là một biến trở. _ Dòng điện chạy qua mỗi nguồn. _ Tìm độ sáng của đèn. _Công suất tiêu thụ của đèn trong 1 giờ. d) Tìm R để công suất mạch ngoài cực đại. _ Tìm số chỉ Ampe kế nếu giữa [r]
(1)Tuyensinh247.com I ĐỊNH LUẬT ÔM TỒN MẠCH
1 Cường độ dịng điện mạch kín:
- tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn điện - tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch
n I
r R
I: có tên gọi:
_cường độ dịng điện mạch kín _dịng điện tồn mạch
_dòng điện chạy qua nguồn điện. ( lưu ýtrong hình vẽ
E)ξ: suất điện động nguồn điện Rn : điện trở mạch ( Ω)
r: điện trở nguồn điện ( Ω)
(r + Rn ): điện trở toàn phần
UAB = UN = I.Rn = ξ – I.r : hiệu điện mạch ( gọi : hiệu điện giữa hai đầu nguồn điện) (V)
2 Ghi chú:
* Có thể viết :
(Rr).I UAB Ir* Nếu I = (mạch hở)
= UAB* Nếu R =
r
I
: dịng điện có cường độ lớn; nguồn điện bị đoản mạch A B,r
Rn
I
(2)Tuyensinh247.com
* Mạch chứa nguồn điện gọi mạch trong, mạch chứa điện trở (hoặc thiết bị điện (vd: bóng đèn…))gọi mạch ngồi
3 Công suất tiêu thụ điện trở Công suất nguồn điện
a) Công suất tiêu thụ điện trở:
2
U
UI R I
R
U: hiệu điện hai đầu điện trở cần xét (V), I: dòng điện chạy qua điện trở cần xét (A) R: điện trở cần xét (Ω) P: công suất tiêu thụ điện trở cần xét (W)
* Nếu mạch ngồi có n điện trở cơng suất tiêu thụ mạch ngồi tổng cơng suất tiêu thụ trở:
P1 P2 Pn
b) Công suất nguồn điện: Pnguồn = .I
ξ: suất điện động nguồn điện (V) I: cường độ dịng điện chạy qua nguồn điện (A) Pnguồn :cơng suất nguồn điện (W)
c) Công suất tiêu hao nguồn: Ptiêu hao = r.I2
4.Định luật Ôm cho đoạn mạch MN chứa điện trở nguồn điện: UMN = ± ξ ± I.Rt/đ
Khi từ M đến N gặp cực dương nguồn điện lấy dấu + ξ
Khi từ M đến N gặp cực âm nguồn điện lấy dấu - ξ Khi từ M đến N chiều dịng điện lấy dấu + I
Khi từ M đến N ngược chiều dịng điện lấy dấu - I
(3)Tuyensinh247.com
N 100% N 100%
N
U R
H
R r
6 Hiện tượng đoản mạch
I r
7 Ghép nguồn điện thành bộ:
a) Ghép nối tiếp:
Suất điện động nguồn:
b 1 n
Điện trở nguồn: rb = r1 + r2 + … + rn b) Ghép song song:
Suất điện động nguồn:
b 1 n
Điện trở nguồn:
1
1 1
b n
r r r r
E
2,
r
2E
1,
r
1E
n,
r
n+
+
-
-
+
-
B
A
N
(4)Tuyensinh247.com Chú ý: Nếu có n nguồn giống (,r)ghép song song:
b 1 n
b
r r
n
c) Ghép hỗn hợp đối xứng: Nếu có N nguồn giống (,r) ghép thành n dãy, dãy có m nguồn:
N = m.n
Suất điện động nguồn: b m.
