Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở v hi à ệu điện thế giữa hai đầu mỗi điên trở.[r]
(1)§1 §2
§
3 §4
§
Câu 1: Một bếp điện cơng suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu 200C Sau 5
phút nhiệt độ nớc lên đến 450C Ngay sau bị điện phút Vì vậy
nhiệt độ nớc giảm xuống, 400C bếp lại tiếp tục đun nớc sôi.
Xác định:
a Khối lợng nớc cần đun
b Thời gian cần thiết từ bắt đầu đun níc s«i
Biết nhiệt lợng nớc toả môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.
Câu2:) Cho mạch điện nh hình vẽ UAB = 9V, R0 = 6W Đèn
Đ thuộc loại 6V-6W, Rx biến trở Bỏ qua điện
trở Ampekế dây nối
a Con chạy biến trở vị trÝ øng víi Rx = 2W
Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm cơng suất tiêu thụ đèn b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển
chạy biến trở phía nào? Tính Rx để thoả mãn điều kiện
c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn có ích)
Câu 3: Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V Công suất tiêu thụ
trờn cỏc ốn: P1=P4=4W, P2=P3=3W, P5=1W Bỏ qua điện
trở dây nối Tính điện trở bóng đèn cờng độ dịng điện qua đèn
Bµi 4
Cho mạch điện nh hình Biết R1 = R3 = 30W ; R2 = 10W ;
R4 lµ biến trở Hiệu điện hai điểm A vµ B lµ UAB
= 18V khơng đổi
Bỏ qua điện trở dây nối ampe kÕ
a Cho R4 = 10W Tính điện trở tơng đơng
của đoạn mạch AB cờng độ dịng điện mạch ?
b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để ampe kế 0,2A dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ?
Hình 2
Bài 5 )
Cho mạch điện nh hình BiÕt : R1 = 8W ; R2 = R3 = 4W ; R4 = 6W ; UAB = 6V
khơng đổi Điện trở ampe kế , khóa K dây nối không đáng kể
1 Hãy tính điện trở tơng đơng đoạn mạch AB
M N
§
A A B
R R
X
A R1
C R2
R3 D R4
A B
A R4
R1 R2
D C
R3 K
(2)vµ sè chØ cđa ampe kÕ hai trêng hỵp : a Khãa K më
b Khóa K đóng
2 Xét trờng hợp K đóng :
Thay khóa K điện trở R5 Tính R5 để cờng độ dịng điện chạy qua điện trở R2 khơng ?
H×nh
Bài 6
Đặt mẩu bút chì AB = cm ( đầu B vót nhọn ) vu«ng gãc víi trơc chÝnh cđa mét thÊu kÝnh hội tụ , A nằm trục ( hình ) Nh×n qua thÊu kÝnh ngêi ta thÊy ảnh AB bút chì chiều với vật cao gấp lần vật
a Vẽ ảnh AB AB qua thấu kính Dựa vào hình vÏ chøng minh c«ng thøc sau :
' 1
OA OA OF
Hình 4
Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh ảo dịch chuyển theo chiều ? Vì ?
b Bây đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục thấu kính , đầu A nằm vị trí cũ, đầu nhọn B hớng thẳng quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thấy ảnh bút chì nằm dọc theo trục có chiều dài 25cm Hãy tính tiêu cự thấu kính
c Dịch chuyển đầu A mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A’ ảnh ảo A qua thấu kính , F tiêu điểm vật
thÊu kÝnh ( h×nh )
Bằng phép vẽ , xác định quang tâm O tiêu điểm ảnh
F’ cña thÊu kÝnh H×nh 5 B i 7à
Một ấm đun nước điện có dây lị xo, có điện trở R=120W, mắc song song với Ấm mắc nối tiếp với điện trở r=50W v àđược mắc v o à nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết đểđun ấm đựng đầy nước đến sôi thay đổi như n o mà ột ba lò xo bịđứt?
