1.4. nh lu t Om. Đị ậ

CHƯƠNG II ĐỆ ĐỔ ẬÍ

II.1.4. nh lu t Om. Đị ậ

bình phương cường độ dòng điện và với thời gian mà dòng điện chạy qua vật dẫn.

Q = R.I2 t.

b. Công và công suất của nguồn điện.

- Công của nguồn điện bằng công của dòng điện chạy trong toàn mạch. A = E.q = E.I.t.

- Công suất của nguồn điện bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch.

P = = t A

E.I

II. 1.4. Định luật Om.

a. Định luật Om đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R:

- Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch chỉ chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở R.

I =

R U

Hay U = VA - VB = I.R.

b. Định luật Om đối với mạch kín:

- Cường độ dòng điện chạy trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần với mạch.

I = ξR+r ξ=UAB+Ir

c. Hiện tượng đoản mạch:

- Xảy ra khi nối hai cực của một nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ, không đáng kể. Khi đoản mạch, cường độ dòng điện qua mạch sẽ lớn nhất và chỉ phụ thuộc vào E, r. I = r . I R A B I E, r R E A B

d. Định luật Om cho đoạn mạch chứa nguồn: AB AB U I R r + = + E

- Quy ước: Nếu đi theo chiều dòng điện, gặp cực dương trước, cực âm sau đó là máy thu điện và suất điện động (E) mang dấu âm. Ngược lại, nếu dòng điện gặp cực âm trước, cực dương sau đó là máy phát điện và (E) mang dấu dương.

* Định luật Om đối với đoạn mạch có chứa nguồn phát:

R r U I B AB + + = A

* Định luật Om đối với đoạn mạch có chứa máy thu điện:

P AB B R r U I + − = A

* Định luật Om đối với trường hợp mạch ngoài có máy thu:

2 1 2 1 R r r R I p + + + − = ξ ξ

II. 1.5. Mắc nguồn điện thành bộ.

a. Mắc nối tiếp.

- Cách mắc:

- Suất điện động của bộ nguồn:

+ Nếu: => (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- Điện trở trong của bộ nguồn: rb =r1+r2 +...+rn

+ Nếu: r1 =r2 =...=rn =ro ⇒rb =nr0 E I R A B E, r E I R B A E, r 2 R A R1 I B E p, rp E, r A B E, r E, r E, r E, r E = E+ E+ ...+E E= E= ...=E= E E = nE

b. Mắc song song (Các nguồn có suất điện động bằng nhau)

- Cách mắc:

- Suất điện động của bộ nguồn: - Điện trở trong của bộ nguồn:

n 2 1 b r 1 ... r 1 r 1 r 1 = + + + + Nếu n r r r r ... r r1 = 2 = n = 0 ⇒ b = 0 c. Mắc xung đối: - Cách mắc:

- Suất điện động của bộ nguồn;

- Điện trở trong của bộ nguồn:rb =r1 +r2

d. Mắc hỗn hợp đối xứng:

- Gọi n là số nguồn mắc nối tiếp trong một dây. - Gọi m là số dây mắc song song.

- Cách mắc:

- Suất điện động của bộ nguồn:

A B B A E, r E, r E, r E, r (E1> E2) A B Eb=E1- E2 Eb=E E, r E, r E, r E, r E, r E, r A B Eb=nE

- Điện trở trong của bộ nguồn:

m n b r =

II.2. PHÂN LOẠI BÀI TẬP VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CỦA PHẦN ĐỊNH LUẬT OM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH II.2.1. Cơ sở phân loại

Dựa trên việc phân loại bài tập theo phương thức giải, ta có thể phân loại thành các dạng bài tập sau:

+ Dạng 1: Bài tập định tính. + Dạng 2: Bài tập định lượng. + Dạng 3: Bài tập thí nghiệm. + Dạng 4: Bài tập đồ thị.

II.2.2. Phương pháp giải bài tập về phần định luật Om đối với toàn mạch

II.2.2.1. Phương pháp giải bài tập định tính

- Bước 1: Tìm hiểu đề bài, vẽ lại mạch điện nếu có.