Điện trở nguồn: b
mr r
n
BÀI TẬP VẬN DỤNG:
Bài Cho mạch điện sau: nguồn điện có ( suất điện động: E = 60V, điện trở r = 2Ω)
a)
R1 = 2Ω , R2 = 4Ω, R3 = 10Ω
b)
(5)Tuyensinh247.com
R1 = 1Ω , R2 = 5Ω, R3 = 3Ω
c) R1 = 4Ω , R2 = 6Ω, R3 = 8Ω d) R1 = 3Ω , R2 = 6Ω, R3 = 4Ω
e) R1 = 2Ω , R2 = 4Ω, R3 = 6Ω, R4 = 6Ω f ) R1 = 0,5Ω , R2 = 6Ω, R3 = 2Ω, R4
= 4Ω Tìm:
a Điện trở mạch ngồi Rn
b Dịng điện qua nguồn điện , dịng điện chạy qua mạch ngồi
c Hiệu điện hai cực nguồn điện ( hiệu điện hai đầu mạch ngoài) UAB
d Dòng điện qua điện trở, hiệu điện hai đầu điện trở, công suất tiêu thụ trở, cơng suất tiêu thụ mạch ngồi, công suất nguồn điện
R1
R2
A B
(6)Tuyensinh247.com
R1 R3
R2 A D R4 A B A E,r A B C Bài Cho mạch điện hình : E = 4,5V ; r = 1 ; R1 = 3 ; R2 = 6 Tính :
a) Cường độ dòng điện qua nguồn cường độ dịng qua điện trở
b) Cơng suất nguồn, cơng suất tiêu thụ mạch ngồi công suất tiêu hao nguồn
ĐS : a) I = 1,5A ; I1 = 1A ; I2 = 0,5A ; b) PE = 6,75W ; PN = 4,5W ; Php = 2,25W ;
Hiệu suất nguồn : H =
E N
P P
.100% 67%
Bài Cho mạch điện hình vẽ, với:
E = 6V ; r = 0,2 ; R1 = 1,6 ; R2 = 2 ; R3 = 3
Biết RV = ; RA
Tính số vơn kế (V) ampe kế (A) trường hợp : a) K ngắt ; b) K đóng
ĐS : a) IA = ; UV = 6V ; b) IA = 2A ; UV = 5,6V
Bài Cho mạch điện hình :
E = 6V ; r = 1 ;
R1 = R4 = 1 ; R2 = R3 = 3 ; Ampe kế có điện trở nhỏ khơng
đáng kể Tính cường độ dịng mạch chính, hiệu điện UAB số
chỉ ampe kế Chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế
ĐS: I = 2,4A ; UAB = 3,6V ; IA = 1,2A có chiều từ C đến D
Bài Cho mạch điện hình:
E = 6V ; r = 1 ; R1 = R4 = 1 ; R2 = R3 = 3 ; Ampe kế
khóa K có điện trở nhỏ khơng đáng kể Tính số ampe kế khi:
a) K mở ; b) K đóng
ĐS: a) IA = 1A ; b) IA = 1,8A
R1
R2
R3
E, r A
V
K
R1 R3
(7)Tuyensinh247.com
Bài Cho mạch điện hình: Nguồn điện có suất điện động E điện trở
trong r = 1 Các điện trở R1 = 1 ; R2 = 4 ; R3 = 3 ; R4 = 8 Biết UMN =
1,5V Tìm E
ĐS: E = 24V
Bài Một nguồn điện có điện trở 0,1, mắc với điện trở 4,8
Khi hiệu điện hai cực nguồn 12V Tính cường độ dịng điện mạch suất điện động nguồn
ĐS : 2,5A ; 12,25V
Bài Một nguồn điện mắc với biến trở Khi điện trở biến trở
1,65 hiệu điện hai cực nguồn 3,3V ; điện trở biến trở 3,5 hiệu điện hai cực nguồn 3,5V Tìm suất điện động điện trở nguồn
ĐS : 3,7V ; 0,2
Bài 9. Một nguồn điện có suất điện động 15V, điện trở 0,5Ω mắc với
mạch ngồi có hai điện trở 20Ω 30Ω mắc song song tạo thành mạch kín Tính cơng suất mạch ngồi, hiệu suất nguồn điện
Đs: 17,28W
Bài 10 Đèn 3V – 6W mắc vào hai cực acquy (E = 3V, r = 0,5Ω) Tính
điện trở cơng suất tiêu thụ đèn Đèn có sáng bình thường không
Đs: 1,5Ω 3,375W
Bài 11. Một nguồn điện có suất điện động 6V, điện trở 2Ω, mạch gồm
ba điện trở mắc nối tiếp với Tìm hiệu điện hai đầu R1
Bài 12. Một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 3V, điện trở
(8)Tuyensinh247.com
Bài 13. Một bóng đèn có ghi 12V – 6W mắc vào acquy có suất điện động
12V, điện trở 1Ω Xác định công suất tiêu thụ bóng đèn 5,53W
Bài 14. Khi mắc điện trở R1 = 4Ω vào hai cực nguồn điện dịng điện
mạch có cường độ I1 = 0,5A Khi mắc điện trở R2 = 10Ω vào hai cực nguồn
điện dịng điện mạch có cường độ I2 = 0,25A Tính suất điện động
