trí chạy C, tìm số vôn kếMN * Bài tập áp dụng: Cho mạch điện nh hình vẽ (H 6) - 20 - V  C B Biết V = 9V không