- Bước 2: Dựa vào các công thức định luật Om đối với đoạn mạch nối tiếp hoặc song song để tính điện trở mạch ngoài (Rng). Dùng lập luận khảo sát sự biến đổi của điện trở mạch ngoài.

- Bước 3: Dựa vào công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 1:

ng I R r = + E

, lập luận khảo sát sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch chính khi điện trở mạch ngoài (Rng) thay đổi.

- Bước 4: Dựa vào cường độ dòng điện trong mạch chính, khảo sát sự thay đổi của hiệu điện thế mạch ngoài theo công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2: U= E - Ir, cũng như khảo sát cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của các máy đo dựa vào công thức định luật Om đối với đoạn mạch.

- Bước 5: Sơ đồ luận giải, luận giải và kết luận.

* Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ: Số chỉ của các máy đo thay đổi như thế nào nếu ta dịch chuyển con chạy của biến trở sang bên phải để R2 tăng?

* Phương pháp giải:

- Mạch ngoài có dạng: (R1 nt R2). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- Điện trở mạch ngoài: Rng = R1 + R2 (1) - Áp dụng công thức định luật Om đối

với toàn mạch dạng 1: ng I R r = + E (2)

- Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2: U = E – Ir (3)

- Khi dịch chuyển con chạy của biến trở sang bên phải thì điện trở mạch ngoài: Rng' = +R1 R2' (4)

- Sơ đồ luận giải:

- Luận giải:

+ Khi dịch chuyển của con chạy của biến trở sang bên phải để R2 tăng -> Điện trở mạch ngoài: Rng = R1 + R2 cũng tăng.

+ Khi E = const, Rng tăng thay vào (2) ta suy ra được: I giảm ⇔ Số chỉ của ampe kế giảm.

+ Khi E = const, I giảm thay vào (3) ta suy ra được: U tăng ⇔ Số chỉ của vôn kế tăng.

- Kết luận: Khi dịch chuyển con chạy của biến trở sang bên phải để R2 tăng thì số chỉ của ampe kế giảm, số chỉ của vôn kế tăng.

I.2.2.2. Phương pháp giải bài tập định lượng.

- Bước 2: Xác lập các mối quan hệ.

+ Xác định mạch ngoài: Chuyển mạch điện về dạng tường minh, vẽ sơ đồ mạch điện.

+ Xác định điện trở mạch ngoài: Căn cứ vào công thức định luật Om đối với mạch điện nối tiếp và song song để tìm điện trở mạch ngoài.

+ Viết công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 1 để xác định cường độ dòng điện trong mạch chính:

ng I R r = + E

+ Viết công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2 để xác định hiệu điện thế mạch ngoài:

U = E - Ir

+ Áp dụng công thức định luật Om đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở để tìm cường độ dòng điện và hiệu điện thế qua các điện trở hoặc xác định các đại lượng khác cần tìm.

+ Để tìm số chỉ của ampe kế ở mạch nhánh ta xác định chiều cường độ dòng điện và viết thêm phương trình cường độ dòng điện tại điểm nút.

- Bước 3: Sơ đồ luận giải

- Bước 4: Kết quả và biện luận kết quả * Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở trong r = 0,8 Ω, R1 = R2 = 2Ω, R3 = 3Ω. Tìm số chỉ của các ampe kế và vôn kế.

* Phương pháp giải:

- Bước 1: Tóm tắt, vẽ hình.

Cho: E = 6V; r = 0,75Ω; R1 = R2 = 2Ω; R3 = 3Ω

RA= 0, RV=∞

Tìm: IA = ?; IA1 =?; Uv = ?

+ Chiều dòng điện trong mạch như hình vẽ.

