Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở có con chạy vào hiệu điện thế cũ U = 18V như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có Đ2 điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường?. Bây giờ t[r]
(1)GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HSG VLÝ9 N¡M HäC 2010-2011 D¹y ngµy: ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP Câu 1.Cho điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp, hiệu điện U ko đổi Chứng minh hiệu điện đầu điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó Câu 2.Hai điện trở R1,R2 mắc nối tiếp: Biết R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, UAB = 12V.Tìm: a.Điện trở tương đương đoạn mạch b.Cường độ dòng điện qua điện trở c.Hiệu điện đầu điện trở Câu 3.Cho R1,R2,R3 mắc nối tiếp, biết: R1= 1Ω, R2 = 2, R3 = 2Ω; UAB = 16V.Tìm: a.Điện trở tương đương đoạn mạch b Hiệu điện hai đầu điện trở Câu Cho R1 = 1Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω mắc nối tiếp nhau, I = 0,5A Tìm: a.Hiệu điện mạch b.Tính U23 Câu Cho R1 = 3Ω, R2 = 7Ω, U = 12V Tính cường độ dòng điện mạch Câu Cho điện trở R1=R2=10Ω mắc nối tiếp a.Tìm điện trở tương đương mạch b.Mắc thêm điện trở R3=5Ω nối tiếp với R1 Tìm điện trở tương đương mạch Câu Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, R3 = 15Ω, U23 = 15V Tìm: a.Cường độ mạch b.Hiệu điện mạch Câu Cho R1 = 4Ω và R2 mắc nối tiếp Hiệu điện đầu mạch là 12V thì cường độ dòng điện qua mạch là 0,5A Điện trở R2 bao nhiêu? Câu Cho R2=10Ω mắc nối tiếp R1 hiệu điện U = 9V, U2 = 5V Tính R1 Hướng dẫn giải: Câu Đoạn mạch nối tiếp thì : I1= I2 => U1: R1= U2: R2 => U1: U2 = R1:R2 Câu a.Điện trở tương đương Rtđ = R1+R2 = 3+6 = 9Ω b.Cường độ dòng điện I = U/Rtđ = 12/9 = 4/3A Vì R1 nt R2 suy I1 = I2 = I = 4/3A c (2) U1 = I1.R1 = 4/3 3= 4V U2 = I2.R2 = 4/3.6 = 8V Câu a.Điện trở tương đương: Rtđ = R1+R2+R3 = 1+2+1 = 4Ω b.I=U/Rtđ=16/4=4A U1,U2,U3=? •Theo định luật Ôm: I = U/Rtđ = 16/4=4 A •R1 nt R2 nt R3 nên: I1= I2= I3= I= 4A •U1 = I1.R1 = 4.1 = 4V •U2 = I2.R2 = 4.2 = 8V •U3 = I3.R3 = 4.1 = 4V Câu a.UAB = ? Điện trở tương đương: Rtđ = R1+R2+R3 = 6Ω Do mắc nối tiếp: I1 = I2 = I3 = I = 0,5A Hiệu điện thế: UAB = I.Rtđ = 0,5.6 = 3V b.U23=I.R23 Với: I2 = I3 = I23 = 0,5A R23 = R2+R3 = 5Ω Suy : U23 = 0,5.5 = 2,5V Câu I=1,2A Câu a.Điện trở tương đương R1 nt R2: Rtđ = R1+R2 = 10+10 = 20Ω b.Điện trở tương đương (R1 nt R2) nt R3: Rtđ = R1+R2+R3 = 20+5 = 25Ω Câu a •Rtđ = R1+R2+R3 = 30Ω •R23 = R2+R3 = 25Ω •Định luật Ôm: I23 = U23/R23 = 15/25 = 0,6A Vì mắc nối tiếp: I1 = I2 = I3 = I = IA = I23 = 0,6A b.UAB = ? UAB = I.Rtđ = 0,6.30 =18V Câu R2 = 20Ω Câu •I2 = U2/R2 = 5/10 = 0,5A •Do mắc nối tiếp: I1= I2 = I = 0,5A •I = UAB/Rtđ => Rtđ = UAB/I = 9/0,5 = 18Ω •Rtđ = R1+R2 => R1 = Rtđ-R2 = 18 -10 = 8Ω D¹y ngµy : (3) ĐOẠN MẠCH SONG SONG I.Kiến thức cần nắm: - Cường độ dòng điện: I = I1 + I2 + I3 + … - Hiệu điện thế: U= U1 + U2 + U3 + … - Điện trở tương đương: 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … II.Các bài tập: Câu Cho đoạn mạch R1//R2 Chứng tỏ cường độ dòng điện chạy qua điện trở thõa mãn hệ thức I1/I2 = R2/R1 Câu Cho điện trở R1,R2,R3 mắc song song hãy chứng minh công thức tính điện trở đoạn mạch : 1/Rtđ = 1/R1 + R2 + R3 Câu Phòng học cần sử dụng đèn dây tóc và quạt trần có cùng hiệu điện định mức là 220V Hiệu điện nguồn 220V Mỗi dụng cụ có công tắc và cầu trì bảo vệ riêng a.Phải mắc các dụng cụ đó nào để chúng hoạt động bình thường b.Vẽ sơ đồ mạch điện đó Câu Cho R1=3Ω, R2=6Ω mắc song song với a.Tính Rtđ b.Mắc thêm R3=2Ω Song song với R2 Tính Rtđ Câu Cho R1=3Ω, R2 = R3 = 6Ω mắc song song với nhau, U=6V a.Tìm Rtđ mạch b.Tính cường độ dòng điện mạch Câu Cho mạch điện có R1=3Ω, R2=6Ω mắc song song với nhau, I1=0,5A Tìm: a.Rtđ mạch b.Tính hiệu điện mạch c.Tính cường độ dòng điện mạch và cường độ dòng điện qua điện trở R2 Câu Cho R1=6Ω mắc song song với R2, I1=0,5A , I = 1,5A Tìm: a.Cường độ dòng điện qua điện trở R2 b.Hiệu điện mạch c.Điện trở R2 Câu Cho R1 = 2R2 mắc song song với , I = 1,5A , U =12V Tìm: a.Rtđ mạch b.Điện trở R1, R2 c.Cường độ dòng điện qua điện trở Câu Cho điện trở R1, R2 mắc song song , U = 12V ; I1 = 0,5A ; I = 1A a.Vẽ sơ đồ mạch điện b.Tìm R1 , R2 (4) Câu 10 Cho điện trở R1, R2, R3 mắc song song với Biết I1 = 2I2 ; I3=3I2 ; Điện trở R1 = 3Ω a.Tìm R2, R3 b.Khi hiệu điện đầu mạch là 6V thì cường độ mạch là bao nhiêu ? Câu 11 Mét m¹ch ®iÖn gåm mét nguån ®iÖn vµ mét ®o¹n m¹ch nèi hai cùc cña nguån Trong ®o¹n m¹ch cã mét d©y dÉn ®iÖn trë R, mét biÕn trëvµ mét ampe kÕ m¾c nối tiếp Hiệu điện nguồn không đổi, ampe kế có điện trở không đáng kể, biến trë ch¹yghi ( 100 -2A) a) Vẽ sơ đồ mạch điện và nêu ý nghĩa số ghi trên biến trở b) Biến trở này làm dây nikêlin có điện trở suất 0,4.10-6 mvà đờng kính tiết diÖn 0,2mm TÝnh chiÒu dµi cña d©y lµm biÕn trë c) Di chuyÓn ch¹y cña biÕn trë, ngêi ta they ampe kÕ chØ kho¶ng tõ 0,5 A đến 1,5 A Tìm hiệu điện nguồn điện và điện trở R Hướng dẫn giải: Câu 1.Chứng minh: I1/I2 = R2/R1 •Do mắc song song : U1 =U2 <=> I1R1 = I2R2 <=> I1/I2 = R2/R1 Câu Chứng minh : 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Ta có: I = I1 + I2 + I3 (1) U1 = U2 = U3 = U (2) (1) <=> I = U1/R1 + U2/R2 + U3/R3 (3) (2) và (3) => I = U (1/R1 + 1/R2 +1/R3) <=> I/U = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 ; Đặt 1/Rtđ = I/U => 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Câu a.Đèn và quạt phải mắc song song vào nguồn 220V b.Vẽ sơ đồ Câu a.R1 // R2 <=> 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 = 1/3 + 1/6 = 1/2 =>Rtđ = 2Ω b.R1 // R2 // R3 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/2 = => Rtđ = 1Ω Câu a.Điện trở tương đương : 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/6 = 2/3 Rtđ = 1,5Ω b.I = U/Rtđ = 6/1,5 = 4A Câu a.Điện trở tương đương : 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 = 1/3 + 1/6 = 1/2 => Rtđ = 2Ω b.•U1 = I1.R1 = 0,5.3 = 1,5V •Do R1 // R2 => U1 = U2 = U = 1,5V Câu a.Ta có : I = I1 + I2 => I2 = I – I1 = 1,5 – 0,5 = 1A b.•Do R1 // R2 nên : U1 = U2 = U = 3V (5) c.Điện trở R2 : I2 = U2/R2 => R2 = U2/I2 = 3/0,5=6Ω Câu a.Điện trở tương đương : Rtđ = U/I = 12/1,5 = Ω b.R1 , R2 = ? Ta có : 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 (1) Mà: R1 = 2R2 (2) (1) và (2) => 1/Rtđ = 1/2R2 + 1/R2 = 3/2R2 =>R2 = 3/2.Rtđ = 3/2.8 = 12Ω (2) => R1 = 2R2 = 2.12 = 24Ω c.I1 , I2 =? Ta có : U1 = U2 = U = 12V •I1 = U1/R1 = 12/24 = 0,5A •I2 = U2/R2 = 12/12 = 1A Câu a.Sơ đồ mạch điện : b.R1 , R2 = ? •Do mắc song song : U1 = U2 = U = 12V •R1 = U1/I1 = 12/0,5 = 24Ω •I = I1 + I2 => I2 = I – I1 = – 0,5 = 0,5A => R2 = U2/I2 = 12/0,5 = 24Ω Câu 10 a.R2 , R3 = ? •Do mắc song song : U1 = U2 = U3 = U I1 = U/R1 I2 = U/R2 => I1/I2 = R2/R1 Mà : I1 = 2I2 => = R2/R1 => R2 = 2R1 = 6Ω •I3 = U/R3 •I2/I3 = R3/R2 <=> I2/3I2 = R3/R2 => R3 = R2/3 = 6/3 = 2Ω b.UAB = 6V •I1 = U1/R1 = 6/3 = 2A •I2 = U2/R2 = 6/6 = 1A •I3 = U3/R3 = 6/2 = 3A Câu 11 + Sè ghi 100 trªn biÕn trë cho biÕt ®iÖn trë lín nhÊt lµ 100 (0,25v điểm )+ số ghi 2A trên biến trở cho biết cờng độ dòng điện lớn đợc phép qua biến trở là 2A b) Tõ c«ng thøc tÝnh ®iÖn trë R' = l s vµ c«ng thøc tÝnh tiÕt diÖn : S = π d (6) Suy chiÒu dµi d©y lµm biÕn trë l= , 20 10− ¿ ¿ 100 , 14 ¿ R ' π d2 =¿ c) Gọi U là hiệu điện nguồn , Rx là điện trở biến trở, và I là cờng độ dòng ®iÖn m¹ch Theo định luật Ôm, ta có : I= U R+ R x Với U và R là không đổi thì chạy vị trí M, Rx = cờng độ dòng điện có giá trị cực đại Imax 1,5 A Ta cã: 1,5 = U ( 1) R Khi chạy vị trí N, Rx=R'= 100, cờng độ dòng điện có giá trị cực tiểu: Imin= 0,5 A U Ta cã: 0,5 = (2) R+ 100 Tõ (1) vµ (2) → ¿ U=75 (V ) R=50 (Ω) ¿{ ¿ VËy hiÖu ®iÖn thÕ cña nguån ®iÖn b»ng 75 (V) vµ ®iÖn trë R = 50 () sè D¹y ngµy : ®o¹n mach hçn hîp 6.3Trong bóng đèn lắp hình 6.3 Các bóng đèn có cïng ®iÖn trë R BiÕt c«ng suÊt cña bãng thø t lµ P1=1W T×m c«ng suÊt cña c¸c bãng cßn l¹i (xem 4.1/NC9/ §HQG) 6.4 Cho mạch điện nh hình vẽ 6.4 biến trở có điện trở toàn phần R =12 , đèn loại (6V-3W), UMN=15V Tìm vị trí chạy C để đèn sáng bình thờng ( xem: 4.10 /NC/ §HQG) (7) 6.5.Trong mạch điện 6.4, kể từ vị trí C mà đèn sáng bình thờng, ta từ từ dich chuyển chạy phía M, thì độ sáng đèn và cờng độ dòng điện rẽ qua MC/ thay đổi nh nào? (4.11NC9) 6.6 Trong mạch điện hình 6.6, UMN=12V, A và V lí tởng, vôn kế V 8v, đèn loại (6V-3,6W)s¸ng b×nh thêng a tÝnh: R1 , R2 , R b 6.7 Cho mạch điện nh hình vẽ 6.7 R=4 , R1 là đèn loại là biến trở, UMN =10 V không đổi để đèn sángbình thờng để công suất tiêu thụ R2 cực công suất tiêu thụ mạch mắc song song cực đại ( Xem 4.14 (6V-3,6W), R2 a Xác định R2 b Xác định R2 c.Xác định R2 