điện trở nguồn điện
3V, 2Ω
Bài 15. Một nguồn điện mắc với biến trở Khi điện trở biến trở 1,65Ω
thì hiệu điện hai cực nguồn điện 3,3V, điện trở biến trở 3,5Ω hiệu điện hai cực nguồn điện 3,5V Tìm suất điện động điện trở nguồn điện
Bài 16. Một acquy có suất điện động E, điện trở r mắc với biến trở
R tạo thành mạch kín Khi có dịng điện I1 = 15A qua cơng suất mạch ngồi P1 =
135W Khi có dịng I2 = 6A P2 = 64,8W Tính E, r
Bài 17. Một nguồn điện có suất điện động 6V, điện trở 2Ω mạch
một điện trở R
a) Nếu cơng suất mạch ngồi 4W điện trở R
b) Điện trở mạch R= R1 = 0,5Ω CƠng suất mạch ngồi
này không thay đổi mắc thêm điện trở R2 vào R1 Tìm R2
Bài 18 Một nguồn điện có suất điện động ξ , điện trở r = 2Ω Mắc hai cực
của nguồn điện vào điện trở R Tìm R để cơng suất tiêu thụ R lớn
(9)Tuyensinh247.com
Bài 19 Tìm suất điện động điện trở nguồn điện , cho biết có
thể thắp sáng bình thường bóng đèn loại (3V – 1,5W) ghép nối tiếp hay song song Đs: 15V, 6Ω
Bài 20 Mắc điện trở 14Ω vào hai cực nguồn điện có điện trở 1Ω
thì hiệu điện hai cực nguồn điện 8,4V Tính: a) Cường độ dịng điện chạy qua mạch
b) Hiệu điện hai cực nguồn điện hở mạch
c) Tính cơng suất mạch ngồi cơng suất nguồn điện
Đs: 0,6A, 9V, 5,04W 5,4W
Bài 21 Một nguồn điện có suất điện động ξ , điện trở r = 2Ω Điện trở mạch
ngoài R = 6Ω mắc thành mạch kín Hiệu điện hai đầu R U = 30V Tính suất điện động nguồn điện
Đs: 40V
Bài 22. Một bình acquy (12V – 1Ω) cung cấp điện cho mạch chứa
bóng đèn cơng suất 20W để đèn sáng bình thường Xác định hiệu điện định mức bóng đèn
Bài 23. Mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động ξ = 15V có điện trở
trong r = 2Ω, mạch gồm điện trở R1 = 4Ω bóng đèn (12V – 6W) mắc
nối tiếp Hỏi độ sáng đèn
Bài 24. Hai điện trở x, y mắc vào nguồn điện theo hai cách: nối tiếp song song
Khi mắc nối tiếp cường độ dòng điện qua nguồn I1 = 0,15A, Khi mắc song song
thì dịng điện qua nguồn I2 = 0,5A Tìm x, y biết suất điện động ξ = 1,5V r =
1Ω Đs: 6Ω 3Ω
Bài 25. Khi điện trở mạch R1 = 5Ω cường độ
(10)Tuyensinh247.com 10
là R2 = 2Ω cường độ dịng điện I2 = 8A Tìm suất điện động điện trở
của nguồn điện Đs: 40V, 3Ω
Bài 26. Khi nối điện trở R1 = 29Ω vào hai đầu nguồn điện hiệu điện hai đầu
nguồn điện U1 = 29V, thay điện trở R = 14Ω cường độ dịng điện qua
mạch I2 = 2A Tìm cường độ dịng điện đoản mạch Đs: I
r
= 30A
Bài 27 Cho mạch điện hình vẽ : R1 = R2 = 2Ω Khi khóa K ngắt ampe kế
1,6A, K đóng ampe kế 2A Tính suất điện động điện trở nguồn điện Bỏ qua điện trở ampe kế
Đs: 8V , 3Ω
Bài 28. Cho hình vẽ sau Biết R1 = 8Ω, R2 biến trở
đèn có ghi (24V – 16W).Suất điện động nguồn điện E = 32V , điện trở
r = 2Ω
a) Cho biết giá trị ghi đèn Đèn sáng bình thường dịng điện qua
b) Cho R2 = 18Ω Tìm cường độ dịng điện I qua nguồn điện
c) Để đèn sáng bình thường, R2 phải có giá trị
Bài 29 Cho mạch điện hình vẽ, R1 = 6Ω, R2 =
12Ω Trên đèn có ghi 6V – 3W, R3 = 6,2Ω, RA= 0Ω Điện trở
của Vôn kế lớn Đèn sáng bình thường
a) Tìm số Ampe kế, Vôn kế, UAB
(11)Tuyensinh247.com 11
Bài 30. Cho mạch điện hình: E = 12V, r = 1 ;
Đèn thuộc loại 6V – 3W ; R1 = 5 ; RV = ; RA ;
R2 biến trở
a) Cho R2 = 6 Tính số ampe kế, vơn kế Đèn có sáng
bình thường khơng ?
