1. Định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây: . 2. Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp: •Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: . •Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: . •Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: Rtđ . 3. Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: •Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: . •Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: . •Điện trở tương đương được tính theo công thức:1Rtđ .1. Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ, trong đó . Khi đóng, vôn kế chỉ , ampe kế chỉ . a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. b) Tính điện trở . Đáp số: a) ; b) 2. Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ, trong đó , ampe kế chỉ , ampe kế chỉ . a) Tính hiệu điện thế của đoạn mạch. b) Tính điện trở . Đáp số: a) ; b) 3. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó , , . a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB. b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Đáp số: ; ; ; 4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó các điện trở , , ; dòng điện đi qua có cường độ là . a) Tính cường độ dòng điện đi qua điện trở . b) Tính cường độ dòng điện đi qua điện trở .c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB. Đáp số: ; ; 5. Cho mạch điện AB có sơ đồ như hình vẽ, trong đó điện trở , , . . a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB. b) Tính cường độ dòng điện đi qua điện trở và . c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở . Đáp số: ; ; 6. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó , , . .a) Tính cường độ dòng điện qua . b) Tính các hiệu điện thế , tương ứng giữa hai đầu các điện trở và . 7. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó các điện trở , , . Dòng điện đi qua có cường độ là . a) Tính các cường độ dòng điện , tương ứng đi qua các điện trở và . b) Tính các hiệu điện thế , và . Đáp số: ; ; ; ; 8. Khi mắc nối tiếp hai điện trở và vào hiệu điện thế thì cường độ dòng điện đi qua chúng có cường độ . a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này. b) Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào một hiệu điện thế thì dòng điện đi qua có cường độ gấp 1,5 lần cường độ dòng điện đi qua (tức là ). Hãy tính các điện trở và .
Trang 1BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM
1 Định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận
với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở củadây: I U
R
2 Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:
Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm:
3 Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:
Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độdòng điện chạy qua các mạch rẽ: I I1 I2
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu
điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U U 1 U2
Điện trở tương đương được tính theo công thức:
1 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ,
trong đó R Khi 1 5 K đóng, vôn
Trang 22 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ,
b) Tính cường độ dòng điện I đi qua điện trở 1 R 1
c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
Trang 35 Cho mạch điện AB có sơ đồ như
Trang 4Đáp số: I2 0,3A ; I3 0,1A ; U AC 5,6V ; U CB 2, 4V ; U AB 8V
8 Khi mắc nối tiếp hai điện trở R và 1 R vào hiệu điện thế 1, 2V thì2
cường độ dòng điện đi qua chúng có cường độ 0,12A
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này
b) Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào một hiệu điện thếthì dòng điện đi qua R có cường độ gấp 1,5 lần cường độ dòng điện1
đi qua R (tức là 2 I11,5.I2) Hãy tính các điện trở R và 1 R 2
Trang 5SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CÁC YẾU TỐ CỦA DÂY DẪN
Công thức tính điện trở dây dẫn: R l
S
Trong đó: l: chiều dài dây dẫn (m);
S: tiết diện dây dẫn (m ); 2
: điện trở suất (m);
R: điện trở ()
* Lưu ý:
+ Dây dẫn hình trụ, tiết diện tròn có đường kính tiết diện là d
thì tiết diện S được tính theo công thức:
2
4
d
S (lấy 3,14) + 1m2 106mm2
1 Tính điện trở của sợi dây nhôm dài 2m và có tiết diện 1mm2 Biếtnhôm có điện trở suất 8
3 Tính điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường
kính là d = 0,4mm (lấy 3,14) Cho biết điện trở suất của dây là
6
0, 4.10 m
Trang 64 Tính điện trở của một đoạn dây đồng dài 4m có tiết diện tròn,
đường kính 1mm Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10 8 m
5 Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfam ở 20 C có điện trở0
25, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm Hãy tính chiều dài của dâytóc này
6 Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 30 bằng dây dẫnnikêlin có tiết diện là 0,5mm2 Tính chiều dài của dây dẫn
7 Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 50 Biến trở nàyđược quấn bằng sợi dây dẫn hợp kim nicrom có chiều dài 50m Tínhtiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở
8 Một dây dẫn bằng nikêlin có chiều dài 100m, tiết diện 0,5mm2 đượcmắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 120V
a) Tính điện trở của dây;
b) Tính cường độ dòng điện qua dây
9 Một dây dẫn làm bằng nicrom dài 30m, diết diện 0,3mm2 được mắcvào hiệu điện thế 220V Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫnnày
10 Một bóng đèn có ghi 4,5V – 2,7W Bóng
đèn được mắc nối tiếp với một biến trở và
chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V
như sơ đồ bên
a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số
điện trở R là bao nhiêu để bóng đèn sáng2
bình thường?