nc9/XBGD) 6.8.Cho mạch điện nh hình vẽ 6.8: U=16V, R0=4 , R1 =12 , Rx là biến trở đủ lớn, Ampekế và dây nối có điện trở không đáng kể A tÝnh R1 cho Px=9 W , vµ tÝnh hiÖu suÊt cña m¹ch ®iÖn BiÕt r»ng tiªu hao n¨ng lîng trªn Rx, R1 lµ cã Ých, trªn R0 lµ v« Ých b Với giá trị nào Rxthì công suất tiêu thụ trên nó cực đại Tính công suất ấy? (Xem 149 NC9/ XBGD) 6.9** Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 6.9 BiÕn trë cã ®iÖn trë toµn phÇn R0 , §1 lo¹i 3V-3W , §2 lo¹i 6V-6W a.Các đèn sáng bình thờng.Tìm R0 ? b**.Từ vị trí dèn sáng bình thờng( câu a), ta di chuyển chạy C phía B Hỏi độ sáng các đèn thay đổi nào? 6.10: Cho mạch điện nh hình (6.10) UMN=36V không đổi, r= R2 =1,5 , R0 =10 , R1 = , Hiệu điện định mức đèn đủ lớn(đẻ đèn không bị hỏng).Xác định vị trí chạy để : a Công suất tiêu thụ đèn Đ2 là nhỏ nhất.Tìm P2 ? (8) b C«ng suÊt cña ®o¹n m¹ch MB lµ nhá nhÊt 6.11** Cho mạch điện h-6.11 Biến trở có điện trở toàn phần R0 =10 , đèn đ loại (6V3W),UMN = 15V không đổi, r=2 a.Tìm vị trí chạy C để đèn sáng bình thờng b Nếu từ vị trí đèn sáng bình thờng, ta đẩy chạy C phía A thì độ sáng đèn thay đổi nh nào? Các bài tập khác:Đề thi lam sơn (1998-1999); bài đề thi lam sơn (2000-2001) -bµi 4.18; 4.19( NC9/ §HQG) Tµi liÖu cÇn cã: S¸ch 121 NC9 S¸ch bµi tËp n©ng cao vËtlÝ nha xuÊt b¶n gi¸o dôc (XBGD) S¸ch vËt lÝ n©ng cao (§H quèc gia Hµ néi- §H khoa häc tù nhiªn khèi PT chuyªn lÝ Bộ đề thị học sinh giỏi tỉnh; lam sơn, ĐH tự nhiên Hànội hết các bài tập sách 121 NC9( tự tìm theo các chủ đề trên ) Lµm l¹i Gîi ý ph¬ng ph¸p gi¶i Bµi 6.4gäi gi¸ trÞ cña phÇn biÕn trë AC lµ x: điện trở đèn Rđ =Uđ2:Pđ=12 RMC= 12+ x ,RCN=R0-x=12-x 12 x đèn sáng bình thờng Uđ=6v UCN=9V TÝnh I®, tÝnh I AC, TÝnh I CN( theo biÕn x) ph¬ng tr×nh I®+IAC=ICN gi¶i ph¬ng tr×nh trªn x Bµi 6.5:TÝnh RMC= 12+ x ,RCN=R0-x=12-x RMN C§m¹ch chÝnh UMC=f(x) (*)vµ 12 x D¹y ngµy: Bµi tËp tæng hîp Bài Để bóng đèn Đ1( 6V - 6W ) sử dụng nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 12V, người ta dùng thêm biến trở chạy và mắc mạch điện theo sơ đồ R0 sơ đồ hình vẽ ; điều chỉnh chạy C cho đèn Đ1 sáng bình thường : a) Mắc mạch điện theo sơ đồ nào thì ít hao phí điện ? Giải thích ? Đ1 Đ1 (9) C A C B Sơ đồ Sơ đồ b) Biến trở trên có điện trở toàn phần RAB = 20 Tính phần điện trở RCB biến trở cách mắc trên ? ( bỏ qua điện trở dây nối ) c) Bây sử dụng nguồn điện trên và bóng đèn gồm : bóng đèn giống loại Đ1(6V-6W) và bóng đèn loại Đ2(3V-4,5W) Vẽ sơ đồ cách mắc mạch điện thoả mãn yêu cầu : + Cả bóng đèn sáng bình thường ? Giải thích ? + Có bóng đèn không sáng ( không phải bị hỏng ) và bóng đèn còn lại sáng bình thường ? Giải thích ? Bài2 Cho bóng đèn có ghi 6V- 3W, 6V- 6W, 6V- 8W, biến trở chạy và nguån ®iÖn mét chiÒu 12V H·y nªu c¸ch m¾c nh÷ng linh kiÖn trªn thµnh m¹ch ®iÖn cho đèn trên sáng bình thờng Tính điện trở biến trở trờng hîp? Bµi 3: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ: R1 = R2 = R3 = ; R4 = UAB = 18 v Nèi M vµ B b»ng mét v«n kÕ T×m sè chØ cña v«n kÕ Nối M và B am pe kế điện trở không đáng kể Tìm số chie ampe kế, chiều dßng qua A Híng dÉn Bµi 3: a Sè chØ cña v«n kÕ V«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín nªn dßng ®iÖn kh«ng ®i qua v«n kÕ Sơ đồ mạch điện [(R2 nt R3) // R1] nt R4 - Sè chØ cña ampe kÕ chØ hiÖu ®iÖn thÕ UMB - Điện trở tơng đơng: R23 = R2 + R3 = 12 R ⋅ R23 R123 = =4 Ω R 1+ R 23 RAB = R123 + R4 = - Cờng độ dòng điện qua mạch chính: (10) IC = U AB =3 A R AB HiÖu ®iÖn thÕ: UNB = U4 = I4 R4 = IC R4 = v UAN = UAB - UNB = 12 v - Cờng độ qua R2 ; R3 : I 23= U AN =1 A R 23 - HiÖu ®iÖn thÕ: UMN = U3 = I3 R3 = v - Sè chØ cña v«n kÕ: uv = UMB = UMN + UNB = U3 + U4 = 12 v b Sè chØ cña ampe kÕ Sơ đồ mạch: Điện trở tơng đơng:R34 = R143 = R3⋅ R4 =1,5 Ω R 3+ R R ⋅ R 43 =7,5 Ω R 1+ R 43 Cờng độ dòng điện qua R1 : Cờng độ dòng điện qua R2 : U AB =2,4 A R143 U I = AB =3 A R2 I1 = HiÖu ®iÖn thÕ: UNB = U34 = I34 R34 = I1R34 = 3,6 v Dßng ®iÖn qua R3 : I3 = U U 34 = 0,6 A R3 R3 XÐt vÞ trÝ nót M ta cã IA = Ic + IB = 3,6 (A) Dßng ®iÖn qua tõ M -> B Bµi 4: Cho m¹ch ®iÖn ( h×nh vÏ ) BiÕt R1 = R3 = R4= Ω , R2= Ω , U = V a Nèi A, D b»ng mét v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín T×m chØ sècña v«n kÕ? b Nối A, D Ampe kế có điện trở không đáng kể Tìm số Ampe kế và điện trở tơng đơng mạch (11) Híng dÉn Bµi 4: a Do vôn kế có điện trở lớn nên cờng độ dòng điện qua nó xem nh kh«ng.VËy ta cã m¹ch ®iÖn: R1 nèi tiÕp R2 // ( R3 nt R4) suy R34 = R3 + R4 = Ω RCB = R R =1,6 Ω R+ R - §iÖn trë toµn m¹ch lµ R = R1 + RCB = 5,6 Ω - Cờng độ dòng qua điện trở R1 là : I1= U / R = 1,07 A suy UCB = RCB I1 = 1,72 V - Do I3 =I4= UCB/ R34 = 0,215 A - V«n kÕ chØ UAD = UAC + U CD = I1 R1 + I3 R3 = 5,14 V VËy sè chØ cña v«n kÕ lµ 5,14 V b Do điện trở ampe kế không đáng kể nên ta có thể chập A, D lại Lúc này m¹ch ®iÖn thµnh: ( R1// R3 ) nt R2 // R4 - R13= R1 R R 1+ R =2 Ω - R123 = R2 + R13 = Ω R123 R =2 Ω R 123 + R4 Suy điện trở tơng đơng cua rmạch là Ω - §iÖn trë toµn m¹ch lµ R = * Sè chØ cña ampe kÕ chÝnh lµ I3 +I4 - Dòng điện qua mạch chính có cờng độ I = U / R = A - I = U / R4 = 1,5 A suy I2 =I – I4 = 1,5 A - U2 = I2 R2 = V suy U1 = U – U2 = 3V - I = U3 / R3 = U1 / R3 = 0,75 A VËy sè chØ cña ampe kÕ lµ I3 + I4 = 2,25A Bài : Cho mạch điện nh hình vẽ , đó : §iÖn trë cña ampekÕ R1 = ; R1 - R = R2 = 1,5 ; R4 = ; UAB = 1V Tìm các cờng độ dòng điện và các số ampekế cực dơng ampekế mắc ®©u ? Bài 6: Thả đồng thời 150g sắt nhiệt độ 20oC và 500g đồng nhiệt độ 25oC vào 500g nớc nhiệt độ 95oC Tính nhiệt độ cân nhiệt Cho nhiệt dung riêng sắt, đồng và nớc là: C1= 460 J/kg.độ, C2= 380 J/kg.độ, và C3= 4200 J/kg.độ D¹y ngµy : Bµi TËp Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ BiÕt U = 1,25v R1 = R3 = R2 = ; R4 =5 Vôn kế có điện trở lớn , điện trở các dây nối nhỏ không đáng kể Tính cờng độ dòng điện qua các điện trở và số vôn kế khóa K đóng R1 R2 C (12) C©u 3: Một cuộn dây dẫn đồng có khối lợng 1,068 kg tiết diện ngang dây đẫn là 1mm2 Biết điện trở xuất dây đồng 1,7.10-8 m , khối lợng riêng đồng 8900 kg/m3 a/ TÝnh ®iÖn trë cña cuén d©y nµy? b/ Ngời ta dùng dây này để quấn biến trở, biết lõi biến trở làhình tròn đờng kÝnh lµ 2cm T×m sè vßng d©y cuèn cña biÕn? §¸p ¸n C©u 3: S = 1mm2 = 10- m2 a/ Tính thể tích dây đồng D ; d = cm = 0,02 m m m 1, 068 V 1, 2.10 V D 8900 m3 ChiÒu dµi cña cuén d©y dÉn lµ: V 1, 2.10 l S 10 = 120 m Điện trở dây đồng : R l 120 1, 7.10 2, 04 S 10 b/ ChiÒu dµi cña mét vßng d©y: l ' .d 3,14.0, 02 0, 062m Sè vßng d©y quÊn cña biÕn : l 120 n 1910,83 l ' 0, 0628 (vßng) §Ò C©u 1.Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ BiÕt : R1 A R2 R1 =4 Ω R2 = 16 Ω M N R3 =12 Ω + R3 B R4 R4= 18 Ω HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch MN UMN =60V a-Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch b-Tính cờng độ dòng điện chạy qua các điện trở và mạch chính c-TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ UAB NÕu dïng v«n kÕ vµo gi÷a hai ®iÓm A,B th× cùc d¬ng cña v«n kÕ ph¶i m¾c vµo ®iÓm nµo? V× sao? Híng dÉn C©u (R1 nèi tiÕp R2) // (R3 nèi tiÕp R4) R1 =4 Ω ; R2=16 Ω ; R3 = 12 Ω ; R4 = 18 Ω , UMN = 60V a-RMN = ? b-I1, I2, I3, I4 = ? ; IMN =? c-UAB = ? V«n kÕ m¾c nh thÕ nµo ? (13) Bµi gi¶i: a-(1 ®iÓm) R12 = R1+R2 = 4+16 =20 ( Ω ) R34 = R3+R4 = 12+18 =30 ( Ω ) RMN= R12 R34 = 20 30 = 60 20+30 40 R 12+ R34 =12 ( Ω ) b-(0,75 điểm) Cờng độ dòng điện mạch chính IMN= U MN = 60 12 R MN =5 (A) Cờng độ dòng điện chạy qua R1, R2 I1=I2 = 60 = (A) 20 Cờng độ dòng điện chạy qua R3, R4 I3=I4 = 60 = (A) 30 c-(2 ®iÓm) ta cã : UAB = UAM + UMB Hay UAB = -UMA + UMB Trong đó : UMA = I1.R1 = 3.4 = 12 (V) UMB = I3.R4 = 2.12 = 24 (V) VËy : UAB = -12 + 24 = 12 (V) UAB = 12 (V) >0 chứng tỏ điện A lớn điện B Do đó mắc v«n kÕ vµo ®iÓm A, B th× chèt d¬ng cña v«n kÕ ph¶i m¾c vµo ®iÓm A (0,75 ®iÓm) §Ò 10 C §Ò 11 C©u 6: Cho mach ®iÖn nh h×nh vÏ, c¸c ®iÖn trë cã gi¸ trÞ b»ng vµ b»ng 4; RA = UAB = 3,6V không đổi a) Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch AB b) T×m chØ sè trªn Ampe kÕ đáp án C©u 6: a) Phân tích đợc: R4 R1 // [R4 nt (R2 // R3)] Từ đó tính đợc: R1 R2,3 = 2 R2 R3 R2,3,4 = 6 B A RAB = 2,4 b) Tính đợc: I = UAB : RAB = 3,6 : 2,4 = 1,5 (A); I1 = UAB : R1 = 3,6 : =A0,9 () I4 = UAB : R2,3,4 = 3,6 : = 0,6 (A); U2 = I4 R2,3 = 0,6 = 1,2 (V) I2 = U2 : R2 = 1,2 : = 0,3 (A) Suy sè chØ Am pe kÕ lµ: IA = I1 + I2 = 0,9 + 0,3 = 1,2 (A) §Ò 12 Câu 1: Có hai điện trở trên đó có ghi R1 (20 - 1,5 A) và R2(30 - A) a.H·y nªu ý nghÜa c¶u c¸c sè trªn R1 b.Khi mắc R1 song song với R2 vào mạch thì hiệu điện thế, cờng độ dòng điện mạch tối đa phải là bao nhiêu để hai điện trở không bị hỏng Câu 