Bài7:
*Lúc lò xo mắc song song:
Điện trở tương đương ấm:
R1 = 40( )
3 W R
Dòng điện chạy mạch:I1 = RUr
1
Y X
A' F A
O B
(3)Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến sôi:
Q = R1.I2.t1
1 1 r R U R Q I R Q t
hay t1 =
1 2 ) ( R U r R Q (1)
*Lúc lị xo mắc song song: (Tương tự ta có )
R2 = 60( )
2 W
R
I2 = RU r
t2 = 2 2 ) ( R U r R Q
( )
Lập tỉ số
t t
ta được:
242 243 ) 50 60 ( 40 ) 50 40 ( 60 ) ( ) ( 2 2 2
1
r R R r R R t t
*Vậy t1 t2
Bài 8Để trang trí cho quầy h ng, ngà ười ta dùng bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp v o mạch điện có hiệu điện U=240V để chúng sáng bình thường Nếu có bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng lại cơng suất tiêu thụ bóng tăng hay giảm phần trăm?
Bài8:
Điện trở bóng: Rđ= 4( ) W d d P U
Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= 40
d
U U
(bóng)
Nếu có bóng bị cháy điện trở tổng cọng bóng cịn lại l :à
R = 39Rđ = 156 (W)
Dòng điện qua đèn bây giờ:
I = 1,54( )
156 240 A R U
Cơng suất tiêu thụ bóng l :à
Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W)
(4)Nghĩa tăng lên so với trướclà:
% , %
100 49 ,
Bài 9:(2,5điểm)
Cho mạch điện hình vẽ U1=180V ; R1=2000W ; R2=3000W
a) Khi mắc vơn kế có điện trở Rv song song với R1, vôn kế U1 = 60V.Hãy xác
định cườngđộ dòng điện qua điện trở R1
v Rà b)Nếu mắc vơn kế song song với điện trở R2,von ke chi bao nhiêu?
B i 10à :
a)Gọi I l dịng điện qua R, cơng suất bộđèn l :à
P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P =
H m sà ố có cực đại P = 256W
Vậy cơng suất lớn đèn l Pà max = 256W
b)Gọi m l sà ố dãy đèn, n l sà ố đèn dãy:
*Giải theo công suất :
Khi đèn sáng bình thường : Id 0,5(A) v I = m Id 0,5m
Từ : U0 I = RI2 + 1,25m.n Hay 32 0,5m = (0,5)2 = 1,25m.n
64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1)
Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : U
A
B R2
C R1
V
+ R
V
B ià 10 : (2,5 i m)đ ể
Dùng nguồn điện có hiệu điện
không đổi U0 = 32V để thắp sáng bóng
đèn loại (2,5V-1,25W).Dây nối
đèn có điện trở khơng đáng kể Dây nối từ
bóng đèn đến nguồn điện có điện trở R=1W
a) Tìm cơng suất tối đa mà bóng có
thể tiêu thụ
b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình
thường
n N
M
(5)n 10 11 12
m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14
*Giải theo phương trình :U0 =UAB + IR với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m
Ta phương trình (1) biết 64 = 5n + m *Giải theo phương trình dòng điện :
RAB =
m n m
nRd
V I = m.à Id = 0,5m
Mặt khác : I = m n
m m
n R
R U
AB
32
1 32
0
Hay : 0,5m =
n m
m 32
64 = 5n + m
Câu11:
Cho bóng đèn Đ1 (12V - 9W) v à Đ2 (6V - 3W).
a Có thể mắc nối tiếp bóng đèn n y v o hià à ệu điện U = 18V để chúng sáng bình thường khơng? Vì sao?
b Mắc bóng đèn n y và ới biến trở có chạy v o hià ệu điện cũ (U = 18V) hình vẽ phải điều chỉnh biến trở có
điện trở l à để đèn sáng bình thường? c Bây tháo biến trở v thay v o à à đó
l à điện trở R cho công suất tiêu thụ đèn Đ1 gấp lần công suất tiêu thụ đèn Đ2.
Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn khơng đổi) Câu 11: (3,0 điểm)
a Cường độ dòng điện định mức qua đèn: Pđm1 = Uđm1.Iđm1
=> Iđm1 = 1
dm dm U
P
= 129 = 0,75(A) Iđm2 =
2
dm dm U
P
= 63 = 0,5(A) Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên mắc nối tiếp để đèn sáng bình thường b Để đèn sáng bình thường thì:
U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A v Uà = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A
Đ
Đ
R b U
o o+
(6)Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V Cường độ dòng điện qua biến trở:
I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A) Giá trị điện trở biến trở lúc bằng: Rb =
b b I U
= 0,625 = 24 (W) c Theo đề ta có: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2
2 I I = R R = 2 2 . . dm dm dm dm P U P U = 3 12 2 = => I I =
2I1 = 3I2 (1) M Ià = I2 + IR nên (1) 2(I2 + IR) = 3I2 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2)
Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR I2.R2 = IR.R
Thay (2) v o ta 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 =
2 2 dm dm P U = 62
= 24 (W)
Câu 12: Hai điện trở R1 v Rà 2 mắc v o mà ột hiệu điện không đổi
bằng cách ghép song song với ghép nối tiếp với Gọi Pss l à
công suất tiêu thụ đoạn mạch ghép song song, Pnt l công suà ất tiêu
thụ ghép nối tiếp Chứng minh : ss nt P
P .
Cho biết: R1 + R2 2 R1.R2 Câu 12: (2,0 điểm)
- Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc song song:
2 2 ss U P R R R R - Công suất tiêu thụ đoạn mạch hai điện trở mắc nối tiếp:
2 nt U P R R
- Lập tỷ số:
2 2 ( ) ss nt
P R R P R R
; - Do : R1R2 2 R R1 => (R1 + R2)2 ( R1.R2 )2 , nên ta có:
2 4( ) ss nt R R P
P R R
ss nt P
P
B i 13à : Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ đoạn 30cm.Ảnh A1B1 l à ảnh
thật.Dời vật đến vị trí khác,ảnh vật l àảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có độ lớn Tính tiêu cự thấu kính
B i 13à : điểm B '’
A A2 ,
F A’ B B I
F’ A1
(7)* Vật ví trí 1 : ảnh A1B1 vật l àảnh thật ,chứng tỏ vật AB đặt ngo i khoà ảng tiêu cự
Đặt : OA=d1=30cm (khoảng cách từ vật vị trí (1) đến thấu kính) OA1=d’1 (khoảng cách ảnh vật vị trí (1) đến thấu kính) OF=OF’ = f (tiêu cự)
Ta có : OAB OA1B1 nên:
1 ' 1
1
d d OA OA AB
B A
(1)
F’OI F’A1B1 nên:
f f d O
F O F OA O F
A F OI
B
A
' '
' '
1 '
1 (2)
M OI = AB ,do từ (1) & (2) ta có:
f f d d
d
' 1
1 '
f = ' 1
' 1
d d
d d
(a)
* Vật dời đến vị trí 2 : ảnh cho l àảnh ảo nên vật phải dời đến gần
thấu kính v nà ằm khoảng tiêu cự f Giả sử vật dời đoạn AA’ = a
Đặt : OA’ = d2 = 30-a (khoảng cách vật từ vị trí đến thấu kính)
OA2= d’2 = 20cm (khoảng cách ảnh vật vị trí đến thấu kính) Ta có : OA’B’ OA2B2 nên:
2 ' 2
2
' '
' d
d OA OA B
A B A
(3)
F’OI F’A2B2 nên:
f f d O
F O F OA O F
A F OI
B
A
' '
' '
2 '
2 (4)