+ Phương trình cường độ dòng điện tại điểm nút C: I = IA1 + I1 (1) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

+ Mạch điện có dạng tường minh: (R1 // R2 // R3) + Vì (R1 // R2 // R3):

1 2 3

1 1 1 1

AB

R = R +R +R (2)

+ Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 1:

A AB I I R r = = + E (3)

+ Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2: U1 = U2 = U3 = UV = UAB = E - Ir (4) 1 1 1 U I R = (5)

- Bước 3: Sơ đồ luận giải

- Bước 4: Kết quả và biện luận kết quả IA = 4 (A)

IA1 = 2,5 (A) Uv = 3 (V)

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG BÀI TẬP – GIẢI VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG

PHẦN ĐỊNH LUẬT OM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH III.1. HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG.

Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ:

RA=0,RV=∞. Số chỉ của các máy đo thay đổi như thế nào nếu ta mắc thêm 1 đèn nữa:

a) Nối tiếp với đèn đã cho. b) Song song với đèn đã cho.

Bài 2 : Cho mạch điện như hình vẽ:

Số chỉ của các máy đo thay đổi như thế nào nếu ta mở khoá K? RA=0,RV=∞.

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: Khi

đóng khoá K đèn sáng bình thường. Di chuyển con chạy của biến trở Rx để Rx giảm thì số chỉ của các máy đo thay đổi như thế nào? Độ sáng của đèn thay đổi như thế nào? RA=0,RV=∞.

Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở trong r = 1Ω; R1= 0,8Ω; R2 = 2Ω; R3 = 3Ω. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện và cường độ dòng điện chạy qua các điện trở.

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 7,8 V, điện trở trong r = 0,4Ω; R1 = R2 = R3 = 3Ω; R4 = 6Ω. Tính:

a) UMN = ?

b) Nối MN bằng dây dẫn. Tìm cường độ dòng điện qua dây dẫn MN (dây dẫn có điện trở không đáng kể)

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E = 4,8V, điện trở trong r = 1Ω; R1 = R2 = R3 = 3Ω; R4 = 1Ω; Rv = ∞. Tính số chỉ của vôn kế

Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E =24V, điện trở trong r = 1Ω; R1 = 3Ω; R2 = R3 = R4 = 6Ω; RA = 0. Tính số chỉ của ampe kế.

Bài 8: Cho mạch điện như hình vẽ: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Nguồn điện có suất điện động E = 9V; r = 1,5Ω

; Đ1 (3V - 1W); Đ2 ( 6V - 3W). Khi R1 = 11Ω; R2 = 6Ω. Tìm cường độ dòng điện, hiệu điện thế mỗi đèn. Nhận xét độ sáng của mỗi đèn.

Bài 9: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E = 6,6V, điện trở trong r = 0,12Ω; Đ1(6V - 3 W); Đ2( 2,5V - 1,25W). Điều chỉnh R1, R2 sao cho đèn Đ1, Đ2 sáng bình thường. Tính các giá trị của R1 và R2.

Bài 10: Cho mạch điện như hình vẽ:

Nguồn điện có suất điện động E = 6V; r = 2Ω; R là điện trở ngoài.

a) Tính R để công suất tiêu thụ mạch ngoài P = 4W.

b) Với giá trị nào của R thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất? Tính giá trị đó.

Bài 11: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R2 =

6Ω; R3 = 3Ω, r = 5Ω. Các ampe kế có điện trở không đáng kể. Biết ampe kế A1 chỉ 0,6A. Xác định suất điện động của nguồn điện.

Bài 12 : Hãy xác định suất điện động và điện trở trong của một ắc quy

biết rằng nếu nó phát dòng điện có cường độ I1 = 15A thì công suất điện ở mạch ngoài P1 = 136W còn nếu nó phát dòng điện có cường độ I2 = 6A thì công suất điện mạch ngoài P2 = 64,8W.

Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện có

suất điện động E = 3,5V, điện trở trong r = 0,3Ω; Đ ( 12V - 6W); R1 = 1,2Ω; R2 = 24Ω; RV = ∞, RA=0.

a) Tìm số chỉ của các vôn kế? Đèn có sáng bình thường không?

b) Khi dịch chuyển con chạy sang phải, độ sáng của

đèn thay đổi như thế nào? Số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào?

III.2. GIẢI VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG.