2: Cho mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ (14) BiÕt R1 = 12,6 , R2 = , R3 = , R4 = 30 , R5 = R6 =15 , UAB = 30 V Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch Tính cờng độ dòng điện qua điện trở TÝnh c«ng suÊt tiªu thô cña R6 C©u 4: H·y thiÕt kÕ mét m¹ch ®iÖn gåm 10 ®iÖn trë cïng lo¹i, gi¸ trÞ mçi ®iÖn trë lµ , cho đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện 2,5 V thì dòng điện mạch chÝnh lµ 0,5 A §¸p ¸n C©u 1: a ý nghÜa cña c¸c sè ghi trªn R1 - §iªn trë R1 cã gi¸ trÞ 20 - Cờng độ dòng điện định mức R1 là 1,5 A b Hiệu điện thế, cờng độ dòng điệncủa mạch tối đa là: UMAX = U®m1 = 20 x1,5 = 30 (V) RMAX = R1 R 20 30 = =12 Ω R 1+ R 30+ 20 => IMAX = C©u 2: a U MAX R MAX = 30 12 = 2,5 (A) R2 R3 = =2,4 (Ω) R 2+ R 5+5 R (R5 + R6 ) R456 = = 30 (15+15) =15(Ω) R + R 5+ R 30+15+15 R23 = => Rt® = R1 + R23 + R456 =12,6 + 2,4 +15 =30 () (0,5) b Cờng độ dòng điện qua điện trở là: I1 = IM =UAB/RAB = 30/30 = (A) I R3 = = I R2 vµ I1 + I2 = IM = =>I2 = 0,6 A, I3 = 0,4 A I4 = I5 = I6 = 0,5 A c P6 = I62 R6 = 0,52 15 = 3,75 (W) C©u 4: +) song: U 2,5 I 0,5 () V× RM = =>§o¹n m¹ch gåm nhãm m¾c nèi tiÕp, mçi nhãm cã ®iÖn trë m¾c song §Ò13 C©u : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ R1= 40, R2= 30, R3= 20, R4= 10 TÝnh ®iÖn trë toµn m¹ch : K1 ngắt, K2 đóng (15) K1 đóng, K2 ngắt Khi K1, K2 đóng Câu 2: Dùng bếp điện loại 200V – 100W hoạt động hiệu điên 150V để đun s«i Êm níc BÕp cã hiÖu suÊt 80% Sù to¶ nhiÖt cña Êm kh«ng khÝ nh sau: NÕu thö t¾t ®iÖn th× sau mét phót níc h¹ xuèng 0.5oC, Êm cã M1 = 100g, C1= 600 J/kg độ, nớc có m2= 500g, C2= 4200 J/kg độ, nhiệt độ ban đầu là 200C Tìm thời gian đun cần thiết để nớc sôi Híng dÉn C©u 1: a.Khi K1 ngắt, K2 đóng R1nt [R3//(R2nt R4)] R2,4= R2+ R4 = 40 () R3,2,4= R3 R 2,4 40 ( = R 3+ R 2,4 R = R1 + R3,2,4= 53,3() b.Khi K1 đóng, K2 ngắt R1nt [R2//(R3nt R4) R3,4= R3+ R4 = 30 () R2 R2,3,4= = 15 () R = R1+ R2,3,4 = 55 () c.Khi K1, K2 đóng: I4 = R1nt (R2//R3 R = R1 + R2,3 = 52 () C©u 2: Sử dụng công thức :.P = để so sánh với công suất định mức C«ng toµn phÇn cña bÕp lµ : P = P0 C«ng suÊt cã Ých cña bÕp lµ: P1 = H.P = 450 (W) C«ng suÊt to¶ nhiÖt cña kh«ng khÝ: P2= = 18 W ⇒ (P1- P2).t = (C1 m1+ C2 m2)(100- 20) t = 400 C©u 3: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ : Bá qua ®iÖn trë cña d©y nèi U = 90 V, R1 = 45 Ω R2= 90 Ω , R4 = 15 Ω R1 K R4 A C R2 + R3 -U * K mở K đóng thì số Ampekế không đổi tính số ampekế A và cờng độ dòng điện qua khoá K K đóng (16) Híng dÉn C©u 3: Khi K mở mạch điện đợc vẽ lại nh hình vẽ A R1 C R4 R3 R2 * tÝnh RACD = R1 + R4 = 45 +15 = 60( Ω ) * RAD = R ACD R = R ACD + R2 60 90 =36(Ω) 60+90 * RAB = RAD +R3= 36+ R3 * TÝnh U AB 90 = R ®m 36+ R I= * TÝnh UAD: UAD= IAD = 90 36 36+ R3 * TÝnh I1=I4=IA: IA= U AD = R ACD 90 36 /36+ R3 60 = ¿❑ ❑ 54 36+ R3 Khi K đóng Mạch điện đợc vẽ lại nh sa I’a R3 RADB = R2RDB = 15 R 3+ 90(15+ R 3) 15 R 3+ R U AB * tÝnh I: I= = R ADB R4 C I1 + * TÝnh RDB: RDB= AI’ Δ U R1 R4 R3 15 R = R4 R3 15 R 15 R +90 15 R = * TÝnh UDB: UDB: = I RDB= = 90 15 R3 90 15+ 105 R3 * TÝnh I 'a = I4: = 90(15+ R 3) 15 R 3+ 90(15+ R 3) 90(15+ R 3) 90(15+ R 3)+15 R3 U DB R4 R3 R3 + 90 I 'a = 90 15 R3 = 15(90 15+105 R 3) R3 ' (2) Ia = R3 + 90 * theo bµi ta cã: Ia= I 'a 15 R 15+ R3 R2 B (17) R3 54 = ⇒ 54(7R3+90) = 6R3( 36+R3) 36+ R3 R3 + 90 ⇒ R3 – 27R3 – 810 = Giải phơng trình ta nhận đợc nghiệm: R3 =45; R ❑'3 = -18 lo¹i nghiÖm R ❑'3 VËy R3 nhËn gia trÞ R3= 45 ( Ω ) * TÝnh sè chØ AmpekÕ: 54 Ia= I 'a = = 54 = 0,67(A) 36+ R3 36+ 45 * cờng độ dòng điện qua khoá K IK= Ia+ I 'a = U AB + I 'a = R1 90 + , 67 45 IK = 2,67(A) D¹y ngµy: §Ò 15 Câu 1: Một dây đồng có điện trở R, kéo giãn cho độ dài tăng lên gấp đôi (thể tích dây không đổi) Hỏi điện trở dây sau kéo thay đổi nh nào? C©u 2: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ R1 = R3 = R4 = 4 R1 C R2 R2 = 2 U = 6V R3 a) Khi nèi gi÷a A vµ D mét v«n kÕ th× A B v«n kÕ chØ bao nhiªu BiÕt RV rÊt lín D R4 b) Khi nèi gi÷a A vµ D ampe kÕ th× ampe kÕ chØ bao nhiªu? BiÕt RA rÊt nhá /U / Tính điện trở tơng đơng mạch + tõng trêng hîp C©u 3: Mét bÕp ®iÖn sö dông ë hiÖu ®iÖn thÕ 220V th× dßng ®iÖn ch¹y qua bÕp lµ 0,28A Dùng bếp đun sôi 1,2lít nớc từ nhiệt độ 210C thời gian 14 phút Tính hiệu suÊt cña bÕp BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc C = 4200 J/kgk Híng dÉn C©u 1: Gäi tiÕt diÖn cña d©y tríc vµ sau kÐo lµ S vµ S) ChiÒu dµi cña d©y tríc vµ sau kÐo lµ l vµ l) Do thể tích không đổi Sl = S)l) (1) Mµ l) = 2l (2) Tõ (1) vµ(2) S) =3/2 §iÖn trë cña d©y lóc ®Çu: R = Sau kÐo ®iÖn trë cña d©y t¨ng lÇn Câu 2: ( HS tự làm) C©u 3: C«ng dßng ®iÖn s¶n 14 phót A= UIt = 220 2,8 14 16 = 517440 (J) NhiÖt lîng cÇn ®un s«i níc Q = mc (t2-t1) = 1,2 4200 (100-21) = 398100(J) HiÖu suÊt: H= 100% = .100% = 76,95% (18) (C©u : Do RA = nên ta chập M với N mạch có sơ đồ tơng đơng là : R13= = R24 = = U AB + Theo định luật ôm ta có : I = R AB = = 0.5(A) I Ta cã : I3 = I1 = = 0,25 (A) R4 ( A) I = I R2 R = 0,5 4,5 I4 = I - I2 = (A) * Vì I2 > I4 : nên dòng điện qua ampekế chạy từ N đến M ,cực dơng A mắc N , vµ sè chªnh lÖch cña nãlµ : IA = I2 – I1 = 12 (A) Câu : Các lớp không khí áo bông đợc thể ta sởi ấm Nhờ áo bông mà lớp không khí đó luôn bám quanh thể ta có gió lại ít bị xua xa làm cho c¬ thÓ ta Ýt bÞ mÊt nhiÖt m«i trêng xung quanh VËy kh«ng ph¶i ¸o b«ng truyÒn nhiệt cho thể ta mà chính thể ta đã truyền nhiệt cho áo bông Khi nhiệt độ không khí cao nhiệt độ thể , phải mặc quần áo dài để ngăn bớt nhiệt truyền từ không khí vào thể nớc ta trời nóng nhng ít xảy điều đó Nhiệt độ không khí thờng thấp nhiệt độ thể , nên ta thờng mặc quần áo ngắn và mỏng thể tỏ nhiệt không khí D¹y ngµy : Bµi Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ:U=12V, R1=R2=6Ω, R3=12Ω, R4=6Ω a)Tính cờng độ dòng điện qua điện trở và hiệu điện hai đầu điện trở b)Nèi M vµ N b»ng mét v« kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín th× v«n kÕ chØ bao nhiªu? cùc d¬ng vôn kế đợc nối vào điểm nào? c)Nối M và N Ampe kế A có điện trở không đáng kể thì Ampe kế bao nhiªu? d) Nối M và N bóng đèn loại nào thì đèn sáng bình thờng r Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ.Nguồn điện có hiệu R2 A B điện không đổi UMN = 36V.Các điện trở có giá trị : r = 1,5 ; C R1 R1 = 6, R2 = 1,5, điện trở toàn phần biến trở AB là RAB = 10 a) Xác định vị trí chạy C trên biến trở để công suất tiêu thụ R1 là 6W b) Xác định vị trí chạy C trên biến trở để công suất tiêu thụ R nhỏ nhất.Tính công suất R2 lúc này? Bài 3: Có đèn Đ1, Đ2 và (19) Đ3 Đ1 Đ2 Đ3 mắc vào nguồn hiệu điện U = §2 §3 30V không đổi qua đệin trở r sơ đồ bên.Biết đèn Đ1và Đ2 giống R R sơ đồ bên đèn sáng U bình thường U Hình Hình a) So sánh cường độ dòng điện định mức và hiệu điện định mức các đèn?Chọn cách mắc sơ đồ nào có lợi hơn? Tại sao? b) Tìm hiệu điện định mức đèn? c) Với sơ đồ 1, công suất nguồn cung cấp là P = 60W.Xác định công suất định mức đèn? Bµi Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ (h×nh 1) Nguồn điện không đổi UMN=150V, Ro=2 Ω , đèn Đ có công suất định mức P =180W (I Đ định møc nhá h¬n 6A), Rb lµ biÕn trë 1/ Để đèn Đ sáng bình thờng phải cho Rb=18 Ω Tính hiệu điện định mức đèn? 2/ Mắc song song đèn Đ với đèn giống hệt nó Hỏi để đèn cùng sáng bình thêng ph¶i t¨ng hay gi¶m Rb vµ t¨ng hay gi¶m bao nhiªu? 3/ Với nguồn và sơ đồ mạch điện trên có thể thắp sáng tối đa bao nhiêu đèn nh đèn Đ? Bµi Cho mạch điện hình vẽ: R D M A3 _N A2 + A1 A4 C Các empekế giống và có điện trở RA , ampekế A3 giá trị I3= 4(A), ampekế A4 giá trị I4= 3(A) Tìm số các còn lại? Nếu biết UMN = 28 (V) Hãy tìm R, RA? Bµi Cho mạch điện hình vẽ: U R0 C Rb B Trong đó R0 là điện trở toàn phần biến trở, Rb là điện trở bếp điện Cho R0 = Rb , điện trở dây nối không đáng kể, hiệu điện U nguồn không đổi Con chạy C nằm chính biến trở.Tính hiệu suất mạch điện Coi hiệu suất tiêu thụ trên bếp là có ích (20) Bài 7: Một bếp điện đợc sử dụng với hiệu điện U=120V và có công suất P=600w , đợc dùng để đun sôi lít nớc từ 20oC Biết hiệu suất bếp là 80% a TÝnh thêi gian ®un níc vµ ®iÖn n¨ng tiªu thô theo Kw.h b Dây điện trở bếp có đờng kính d1=0,2mm, điện trở suất =4.10-7.m đợc quấn trên ống sứ hình trụ có đờng kính d2=2cm Tính số vòng dây MAÏCH CAÀU I:M¹ch cÇu - Mạch cầu là loại mạch dùng phổ biến các phép đo điện ( Voân keá, am pe keá, oâm keá) R MR Hình daïng - Mạch cầu vẽ: B A R Trong đó : Các điện trở R1, R2, R3, R4 gọi là điện trở cạnh R5 gọi là điện trở gánh RN R Phân loại mạch cầu Maïch caàu caân baèng - Maïch caàu Mạch cầu đủ ( tổng quát) Mach caàu khoâng caân baèng Maïch caàu khuyeát Dấu hiệu để nhận biết các loaị mạch cầu a/ Maïch caàu caân baèng - Khi ñaët moät hieäu ñieän theá UAB khaùc thì ta nhaän thaáy I5 = - Ñaëc ñieåm cuûa maïch caàu caân baèng + Về điện trở R R3 R R = ⇔ = R R4 R R + Veà doøng ñieän: I1 = I2 ; I3 = I4 Hoặc + Về hiệu điện : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoặc I R I R4 = ; = I R I R2 U R1 U R3 = ; = U R2 U R4 b/ Maïch caàu khoâng caân baèng - Khi ñaët moät hieäu ñieän theá UAB khaùc thì ta nhaän thaáy I5 khaùc - Khi mạch cầu không đủ điện trở thì gọi là mạch cầu khuyết II/ CÁCH GIẢI CÁC LOẠI MẠCH CẦU Maïch caàu caân baèng * Bài toán Cho maïch ñieän nhö HV Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 6Ω, R5 = 5Ω UAB=6V Tính I qua các điện trở? * Giaûi: Ta coù : R R3 = = R R4 A R MR R N R R => Maïch AB laø maïch caàu caân baèng B (21) => I5 = (Boû qua R5) Maïch ñieän töông ñöông: (R1 nt R2) // (R3 nt R4) - Cường độ dòng điện qua các điện trở U AB U AB 6 I1 = I2 = R + R = 1+2 =2 A ; I3 = I4 = R + R = 3+6 ≈ 67 A Maïch caàu khoâng caân baèng R MR a Mach cầu đủ hay còn gọi là mạch cầu tổng quát B A * Bài toán Cho mạch điện HV R Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 4Ω, R5 = 5Ω N R R UAB=6V Tính I qua các điện trở? * Giaûi: Caùch Phöông phaùp ñieän theá nuùt -Phöông phaùp chung + Choïn 2hieäu ñieän theá baát kì laøm aån + Sau đó qui các hiệu điện còn lại theo ẩn đã chọn + Giải hệ phương trình theo ẩn đó VD ta choïn aån laø U1 vaø U3 -Ta coù: UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = U5 - Xeùt taïi nuùt M,N ta coù I1 + I5 = I2 <=> I3 = I4 + I5 <=> U U − U U AB −U + = R1 R5 R2 U U AB −U U −U = + R3 R4 R5 (1) (2) -Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình U U − U U AB −U + = R1 R5 R2 U U AB −U U −U = + R3 R4 R5 U U − U U AB −U + = U U AB −U U −U = + Giải ta U1 , U3 Tính U2 = UAB – U1 , U4 = UAB – U3 Aùp dụng định luật Ôm tính các dòng qua điện trở Caùch2 Ñaët aån laø doøng -Phöông phaùp chung + Choïn doøng baát kì laøm aån + Sau đó qui các dòng còn lại theo ẩn đã chọn + Giải phương trình theo ẩn đó - VD ta choïn aån laø doøng I1 Ta coù: UAB = U1 + U2 = I1R1 + I2R2 = I1 + 2I2 = I2 = - Từ nút M − I1 =3 − I I5 = I2 – I1 = -0.5I1 - I1 = – 1.5I1 I5 = – 1.5I1 - Maét khaùc: U5 = UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = I3R3 – I1R1 = 3I3 – I1=5I5 => I3 = I − I 15 −7 I − I 15 −6 I = = 3 (1) (2) (22) 15 −6 I 15 −6 I - Từ nút N I4 = I3 – I5 = − 11 I I4 = I3 = (3) - – 1.5I1 = − 11 I (4) -Maët khaùc UANB = UAN + UNB = U3 + U4 = I3R3 + I4R4 = 3I3 + 4I4 = <= > laïi 15 −6 I + Giải ta I1 − 11 I =6 1.1 A Thế vào (1), (2), (3), (4) ta tính các I còn + Chú ý: Nếu dòng qua MN theo chiều ngược lại thì có kết khác Maïch caàu khuyeát: Thường dùng để rèn luyện tính toán dòng điện không đổi a Khuyết điện trở ( Có điện trở không vd R1= 0) A MR R RN R R2 B A B R3 R5 N R4 + Phöông phaùp chung - Chaäp caùc ñieåm coù cuøng ñieän theá, roài veõ laïi maïch töông ñöông Aùp duïng ñònh luaät Ôm giải các bài toán thông thường để tính I qua các R Trở sơ đồ gốc xét nút mạch để tính I qua R khuyết - Khuyết R1: Chập A với M ta có mạch tương đương goàm: {(R3 // R5) nt R4 } // R2 - Khuyết R2: Chập M với B ta có mạch tương đương goàm: {(R4 // R5) nt R3 } // R1 - Khuyết R3: Chập A với N ta có mạch tương đương goàm: {(R1 // R5) nt R2 } // R4 - Khuyết R4: Chập N với B ta có mạch tương đương goàm: {(R2 // R5) nt R1 } // R3 - Khuyết R5: Chập M với N ta có mạch tương đương goàm: {(R4 // R3) // (R2 //R4) b KhuyeátM Rđiện trở (có điện trở 0) A R N R R2 B A B R4 - Khuyeát R1 vaø R3: chaäp AMN ta coù maïch töông ñöông goàm : R2 // R4 Vì I5 = nên ta tính I2 = - Khuyết R2 và R4 tương tự trên U AB , R2 I4 = U AB , I1 = I2 , I3 = I4 R4 (23) - Khuyeát R1 vaø R5 : chaäp AM luùc naøy R3 bò noái taét (I3 = 0), ta coù maïch töông ñöông gồm : R2 // R4 Aùp dụng tính I2, I4, trở sơ đồ gốc tính I1, I5 - Khuyết R2 và R5 ; R3 và R5 ; R4 và R5 tương tự khuyết R1 và R5 c Khuyết điện trở (có điện trở 0) A MR R2 B R N R3 - Khuyeát R1, R2, R3 ta chaäp AMN Ta coù maïch töông ñöông goàm R2 // R4 Thì caùch giải khuyết điện trở - Khuyết R1, R5, R4 ta chập A với M và N với B Ta thấy R2, R3 bị nối tắt Bµi tËp Bµi 8: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ a.tÝnh UMN theo UAB ,R1, R2, R3, R4 b.cho R1=2 , R2=R3=3 , R4=7 ,UAB=15V.M¾c v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín vµo M,N.TÝnh sè chØ cña v«n kÕ Cho biÕt cù d¬ng cña v«n kÕ m¾c vµo ®iÓm nµo R1 R3 R R4 Khi đó nối M,N c chøng minh r»ng : UMN=0 dây dẫn thì cờng độ dòng điện qua mạch chính và các điện trở thay đổi nào? Bµi 9: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ cho R1=8 , R2=2 , R3=4 ,UAB=9V.ampe kÕ cã ®iÖn trë rÊt nhá a.Cho R4=4 Xác định chiều và cờng độ dòng điện qua ampekÕ b Cho R4=1 Xác định chiều và cờng độ dòng điện qua ampekÕ c.Cho biÕt chiÒu dßng ®iÖn qua ampekÕ cã chiÒu tõ M đến N và có cờng độ 0,9A.Tính R4? Bµi 10: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ ,UAB=270V,®iÖn trë AB cã gi¸ trÞ 30k , c¸c v«n kÕ V1, V2 cã ®iÖn trë R1=5k ,R2=4k a.t×m sè chØ cña c¸c v«n kÕ K më b.K đóng tìm vị trí C để hai vôn kế nhau.Tính cờng độ dòng điện qua khoá K lúc này? c.Muốn số các vôn kế không thay đổi k đóng K mở , C phải vị trí nào? d Khi K đóng và C di chuyển từ A đến B, số vôn kế thay đổi nào? Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 120V, các điện trở R0 = 20, (24) R1 = 275 : Giữa hai điểm A và B mạch điện, mắc nối tiếp điện trở R = 1000 với vôn kế V thì vônkế 10V Nếu thay điện trở R điện trở Rx ( Rx mắc nối tiếp với vônkế V ) thì vôn kế 20V a) Hỏi điện trở vôn kế V là vô cùng lớn hay có giá trị xác định ? Vì ? b) Tính giá trị điện trở Rx ? ( bỏ qua điện trở dây nối ) Bài Cho mạch điện có sơ đồ sau Biết UAB = 12V không đổi, R1 = 5 ; R2 = 25 ; R3 = 20 Nhánh DB có hai điện trở giống và r, hai điện trở r mắc nối tiếp vôn kế V giá trị U1, hai điện trở r mắc song song vôn kế V giá trị U2 = 3U1 1) Xác định giá trị điện trở r ? ( vônkế có R = ) R C 2) Khi nhánh DB có điện trở r, vônkế V giá trị bao nhiêu ? A V B 3) Vônkế V giá trị U1 ( hai điện trở r nối tiếp ) Để V số cần : + Hoặc chuyển chỗ điện trở, đó là điện trở nào R D r r và chuyển nó đâu mạch điện ? + Hoặc đổi chỗ hai điện trở cho nhau, đó là điện trở nào ? Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 18V không đổi cho bài toán, bóng đèn Đ1 ( 3V - 3W ) Bóng đèn Đ2 ( 6V - 12W ) Rb là giá trị biến trở Và chạy vị trí C để đèn sáng bình thường : UAB 1) Đèn Đ1 và đèn Đ2 vị trí nào mạch ? 2) Tính giá trị toàn phần biến trở và vị trí chạy C ? 3) Khi dịch chuyển chạy phía N thì độ sáng hai đèn thay đổi nào ? R (1) M Rb (2) C N Bài Cho mạch điện sau Cho U = 6V , r = 1 = R1 ; R2 = R3 = 3 biết số trên A K đóng 9/5 số K mở Tính : U R1 r R3 (25) a/ Điện trở R4 ? b/ Khi K đóng, tính IK ? R2 K R4 A các đề tự luyện §Ò sè Câu:1 Cho bbóng đèn có ghi 6V- 3W, 6V- 6W, 6V- 8W, biến trở chạy và mét nguån ®iÖn mét chiÒu 12V H·y nªu c¸ch m¾c nh÷ng linh kiÖn trªn thµnh m¹ch điện cho đèn trên sáng bình thờng Tính điện trở biến trở trờng hợp? C©u:4 cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ(H×nh:2) C¸c ampe kÕ cã cïng ®iÖn trë BiÕt ampe kÕ A1 chØ 1,5A, A2 chØ 2A a.Tìm số Ampe kế A3, A4 và cờng độ dòng điện qua R b.BiÕt R=1,5 T×m A1 R A Híng dÉn A3 A2 A4 H×nh:2 C©u1: + Để ba đèn sáng bình thờng thì hiẹu điẹn đầu đèn phải 6v +Cờng độ dòng điện qua đèn: I1=P1/U®m=3/6=0,5A ; I2=P2/U®m=6/6=1A; I3=P3/U®m=8/6=1,33A +Cã c¸c c¸ch m¾c: + C¸ch 1: ( §1 §2§3)nèi tiÕp víi R Cờng độ dòng điện mạch chính: I=Ir =I1+I2+I3=0,5+1+1,33=2,83A §iÖn trë cña biÕn trë R1= U − Udm = 12− =2,12 IR 2, 83 + C¸ch 2: (§1§2)nèi tiÕp víi(§3R) Ir=I1+I2+I3=0,5+1-1,33=0,17A R2= U − Udm = 12− =35,3 IR ,17 +C¸ch3: (§1§3)nèi tiÕp (§2R) IR=I1+I3-I2=0,5+1,33-1=0,83A R3= U − Udm = 12− =7,2 IR ,83 +C¸ch (§2§3)nèi tiÕp víi(§1R) IR=I2+I3-I1=1+1,33-0,5=1,83A R4= C©u U − Udm = 12− =3,28 IR 1, 83 A I .a, Tõ h×nh vÏ ta cã: UAC= I1.Ra= 1,5 Ra UAD= I2.Ra= Ra A1 C I1 A I2 A3 I3 I R B A2 D I A4 (26) UCD= UCA+ UAC= - UAC + UAD= -1,5Ra+2 Ra= 0,5 Ra Mà UCD=I3 Ra nên I3= 0,5 A (có chiều từ C đến D) Từ sơ đồ mạch ta có I4 = I + I = 2+ 0,5 =2,5 A T¹i A ta thÊy dßng ®iÖn qua m¹ch chÝnh I = I1 + I =1,5+ 2=3,5 A V× vËy dßng ®iÖn toµn m¹ch ®i khái B còng ph¶i lµ : I = IR + I4 => IR= I- I4= 3,5- 2,5=1A b, Ta cã UCB = IR.R =1 1,5 =1,5 v hay UCD +UDB=UCB I3 Ra+I 4.Ra= 1,5 => Ra=1,5/I3+ I 4= 1,5/2,5 + 0,5 = 0,5 §Ò sè Bµi 2: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ: R1 = R2 = R3 = ; R4 = UAB = 18 v a Nèi M vµ B b»ng mét v«n kÕ T×m sè chØ cña v«n kÕ b Nối M và B am pe kế điện trở không đáng kể Tìm số chie ampe kế, chiÒu dßng qua A Híng dÉn Bµi 2: a Sè chØ cña