M OI = A’B’ ,do từ (3) & (4) ta có:
f f d d
d
' 2
(8) f = ' ' 2 d d d d
(b)
Vì tiêu cự thấu kính khơng thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b) Ta có : '
1 ' 1 d d d d
= 2' 2 ' 2 d d d d
(5) Mặt khác ảnh có độ lớn ,nên :
' ' 2 1 B A B A AB B A
Từ (1) ,(2) có :
2 ' ' d d d d a a d d d d 30 600 30 20 30 ' '
1 cm
Thay giá trị d1 , d’1 ,d2 , d’2 v o bià ểu thức (5) v bià ến đổi ta phương trình :
a2 – 110a + 1800 = 0
∆ = (-110)2 – 4.1800 = 4900= 702
a1,2 =
cm a cm a 20 90 2 70 ) 110 ( 2
a = AA’ = 90 cm > OA =d1 = 30 cm (loại nghiệm a = 90cm)
Vậy vật dời đoạn a =20cm v o khồ ảng tiêu cự thấu kính
OA’ = d2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm
Thay d2 = 10 cm , d’2 = 20 cm v o bià ểu thức (b)
f =
2 ' ' 2 d d d d
= 20 10 20cm
20 10 Câu 14:
Cho mạch điện hình vẽ:
U = 12V; R1 = 6W; R2 = 6W; R3 = 12W; R4 = 6W
a Tính cường độ dịng điện qua điện trở v hià ệu điện hai đầu điên trở. A
(9)b Nối M v N bà ằng vơn kế (có điện trở rất lớn) vơn kế bao nhiêu? Cực dương của vôn kế phải mắc với điểm n o?à
c Nối M v N bà ằng ampe kế (có điện trở khơng đáng kể) ampe kế bao nhiêu? Câu14:
a Tính được: I1 = I3 =2
3A; I2 = I4 = 1A; U1 = 4V; U3 = 8V; U2 = U4 = 6V
b UAM = UAN + UNM => UNM = UAM – UAN = – = -2V hay UMN = 2V
Vậy vôn kế 2V v cà ực dương vôn kế mắc v o điểm M
c Lập luận v tính được: I1 = 0,85V; I3 = 0,58A
Do I1>I3 nên dòng I1 đến M phần rẽ qua ampe kế (dòng Ia) phần qua R3 (dòng I3), ta có Ia = I1 – I3 = 0,85 – 0,58 = 0,27A
Vậy ampe kế 0,27A
Câu 15:
(1,5 điểm) Cho hai gương phẳng G1
v Gà 2 vng góc với Đặt
điểm sáng S v à điểm sáng M trước hai gương cho SM song song với gương G2 (hình vẽ bên).
a) Hãy vẽ đường tia sáng từ S tới gương G1 phản xạ tới gương G2
rồi qua M Giải thích cách vẽ.
b) Nếu S v hai gà ương có vị trí cố định điểm M phải có vị trí n o à
để có
thể vẽ tia sáng như câu a
G
G2
S M
(10)Câu 15:
a)
Vẽ hình đúng :
Vẽ S1 l ảnh S qua G1; S1 l điểm đối xứng S qua mặt phẳng
gương G1
Vẽ S2 l ảnh S1 tạo G2 ; S2 l àđiểm đối xứng S1 qua mặt gương G2
Vì G1 vng góc với G2 nên S2 l điểm xuyên tâm S qua O
Nhận xét: Giả sử ta vẽ tia sáng theo yêu cầu b i toán l SIKM xuà ất phát
từ S, phản xạ G1 I đến K, tia phản xạ IK I G1 coi xuất phát từ ảnh S1 Tia phản xạ KM K G2 coi xuất phát từ ảnh S2 Từ nhận xét ta suy cách vẽ đường truyền tia sáng sau:
- Lấy S1 đối xứng với S qua mặt G1;
- Lấy M’ đối xứng với M qua mặt gương G2;
- Lấy S2 đối xứng với S1 qua mặt gương G2;
- Nối MS2 cắt G2 K;
- Nối S1 với K cắt G1 I;
- Nối SIKM ta đường tia sáng cần tìm
b)
Để vẽ tia sáng câu a S2M phải cắt G2 K Muốn M phải nằm đoạn Sx
B i 16à
Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 10V; R1 = 2W ; Ra = 0W ; RV vô lớn ; RMN = 6W Con chạy đặt vị trí n o ampe kà ế 1A Lúc n yà vôn kế bao nhiêu?