Bài 1:

a. Mục đích của bài tập

- Nắm vững và khắc sâu các công thức định luật Om đối với toàn mạch. - Nắm được công dụng của máy đo.

- Rèn tư duy suy luận logic cho học sinh. b. Phương pháp giải bài tập

- Trước khi mắc thêm đèn điện trở mạch ngoài bằng: Rng = R1 (1) * Khi mắc thêm một đèn nữa nối tiếp

với đèn đã cho, sơ đồ mạch điện như hình vẽ: - Điện trở mạch ngoài: Rng' = +R1 R2 (2) - Áp dụng công thức định luật Om đối

với toàn mạch dạng 1: ' ng I R r = + E (3)

- Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2: U = E - Ir (4)

- Sơ đồ luận giải:

- Luận giải:

+ Khi mắc thêm một đèn nữa nối tiếp với đèn đã cho: Rng' = +R1 R2 > R1 = Rng -> Rng' tăng.

+ Khi E = const, Rng' tăng thay vào (3) ta suy ra được: I giảm ⇔ Số chỉ của ampe kế giảm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

+ Khi E = const, I giảm thay vào (4) ta suy ra được: U tăng ⇔ Số chỉ của vôn kế tăng.

- Kết luận: Khi mắc thêm một đèn nữa nối tiếp với đèn đã cho thì số chỉ của ampe kế giảm, số chỉ của vôn kế tăng.

* Khi mắc thêm một đèn nữa song song với đèn đã cho, sơ đồ mạch điện như hình vẽ:

- Điện trở mạch ngoài: ' 1 2 1 2 . ng R R R R R = + (5)

- Sơ đồ luận giải:

- Luận giải:

+ Khi mắc thêm một đèn nữa song song với đèn đã cho điện trở mạch

ngoài: ' 1 2 1 2 . ng R R R R R = + < R1 = Rng -> Rng' giảm.

+ Khi E = const, Rng' giảm thay vào (3) ta suy ra được: I tăng ⇔ Số chỉ của ampe kế tăng.

+ Khi E = const, I tăng thay vào (4) ta suy ra được: U giảm ⇔ Số chỉ của vôn kế giảm.

- Kết luận: Khi mắc thêm một đèn nữa song song với đèn đã cho thì số chỉ của ampe kế tăng, số chỉ của vôn kế giảm.

c. Khó khăn đối với học sinh

- Vôn kế đo hiệu điện thế mạch ngoài.

- Khi mắc thêm đèn, số chỉ mạch ngoài sẽ thay đổi.

- Lập luận sự thay đổi của các đại lượng trong biểu thức định luật Om đối với toàn mạch.

d. Hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn

- Vôn kế đo đại lượng nào trong mạch điện đã cho?

- Khi mắc thêm đèn nối tiếp (hay song song) với đèn đã cho thì điện trở mạch ngoài tăng hay giảm? Vì sao?

- Hãy xác lập các mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu vôn kế với suất điện động của nguồn điện trong mạch?

Bài 2:

a. Mục đích của bài tập

- Nhận dạng mạch điện khi đóng, mở khoá K. - Ôn tập, củng cố các công thức của định luật Om.

- Nắm được công dụng của máy đo. - Rèn tư duy suy luận logic cho học sinh. b. Phương pháp giải bài tập

- Khi đóng khoá K mạch điện có dạng: [R1 nt (R2 // R3)] - Điện trở mạch ngoài: 1 2 3 2 3 . ng R R R R R R = + + (1)

- Khi mở khoá K mạch điện có dạng: (R1 nt R2)

- Điện trở mạch ngoài: Rng' = +R1 R2 (2)

- Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn

mạch dạng 1: ' ng I R r = + E (3)

- Áp dụng công thức định luật Om đối với toàn mạch dạng 2: U = E - Ir (4)

- Sơ đồ luận giải: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- Luận giải:

+ Khi K mở, điện trở mạch ngoài: Rng' = +R1 R2 > 1 2 3 2 3 . ng R R R R R R = + + -> ' ng