v«n kÕ V«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín nªn dßng ®iÖn kh«ng ®i qua v«n kÕ Sơ đồ mạch điện [(R2 nt R3) // R1] nt R4 - Sè chØ cña ampe kÕ chØ hiÖu ®iÖn thÕ UMB - Điện trở tơng đơng: R23 = R2 + R3 = 12 R ⋅ R23 R123 = =4 Ω R 1+ R 23 RAB = R123 + R4 = - Cờng độ dòng điện qua mạch chính: IC = U AB =3 A R AB HiÖu ®iÖn thÕ: UNB = U4 = I4 R4 = IC R4 = v UAN = UAB - UNB = 12 v - Cờng độ qua R2 ; R3 : I 23= U AN =1 A R 23 - HiÖu ®iÖn thÕ: UMN = U3 = I3 R3 = v - Sè chØ cña v«n kÕ: uv = UMB = UMN + UNB = U3 + U4 = 12 v b Sè chØ cña ampe kÕ Sơ đồ mạch: (27) Điện trở tơng đơng:R34 = R143 = R3⋅ R4 =1,5 Ω R 3+ R R ⋅ R 43 =7,5 Ω R 1+ R 43 Cờng độ dòng điện qua R1 : Cờng độ dòng điện qua R2 : U AB =2,4 A R143 U I = AB =3 A R2 I1 = HiÖu ®iÖn thÕ: UNB = U34 = I34 R34 = I1R34 = 3,6 v Dßng ®iÖn qua R3 : I3 = U U 34 = 0,6 A R3 R3 XÐt vÞ trÝ nót M ta cã IA = Ic + IB = 3,6 (A) Dßng ®iÖn qua tõ M -> B §Ò sè C©u 3: Mét m¹ch ®iÖn gåm mét nguån ®iÖn vµ mét ®o¹n m¹ch nèi hai cùc cña nguån Trong ®o¹n m¹ch cã mét d©y dÉn ®iÖn trë R, mét biÕn trëvµ mét ampe kÕ m¾c nèi tiếp Hiệu điện nguồn không đổi, ampe kế có điện trở không đáng kể, biến trở ch¹yghi ( 100 -2A) a) Vẽ sơ đồ mạch điện và nêu ý nghĩa số ghi trên biến trở b) Biến trở này làm dây nikêlin có điện trở suất0,4.10-6 mvà đờng kính tiết diện 0,2mm TÝnh chiÒu dµi cña d©y lµm biÕn trë c) Di chuyÓn ch¹y cña biÕn trë, ngêi ta they ampe kÕ chØ kho¶ng tõ 0,5 A đến 1,5 A Tìm hiệu điện nguồn điện và điện trở R Híng dÉn Câu 3: a) Sơ đồ mạch điện ( Hình vẽ ) + Sè ghi 100 trªn biÕn trë cho biÕt ®iÖn trë lín nhÊt lµ 100 (0,25v điểm )+ số ghi 2A trên biến trở cho biết cờng độ dòng điện lớn đợc phép qua biÕn trë lµ 2A b) Tõ c«ng thøc tÝnh ®iÖn trë R' = vµ c«ng thøc tÝnh tiÕt diÖn : S = π d l s (28) −3 Suy chiÒu dµi d©y lµm biÕn trë l= , 20 10 ¿ ¿ 100 , 14 ¿ R ' π d2 =¿ m c) Gọi U là hiệu điện nguồn , Rx là điện trở biến trở, và I là cờng độ dòng ®iÖn m¹ch Theo định luật Ôm, ta có : I= U R+ R x Với U và R là không đổi thì chạy vị trí M, Rx = cờng độ dòng điện có giá trị cực đại Imax 1,5 A Ta cã: 1,5 = U ( 1) R Khi chạy vị trí N, Rx=R'= 100, cờng độ dòng điện có giá trị cực tiểu: Imin= 0,5 A U Ta cã: 0,5 = (2) R+ 100 Tõ (1) vµ (2) → ¿ U=75 (V ) R=50 (Ω) ¿{ ¿ VËy hiÖu ®iÖn thÕ cña nguån ®iÖn b»ng 75 (V) vµ ®iÖn trë R = 50 () D¹y ngµy: §Ò sè C©u 4: ( ® ) Cho m¹ch ®iÖn ( h×nh vÏ ) BiÕt R = R3 = R4= Ω , R2= Ω , U = V a Nèi A, D b»ng mét v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín T×m chØ sècña v«n kÕ? b Nối A, D Ampe kế có điện trở không đáng kể Tìm số Ampe kế và điện trở tơng đơng mạch Híng dÉn C©u 4: a Do vôn kế có điện trở lớn nên cờng độ dòng điện qua nó xem nh kh«ng.VËy ta cã m¹ch ®iÖn: R1 nèi tiÕp R2 // ( R3 nt R4) suy R34 = R3 + R4 = Ω RCB = R R =1,6 Ω R+ R - §iÖn trë toµn m¹ch lµ R = R1 + RCB = 5,6 Ω - Cờng độ dòng qua điện trở R1 là : I1= U / R = 1,07 A suy UCB = RCB I1 = 1,72 V - Do I3 =I4= UCB/ R34 = 0,215 A - V«n kÕ chØ UAD = UAC + U CD = I1 R1 + I3 R3 = 5,14 V VËy sè chØ cña v«n kÕ lµ 5,14 V b Do điện trở ampe kế không đáng kể nên ta có thể chập A, D lại Lúc này m¹ch ®iÖn thµnh: ( R1// R3 ) nt R2 // R4 (29) - R13= R1 R R 1+ R =2 Ω - R123 = R2 + R13 = Ω R123 R =2 Ω R 123 + R4 Suy điện trở tơng đơng cua rmạch là Ω - §iÖn trë toµn m¹ch lµ R = * Sè chØ cña ampe kÕ chÝnh lµ I3 +I4 - Dòng điện qua mạch chính có cờng độ I = U / R = A - I = U / R4 = 1,5 A suy I2 =I – I4 = 1,5 A - U2 = I2 R2 = V suy U1 = U – U2 = 3V - I = U3 / R3 = U1 / R3 = 0,75 A VËy sè chØ cña ampe kÕ lµ I3 + I4 = 2,25A §Ò sè Câu : Muốn đo công suất tiêu thụ bóng đèn ta cần phải có dụng cụ gì ? Hãy nêu các bớc để đo công suất tiêu thụ bóng đèn đó Câu : Cho mạch điện nh hình vẽ , đó : §iÖn trë cña ampekÕ R1 = ; R1 - R = R2 = 1,5 ; R4 = ; UAB = 1V Tìm các cờng độ dòng điện và các số ampekế cực dơng ampekế mắc ®©u ? Câu : a) Hãy giải thích vì mùa đông ta mặc áo bông lại thấy ấm có phải áo bông đã truyền nhiệt cho thể không ? b) VÒ mïa hÌ ë nhiÒu xø nãng ngêi ta thêng mÆc ¸o dµi hoÆc quÊn quanh ngêi b»ng nh÷ng tÊm v¶i lín Cßn ë níc ta h¬i nãng ta l¹i mÆc quÇn ¸o ng¾n V× vËy ? C©u : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ BiÕt U = 1,25v R1 = R3 = R2 = ; R4 =5 Vôn kế có điện trở lớn , điện trở các dây nối nhỏ không đáng kể Tính cờng độ dòng điện qua các điện trở và số vôn kế khóa K đóng R1 R2 C V R2 R4 A B D + K _ (30) C©u 3: Một cuộn dây dẫn đồng có khối lợng 1,068 kg tiết diện ngang dây đẫn là 1mm2 Biết điện trở xuất dây đồng 1,7.10-8 m , khối lợng riêng đồng 8900 kg/m3 a/ TÝnh ®iÖn trë cña cuén d©y nµy? b/ Ngời ta dùng dây này để quấn biến trở, biết lõi biến trở làhình tròn đờng kÝnh lµ 2cm T×m sè vßng d©y cuèn cña biÕn? Híng dÉn Câu 1: Cờng độ dòng điện qua các điện trở: Do vèn kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín Cã (R1 nt R3) // (R2 nt R4) R1,3 = R1 + R3 = 2+2 = ( ) R2,4 = R2 + R4 = + = 11 ( ) R1,3 R2,4 4.11 44 11 15 Rt® = R1,2 R2,4 Cờng độ dòng điện qua mạch chính V AB 1, 25 1, 25 15 0, 43 44 Rtd 44 15 Ic = (A) Ta l¹i cã : R R1,3 I1 R2,4 I I 2,4 I R1,3 I2 R1,3 Mµ I= I1 +I2 I R1,3 I1 R2,4 R1,3 0, 43.4 I2 R1,3 R1,3 R2,4 11 Thay vµo: I 0,12 (A) I1 = I – I2= 0,43 – 0,12 = 0,31 ( ) Mµ I1 = I3 = 0,31 (A) I2 = I4 = 0,12 TÝnh chØ sè cña v«n kÕ: Ta cã : VA – VC = I1R1 VA – VD = I2R2 VC - VD = I1.R1- I2 R2 Hay VCD = I1.R1- I2 R2 = 0,31 2- 0,16 = - 0,1(V) Suy hiªô ®iÖn thÕ t¹i D nhá h¬n t¹i C VËy sè chØ cña v«n kÕ lµ - 0,1(V) C©u 3: S = 1mm2 = 10- m2 a/ Tính thể tích dây đồng D ; d = cm = 0,02 m m m 1, 068 V 1, 2.10 V D 8900 m3 ChiÒu dµi cña cuén d©y dÉn lµ: V 1, 2.10 l S 10 = 120 m Điện trở dây đồng : R l 120 1, 7.10 2, 04 S 10 b/ ChiÒu dµi cña mét vßng d©y: l ' .d 3,14.0, 02 0, 062m Sè vßng d©y quÊn cña biÕn : l 120 n 1910,83 l ' 0, 0628 (vßng) §Ò C©u 1.Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ (31) BiÕt : R1 A R2 R1 =4 Ω R2 = 16 Ω M N R3 =12 Ω + R3 B R4 R4= 18 Ω HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch MN UMN =60V a-Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch b-Tính cờng độ dòng điện chạy qua các điện trở và mạch chính c-TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ UAB NÕu dïng v«n kÕ vµo gi÷a hai ®iÓm A,B th× cùc d¬ng cña v«n kÕ ph¶i m¾c vµo ®iÓm nµo? V× sao? Híng dÉn C©u (R1 nèi tiÕp R2) // (R3 nèi tiÕp R4) R1 =4 Ω ; R2=16 Ω ; R3 = 12 Ω ; R4 = 18 Ω , UMN = 60V a-RMN = ? b-I1, I2, I3, I4 = ? ; IMN =? c-UAB = ? V«n kÕ m¾c nh thÕ nµo ? Bµi gi¶i: a-(1 ®iÓm) R12 = R1+R2 = 4+16 =20 ( Ω ) R34 = R3+R4 = 12+18 =30 ( Ω ) RMN= R12 R34 = 20 30 = 60 20+30 40 R 12+ R34 =12 ( Ω ) b-(0,75 điểm) Cờng độ dòng điện mạch chính IMN= U MN = 60 12 R MN =5 (A) Cờng độ dòng điện chạy qua R1, R2 I1=I2 = 60 20 = (A) Cờng độ dòng điện chạy qua R3, R4 I3=I4 = 60 30 = (A) c-(2 ®iÓm) ta cã : UAB = UAM + UMB Hay UAB = -UMA + UMB Trong đó : UMA = I1.R1 = 3.4 = 12 (V) UMB = I3.R4 = 2.12 = 24 (V) VËy : UAB = -12 + 24 = 12 (V) UAB = 12 (V) >0 chứng tỏ điện A lớn điện B Do đó mắc vôn kÕ vµo ®iÓm A, B th× chèt d¬ng cña v«n kÕ ph¶i m¾c vµo ®iÓm A (0,75 ®iÓm) §Ò Câu 1: Có hai điện trở trên đó có ghi R1 (20 - 1,5 A) và R2(30 - A) a.H·y nªu ý nghÜa c¶u c¸c sè trªn R1 b.Khi mắc R1 song song với R2 vào mạch thì hiệu điện thế, cờng độ dòng điện mạch tối đa phải là bao nhiêu để hai điện trở không bị hỏng C©u 2: Cho mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ (32) BiÕt R1 = 12,6 , R2 = , R3 = , R4 = 30 , R5 = R6 =15 , UAB = 30 V a Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch b Tính cờng độ dòng điện qua điện trở c TÝnh c«ng suÊt tiªu thô cña R6 Híng dÉn C©u 1: a ý nghÜa cña c¸c sè ghi trªn R1 - §iªn trë R1 cã gi¸ trÞ 20 - Cờng độ dòng điện định mức R1 là 1,5 A b Hiệu điện thế, cờng độ dòng điệncủa mạch tối đa là: UMAX = U®m1 = 20 x1,5 = 30 (V) RMAX = R1 R 20 30 = =12 Ω R 1+ R 30+ 20 U MAX R MAX => IMAX = C©u 2: a = 30 12 = 2,5 (A) R2 R3 = =2,4 (Ω) R 2+ R 5+5 R (R5 + R6 ) R456 = = 30 (15+15) =15(Ω) R + R 5+ R 30+15+15 R23 = => Rt® = R1 + R23 + R456 =12,6 + 2,4 +15 =30 () (0,5) b Cờng độ dòng điện qua điện trở là: I1 = IM =UAB/RAB = 30/30 = (A) I R3 = = I R2 vµ I1 + I2 = IM = =>I2 = 0,6 A, I3 = 0,4 A I4 = I5 = I6 = 0,5 A c P6 = I62 R6 = 0,52 15 = 3,75 (W) - §Ò C©u : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ R1= 40, R2= 30, R3= 20, R4= 10 TÝnh ®iÖn trë toµn m¹ch : a K1 ngắt, K2 đóng b K1 đóng, K2 ngắt c Khi K1, K2 đóng K1 K2 B _ A + D R4 E R3 R1 R2 C Câu 4: Dùng bếp điện loại 200V – 100W hoạt động hiệu điên 150V để đun s«i Êm níc BÕp cã hiÖu suÊt 80% Sù to¶ nhiÖt cña Êm kh«ng khÝ nh sau: NÕu thö t¾t ®iÖn th× sau mét phót níc h¹ xuèng 0.5oC, Êm cã (33) m1 = 100g, C1= 600 J/kg độ, nớc có