II. 2.Đo điện trở: (Bài tập thực hành)
b. Chốt (+) của ampekế mắc vào đâu.
3.3.3.Một ampekế có Ra ≠0 đợc mắc nối tiếp với điện trở R0 =20
Ω, vào 2 điểm M,N có UMNkhông đổi thì số chỉ của nó làI1=0,6A. Mắc song song thêm vào ampekế một điện trở r=0,25 Ω, thì số chỉ của am pekế là I2=0,125A.Xác định Io khi bỏ ampekế đi?
3.3.4. ( 95NC9) Có 2 ampekế điện trở lầ lợt là R1 , R2 , một điện trở R=3 Ω, một nguồn điện không đổiU.Nếu mắc nối tiép cả 2 ampekế và R vào nguồn thì số chỉ của mỗi U.Nếu mắc nối tiép cả 2 ampekế và R vào nguồn thì số chỉ của mỗi
ampekế là 4,05A.Nếu mắc 2 ampekế song song với nhau rồi mới mắc
nối tiếp với R vào nguồn thì Ampekế thứ nhất chỉ 3A, Ampekế thứ 2 chỉ 2A.
a.Tính R1 và R2 ?
b.Nếu mắc trực tiếp R vào nguồn thì cờng độ dòng điện qua R là bao nhiêu?
3.3.5. Cho mạch điện nh ình vẽ 3.3. 5 Trong đó R/=4R, vôn kế có điện
trở Rv, UMN không đổi. Khi k đóng và khi K mở , số chỉ của vôn kế có giá trị lần lợt là 8,4V và 4,2 V. Tính U và Rv theo R. ( 98/nc9/XBGD)
3.3.6*.Một mạch điện gồm một ampekế có điện trở Ra, một điện
trở R=10 Ω và một vôn kế co điện trở Rv=1000V,mắc nối tiếp.Đặt vào 2 đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U, thì số chỉ của vôn kế là 100V. nếu mắc vôn kế song song với R thì số chỉ của nó vẫn là 100V. Tính Ra và U ( 107/NC9/ XBGD)
3.3.7. (xem bài1- đề 9Trang 90 CC9)
3.3.8**. Có k điện trở giống hệt nhau có giá trị là r, mắc nối tiếp với nhau vào một mạnh điện có hiệu điện thế không đổi U. mắc một vôn kế song song với một trong các điện trở thì vôn kế chỉ U1.
a.Chứng tỏ rằng khi mắc vôn kế song song với k-1 điện trở thì số chỉ của vôn kế là Uk-1 =(k-1)U1. b. Chứng tỏ rằng: số chỉ của vôn kế khi mắc song song với k-p điện trở gấp
p p k−
lần so với khi mắc song song với p điện trở .(vớik,p ∈ Z+; K > P )
3.3.9. Hai điện trở R1 , R2 đợc mắc nối tiếp với nhau vào 2 điểm A và B có hiệu điện thế UAB không đổi.Mắc một vôn kế song song với R1 , thì số chỉ của nó làU1 . mắc vôn kế Mắc một vôn kế song song với R1 , thì số chỉ của nó làU1 . mắc vôn kế
song song với R2 thì số chỉ của nó là U2 . a. Chứng minh : U1 /U2 =R1 /R2 .
b. Biết U=24V, U1 =12V, U2 = 8V. Tính các tỉ số Rv/R1 ;Rv/R2 ;điện trở Rv của vôn kế,và hiệu điệnthế thực tế giữa 2 đầu R1 và R2 ? (NC9/XBGD)
3.3.10..Để đo cờng độ dòng điện qua một điện trở R=250 Ω, ngời ta đo gián tiếp qua 2 vôn kế mắc nối tiếp( hình 3.3.10).Vôn kế V1 có R1 =5kΩ, và số chỉ là U1 =20V, vôn kế V2 có số chỉ U2 =80V.Hãy xác định cờng độ dòng điện mạch chính. Cờng độ mạch chính tìm đợc chịu sai số do ảnh hởng của dụng cụ đo là bao nhiêu %? ( trích đề thi HSG tỉnh năm 2002-2003).
Một số bài toán về đồ thị
3.4.1. Cho mạch điện nh hình vẽ 3.4.1.a: ampe kế lí tởng, U=12V. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của c-ờng độ dòng điện chạy qua ampekế(Ia) vào giá trị của biến trở Rx có dạng nh hình 3.4.1.b.Tìm R1 , R2 , ờng độ dòng điện chạy qua ampekế(Ia) vào giá trị của biến trở Rx có dạng nh hình 3.4.1.b.Tìm R1 , R2 , R3 ? (đề thi tuyển sinh vào
lớp 10 chuyên lí ĐHTN)
3.4.2. Xem bài 142( NC9/XBGD) XBGD)
IV.Điện năng-Công suất của dòng điện: Tính công suất cực đại: 4.1 Ngời ta lấy điện từ
nguồn MN có hiệu điện thế U ra ngoài ở 2 chốt A,B qua một điện trở r đặt trong hộp nh hình vẽ 1.1.Mạch ngoài là một điện trở R thay đổi đợc, mắc vào A và B. a. Xác định giá trị của R để mạch ngoài có công suất cực đại. Tính giá trị cực đại đó?
b. Chứng tỏ rằng, khi công suất mạch ngoài nhỏ hơn công suất cực đại(Pcđ) thì điện trở R có thể ứng với 2 giá trị là R1 và R2 và R1.R2 =r2 .