b) Tìm giá trị R2 để đèn sáng bình thường
ĐS : a) IA = 1,2A ; UV = 4,8V ; Yếu mức bình thường ;
b) R2 = 12 ( Khi cho R2 tăng độ sáng đèn tăng)
Bài 31 Cho mạch điện hình: E = 13,5V, r = 0,6 ; R1 = 3 ; R2
biến trở Đèn thuộc loại 6V – 6W
a) Cho R2 = 6 Tìm cường độ dịng điện qua đèn, qua R1 Đèn có sáng
bình thường khơng?
b) Tìm R2 để đèn sáng bìng thường
c) Khi cho R2 tăng độ sáng đèn thay đổi nào?
ĐS: a) IĐ = 0,9A ; I1 = 3,6A ; Đèn sáng yếu mức bình thường ; b) R2 = 4,75 ;
c) Khi cho R2 tăng độ sáng đèn giảm
Bài 32 Cho mạch điện hình, nguồn điện có suất điện
động E = 6,6V, điện trở r = 0,12 ; Bóng đèn Đ1 loại 6V – 3W
; Bóng đèn Đ2 loại 2,5V – 1,25W
a) Điều chỉnh R1 R2 cho đèn Đ1 đèn Đ2 sáng bình thường
Tính giá trị R1 R2
b) Giữ nguyên giá trị R1, điều chỉnh biến trở R2 cho có giá trị R2’ =
1 Khi độ sáng bóng đèn thay đổi so với trường hợp a ?
Ñ R2
R1
A V
E, r
C
A B
E, r R2
R1
RÑ
(12)Tuyensinh247.com 12
ĐS : a) R1 = 0,48 ; R2 = 7 ; b) Khi R2 giảm Đ1 sáng yếu trước Đ2
sáng mạnh trước
Bài toán cực trị
Bài 33. Một nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở r = 2, mạch
ngồi có điện trở R
a) Tính R để cơng suất tiêu thụ mạch P = 4W
b) Với giá trị R cơng suất tiêu thụ mạch lớn ? Tính giá trị
ĐS : a) R = 1 R = 4 ; b) R = r = 2 ; Pmax =
r E
4
= 4,5W
Bài 34 Cho mạch điện hình, nguồn điện có suất điện động E = 1,5V,
điện trở r = 0,7 ; Các điện trở R1 = 0,3 ; R2 = 2
a) Điện trở R phải có giá trị để công suất tiêu thụ mạch lớn nhất?
b) Muốn cho công suất tiêu thụ R lớn R phải bao nhiêu? Tính cơng suất R
ĐS : a) R = 0,5 ; b) R = 2/3 ; PRmax = 3/8W
Bài 35 Cho mạch điện hình vẽ với suất điện động ξ = 12V, r =
1,1Ω R1 = 0,1Ω
a) Tìm R để cơng suất mạch ngồi lớn
b) Tìm R để cơng suất tiêu thụ R lớn Tính điện trở lớn
Đs: 1Ω, 1,2Ω , 30W
R1
R2
A B
(13)Tuyensinh247.com 13
Bài 36. Cho mạch điện hình: E = 1,5V, r = 4 ; R1 = 12 ; R2 biến trở
a) Tính R2, biết cơng suất tiêu thụ trên R2 9W Tính cơng suất hiệu suất
của nguồn lúc
b) Với giá trị R2 cơng suất tiêu thụ R2 lớn nhất? Giá trị lớn
bằng bao nhiêu?