b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là R với cuộn dây b 30được làm bằng hợp kim nikêlin có tiết diện S 1mm2 Tính chiều dàicủa dây dẫn dùng làm biến trở này
11 Hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là
Đ
U
Trang 7đều là Iđm = 0,8A Hai đèn này, cùng với một điện trở R được mắc3
nối tiếp với nhau (R nt 1 R nt 2 R ) và mắc vào hiệu điện thế U = 12V 3
a) Tính R để hai đèn sáng bình thường 3
b) Điện trở R được quấn bằng dây nicrom và có chiều dài là3
0,8m Tính tiết diện của dây nicrom này
12 Một cuộn dây điện trở có trị số 10 được quấn bằng dây nikêlin
có tiết diện là 0,1mm2 và có điện trở suất là 0, 4.10 6 m
a) Tính chiều dài của dây nikêlin dùng để quấn cuộn dây điệntrở này
b) Mắc cuộn dây điện trở nói trên nối tiếp với một điện trở có trị
số là 5 và đặt vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp này một hiệu điện thế
là 3V Tính hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây điện trở
13 Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10 6 m
để làmdây nung cho một bếp điện Điện trở của dây nung này ở nhiệt độ bìnhthường là 4,5 và có chiều dài tổng cộng là 0,8m Hỏi dây nung nàyphải có đường kính tiết diện là bao nhiêu?
14 Ở các nhà cao tầng, người ta thường lắp cột thu lôi để chống sét.
Dây nối cột thu lôi xuống đất là dây sắt, có điện trở suất là 12.10 8 m
Tính điện trở của một dây dẫn bằng sắt này nếu nó dài 40m và cóđường kính tiết diện là 8mm
15 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện thế
không đổi 12V
a) Khi điều chỉnh con chạy của biến trở
để hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 6V
thì cường độ dòng điện qua bóng đèn là 0,5A
Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?
b) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là
bao nhiêu để dòng điện đi qua mạch là
0,375A?
Đ
12V
Trang 9CÔNG SUẤT ĐIỆN
Số Oát ghi trên một dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nóhoạt động bình thường
Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó:
P U I
1 Trên một bóng đèn có ghi 220V-75W Tính cường độ dòng điện
qua bóng đèn và điện trở của nó khi đèn sáng bình thường
Đáp số: I đm = 0,341 (A); R 645
2 Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện chạy
qua nó có cường độ 0,4A Tính công suất của bóng đèn khi đó và điện trở của bóng đèn
Đáp số: P4,8 W , R 30
3 Một bếp điện hoạt động bình thường khi được mắc với hiệu điện
thế 220V Biết rằng bếp có điện trở là 48, 4 Tính công suất điện
của bếp này
Đáp số: P1KW
4 Trên một bóng đèn có ghi 12V-6W
a) Cho biết ý nghĩa của các số này
b) Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn
Trang 10Đáp số: R đ = 1210 ; P đ 33,1 W ;
Đèn sáng yếu hơn bình thường
6 Cho mạnh điện như hình vẽ, cho biết R , 1 9 R ,2 15
3 10
R Dòng điện qua R có cường độ là 3 I3 0,3A
Tính:
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB
b) Cường độ dòng điện qua điện trở R và 1 R 2
c) Hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch AB AB
d) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB
Đáp số: a) R AB 15 ; b) I10,5A , I2 0, 2A ;
c) U AB 7,5 V ; d) P AB 3,75 W
7 Hai điện trở R 1 14 , R được mắc nối tiếp vào nguồn 2 6
điện có hiệu điện thế U 12 V
a) Vẽ sơ đồ mạch điện
b) Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch
c) Mắc thêm điện trởR song song với 3 R thì cường độ dòng điện 2
chạy qua R tăng thêm 1 0,15 A Tính giá trị của R 3
Trang 118 Hai bóng đèn Đ1 loại (110V – 0,25W) và Đ2 loại (110V – 0,5W)được mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V Hỏi các đèn
đó sáng như thế nào? Tại sao?
