Bộ đề thi hsg vật lí 9

Bài 3: Giữa hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 6V có mắc hai điện trởR1và R2 song song nhau thì đo được cường độ dòng điện qua mạch chính là 0,75A.. Mắc thêm điện trở R3 v

CÂU HỎI – ĐÁP ÁN MÔN VẬT LÝ LỚP 9 Bàì 1: Có hai điện trở R1và R2 mà giá trị cần xác định

- Khi mắc R1 nối tiếp với R2 rồi nối vào hiệu điện thế U = 12V thì cường độ dòngđiện qua mạch là I = 1,2A

- Khi mắc R1 song song với R2 rồi nối vào hiệu điện thế U = 12V thì cường độ dòngđiện qua mạch là I = 5A

Tính các điện trở R1và R2

Giải

- Khi mắc R1 nối tiếp với R2 :

Điện trở tương đương của mạch là

Mà nên (1)

- Khi mắc R1 song song với R2 :

Điện trở tương đương của mạch là

Mà nên (2)

Từ (1) và (2) ta được: R1= 4 Ω và R2= 6 Ω

Hoặc R1= 6 Ω và R2= 4 Ω

Bài 2: Cho mạch điện AB có hiệu điện thế không đổi gồm hai điện trở R1= 20Ω và R2

mắc nối tiếp Người ta đo được hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là U1= 40V Thay điện trở

R2 bằng điện trở R’1= 10Ω thì đo được hiệu điện thế trên đó là U’1= 25V Tính hiệu điệnthế hai đầu đoạn mạch AB và điện trở R2

Giải

- Khi R1= 20Ω và U1= 40V thì:

Cường độ dòng điện qua R1 là

Theo định luật Ôm: U= I Rtđ = I (R1+ R2)

U= 2 (20 + R2) = 40 + 2 R2 (1)

- Khi R’1= 10Ω và U’1= 25V thì:

Cường độ dòng điện qua R1 là

Theo định luật Ôm: U= I Rtđ = I (R1+ R’

1) U= 2,5 (20 + 10) = 2.5 30 = 75V (2)

Từ (1) và (2) ta được: R2= 17,5Ω và U = 75V

1

Bài 3: Giữa hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 6V có mắc hai điện trở

R1và R2 song song nhau thì đo được cường độ dòng điện qua mạch chính là 0,75A Biết R1

Bài 4: Giữa hai điểm AB của một mạch điện có hiệu điện thế không đổi 12V, người ta mắc

hai điện trở R1= 6Ω và R2= 12Ω song song nhau

1 Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua mỗi điện trở

2 Mắc thêm điện trở R3 vào đoạn mạch nói trên thì cường độ dòng điện qua mạchchính lúc này là 2A Hỏi mắc R3 vào mạch như thế nào? Tính các giá trị R3 và cường

độ dòng điện qua mỗi điện trở

Giải

1 Cường độ dòng điện qua mạch chính và qua mỗi điện trở

Điện trở tương đương của mạch là

Cường độ dòng điện qua mạch chính là

Cường độ dòng điện qua R1 là

Cường độ dòng điện qua R 2 là

2 Để cường độ dòng điện qua mạch chính là I= 2A< 3A thì điện trở tương đươngcủa mạch phải tăng lên Vậy R3 phải mắc nối tiếp

Điện trở tương đương của mạch lúc này là

- Khi R3 mắc nối tiếp với đoạn mạch nói trên thì Rtđ= R3+R12= 6

- Khi R3 mắc nối tiếp với R1 thì

Vậy khi R3 nối tiếp với đoạn mạch gồm R1 song song R2 thì R3= 2Ω

khi R3 nối tiếp với R1 thì R3= 6Ω.

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó Rx là một biến trở có ghi (100 Ω -1A)

2

1 Chiều dài dây làm biến trở:

Tiết diện của dây:

1 Ampe kế chỉ 1A Tính hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB

2 Mắc thêm một bóng đèn dây tóc có điện trở Rđ= R3= 24Ω luôn luôn không đổi vào hai điểm C và B của mạch

a) Vẽ sơ đồ mạch điện Tính điện trở tương đương của mạch và số chỉ của ampe kế lúc này

b) Biết đèn sáng bình thường, tính công suất định mức của đèn

Giải

1 Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB:

Điện trở tương đương của mạch: Rtđ= R1+ R2= 10 + 40 = 50Ω

Đ

Điện trở tương đương của mạch:

