I. Một số kiến thức cơ bản
GỢI í:a) Tớnh IAB theo 2 dũng mạch rẽ.
Khi (R1 nt R2): tớnh I1, I2. +) Khi (R1// R2): tớnh I1’, I2’.
Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi điện trở khi (R1 nt R2); (R1// R2). Lưu ý: R1= R2<=> Q1?Q2. Lập tỉ số: ' ' 1 2 1 2 Q Q
Q = Q tớnh ra kết quả rồi đưa ra nhận xột.
Đs: a) + Khi (R1 nt R2 ) thỡ I1 = I2 = 1A. + Khi (R1// R2) thỡ I1’= I2’ = 2A. b) 9000J. Bài 5.Giữa hai điểm A và B cú hiệu điện thế 120V, người ta mắc song song hai dõy kim lọai. Cường độ dũng điện qua dõy thứ nhất là 4A, qua dõy thứ hai là 2A.
a) Tớnh cường độ dũng điện trong mạch chớnh.
b) Tớnh điện trở của mỗi dõy và điện trở tương đương của mạch. c) Tớnh cụng suất điện của mạch và điện năng sử dụng trong 5giờ.
d) Để cú cụng suất của cả đoạn là 800W người ta phải cắt bớt một đoạn của đoạn dõy thứ hai rồi mắc song song lại với dõy thứ nhất vào hiệu điện thế núi trờn. Hóy tớnh điện trở của đoạn dõy bị cắt đú.
GỢI í:a) Tớnh IAB theo 2 dũng mạch rẽ.
b.+ Dựa vào cụng thức R=U I để tớnh R1 , R2. + Tớnh RAB c, Tớnh P theo U, I. + Tớnh A theo P,t. Gọi R'
2 là điện trở của đoạn dõy bị cắt.
+ Tớnh I’ qua đoạn mạch (R1//R2) theo P’,U. + Tớnh R’ ABtheo U,I’. + Tớnh R’ 2 Từ R’ AB= ' 1 2 ' 1 2 . R R R +R
+ Tớnh điện trở của đoạn dõy cắt : RC= R2 - R’ 2.
Đs: a) 6A; b) 30Ω; 60Ω; 20Ω; c) 720W; 12 960 000J = 12 960 kJ; d) 15Ω
Bài 6.Đường dõy dẫn từ mạng điện chung tới 1 gia đỡnh cú chiều dài tổng cộng là 40m và cú lừi bằng đồng tiết diện 0,5mm2.Hiệu điện thế cuối đường dõy(tại nhà) là 220V. Gia đỡnh này sử dụng cỏc dụng cụ điện cú tổng cụng suất là 165W trung bỡnh 3 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Ωm.
Tớnh điện trở của toàn bộ dõy dẫn từ mạng điện chung tới gia đỡnh. Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn dõy dẫn trong 30 ngày ra đơn vị kW.h. GỢI í:
Tớnh điện trở R của toàn bộ đường dõy theo ρ,l,S. Tớnh cường độ dũng điện I qua dõy dẫn theo P,U.
+ Tớnh nhiệt lượng Q tỏa ra trờn đường dõy theo I,R,t ra đơn vị kW.h. Đs: a) 1,36Ω; b) 247 860J = 0,069kWh.
III. Luyện tập.
Bài 1. Một bếp điện khi hoạt động bỡnh thường cú điện trở R =120Ω và cường độ dũng điện qua bếp khi đú là 2,4A.
Tớnh nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 25 giõy.
Dựng bếp trờn để đun sụi 1 lớt nước cú nhiệt độ ban đầu là 250C thỡ thời gian đun nước là 14 phỳt. Tớnh hiệu suất của bếp, coi rằng nhiệt lượng cần đun sụi nước là cú ớch, cho biết nhiệt dung riờng của nước là 4200J/ kg.K.
Đs: a) 17280J. b) 54,25%.
Bài 2. Dõy xoắn của một bếp điện dài 12m, tiết diện 0,2mm2 và điện trở suất là 1,1.10-6Ωm. a) Tớnh điện trở của dõy xoắn và nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian 10 phỳt, khi mắc bếp điện này vào hiệu điện thế 220V.
b) Trong thời gian 10 phỳt bếp này cú thể đun sụi bao nhiờu lớt nước từ nhiệt độ 240C. Cho nhiệt dung riờng của nước là 4200 J/ kg.K. Bỏ qua mọi sự mất mỏt nhiệt.
Đs: a) 60Ω, 440000J; b) 1,4l nước.