9 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Biết R , 1 6 R ,2 2
R Cường độ dòng điện qua mạch là I = 2A
a) Tính điện trở tương đương của mạch
b) Tính hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch AB
c) Tính cường độ dòng điện qua từng điện trở
d) Tính công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở
10 Trên hai bóng đèn dây tóc Đ1 và Đ2 có ghi số tương ứng là 3V –1,2W và 6V – 6W Cần mắc hai bóng đèn này cùng một biến trở vàohiệu điện thế U = 9V để hai đèn này sáng bình thường
a) Vẽ sơ đồ mạch điện thỏa mãn yêu cầu nói trên và giải thích tạisao khi đó hai đèn có thể sáng bình thường
b) Tính điện trở của mỗi bóng đèn và của biến trở khi đó
c) Tính công suất điện của biến trở khi đó
Ghi chú: Biến trở là điện trở có thể thay đổi giá trị
Trang 12ĐIỆN NĂNG – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN
Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấpnhiệt lượng Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng
Công của dòng điện sản ra ở một đoạn mạch là số đo lượng điệnnăng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác:
A P t U I t
Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện Mỗi số đếmcủa công tơ điện cho biết lượng điện năng đã được sử dụng là 1kilôoát giờ: 1 kW.h 3 600 000 J
1 Một bóng đèn có ghi 220 – 75W được thắp sáng liên tục với hiệu
điện thế 220V trong 4 giờ Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sửdụng và số đếm của công tơ khi đó
ĐS: A = 1 080 000 J = 0,3 kW.h; Số đếm của công tơ: 0,3 số
2 Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V.
Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số Tính lượng điện năng
mà bếp điện sử dụng, công suất của bếp điện và cường độ dòng điệnchạy qua bếp
ĐS: A = 1,5kW.h; P = 750W; I = 3,41A
3 Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy
qua nó có cường độ là 341mA
a) Tính điện trở và công suất của bóng đèn khi đó
b) Bóng đèn này được sử dụng như trên, trung bình 4 giờ trong mộtngày Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày và số đếmtương ứng của công tơ điện
Trang 13b) Thời gian dùng ấm để đun nước mỗi ngày là 30 phút Hỏi trongmột tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiêu điện cho việc đun nướcnày? Cho rằng giá tiền điện là 1000đ/kW.h
ĐS: a) I = 5A; b) 16500 đồng
5 Một nồi cơm điện có số ghi trên vỏ là 220V – 400W được sử dụng
với hiệu điện thế 220V, trung bình mỗi ngày trong thời gian 2 giờ a) Tính điện trở của dây nung của nồi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó
b) Tính điện năng mà nồi tiêu thụ trong 30 ngày
ĐS: R 121; I = 1,81818 A; A = 24kW.h
6 Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W và một bàn là có ghi
220V – 1000W được mắc song song với nhau và mắc vào hiệu điệnthế 220V
a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điệntrở
b) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch này
c) Tính điện năng mà mạch này tiêu thụ trong 1 giờ
c) Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất làbao nhiêu để chúng không bị hỏng? Tính công suất của mỗi dụng cụ khi đó
Trang 14ĐS: a) R , 1 22 R 2 302,5; b) Không thể vì đèn sẽ hỏng;
c) Umax 118V , P12,91W , P2 40W
8 Mắc song song hai điện trở R và 1 60 R vào hiệu điện 2 40thế 12V
a) Tính cường độ dòng điện trong mạch chính
b) Tính công suất tiêu thụ của mỗi điện trở
c) Tính điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 5 phút
d) Mắc thêm điện trở R nối tiếp với đoạn mạch song song trên thì 3
thấy cường độ dòng điện trong mạch chính giảm đi 2 lần Tính điện trở R 3
ĐS: d) R 3 24
Trang 15BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG
1 Một quạt điện dùng trên xe ô tô có ghi 12V – 15W
a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế bao nhiêu để nó chạy bìnhthường? Tính cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó?
b) Tính điện năng mà quạt sử dụng trong một giờ khi chạy bìnhthường
2 Mắc song song hai bóng đèn dây tóc loại 220V – 50W và 220V –
40W vào hiệu điện thế 220V
a) Tính điện trở của mỗi đèn khi đó
b) Tính công suất của mỗi đèn và của cả đoạn mạch
c) Tính điện năng tiêu thụ của toàn mạch trong 1 giờ
d) Nếu mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thìchúng có sáng bình thường không? Tại sao?