Số chỉ của ampe kế lúc này:

c) Công suất định mức của đèn:

Khi đèn sáng bình thường thì Rđ= R3=24Ω

Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là UĐ= UCB= I.RCB = 2.15 = 30V

Công suất định mức của đèn:

Bài 7: Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó R1= R2=5Ω và R3=15Ω, điện trở ampe kế, khóa K và dây nối không đáng kể

b) Khi K1 mở và K2 đóng, ampe kế chỉ bao nhiêu?

c) Khi K1 và K2 đều đóng, ampe kế chỉ bao nhiêu? Tính cường độ dòng điện qua các điện trở

A

Hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch: U=I.Rtđ=1.6=6V

Cường độ dòng điện qua R1 và R2 là

Cường độ dòng điện qua R3 là

Cường độ dòng điện qua ampe kế là

c) Khi K1 và K2 đều đóng: Đoản mạch R1, còn R2 song song R3

Điện trở tương đương của mạch:

Cường độ dòng điện qua ampe kế là

Cường độ dòng điện qua R2 là

Cường độ dòng điện qua R3 là

Bài 8:Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, biết R1=8Ω, R2= R3=4Ω và UAB= 6V không đổi, điện trở ampe kế , khóa K và dây nối không đáng kể

A

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:

a) Khóa K mở: R1 mắc nối tiếp R2 song song với R3

R12= R1+ R2= 8 + 4 = 12Ω

Cường độ dòng điện qua ampe kế là

b) Khóa K đóng: Đoản mạch R2, còn R1 song song R3

Điện trở tương đương của mạch:

Cường độ dòng điện qua ampe kế là

2 Đường kính tiết diện của dây là:

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ UAB = 12V không đổi; R1 = 15Ω; R2 = 10Ω; R3

= 6Ω ; R4 = 8Ω Điện trở khóa K và dây nối không đáng kể Tính điện trở tương đương

của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua các điện trở khi K mở và khi K đóng

6

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi K đóng và khi K mở?

b/ Khi K đóng, hiệu điện thế giữa 2 đầu AB luôn được duy trì 24V Tính cường độ dòng điện qua điện trở R2?

A B

Biết R1 = 15Ω, R2 = R3 = R4 = 10Ω

a/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB?

b/ Biết U = 30V Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của Ampe kế?

A D B

C

Biết R1 = 15Ω, R2 = 3Ω, R3 = 7Ω, R4 = 10Ω, UAB = 35V.

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB?

b/ Tính cường độ dòng điện qua các điện trở?

c/ Tính hiệu điện thế giữa 2 điểm AC và AD?

a Tính số chỉ của ampekế, vôn kế?

b Đổi ampe kế, vôn kế cho nhau thì ampe kế và vôn kế chỉ giá trị bao nhiêu?

Cho mạch điện như hình dưới, có hai công tắc K1 và K2, biết các điện trở

R1 = 12,5 ; R2 = 4, R3 = 6 Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UMN = 48,5(V)

a) K1 đóng, K2 ngắt, tìm cường độ dòng điện qua các điện trở

b) K1 ngắt, K2 đóng, cường độ dòng điện trong mạch lúc này là 1A Tính R4 c) K1 và K2 cùng đóng Tính điện trở tương đương của cả mạch và cường độ dòng điện của mạch chính

Cho mạch điện như hình vẽ:

Đèn 1 có ghi 3V- 6W, đèn 2 có ghi 6V-3W; R5 = 2,4 Ω; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

UAB = 15V

Biết rằng cả hai đèn đều sáng bình thường Tính R3 và R4

15

R5 1

R3

R4

Cường độ dòng điện qua R5 là 1A.

a/ Tính điện trở tương đương toàn mạch

b/ Tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở và cường độ dòng điện qua các điện trở

rrr r rrr

r

rrr r rrr

1.2.3 4 1.2.3 4

Vậy điện trở toàn mạch là: 15Ω

b/ Hiệu điện thế hai đầu R5 là:

CD

U I R

(A)Cường độ dòng điện qua R1 là:

Xác định giá trị cường độ dòng điện

qua mỗi điện trở và hiệu điện thế hai

đầu mỗi điện trở trong hai trường hợp sau:

rrr r

R3 R2

R4

D

B A

rrr r

rrr r

rrr r

U

R

Điện trở tương đương toàn mạch là:

U

(A)Hiệu điện thế hai đầu R3 là:

b/ Khi K mở ta có mạch điện tương đương là:

Điện trở tương đương là:

rrr r

R4

R3

rrr r

rrr

1

1

90 2( ) 45

U

(A)Hiệu điện thế hai đầu điện trở R4 là:

Hiệu điện thế hai đầu điện trở R2 và R3 là:

b/ Thay vôn kế bằng ampe kế, mạch điện trở thành:

Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

rrr r

R3

R4

rrr r

rrr

Tại nút M ta có:

I2 = I3 + IA

IA = I2 – I3 = 3 – 0,6 =2,4 (A)

Vậy số chỉ của ampe kế là: 2,4A

Câu 20: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó R1 =R4 = 2Ω

- Khi khóa K mở :Cường độ dòng điện trong

mạch chính là 1,5A, HĐT hai đầu R2 là 6V

- Khi khóa K đóng: CĐDĐ trong mạch chính là 3A,

HĐT hai đầu đoạn mạch là 4V

Tính R2, R3 và UAB

Đáp án

Khi khóa K mở: mạch điện gồm R1 nối tiếp R2 nt R4.

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

IA = I = U1 = I2 =I4 = 1,5 (A)

Hiệu điện thế hai đầu R2 là: U2 = 6V

Giá trị điện trở R2 là:

2 2

2

6 4 1,5

Cường độ dòng điện qua mạch chính khi đó là:

IA = I’ = I4 = 3(A)

Hiệu điện thế hai đầu R2 là U’2 = 4 (V)

Cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R1 là:

2

2 1

2

4 1( ) 4

3

6 3 2

21

R3

R2 R1

B A

1.2 3 1.2.3

a/ Có thể mắc chúng thành mạch điện như thế nào để hai đèn đều sáng bình thường?

Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở của biến trở ứng với mỗi cách mắc

b/ Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ từ đó suy ra nên dùng sơ

6 15

2

6 60 0,6

1 2 1,2

Hai đèn sáng bình thường nên UĐM =Utt = U1 = U2 = 6V

Cường độ dòng điện trong mạch chính là:

1.2 1.2

1.2

6 0,5( ) 12

AB AB

U R

x x

Pa = Ix2.Rx = 0,52.12 = 3W

Pb = I’x2.Rx = 0,32.20 = 1,8W

Vậy chọn sơ đồ theo cách mắc 2 vì công suất tỏa nhiệt trên biến trở là vô ích

Câu 22: Cho ba bóng đèn điện, trên đó có ghi: đèn 1 (110V – 40W), đèn 2 (110V – 50W),

đèn 3 (110V – 80W) Mạng điện có hiệu điện thế 220V

1 Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn

2 Khi mắc đèn 1 song song với đèn 2, cả hai lại mắc nối tiếp với đèn 3 rồi nối vào mạng điện có hiệu điện thế U = 220V Tính cường độ dòng điện thực sự qua mỗi đèn lúc này

3 Để cả ba đèn đều sáng bình thường, người ta phải mắc thêm vào mạch một điện trở Rx song song với đèn 3 rồi tất cả mắc vào mạng điện có hiệu điện thế U=220V như hình vẽ

a/ Tính giá trị của điện trở Rx.b/ Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở Rx

Đáp án

1/ Điện trở của đèn 1 là:

2 2 1

1

1

110

302,5 40

2 2 2

2

2

110

242 50

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

x x x x x x x x x x x x x x x x x x X

Đ1

Đ2

24

Đèn là loại 6V – 3W và sáng bình thường Vôn kế

có điện trở lớn vô cùng và chỉ 3V, chốt dương của

vôn kế mắc vào điểm M Hãy tìm R1 và R3

R4 R2

R6 K

_ +

_ R1

R3 R2

Đ

B

N + R0

V

→I = I1 + I2 = 0,5 + 3

3

R (1)Mặt khác: U= I.R0 + I2.(R2 + R3)

UAB = U – I.R0 = 24 – 1,5.4 = 18V

U1 = UAB – UĐ = 18 – 6 = 12V �

1 1 1

1

12 24 0,5

Câu 25: Cho mạch điện như hình vẽ:

I1 I2 I3

B

C

D R1

B

C

D R1

C

R2 U

Câu 27: Tính điện trở RAB của đoạn mạch điện

theo sơ đồ sau:

R4

B C

R4

Vì các ampe kế và dây nối có

điện trở không đáng kể nên có thể coi

R1, R2, R3 mắc song song với nhau như

R2 R3

R4

B F

H

I1 I2 I3

I

ghi 6V – 3W, R5 = 2 Hiệu

điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 15V

Biết rằng cả hai đèn sáng bình thường

Cường độ dòng điện mạch chính chạy qua R5: I = = = 3A

Cường độ dòng điện qua R3: I3 = I – I1 = 3 – 2 = 1A

Đ2

B

I3 = I4 – I2 = 2 – 0,5 = 1,5AMặc khác hiệu điện thế giữa hai đầu R3 là U3 = UCD là:

Đ2

B

A N

B A

M

U3 = U2 – U1 = 6 – 3 = 3VVậy: R3 = = = 2

Để tính R5 ta xét đoạn mạch gồm đèn 1 và R5 mắc song song

b) Nối M và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn Tìm số chỉ của vôn kế?

c) Bỏ vôn kế ra, Nối N và B bằng ampe kế Tìm số chỉ của ampe kế và chiều của dòng điện qua ampe kế

GIẢI a) Mạch điện được mắc:

M

Trên toàn mạch: AN: UAN = IC.R123 = 6V

R2 R3 M

V

B A R2

Áp dụng định luật nút tại M: Ia = I2 + I3 = 3 + 0,6 = 3,6A

Chiều dòng điện qua ampe kế từ M đến B

Câu 32: Cho mạch điện như hình vẽ:

Điện thế Vc = 0

34

A

C R1

Ta có: = suy ra R4 = = = 180

Bài tập 33: Cho mạch điện như hình 1 Biết R1= 8; R2 = 4; R3 = 6;

UAB = 12V; R4 là một biến trở Vôn kế có điện trở rất lớn,

dây nối và khóa K có điện trở rất nhỏ

a Khóa K mở, vôn kế chỉ bao nhiêu?

a Khi K mở: R4 không mắc vào trong mạch, vôn kế

có điện trở rất lớn nên dòng điện không qua R3

35

B A

R2

R4 R3

+ Ampe kế chỉ 1A

2 2

+ Giải phương trỡnh ta được x = 10 hoặc x = -8 (loại)

+ Vậy con chạy C ở chớnh giữa biến trở thỡ ampe kế chỉ 1A

Bài 35: Bốn điện trở giống hệt nhau

Ghép nối tiếp vào một nguồn điện

Có hiệu điện thế không đổi UMN = 120 V

Dùng một vôn kế mắc vào giữa M và C nó chỉ 80 vôn Vậy nếu

lấy vôn kế đó mắc vào hai điểm A và B thì số chỉ của vôn kế

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện thế không

đổi U = 120V, các điện trở R0 = 20,

R1 = 275 :

- Giữa hai điểm A và B của mạch điện, mắc nối tiếp điện trở R =

1000 với vôn kế V thì vônkế chỉ 10V

- Nếu thay điện trở R bằng điện trở Rx ( Rx mắc nối tiếp với vônkế

a) Có nhiều cách lập luận để thấy điện trở của vôn kế có thể xác định được, ví dụ :

+ Mạch điện đã cho là mạch kín nên có dòng điện chạy trong mạch, giữa hai điểm A và B

có HĐT UAB nên : - Nếu đoạn mạch ( V nt R ) mà RV có giá trị vô cùng lớn thì xem nhưdòng điện không qua V và R UAC = UCB mặc dù R có thay đổi giá trị Số chỉ của Vkhông thay đổi

+ Theo đề bài thì khi thay R bằng Rx thì số chỉ của V tăng từ 10V lên 20V Có dòng điệnqua mạch

B C

A

R0 V

+ Khi thay điện trở R bằng Rx Đặt Rx = x , điện trở tương đương của mạch = R’’.

Lý luận tương tự như trên ta có PT : = I’v ( x + RV ) = Thay số tính được

K

R1

R3

R4

( Câu b có thề giải bằng định luật Ôm hoặc cách khác)

Bài 38: Một vôn kế V được mắc vào mạchđiện có hiệuđiện thế U = 220V.Khi mắc vôn kế

trên nối tiếp vớiđiện trở R1 = 15000Ω thì vôn kế chỉ Uv = 70V Khi mắc nối tiếp với điệntrở R2 thì vôn kế chỉ U2 = 20V Tínhđiện trở R2 ?