m2= 500g, C2= 4200 J/kg độ, nhiệt độ ban đầu là 20oC Tìm thời gian đun cần thiết để nớc sôi Híng dÉn C©u 3: a.Khi K1 ngắt, K2 đóng R1nt [R3//(R2nt R4)] R2,4= R2+ R4 = 40 () R3,2,4= R3 R 2,4 40 ( = R 3+ R 2,4 R = R1 + R3,2,4= 53,3() b.Khi K1 đóng, K2 ngắt R1nt [R2//(R3nt R4) R3,4= R3+ R4 = 30 () R2 R2,3,4= = 15 () R = R1+ R2,3,4 = 55 () c.Khi K1, K2 đóng: I4 = R1nt (R2//R3 R = R1 + R2,3 = 52 () C©u 4: Sử dụng công thức : P = U để so sánh với công suất định mức R C«ng toµn phÇn cña bÕp lµ : P = P0 16 C«ng suÊt cã Ých cña bÕp lµ: P1 = H.P = 450 (W) C«ng suÊt to¶ nhiÖt cña kh«ng khÝ: P2= (C m t 1+ C2 m2 t 2).0 = 18 W 60 ⇒ (P1- P2).t = (C1m1+ C2m2)(100- 20) t = 400 §Ò Bµi Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ : Bá qua ®iÖn trë cña d©y nèi U = 90 V, R1 = 45 Ω R2= 90 Ω , R4 = 15 Ω R1 K R4 C R2 A U R3 * K mở K đóng thì số Ampekế không đổi tính số ampekế A và cờng độ dòng điện qua khoá K K đóng Híng dÉn Bài 3: Khi K mở mạch điện đợc vẽ lại nh hình vẽ I1=I4 I A R1 C R4 A D B R3 (34) R2 * tÝnh RACD = R1 + R4 = 45 +15 = 60( Ω ) * RAD = R ACD R = R ACD + R2 60 90 =36( Ω) 60+90 * RAB = RAD +R3= 36+ R3 * TÝnh I= U AB 90 = R ®m 36+ R * TÝnh UAD: UAD = ØAD = 90 36 36+ R3 * TÝnh I1=I4=IA: IA= U AD = R ACD 90 36 /36+ R3 60 = ¿❑ ❑ 54 36+ R3 Khi K đóng Mạch điện đợc vẽ lại nh sau: I ’a Δ I R2 ’ A D I1 + R4 R3 R1 - U R4 R3 15 R = R4 R3 15 R 15 R RADB = R2RDB = +90 15 R 15 R 3+ 90(15+ R 3) = 15 R 3+ R U AB 90(15+ R 3) * tÝnh I: I= = 15 R 3+ 90(15+ R 3) R ADB * TÝnh RDB: RDB= * TÝnh UDB: UDB: = I RDB= = 90(15+ R 3) 90(15+ R 3)+15 R3 90 15 R3 90 15+ 105 R3 * TÝnh I 'a = I4: = 15 R 15+ R3 U DB R4 R3 R3 + 90 I 'a = 90 15 R3 = 15(90 15+105 R 3) R3 ' (2) Ia = R3 + 90 * theo bµi ta cã: Ia= I 'a R3 54 = ⇒ 54(7R3+90) = 6R3( 36+R3) 36+ R3 R3 + 90 ⇒ R3 – 27R3 – 810 = Giải phơng trình ta nhận đợc nghiệm: R3 =45; R ❑'3 = -18 lo¹i nghiÖm R ❑'3 VËy R3 nhËn gia trÞ R3= 45 ( Ω ) B C (35) * TÝnh sè chØ AmpekÕ: 54 Ia= I 'a = = 54 = 0,67(A) 36+ R3 36+ 45 * cờng độ dòng điện qua khoá K IK= Ia+ I 'a = U AB + I 'a R1 = 90 + , 67 45 IK = 2,67(A) §Ò 10 C©u Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ R1 = R3 = R4 = 4 R1 C R2 R2 = 2 U = 6V R3 a) Khi nèi gi÷a A vµ D mét v«n kÕ th× A B v«n kÕ chØ bao nhiªu BiÕt RV rÊt lín D R4 b) Khi nèi gi÷a A vµ D ampe kÕ th× ampe kÕ chØ bao nhiªu? BiÕt RA rÊt nhá /U / Tính điện trở tơng đơng mạch + tõng trêng hîp C©u 3: Mét bÕp ®iÖn sö dông ë hiÖu ®iÖn thÕ 220V th× dßng ®iÖn ch¹y qua bÕp lµ 0,28A Dùng bếp đun sôi 1,2lít nớc từ nhiệt độ 210C thời gian 14 phút Tính hiệu suất bếp BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc C = 4200 J/kgk §¸p ¸n C©u 2:( HS tự trình bày) C©u 3: C«ng dßng ®iÖn s¶n 14 phót A= VIt = 220 2,8 14 16 = 517440 (J) NhiÖt lîng cÇn ®un s«i níc Q = mc (t2-t1) = 1,2 4200 (100-21) = 398100(J) Q 398100 HiÖu suÊt: H = 100% = 100% = 76,95% A 5174 D¹y ngµy: Bài : Cho mạch điện MN hình vẽ đây, hiệu điện hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; các điện trở R1 = 3 và R2 = 6 AB là dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện không đổi S = 0,1mm2, điện trở suất = 4.10-7 m ; điện trở ampe kế A và các dây nối không đáng kể : M R1 UMN N D R2 a/ Tính điện trở dây dẫn AB ? b/ Dịch chuyển chạy c cho AC = 1/2 BC TÝnh cường độ dòng điện qua ampe kế ? c/ Xác định vị trí chạy C để Ia = 1/3A ? A A A C B HD a/ Đổi 0,1mm2 = 10-7 m2 Áp dụng công thức tính điện trở tính RAB = 6 R= ρ l S ; thay số và (36) b/ Khi AC= BC RAC = RAB RAC = 2 và có RCB = RAB - RAC = 4 R1 R2 Xét mạch cầu MN ta có R = R = AC CB c/ Đặt RAC = x ( ĐK : x nên mạch cầu là cân Vậy IA = 6 ) ta có RCB = ( - x ) * Điện trở mạch ngoài gồm ( R1 // RAC ) nối tiếp ( R2 // RCB ) là R= x (6 − x ) + = 3+ x 6+(6 − x ) ? U * Cường độ dòng điện mạch chính : I = R =¿ ? x * Áp dụng công thức tính HĐT mạch // có : UAD = RAD I = 3+ x I = ? Và UDB = RDB I = * Ta có cường độ dòng điện qua R1 ; R2 là : I1 = U AD R1 (6 − x) I 12− x =? =? và I2 = U DB R2 =? + Nếu cực dương ampe kế gắn vào D thì : I1 = Ia + I2 Ia = I1 - I2 = ? (1) Thay Ia = 1/3A vào (1) Phương trình bậc theo x, giải PT này x = 3 ( loại giá trị -18) + Nếu cực dương ampe kế gắn vào C thì : Ia = I2 - I1 = ? (2) Thay Ia = 1/3A vào (2) Phương trình bậc khác theo x, giải PT này x = 1,2 ( loại 25,8 vì > ) AC RAC * Để định vị trí điểm C ta lập tỉ số CB = R = ? AC = 0,3m CB Bài : Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác và nối vào nguồn điện không đổi xác định luôn mắc nối tiếp với điện trở r Khi điện trở trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua điện trở 0,2A, điện trở trên mắc song song thì cường độ dòng điện qua điện trở 0,2A a/ Xác định cường độ dòng điện qua điện trở R0 trường hợp còn lại ? b/ Trong các cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện ít ? Nhiều ? c/ Cần ít bao nhiêu điện trở R0 và mắc chúng nào vào nguồn điện không đổi có điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ? HD : a/ Xác định các cách mắc còn lại gồm : cách mắc : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r cách mắc : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r Theo bài ta có cường độ dòng điện mạch chính mắc nối tiếp : Int = U r+ R = 0,2A (1) Cường độ dòng điện mạch chính mắc song song : U I SS= =3 0,2=0,6 A R0 (2) r+ (37) Lấy (2) chia cho (1), ta : r+ R =3 R0 r+ ⇒ r = R0 Đem giá trị này r thay vào (1) ⇒ U = 0,8.R0 + Cách mắc : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3 = R0 U Dòng điện qua R3 : I3 = r+ R + I3 =0 , 16 A R0 = 0,8 R =0 ,32 A 2,5 R0 Do R1 = R2 nên I1 = I2 = + Cách mắc : Cường độ dòng điện mạch chính I’ = 0,8 R0 U = =0 , 48 A R R0 R0 r+ R0 R R0 R0 Hiệu điện hai đầu mạch nối tiếp gồm điện trở R0 : U1 = I’ = 0,32.R0 ⇒ cường độ dòng điện qua mạch nối tiếp này là I1 = U1 ,32 R = =0 ,16 A R0 R0 ⇒ CĐDĐ qua điện trở còn lại là I2 = 0,32A b/ Ta nhận thấy U không đổi ⇒ công suất tiêu thụ mạch ngoài P = U.I nhỏ I mạch chính nhỏ ⇒ cách mắc tiêu thụ công suất nhỏ và cách mắc tiêu thụ công suất lớn c/ Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống và R0 ( với m ; n N) Cường độ dòng điện mạch chính ( Hvẽ ) I + I= U 0,8 = m m r+ R0 1+ n n ( Bổ sung vào hvẽ cho đầy đủ ) Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 là 0,1A ta phải có : I= 0,8 =0,1 n m 1+ n ⇒ m + n = Ta có các trường hợp sau m n Số điện trở R0 12 15 16 15 12 Theo bảng trên ta cần ít điện trở R0 và có cách mắc chúng : a/ dãy //, dãy điện trở b/ trở mắc nối tiếp 7 dãy gồm điện Bài Cho mạch điện sau Cho U = 6V , r = 1 = R1 ; R2 = R3 = 3 biết số trên A K đóng 9/5 số A K mở Tính : a/ Điện trở R4 ? U r R1 R2 R3 K R4 A (38) b/ Khi K đóng, tính IK ? HD : * Khi K mở, cách mắc là ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) Điện trở tương đương mạch ngoài là 4(3+ R ) R=r + 7+ R U (3+ R ) 1+ 7+ R Cường độ dòng điện mạch chính : I = ( R1 + R3 )(R2+ R4 ) I R + R + R3 + R 4U ( Thay số, I ) = 19+5 R điện hai điểm A và B là UAB = U AB ( R + R3 ) I = =¿ R 2+ R R + R + R 3+ R Hiệu I4 = * Khi K đóng, cách mắc là (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) Điện trở tương đương mạch ngoài là R '=r+ 9+15 R 12+ R Cường độ dòng điện mạch chính lúc này là : I’ = U 9+ 15 R Hiệu điện hai điểm A và B là UAB = 1+ 12+ R4 U AB R3 I ' 12U = =¿ ( Thay số, I’ ) = 21+19 R R R3 + R * Theo đề bài thì I’4 = I ; từ đó tính R4 = 1 R3 R I' R 3+ R I’4 = b/ Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A và I’ = 2,4A UAC = RAC I’ = 1,8V I’2 = U AC =0,6 A R2 Ta có I’2 + IK = I’4 IK = 1,2A Bài Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 18V không đổi cho bài toán, bóng đèn Đ1 ( 3V - 3W ) Bóng đèn Đ2 ( 6V - 12W ) Rb là giá trị biến trở Và chạy vị trí C để đèn sáng bình thường : 4) Đèn Đ1 và đèn Đ2 vị trí nào mạch ? 5) Tính giá trị toàn phần biến trở và vị trí chạy C ? 