ĐS: a) R2 = 1 , I = 3,25A ; H = 18,75% ; Hoặc R2 = 9 , I = 1,75A ; H =
56,25%; b) R2 = 3 ; P2max = 12W
Bài 37. Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có suất
điện động ξ = 12V có điện trở r = 2Ω Mạch ngồi gồm có R1 = 6Ω, R2 = 12Ω R3 biến trở Tính:
a) Cho R1 = 4Ω Tìm cường độ qua mạch
b) Tìm R3 để dòng điện qua R3 đạt giá trị cực đại
c) Tìm R3 để cơng suất tiêu thụ R3 đạt giá trị cực đại
d) Tìm R3 để cơng suất tiêu thụ R2 đạt giá trị cực đại
GHÉP NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ
Bài 38 Cho mạch hình vẽ với:
E1 = 6V, E2 = 4V, E3 = 8V
R1 = 3Ω , R2 = 6Ω, R3 = 4Ω
r1 = r2 = 1Ω, r3 = 2Ω
a) Tính suất điện động nguồn, điện trở mạch ngoài, điện trở nguồn, điện trở toàn phần
b) Tính cường độ dịng điện qua nguồn Tính cường độ dịng điện chạy qua nguồn
(14)Tuyensinh247.com 14
c) Tính cơng suất nguồn, cơng suất mạch ngồi, cơng suất tiêu hao nguồn, công suất trở
d) Tính hiệu điện điện trở
e) Tính hiệu điện mạch ngồi Hiệu điện hai cực nguồn, hiệu điện hai cực nguồn
Bài 39.1. Cho mạch điện hình vẽ:
Biết E1 = 12V, r1= 0,5Ω , E2= 18V, r2 = 1ΩĐèn (12V – 6W) R
là biến trở a) Tìm suất điện động điện trở nguồn
b) Cho R = 4,5Ω
_ Dòng điện chạy qua nguồn _ Tìm độ sáng đèn
_Cơng suất tiêu thụ đèn
c) Tìm R để đèn sáng bình thường d) Tìm R để cơng suất mạch ngồi cực đại
e) Cho R = 4,5Ω
_ Tìm số Ampe kế M N mắc ampe kế _ Tìm số Vơn kế M N mắc VƠn kế
_ Tìm điện tích tụ điện M N mắc tụ điện có điện dung C = 25μF
Bài 39.2 Cho mạch điện hình vẽ
E1 = E2 = 36V, r1 = 3Ω, r2 = 1Ω
(15)Tuyensinh247.com 15
a) Tính suất điện động nguồn Điện trở nguồn, điện trở mạch ngồi, điện trở tồn phần, tìm dịng điện chạy mạch
b) Tìm hiệu điện mạch ngồi, Tìm UAB,
Tìm hiệu điện hai cực nguồn, tìm hiệu điện hai cực nguồn
c) Tìm hiệu điện dòng điện qua trở d) Tìm dịng điện qua nguồn
e) Tìm hiệu suất nguồn, tìm cơng suất nguồn cơng suất nguồn f) Tìm cơng suất trở
Bài 40 Cho điện trở R = 2 mắc vào hai cực nguồn gồm hai
pin giống Nếu hai pin mắc nối tiếp dịng qua R I1 =
0,75A Nếu hai pin mắc song song dịng qua R I2 = 0,6A
Tính suất điện động e điện trở r pin
ĐS : e = 1,5V ; r = 1
Bài 41 Cho mạch điện hình Các nguồn giống nhau, nguồn có suất điện
động e = 7,5V, điện trở r = 1 ; R1 = R2 = 40 ; R3 = 20
Tìm cường độ dịng điện qua điện trở, qua nguồn UCD
ĐS : I1 = I3 = 0,24A ; I2 = 0,36A ; Ie = 0,3A ; UCD = 2,4V
Bài 42 Cho mạch điện hình: E1 = 12V, r1 = 1 ;
E2 = 6V, r2 = 2 ; E3 = 9V, r3 = 3 ;
R1 = 4 ; R2 = 2 ; R3 = 3
D C
R2
R1 R3
A B
E1, r1 R2 E2, r2
R2 E3, r3 R2
A
(16)Tuyensinh247.com 16
a) Tìm cường độ dịng điện mạch b) Tìm hiệu điện UAB
ĐS : a) I = 0,2A ; b) UAB = 4,4V
Bài 43. Hai nguồn điện có E1 = E2 = 2V có điện trở r1 =
0,4 Ω r2 = 0,2 Ω mắc với điện trở R thành mạch kín (hình
vẽ) ,Biết hiệu điện hai cực hai nguồn điện Tính R
Bài 44. Có n nguồn điện có suất điện động E điện trở r