S1
S2 M’
S G1
O G2
I
M
K
x
V A
A B
R1
M D N
(11)-B i 16à
*Vì điện trở ampe kế Ra = nên:
UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2.1 = ( V ) ( Ampe kế dòng qua R1
(0,5đ)*Gọi điện trở phần MD l x thì:
x DN x
DN
AB AD DN
2
I ;I I I
x x
2
U x
x
2
U U U x 10
x
*Giải x = Con chạy phải đặt vị trí chia MN th nh hai phà ần MD có
giá trị
2 Ω v DN có giá trà ị Ω Lúc n y vôn kà ế vôn ( Vôn kế đo UDN
Baøi 17:
Cho mạch điện hình vẽ:
Các empekế giống v có điện trở RA , ampekế A3 giá trị I3= 4(A), ampekế
A4 giá trị I4= 3(A) Tìm số cịn lại? Nếu biết UMN = 28 (V) Hãy tìm R, R A Bài17:*Tìm I1 v Ià 2:
Ta có dịng điện v o chà ốt M v àđi chốt N
Do U3 = 4RA
U4 = 3RA tức l :Uà CN >UDN hay VC > VD Nên dịng điện điqua A2 có chiều từ C sang D UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA
=>I2 = (A )
Xét nút D ta có : I1 + I2 = I4 = I1 + = (A) =>I1 = (A)
*Tìm R, RA:
Ta viết phương trình hiệu điện UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA
RA = 5,6 (Ω)
Tương tự ta có : UMN= UMC + UCN
28 = 5.R + 4.5,6 ( IR = I2 + I3 =1+4 = A v Rà A = 5,6 Ω )
=> 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω)
A3
A4 A2
A1 R
M N
D
C
+ _
(12)Câu17:(2 điểm) Hai đ i ệ n tr R= Ω v r mà ắ c n ố i ti ế p v o hai à đầ u hi ệ u đ
i ệ n th ế U=24V Khi thay đổ i giá tr ị c ủ a r cơng su ấ t t ỏ a nhi ệ t r thay đổ
i v đạ t giá tr ị c ự c đạ i Tính giá tr ị c ự c đạ i đ ó
Bài12:Gọi I cường độ dòng điện qua mạch Hiệu điện hai đầu r:
Ur = U – RI = 24 – 4I Công suất tiêu thụ r: P = Ur.I = (24 – 4I) I
4I2 – 24I + P = (1)
∆ = 242 – 4P
Vì phương trình (1) ln có nghiệm số nên ∆ ≥ => 242 – 4P ≥
=> P ≤ 36 => Pmax = 36W
Câu18: (2,5 điểm ) Cho m ch đ i ệ n nh hình v ẽ :
Trong đ ó R0 l đ i ệ n tr to n phà ầ n c ủ a bi ế n tr , R b l đ i ệ n tr c ủ a b ế p
đ
i ệ n Cho R0 = Rb đ , i ệ n tr c ủ a dây n ố i không đ k ể , hi ệ u đ i ệ n th ế U c ủ a
ngu n không đổ i Con ch y C n ằ m gi ữ a bi ế n tr .Tính hi ệ u su ấ t c ủ a m ch đ i ệ n Coi h i ệ u su ấ t tiêu th ụ b ế p l có ích à
Bài18:Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3
Cường độ dịng điện chạy mạch chính: I= U/(R0/2 +R0/3) = 6U/ 5R0
Công suất tiêu thụ bếp l : P= Uà 2CB/ R0 = 4U2/25R0
Hiệu suất mạch điện l : H = P/UI = ( 4Uà /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vậy H
= 13,3 %
Baứi 19:.) Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lợng đợc làm từ loại vật liệu Đờng kính dây thứ lần đờng kính dây thứ hai Biết dây thứ có điện trở R1 = 4 Xác định điện trở tơng đơng hai dây dẫn
khi chóng m¾c song song víi
R1 = 1
S l
; R2 = 2
S l
4
4 2
2 2
2 2
1 1
2
d d V V S S V V S S S l
S l S l
S l R R
Theo đề: V1 = V2 v 12
1
d d
U R0
Rb
C
(13) 16 R R
R2 = 16R1 = 64W
Rtđ =
2 R R R R
= 3,76W
Baứi 20 Cho mạch điện nh hình vẽ: (hình 1)
UAB = U = 6V; R1 = 5,5W; R2 = 3W; R lµ mét biÕn trë
1 Khi R = 3,5W, tìm công suất tiêu thụ đoạn m¹ch AM
2 Với giá trị biến trở R cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AM đạt giá trị lớn Tìm giá trị lớn
a/ I =
1 R R
R U
PAM = I
2.(R2 + R) =
2 2 ) ( ) ( R R R R R U
Thay số: PAM =
2 ) , 5 , 3 ( ) , 3 ( 1,625W
b/ PAM =
1 2 2 ) ( ) ( R R R R R R U
Côsi:
2 2 ) ( ) ( R R R R R R
R
R R R R R ) ( ) ( 2 4R1
PAM
1
4R U
PAM Max =
5 , 2 R U = 11 18
W 1,64W
R2 + R = R1 R = R1 - R2 = 2,5W
Heát