6) Khi dịch chuyển chạy phía N thì độ sáng hai đèn thay đổi nào ? UAB r (1) M Rb C (2) N HD 1) Có I1đm = P1 / U1 = 1A và I2đm = P2 / U2 = 2A Vì I2đm > I1đm nên đèn Đ1 mạch rẽ ( vị trí 1) còn đèn Đ2 mạch chính ( vị trí ) 2) Đặt I Đ1 = I1 và I Đ2 = I2 = I và cường độ dòng điện qua phần biến trở MC là Ib + Vì hai đèn sáng bình thường nên I1 = 1A ; I = 2A Ib = 1A Do Ib = I1 = 1A nên RMC = R1 = U1 I1 = 3 + Điện trở tương đương mạch ngoài là : Rtđ = r + R1 R MC +(Rb − RMC )+ R2=r + R b+ 1,5 R 1+ R MC (39) + CĐDĐ mạch chính : I = U AB =2 R td Rb = 5,5 Vậy C vị trí cho RMC = 3 RCN = 2,5 3) Khi dịch chuyển chạy C phía N thì điện trở tương đương mạch ngoài giảm I ( chính ) tăng Đèn Đ2 sáng mạnh lên Khi RCM tăng thì UMC tăng ( I1 cố định và I tăng nên Ib tăng ) Đèn Đ1 sáng mạnh lên D¹y ngµy: Bài Cho mạch điện có sơ đồ sau Biết UAB = 12V không đổi, R1 = 5 ; R2 = 25 ; R3 = 20 Nhánh DB có hai điện trở giống và r, hai điện trở r mắc nối tiếp vôn kế V giá trị U1, hai điện trở r mắc song song vôn kế V giá trị U2 = 3U1 : R1 C R2 1) Xác định giá trị điện trở r ? ( vônkế có R = ) 2) Khi nhánh DB có điện trở r, vônkế V giá trị bao nhiêu ? A V B 3) Vônkế V giá trị U1 ( hai điện trở r R3 D r r nối tiếp ) Để V số cần : + Hoặc chuyển chỗ điện trở, đó là điện trở nào và chuyển nó đâu mạch điện ? HD : 1) Do vônkế có điện trở vô cùng lớn nên ta có cách mắc ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt 2r ) Ta tính cường độ dòng điện qua điện trở R1 là I1 = 0,4A; cường độ dòng U AB 12 điện qua R3 là I3 = R + 2r =20+ 2r 12 20 UDC = UAC - UAD = I1.R1 - I3.R3 = 0,4.5 - 20+2 r r −200 = 20+r (1) r Ttự hai điện trở r mắc song song ta có cách mắc là ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt ) ; lý luận trên, ta có: U’DC = r − 400 (2) Theo bài ta có U’DC = 3.UDC , từ (1) & (2) phương 40+ r trình bậc theo r; giải PT này ta r = 20 ( loại giá trị r = - 100 ) tính UAC & UAD ( tự giải ) ĐS : 4V 3) Khi vôn kế số thì đó mạch cầu cân và : RAC RCB = R AD R DB Phần 2) (3) + Chuyển chỗ điện trở : Để thoả mãn (3), ta nhận thấy có thể chuyển điện trở r lên nhánh AC và mắc nối tiếp với R1 Thật vậy, đó có RAC = r + R1 = 25 ; RCB = 25 ; RAD = 20 và RDB = 20 (3) thoả mãn + Đổi chỗ hai điện trở : Để thoả mãn (3), có thể đổi chỗ R1 với điện trở r ( lý luận và trình bày tt ) Bài Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 120V, các điện trở R0 = 20, R1 = 275 : Giữa hai điểm A và B mạch điện, mắc nối tiếp điện trở R = 1000 với vôn kế V thì vônkế 10V (40) Nếu thay điện trở R điện trở Rx ( Rx mắc nối tiếp với vônkế V ) thì vôn kế 20V a) Hỏi điện trở vôn kế V là vô cùng lớn hay có giá trị xác định ? Vì ? b) Tính giá trị điện trở Rx ? ( bỏ qua điện trở dây nối ) R1 - V A C R B + U - HD a) Có nhiều cách lập luận để thấy điện trở vôn kế có thể xác định được, ví dụ : + Mạch điện đã cho là mạch kín nên có dòng điện chạy mạch, 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 dòng điện không qua V và R UAC = UCB mặc dù R có thay đổi giá trị Số V không thay đổi + Theo đề bài thì thay R Rx thì số V tăng từ 10V lên 20V Có dòng điện qua mạch ( V nt R ) Vôn kế có điện trở xác định b) Tính Rx + Khi mắc ( V nt R ) Gọi I lá cường độ dòng điện mạch chính và RV là điện trở vôn kế thì - Điện trở tương đương mạch [( R v ntR) // R1 ] là R '= (R v + R) R1 Rv + R+ R1 Điện trở tương đương toàn mạch là : Rtm = R’ + R0 - R' U U AB U Mặt khác có UAB = Iv ( Rv + R ) = U AB = R '+R0 R tm R ' R' U = Iv ( Rv + R ) Thay số tính Rv = 100 R '+ R Ta có + Khi thay điện trở R Rx Đặt Rx = x , điện trở tương đương mạch [( R x ntR v ) // R1 ] = R’’ Lý luận tương tự trên ta có PT : RV ) = R '' U R ''+ R0 = I’v ( x + U ' v ( x + R v ) Thay số tính Rv x = 547,5 Bài Để bóng đèn Đ1( 6V - 6W ) sử dụng nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 12V, người ta dùng thêm biến trở chạy và mắc mạch điện theo sơ đồ sơ đồ hình vẽ ; điều chỉnh chạy C cho đèn Đ1 sáng bình thường : d) Mắc mạch điện theo sơ đồ nào thì ít hao phí điện ? Giải thích ? Đ1 Đ1 X X C B A C A +U - Sơ đồ + U - Sơ đồ B (41) e) Biến trở trên có điện trở toàn phần RAB = 20 Tính phần điện trở RCB biến trở cách mắc trên ? ( bỏ qua điện trở dây nối ) f) Bây sử dụng nguồn điện trên và bóng đèn gồm : bóng đèn giống loại Đ1(6V-6W) và bóng đèn loại Đ2(3V-4,5W) Vẽ sơ đồ cách mắc mạch điện thoả mãn yêu cầu : + Cả bóng đèn sáng bình thường ? Giải thích ? + Có bóng đèn không sáng ( không phải bị hỏng ) và bóng đèn còn lại sáng bình thường ? Giải thích ? HD: a) Điện hao phí trên mạch điện là phần điện chuyển thành nhiệt trên biển trở ( RBC ), nhiệt này tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện qua biến trở Ở sơ đồ có điện trở tương đương mạch điện lớn nên dòng điện qua biến trở có cường độ nhỏ ( U không đổi và RCB không đổi ) nên cách mắc sơ đồ ít hao phí điện b) ĐS : Sơ đồ RBC = 6 Sơ đồ RBC = 4,34 c) + Cách mắc đÓ đèn sáng bình thường X A X X X C X B X Hệ đèn Đ1 X Hệ đèn Đ2 + Cách mắc để đèn sáng bình thường và có đèn không sáng X X X A (1) X X (2) B X N X (2) Cách mắc này mạch cầu cân nên đèn thuộc hệ (1) mắc hai điểm M và N không sáng Bµi : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh U = 6V, đèn D có điện trở Rđ = 2,5 và hiệu điện định mức Uđ = 4,5V MN là điện trở đồng chất, tiết diện Bá qua ®iÖn trë cña d©y nèi vµ AmpekÕ a) Cho biết bóng đèn sáng bình thờng và § C M N A MC NC U b) thay đổi vị trí điểm C cho NC = MC Chỉ số Ampekế đó bao nhiêu? HỨnhườ s¸ng bóng đèn thay đổi nh nào? số Ampekế là I = 2A Xác định tỉ số (42) HD a Do đèn sáng bình thờng nên UCN = UĐ = 4.5V Dòng điện qau đèn là : IĐ= UD RD = 4,5 = 1,8A 2,5 Dßng ®iÖn qua CN biÕn trë lµ I = IA - ID = -1,8 = 0,2A UMC = U - UCN = - 4,5 = 1,5 V Từ đó : U MC R MC MC I U I MC 1,5 0,2 = = A = MC ⇒ = = R NC NC U NC U NC I A NC 4,5 30 I b Lóc ®Çu ta cã : RCN = U CN 4,5 R 22, = =22 , Ω⇒ RMC= NC = =0 , 75 Ω I 0,2 30 30 VËy RMN = RMC + RCN = 0,75 + 22,5 = 23,25 V× NC = 4MC RNC = 4RMC RNC = 18,6, RMC = 4,65 Điện trở tơng đơng đèn và NC là : R D R NC 2,5 18 , = =2,2 Ω R D + R NC 2,5+18 ,6 Rtd= Dßng ®iÖn qua AmpekÕ lµ: IA = U = =0 ,87 A R MC+ R td , 65+2,2 UNC = IA.Rtd = 0,87.2,2 = 1,9V Vậy đèn sáng mờ lúc ban đầu Bµi Cho mạch điện nh hình vẽ hiệu điện đặt vào mạch U = 6v không đổi R1= ; R2= ; Rx = 12 §Ìn D ghi 3v-3w coi ®iÖn trë đèn không đổi Điện trở ampekế và dây nối không đáng kể Khi khãa K më: a RAC = Tính công tiêu thụ đèn A b Tính RAC để đèn sáng bình thờng R1 D Khi khóa K đóng Công suất tiêu thụ R2 là 0,75w + a Xác định vị trí chạy C U R2 b.Xác định số ampe kế K B C A Rx Lêi gi¶i: a Khi K më: Ta có sơ đồ mạch điện: Điện trở đèn là: R1nt RD // R2 ntRAC U D2 32 U2 3 ) Tõ c«ng thøc: P = UI = R R§ = PD Điện trở mạch điện đó là: R R1 R RD R2 RAC 3(3 2) 2 RD R2 RAC 332 31 ( ) Khi đó cờng độ mạch chính là: (43) U 48 I ( A) R 31 31 Từ sơ đồ mạch điện ta thấy: U1 IR1 48 96 2 31 31 (V) U U1 U D' U D' U U1 6 96 90 31 31 Khi đó công suất đèn Đ là: 90 U 31 PD' U D' I D' D 2,8 RD (w) b §Ìn s¸ng b×nh thêng, nªn U§ = (V) VËy hiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu ®iÖn trë lµ: Tõ U = U1 +U§ U1 = U – U§ = – = (v) Cờng độ dòng điện mạch chính là: U I I1 1,5( A) R1 Cờng độ dòng điện qua đèn là: P I D D 1( A) UD Khi đó cờng độ dòng điện qua điện trở R2 là: I2 = I – I§ = 1,5 – = 0,5 (A) HiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu ®iÖn trë R2 lµ: U2 = I2R2 = 0,5 = 1,5 (v) HiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu RAC lµ: RAC U AC 1,5 3() I AC 0,5 Khi K đóng Giải ta đợc: U§= 3V RAC = IA = 1.25 (A) D¹y ngµy: Bµi 10: Cho bóng đèn Đ1 (12V - 9W) và Đ2 (6V - 3W) a Có thể mắc nối tiếp bóng đèn này vào hiệu điện U = 18V để chúng sáng bình thường không? Vì sao? -o U o + b Mắc bóng đèn này cùng với biến trở có chạy vào hiệu điện cũ (U = 18V) hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có Đ2 điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường? c Bây tháo biến trở và thay vào đó Đ1 là điện trở R cho công suất tiêu thụ trên đèn Đ1 gấp lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ2 Tính R? (Biết hiệu điện nguồn không đổi) Rb (44) Híng dÉn a Cường độ dòng điện định mức qua đèn: Pđm1 = Uđm1.Iđm1 Pdm1 => Iđm1 = U dm1 = Pdm Iđm2 = U dm = 12 = 0,75(A) = 0,5(A) Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên không thể mắc nối tiếp để đèn sáng bình thường b Để đèn sáng bình thường thì: U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A 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) Ub Giá trị điện trở biến trở lúc đó bằng: Rb = I b = 0,25 = 24 ( ) c Theo đề ta có: P1 = 3P2 I12.R1 = 3I22.R2 I1 U dm Pdm1 3R2 I1 2.9 2 I R I = = U dm1 Pdm = 12 = => = 2I1 = 3I2 (1) Mà I1 = 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 U dm 62 Thay (2) vào ta 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = Pdm = = 24 ( ) Bµi 11:) Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ UAB = 9V, R0 = 6 §Ìn § thuéc lo¹i 6V-6W, Rx lµ biÕn trë Bá qua ®iÖn trë cña AmpekÕ vµ d©y nèi a Con ch¹y cña biÕn trë ë vÞ trÝ øng víi Rx = 2 Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm công suất tiêu thụ đèn đó b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển chạy biến trở phía nào? Tính R x để thoả mãn điều kiện đó c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn là có ích) Bµi 12 Cho mạch điện hình 1, A RX và A A R2 = 15, hai vôn kế V1, V2 có R khoá K có điện trở không đáng kể, hiệu điện U không đổi AB là dây dẫn đồng chất dài l = 75cm, tiết diện S = 0,2 mm2, điện