Hướng dẫn giải:

- Trường hợp vôn kế mắc vớiđiện trở R1:

Ta có : Hiệuđiện thế giữa hai đầu R1 là: U1 = U – Uv = 220 – 70 = 150V

Cường độ dòngđiện qua R1: I1 =

Do Vôn kế mắc nối tiếp với R1 nên Iv = I1 = 0,01A

Điện trở của vôn kế là: Rv =

- Trường hợp vôn kế mắc nối tiếp với R2 thìU2V = 20V

Hiệuđiện thế giữa hai đầu điện trở R2 là:

UR2 = U – U2V= 220 – 20 = 200V

40

Cường độ dòngđiện qua vôn kế khi đó là :

I2v =

Do Vôn kế mắc nối tiếp với R2 nên I2v = I2 = A

Đi ệntr ở R2 =

Bài 39: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó hiệu điện thế giữa A và B không đổi và bằng 12V; các điện trở có giá trị R1=

10Ω, R2 = 50Ω, R3 = 20Ω; Vôn kế có điện trở rất lớn Đoạn mạch DB gồm hai điệntrở R giống nhau Khi hai điện trở R này nối tiếp nhau, thì số chỉ của vôn kế là U1

và khi chúng mắc song song , thì số chỉ của vônkế là U2=3U1.a) Xác định R và U

b) Nếu đoạn mạch DB , chỉ chứa một điện trở R thì số chỉ của vônkế là bao nhiêu?Hướng dẫn

- Tính hiệu điện thế U2R = UAB

- Số chỉ của vôn kế U1= UR2- U2R= 10

Khi R mắc song song với nhau thì RDB=R/2

- Điện trở của đoạn RADB= R3+ R/2 = 20 + R/2

Số chỉ của vôn kế khi đó là: U3 = UR2- UDB = 10 – 6 = 4V

Bài 40: Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó : UAB=24V, các điện trở có giá trị : R1=4Ω, R2=8Ω, R3=R4 = 6Ω

42

R2 R1

C

A

B k

R4 R3

D

1 Tính cường độ dòng điện qua các điện trở, khi khóa K ngắt và khi khóa K đóng.

2 Tính hiệu điện thế UCD giữa hai điểm C và D khi khóa K ngắt

số chỉ của các ampe kế là bao nhiêu?

Giải

Do RA1,RA2=0, nên ta chập A với M, N khi đó

ta bỏ qua R5 ta được sơ đồ:

Vậy R5=0, ta suy ra:

Do ampe kế có điện trở không đáng kể chứ không phải bằng 0.

Dòng điện qua R4, R5 và dòng điện mạch chính chung cho cả hai trường hợp:

Bài 48 : Cho mạch điện như hình vẽ,

dòng diện chạy qua mạch chính là 3,45 A.

Hãy tính hiệu điện thế giữa hai điểm A và B, M và N

Thay I=3,45A vào, được I1

Thay vào (7) và (3) ta được

UAB=8,25V, UMN=0,45V

48

-Vẽ lại sơ đồ mạch điện

-Do[R2 nối tiếp(R3//R4)] nên điện trở tương đương của mạch dưới:

I R

-Cường độ dòng điện qua R2: 2 30

AB AB d

I R

a Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên

R2 là cực đại Tìm giá trị đó

b Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên

đoạn mạch mắc song song là cực đại Tìm

a Tính số chỉ của ampekế, vôn kế và

công suất thiêu thụ điện của đoạn mạch

AB?

b Đổi ampe kế, vôn kế cho nhau thì

am pe kế và vôn kế chỉ giá trị bao

nhiêu?

Tính công suất của đoạn mạch điện khi

đó?

Bài 52: Để đun sôi 10 lít nước trong một

cái xô từ nhiệt độ ban đầu 100 C mất

thời gian 1 giờ 45 phút,người ta dùng

hai dây dẫn mắc nối tiếp có cùng chất

liệu, cùng tiết diện,nhưng chiều dài dây

thứ nhất lớn gấp 2 lần dây thứ hai Giả

sử nhiệt lượng mất mát là không đáng

kể, nhiệt dung riêng của nước là

4200J/kg.K Hóy tớnh cụng suất của mỗi

dõy?

loại 220V – 200W để đưa 1m3 nước lên

độ cao 10m Biết máy bơm được cắm

vào ổ lấy điện có hiệu điện thế 220V,

nước có trọng lượng riêng 10000N/m3

và máy bơm có hiệu suất 90%

a Tính điện trở của máy bơm và

cường độ dũng điện chạy qua máy bơm

khi đó?

b Tính thời gian để máy bơm thực

hiện công việc trên?

c Mỗi ngày dùng máy bơm trên để