)( ( 2 2 R r R u P + = ) ( 2 2 r RU R P + = H PPtp i = Phơng pháp:
Thiết lập phơng trình tính công suất của mạch ngoài theo r và R :
→
⇒P măc → R=r. ⇒ giá trị của Pmăc.
Từ (1) suy ra PR2 -(U2-2rP)2 +r2P=0 → tính =4r2Pcđ( Pcđ--P) → tìm điều kiện củađể phơng trình bậc 2 có2 nghiệm phân biệt → kết luận.
Các bài tập khác: Bài 82, 84(S121 / NC8).
Cách mắc các đèn ( toán định mức).
4.2 (bài77/121):Cho mạch Nh hình vẽ bên:UMN=24v, r=1,5 Ω
a.Hỏi giữa 2 điểm AB có thể mắc tối đa bao nhiêu bóng đèn loại 6V-6w để chúng sáng bình thờng.
b.Nếu có 12 bóng đèn loại 6V-6w thì phải mắc thế nào để chúng sáng bình th- ờng?
Phơng pháp giải
a..Tính công suất cực đại của mạch ngoài → số bóng tối đa...
b.- (Xét cách mắc đối xứng M dãy, mỗi dãy có n điện trở mắc nối tiếp→ có 3 phơng pháp)
-Lập phơng trình về dòng:I=U/(r+R) Theo 2 ẩn số m và n,Trong đó m+n=12...
-đặt phơng trình công suất:P=PAB+PBN Theo 2 biến số m và n trong đó m+n=12...
-Đặt phơng trình thế: U=UMB+Ir theo 2 biến số m,n trong đó m+n=12..
4.3:Cho một nguồn điện có suất điện động E không đổi , r=1,5 Ω. Có bao nhiêu cách mắc các đèn 6V- 6W vào 2 điểm A và B để chúng sáng bình thờng? Cách mắc nào có lợi hơn? tại sao?
Phơng pháp: a.cách mắc số bóng đèn.
Cách2: Từ phơng trình thế:E=UAB+I r Theo biến m và n, và phơng trình m.n=N( N là số bóng đợc mắc, m là số dãy, n là số bóng trong mỗi dãy) → phơng trình: m=16-n ( *), biện luận *→n<4 → n= {...}; m={..}.
b. Cách nào lợi hơn?→ xét hiệu suất Trong đóPi=Pđmn, Ptp=Pi+I2r hay Ptp=PI +(mIđ)2r. So sánh hiệu suất của mạch điện trong các cách → kết luận...
4.4.( bài 4.23 nc9):Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó UMN=10V,r =2 Ω, HĐT định mức của các bóng là Uđ=3V, Công suất định mức của các
bóng có thể tùy chọn từ 1,5 → 3W. Tím số bóng,loại bóng, cách ghếp các bóng để chúng sáng bình thờng?
Phơng pháp giải: Xét cách mắc N bóng đèn thành m dãy, mỗi dãy có n bóng mắc nói tiếp
*Đặt phơng trình thế:UMN=UMA+UAB →12=UAM+nUđ→ khoảng xác định của n={1,2,3} (1) * Đặt phơng trình công suất: PAB=NPđ→NPđ=15n-4,5n2→ khoảng xác định của N:
→ tìm số dãy m: m=N/n (3) →Tìm Pđ= (4) → lập bảng giá trị của N,m Pđ Trong các trờng hợp n=1; n=2, n=3.→ đáp số...
4.5:Có 5 bóng đèn cùng hiệu điện thế định mức 110v,công suất của chúng lần lợt là 10,15,40, 60, 75 oát.Phải ghép chúng nh thế nào để khi mắc vào mạch điện 220v thì chúng đềi sáng bình thờng?
Phơng pháp giải:Điều kiện để các đèn sáng bình thờng làUđ=110V. → phải mắc các đèn thành 2 cụm sao cho công suất tiêu thụ của chúng bắng nhau. từ giả thiết →10+15+75=40+60 → cách mắc các đèn...