trở suất = 2.10-5 m Con chạy C có thể dịch chuyển và tiếp xúc tốt trên dây dẫn AB l Khoá K đóng, tìm vị trí C trên AB để số hai vôn kế Tìm vị trí C để số vôn kế V1, V2 U đó R1 = 18 C B § B điện trở lớn, K R2 R1 N V1 M V2 (Hình 1) (45) không thay đổi, K đóng K ngắt Cho U = 33V Đóng K, cho chạy C dịch chuyển từ A đến B cường độ dòng điện chạy qua khoá K thay đổi nào? Bài 13: Hai điện trở R1 = 300 và R2 = 225 mắc nối tiếp với vào hai điểm A, B có hiệu điện UAB không đổi Mắc vôn kế vào hai đầu R 1, thì vôn kế U1 = 9,5V Hỏi, mắc vôn kế đó vào hai đầu R2 thì vôn kế bao nhiêu ? Mắc vôn kế trên nối tiếp với hai điện trở, mắc vào A, B thì số vôn kế là 12V Tính điện trở vôn kế và hiệu điện UAB ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ Bài 12 Nội dung K đóng, tìm vị trí C để số hai vôn kế l + Tìm RAB = R0 = = 75 S + K đóng ta có mạch điện hình vẽ A Xét C tai điểm trên AB có gọi RA1C = x (0< x < 75) R1 RC2B = R0 – x = 75 - x + Điện trở đoạn mạch AC, CB U C K B R2 N V1 V2 x R1 18 x M = ; x + R1 18+ x R 2( R − x) 15(75 − x ) = RCB = R2 +R − x 90 − x + Muốn số hai vôn kế ta có: RAC = RCB 18 x 15(75 − x ) => = => 0,2 x2 - 51x + 1350 = 18+ x 90 − x + Giải phương trình ta x = 30; x = 225 (loại) + Vị trí C cách A đoạn l = 30 cm (hoặc RA1C = 30 ) Tìm C để số các vôn kế không thay đổi K đóng, K ngắt * Khi K ngắt: + (R1nt R2) // RAB , các vôn kế đo hiệu điện trên các điện trở U U I1 = I’ R 1+ R 2 C + Số V1: U1 = I1 R1 A RAC = U1 = U R1 18 U = R 1+ R 33 B R2 I1 R1 N * Khi K đóng: V1 V2 M + (RA1C//R1)nt(RC2B//R2) 18 x 15(75 − x ) (−11 x 2+ 825 x+6750) R = RAC + RCB = + = 18+ x 90 − x (18+ x)(90− x) U (18+ x )(90 − x) U + I’ = = (2) => 495 x – 20250 = R (−11 x 2+ 825 x+6750) (1) (46) 450 = 40,90 11 + Kết luận vị trí C trên AB K đóng, dịch chuyển C dòng điện trên K thay đổi nào ? + Lấy R công thức (1), và I’ U công thức (2) Ix I0 C (−11 x 2+ 825 x+6750) A R= (18+ x)(90− x) IK R2 R1 U (18+ x )(90 − x) I’ = (−11 x 2+ 825 x+6750) N + Giải x = + Tìm UAC ; UCB xU (90− x) UAC = I’ RAC = (−11 x +825 x+ 6750) U (18+ x )(75 − x) UCB = I’ RCB = (−11 x +825 x+ 6750) + Tìm Ix ; I0 ; IK U (90 − x) U AC Ix = = (−11 x +825 x+ 6750) x U CB U (18+ x ) I0 = = (75 − x) (−11 x +825 x+ 6750) U (18+ x ) + IK = I0 – Ix = (−11 x +825 x+ 6750) V1 M B V2 U (90 − x) (−11 x +825 x+ 6750) U (11 x − 450) (−11 x +825 x+ 6750) + Tìm các giá trị đặc biệt IK x () 450/11 75 11x - 450 - 450 375 -11x2 +825x + 6750 6750 6750 11 11 − IK * Biện luận: - Khi x = (C A) dòng điện chạy qua K là 11/5 = 2,2(A) , có chiều từ C đến N - Khi cho C dịch chuyển từ A (0 ) đến giá trị 450/11 () thì dòng điện chạy qua K giảm dần từ 11/5(A )đến 0(A), chiều dòng điện có chiều từ C đến N - Khi C đến vị trí có giá trị x = 450/11() thì dòng điện chạy qua khoá K - Khi cho C dịch chuyển từ giá trị x = 450/11() đến B giá trị 75() thì dòng điện qua K tăng dần từ 0A đến 11/6(A) , chiều dòng điện từ N đến C - Khi x = 75 () thì dòng điện qua K có giá trị là 11/6 (A), có chiều từ N đến C IK = Bài 13: Số vôn kế V mắc // R2 * Sơ đồ mạch điện V//R1 R1 A R1 R V + RAB = + R2 R 1+ R v V R RV + R R2 + R2 R ❑V RAB = R1 + R v U1 R1 R V = + Tỉ số (1) U AB R1 R 2+ R V (R1 + R2 ) * Khi V//R2 R2 B (47) R2 R V R 2+ R v R RV + R R2 + R2 R ❑V R+ R v + Tương tự tìm R’AB = R1 + R’AB = U2 R2 R V = (2) U AB R1 R 2+ R V (R1 + R2 ) U R1 = + Lấy (1) : (2) ta được: U R2 R2 => U2 = U1 R1 + Thay số U2 = 7,125 V Khi V nối tiêp với R1,R2 + R1 A U1 R1 R V = U AB R1 R 2+ R V (R1 + R2 ) R1 RV => U1 = UAB (3) R R2 + RV (R 1+ R 2) + Khi V nối tiếp với R1R2 R = R + R2 + RV U AB U AB = I= R R1 + R2 + RV U V RV RV = = => U AB R R1 + R2 + RV RV UV = UAB = 12 (4) R 1+ R 2+ R V R2 V B + Từ (1) + Từ (3) và (4): U R 1(R 1+ R V )+ R RV = U V R R + RV ( R1 + R ) + Biến đổi tìm được: 12 R 1+2,5 R1 R2 RV = 9,5 R −2,5 R1 = 9,5 12 = 900 + Thay vào (4) tìm UAB = 19V Câu (2,5 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ bên Hiệu điện U không đổi và U = 18V; điện trở r = 2; bóng đèn Đ có hiệu điện định mức 6V; biến trở có điện trở toµn phÇn lµ R; bá qua ®iÖn trë c¸c d©y nèi, ampe kÕ vµ ch¹y cña biÕn trë §iÒu chỉnh chạy biến trở để số ampe kế nhỏ 1A và đó đèn Đ sáng bình thờng Hãy xác định công suất định mức đèn Đ D U B A M r A C § N (48) D¹y ngµy: «n tËp phÇn nhiÖt Bài 1: Một ấm điện nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25oC Muốn đun sôi lượng nước đó 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước là C = 4200J/kg.K Nhiệt dung riêng nhôm là C1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả môi trường xung quanh Híng dÉn Bài 1: *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là: Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 25oC tới 100oC là: Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) *Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) (1) *Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước ấm điện cung cấp thời gian 20 phút ( 1200 giây ) là: Q = h.P.t (2) ( Trong đó h = 100% - 30% = 70% ; P là công suất ấm ; t = 20 phút = 1200 giây ) Q 663000.100 789,3(W) 70.1200 *Từ ( ) và ( ) : P = h.t Bài Một ấm điện có điện trở R1 và R2 Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với thì thời gian đun sôi nước đựng ấm là 50 phút Nếu R1 và R2 mắc song song với thì thời gian đun sôi nước ấm lúc này là 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường và các điều kiện đun nước là nhau, hỏi dùng riêng điện trở thì thời gian đun sôi nước tương ứng là bao nhiêu ? Cho hiệu điện U là không đổi HD : * Gọi Q (J) là nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sôi nước thì Q luôn không đổi các trường hợp trên Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 và t4 theo thứ tự là thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 và dùng R2 thì theo định luật Jun-lenxơ ta có : U t U t U t U t U t Q= = = = = R R + R2 R1 R R1 R2 R 1+ R * Ta tính R1 và R2 theo Q; U ; t1 và t2 : + Từ (1) R1 + R2 = U t1 Q (1) (49) + Cũng từ (1) R1 R2 = U t2 U t t ( R 1+ R 2)= Q Q * Theo định lí Vi-et thì R1 và R2 phải là nghiệm số phương trình : U t t Q2 .R + Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) và giải ta có = 10 R1 = * Ta có t3 = U t1 Q = (1) √Δ = R2 - 10 U Q U t 10 U + U2 (t 1+10).U 30 và R2 = 20 Q Q = =¿ Q 2 Q Q R1 Q R2 U = 30 phút và t4 = U U4 Q2 U2 Q = 20 phút Vậy dùng riêng điện trở thì thời gian đun sôi nước ấm tương ứng là 30ph và 20 ph Bài Một ấm đun nước điện có dây lò xo, cái có điện trở R=120 , mắc song song với Ấm mắc nối tiếp với điện trở r=50 và mắc vào nguồn điện Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến sôi thay đổi nào ba lò xo bị đứt? Híng dÉn Bài 3: *Lúc lò xo mắc song song: Điện trở tương đương ấm: R 40() R1 = U Dòng điện chạy mạch:I1 = R1 r Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến sôi: t1 Q R1I Q = R1.I2.t1 Q U R1 R r Q( R1 r ) U R1 hay t1 = (1) *Lúc lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có ) R 60() R2 = U I2 = R2 r Q( R2 r ) 2 t2 = U R2 ( ) (50) t1 t1 R2 ( R1 r ) 60(40 50) 243 1 2 t t 242 R ( R r ) 40 ( 60 50 ) 2 Lập tỉ số ta được: *Vậy t1 t2 Bài Một ấm điện có điện trở R1 và R2 Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với thì thời gian đun sôi nước đựng ấm là 50 phút Nếu R1 và R2 mắc song song với thì thời gian đun sôi nước ấm lúc này là 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường và các điều kiện đun nước là nhau, hỏi dùng riêng điện trở thì thời gian đun sôi nước tương ứng là bao nhiêu ? Cho hiệu điện U là không đổi HD : * Gọi Q (J) là nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sôi nước thì Q luôn không đổi các trường hợp trên Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 và t4 theo thứ tự là thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 và dùng R2 thì theo định luật Jun-lenxơ ta có : 2 2 U t U t U t U t U t Q= = = = = R R + R2 R1 R R1 R2 R 1+ R (1) * Ta tính R1 và R2 theo Q; U ; t1 và t2 : U t1 + Từ (1) R1 + R2 = Q U t2 U t t ( R + R )= + Cũng từ (1) R1 R2 = Q Q2 * Theo định lí Vi-et thì R1 và R2 phải là nghiệm số phương trình : U t t Q2 .R + R - U t1 Q = (1) Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) và giải ta có = 102 U Q √Δ = 10 U Q R1 = * Ta có t3 = U t 10 U 2 + U (t +10).U 30 và R2 = 20 Q Q = =¿ Q 2 Q Q R1 Q R2 U2 = 30 phút và t4 = U2 U Q = 20 phút Vậy dùng riêng điện trở thì thời gian đun sôi nước ấm tương ứng là 30ph và 20 ph Bµi 5: Mét bÕp ®iÖn sö dông ë hiÖu ®iÖn thÕ 220V th× dßng ®iÖn ch¹y qua bÕp lµ 0,28A Dùng bếp đun sôi 1,2lít nớc từ nhiệt độ 210C thời gian 14 phút TÝnh hiÖu suÊt cña bÕp BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc C = 4200 J/kgk (51)