3 Cho hai bóng đèn dây tóc có ghi số 6V – 3W và 6V – 2W
a) Tính điện trở của mỗi dây tóc bóng đèn này khi chúng sáng bìnhthường
b) Cho biết vì sao khi mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điệnthế 12V thì chúng không sáng bình thường
4 Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W.
a) Tính điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắp sáng bình thườngbóng đèn này mỗi ngày 4 giờ
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn cùng loại trên đây vào hiệu điện thế220V Tính công suất của đoạn mạch nối tiếp này và công suất củamỗi bóng đèn khi đó
c) Mắc nối tiếp bóng đèn trên đây với một bóng đèn dây tóc khác
có ghi 220V – 75W vào hiệu điện thế 220V Hỏi các bóng đèn này cóthể bị hỏng không? Nếu không, hãy tính công suất của đoạn mạch này
và công suất của mỗi đèn
Cho rằng điện trở của các bóng đèn trong trường hợp b) và c) trênđây có giá trị như khi chúng sáng bình thường
Trang 16ĐS: a) A= 12kW.h; b) P đoạn mạch = 50W, P đèn = 25W; c) P đoạn mạch = 42,9W, P 1 = 18,4W, P 2 = 24,5W
phải có giá trị bằng bao nhiêu?
c) Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày Biết mỗingày dùng trung bình 4 giờ và bóng được sử dụng với hiệu điện thếđịnh mức
(Biến trở là điện trở có thể thay đổi giá trị)
6 Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế không đổi bằng 36V, người
ta mắc nối tiếp hai điện trở R , 1 12 R 2 24
a) Tính điện trở tương đương của mạch
b) Tính cường độ dòng điện qua đoạn mạch và hiệu điện thế giữahai đầu mỗi điện trở
c) Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch
d) Mắc thêm một bóng đèn Đ ghi (24V – 12W) song song với điệntrở R ở đoạn mạch trên Đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao?2
7 Cho hai bóng đèn dây tóc, đèn Đ1 loại 12V - 12W, đèn Đ2 loại 6V - 3W
a) Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của các đèn.b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào mạch điện có hiệu điện thế 18
AB
U V, các đèn sáng như thế nào?
c) Cần mắc thêm một biến trở để các đèn sáng bình thường Hãy vẽ
sơ đồ mạch điện và tính giá trị của biến trở đó
b R
Đ
Trang 17ĐS: b) Đèn 1 sáng yếu, đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường;
c) Đ 1 nt (Đ 2 // R b ), R b 12
Trang 18ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ
1 Định luật Jun-Lenxơ
Nhiệt lượng tỏa ra trong dây dẫn: Q I R t 2
Trong đó: I: Cường độ dòng điện (A)
R: Điện trở dây dẫn ()t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)Q: Nhiệt lượng tỏa ra (J)
2 Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên: Q m c t
Trong đó: m: Khối lượng của vật (kg)
: Độ tăng nhiệt độ (0C hoặc K)c: Nhiệt dung riêng của chất làm vật ( /J kg K.)
Q: Nhiệt lượng thu vào (J)
3 Hiệu suất: i 100 %
tp
Q H Q
Trong đó Qi: Nhiệt lượng có ích (nhiệt lượng nước thu vào)
Qtp: Nhiệt lượng toàn phần (nhiệt lượng bếp tỏa ra)
1 Một dây dẫn có điện trở 176 được mắc vào hiệu điện thế 220V.Tính nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút
ĐS: 495000J
2 Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện
chạy qua bếp có cường độ 3A Dùng bếp này đun sôi 2 lít nước từnhiệt độ ban đầu 200C trong thời gian 20 phút
a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra
b) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước này
Trang 19ĐS: a) 792000J; b) 672000J; c) 84,8%
3 Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R 80 vàcường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5A
a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1s
b) Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5 lít nước có nhiệt độ banđầu là 250C thì thời gian đun nước là 20 phút Coi rằng nhiệt lượngcung cấp để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp Cho biếtnhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K
c) Một ngày sử dụng bếp điện này 3 giờ Tính tiền điện phải trảcho việc sử dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1kW.h là 700đồng
ĐS: a) 500J; b) 78,75%; c) 31500 đồng
4 Dùng một bếp điện để đun sôi một khối lượng nước m1200g
được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 78g Dây nungcủa bếp điện có điện trở R 5 Cường độ dòng điện chạy qua dâynung là I = 2,4A Sau thời gian t = 300s, nhiệt độ của nước tăng
5 Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế
220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C Hiệt suất của
ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước được coi là
có ích
a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên,biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K