4.6: Có 2 loại đèn cùng hiệu điện thế định mức 6V, nhng có công suất là 3w,và 5 w. hỏia. phải mắc chúng nh thế nào vào hiệu điện thế 12V để chúng sáng bình thờng? a. phải mắc chúng nh thế nào vào hiệu điện thế 12V để chúng sáng bình thờng?
b. Các đèn đang sáng bình thờng, nếu 1 đèn bị hỏng thì độ sáng của các đèn còn lại tăng hay giảm nh thế nào? ( xem bài 120 nc9)
Phơng pháp giải: --- A E r B ) 2 ( 5 , 1 5 , 4 15 3 5 , 4 15 n2 n n2 N n − ≤ ≤ − N n n2 5 , 4 15 −
RQ Q R Q R Q n n = = = ... 2 2 1 1 Pt UIt t R u2 = =
a.Không thể mắc nối tiếp 2 loại đèn với nhau( vì sao?) → có thể mắc m bóngđèn loại 3w song song với nhau thành một cum và n bóng đèn 5 wsong song với nhau thành một cụm,rồi mắc 2 cụn đèn trên nối tiếp nhau sao cho hiệu điện thế ở 2 đầu các cụm đèn là 6V → công suất tiêu thụ điện của các cụm đèn phải bằng nhau → phơng trình: 3m = 5n → nghiệm củaphơng trình....
(* phơng án 2:Mắc2 loại đèn thành 2 cụm , mỗi cụm có cả 2 loại đèn...
*phơng án 3: mắc 2 loạiđèn thành m dãy, trong mỗi dãy có 2 đèn cùng loại mắc nối tiếp...)
b. giả thiết một đèn trong cụm đèn 3Wbị cháy → điện trở củatoàn mạch bây giờ ? →cờng độ dòng điện mạch chính?→hiệu điện thế ở 2 đầu các cụm đèn bây giờ thế nào? → kết luận về độ sáng của các đèn? (Chu ý: muốn biết các đèn sáng nh thế nào cần phải so sánh hiệuđiện thế thực tế ở 2 đầu bóng đèn với hiệu điện thế định mức)
4.7: để thắp sáng bình thờng cùnglúc 12 đèn 3V-3 và 6 đèn 6V- 6 ,ngời ta dùng một nguồn điện có suấtđiện động không đổi E=24V.dây dẫn nối từ nguồn đến nơitieu thụ có điện trở toàn phần r=1,5 Ω. điện động không đổi E=24V.dây dẫn nối từ nguồn đến nơitieu thụ có điện trở toàn phần r=1,5 Ω.
a. số bóng đèn ấy phải mắc nh thế nào?
b. Tính công suất và hiệu suất của nguồn? ( xem bài 128 NC9).
Ph
ơng pháp giải:
a. Từ giả thiết ⇒ cờng độ dòng điện định mức của các đèn bằng nhau → có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn khác loại đó với nhau , Có thể thay12 bóng đèn 3V-3W bằng 6 bóng đèn 6V-6W → để tìm cách mắc các đèn theo dề bài ta tìm cách mắc 6+6=12bóng đèn 6V-6W(đã xét ở bài trớc) →nghiệm m={12;4} dãy; n={ 1;3} bóng. → từ kết quả cách mắc 12 đền 6V-6W, tìm các cách thay 1 đèn 6V- 6Wbằng 2 đèn 3V-3Wta có đáp số của bài toán.( có 6 cách mắc...)
b. Chú ý - công suất của nguồn(là công suất toàn phần): Ptp=EI hayE=mIđ.; công suất có ích là tổng công suất tiêu thụ điện của các đèn:Pi=mn.Pđ; H=Pi/Ptp . cách nào cho hiệu suất bé hơn thì cách mắc đó lợi hơn( kinh tế hơn).
V.Định luật giun - len xơ
Tóm tắt lý thuyết:
Công thức của định luật: Q=I2Rt (j) hoặc Q= 0,24 I2Rt (cal) Các công thức suy ra: Q=
Trong đoạn mạch: Q=Q1+Q2+....+Qn
Trong đoạn mạch mắc song song: Q1R1=Q2R2=...=QnRn Trong đoạn mạch mắc nối tiếp : H=Qi/Qtp
Với một dây điện trở xác định: nhiệt lợng tỏa ra trên dây tỉ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua Q1/t1=Q2/t2=...Qn/tn=P.
Bài tâp:
5.1 Một ấm đun nớc bằng điện loại(220V-1,1KW), có dung tích1,6lít. Có nhiệt độ ban đầu là t1=200C.a.Bỏ qua sự mất nhiệt và nhiệt dung của ấm. Hãy tính thời gian cần để đun sôi ấm nớc? điện trở dây a.Bỏ qua sự mất nhiệt và nhiệt dung của ấm. Hãy tính thời gian cần để đun sôi ấm nớc? điện trở dây nung và giá tiền phải trả cho 1lít nớc sôi ?. (xem bài 109NC9)
b. Giả sử ngời dùng ấm bỏ quên sau 2 phút mới tắt bếp . hỏi lúc ấy còn lại bao nhiêu nớc trong ấm? ( C=4200j/kg.k; L=2,3.106j/kg)