Bài 3. Dựng một bếp điện cú hai dõy điện trở R1 và R2 để đun một lượng nước. Nếu chỉ dựng dõy thứ nhất thỡ sau 25 phỳt nước sụi. Nếu chỉ dựng dõy thứ hai thỡ sau 10 phỳt nước sụi. Hỏi sau bao lõu lượng nước đú sẽ sụi nếu dựng cả hai dõy khi:
Mắc R1 nối tiếp với R2. Mắc R1 song song với R2.
Coi hiệu điện thế U của nguồn là khụng đổi. Đs: a) 35 phỳt; b) ≈ 7 phỳt.
Bài 4.Trờn một điện trở dựng để đun nước cú ghi 220V – 484W. Người ta dựng dõy điện trở trờn ở hiệu điện thế 200V để đun sụi 4 lớt nước từ 300C đựng trong một nhiệt lượng kế. Tớnh cường độ dũng điện qua điện trở lỳc đú.
Sau 25 phỳt, nước trong nhiệt lượng kế đó sụi chưa?
Tớnh lượng nước trong nhiệt lượng kế để sau 25 phỳt thỡ nước sụi. Biết nhiệt dung riờng của nước là 4200J/kg.K. Bỏ qua sự mất mỏt nhiệt.
Đs: a) 2A ; b) Chưa sụi được; c) 2 lớt.
Bài 5.Cú hai dõy dẫn tiết diện như nhau S = 0,1 mm2, một dõy bằng đồng cú điện trở suất là 1,7.10-8Ωm, một dõy bằng nicrụm cú điện trở suất là 1,1. 10-6Ωm.
Dõy nicrụm cú chiều dài ln = 80cm.
Tớnh điện trở của dõy nicrụm. Muốn dõy đồng cũng cú điện trở như vậy thỡ chiều dài ld của nú phải bằng bao nhiờu?
Người ta mắc nối tiếp hai dõy dẫn(cú chiều dài ln và ld ), rồi mắc chỳng vào hiệu điện thế 110V. Tớnh nhiệt lượng mỗi dõy dẫn tỏa ra chung 1 phỳt.
Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trong 1 phỳt trờn mỗi cm của từng dõy dẫn. Trong thực tế người ta thấy một dõy dẫn vẫn nguội và một dõy rất núng. Hóy giải thớch tại sao?
Đs: a) 52 m; b) 20 625J; c) Ql = 25 781J; Qd = 396J.
Nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi cm của dõy nicrụm lớn gấp 65,1 lần nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi cm của dõy đồng. Nhiệt từ dõy đồng tỏa ra khụng khớ nhanh hơn từ dõy nicrụm ra khụng khớ. Vỡ vậy dõy đồng vẫn mỏt trong khi dõy nicrụm rất núng.
Bài 6.Cú ba điện trở được mắc như sơ đồ hỡnh bờn. Trong cựng khoảng thời gian, khi cú dũng điện chạy qua thỡ điện trở nào tỏa nhiệt lượng nhỏ
nhất, lớn nhất? Giải thớch tại sao? Đs: 68 600 đồng.
GỢI í: + Gọi I là cường độ dũng điện qua điện trở 100Ω, khi đú cường độ dũng điện qua điện trở 20Ω va 30Ω là so với I như thế nào?
+ Dựa vào cụng thức Q = RI2t để tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi điện trở.
Đs: Q3 > Q1 > Q2. ( Điện trở 30Ω tỏa ra nhiệtlượng lớn nhất, điện trở 20Ω tỏa ra nhiệt lượng nhỏ nhất).
Bài 7.Một bếp điện gồm hai điện trở R1 và R2. Với cựng một hiệu điện thế và cựng một ấm nước, nếu dựng điện trở R1 thỡ nước trong ấm sụi sau thời gian t1 = 30 phỳt, nếu dựng điện trở R2 thỡ nước trong ấm sụi sau thời gian t2 = 20 phỳt.
Coi điện trở thay đổi khụng đỏng kể theo nhiệt độ, nhiệt năng tỏa ra mụi trường tỉ lệ với điện năng cung cấp cho bếp.
Hỏi sau bao lõu nước trong ấm sẽ sụi nếu dựng cả hai điện trở trong hai trường hợp sau: a) Hai điện trở mắc nối tiếp.
b) Hai điện trở mắc song song. ĐS : a) 50phỳt.b) 12phỳt.
Chủ đề 5 Mạch điện tơng đơng I.Lý thuyết
Ta thơng gặp hai trờng hợp sau:
*Trờng hợp 1: Mạch điện gồm một số điện trở xác định nhng ta thay đổi hai nút ra vào của dòng mạch chính thì ta đợc các sơ đồ tơng đơng khác nhau
* Trờng hợp 2: Mạch điện có điện trở nút ra vào xác định nhng khi các khoá k thay nhuau