ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP 1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:  + Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: \(I =I_1= I_2\) + Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: \(U =U_1+U_2\) 2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp a) Điện trở tương đương Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước. b) Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp + Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: \(R_{tđ} =R_1+R_2\). + Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: \(\dfrac{U_{1}}{U_{2}}=\dfrac{R_{1}}{R_{2}}.\) Chú ý: Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện, nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch nối tiếp. Sơ đồ tư duy về đoạn mạch mắc nối tiếp - Vật lí 9 Loigiaihay.com
ĐOẠN MẠCH SONG SONG 1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: - Cường độ dòng điện chaỵ qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: \(I=I_1+I_2\) - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: \(U=U_1=U_2\) 2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song - Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần. \(\dfrac{1}{R_{td}}\) = \(\dfrac{1}{R_{1}}\) + \(\dfrac{1}{R_{2}}\). - Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: \(\dfrac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \dfrac{{{R_2}}}{{{R_1}}}\) Chú ý: Vôn kế có điện trở RV rất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng \(\frac{1}{{{R_V}}}\) Sơ đồ tư duy về đoạn mạch mắc song song - Vật lí 9
Cách giải bài tập Định luật Ôm cho đoạn mạch nối tiếp và song song hay, chi tiết A. Phương pháp & Ví dụĐịnh luật ôm cho toàn mạch: Mạch điện mắc nối tiếp các điện trở:
Mạch điện mắc song song các điện trở:
Ví dụ 1: Hai điện trở R1, R2 mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Lần đầu R1, R2 mắc song song, dòng điện mạch chính Is = 10A. Lần sau R1, R2 mắc nối tiếp, dòng điện trong mạch In = 2,4A. Tìm R1, R2. Hướng dẫn: Điện trở tương đương của đoạn mạch khi: + [R1 // R2]:
+ [R1 nt R2]:
Từ (1) và (2) ta có hệ: R1 và R2 là nghiệm của phương trình: x2 – 5x + 6 = 0 Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 12Ω, R2 = 15Ω, R3 = 5Ω, cường độ qua mạch chính I = 2A. Tìm cường độ dòng điện qua từng điện trở.
Ta có: R23 = R2 + R3 = 15 + 5 = 20Ω
UAB = I.RAB = 2.7,5 = 15V. Cường độ dòng điện qua điện trở R1:
Cường độ dòng điện qua điện trở R2, R3:
Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UMN = 18V, cường độ dòng điện qua R2 là I2 = 2A. Tìm:
a) R1 nếu R2 = 6Ω, R3 = 3Ω. b) R3 nếu R1 = 3Ω, R2 = 1Ω. Hướng dẫn: a) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2: U2 = I2.R2 = 2.6 = 12V. Cường độ dòng điện qua R3: Cường độ dòng điện qua R1: I1 = I2 + I3 = 2 + 4 = 6A. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1: U1 = UMN – U2 = 18 – 12 = 6V. Điện trở của R1: b) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2: U2 = I2.R2 = 2.1 = 2V. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1: U1 = UMN – U2 = 18 – 2 = 16V. Cường độ dòng điện qua R1: Cường độ dòng điện qua R3:
Điện trở của R3: Ví dụ 4: Cho đoạn mạch như hình vẽ: R1 = R3 = 3Ω, R2 = 2Ω, R4 = 1Ω, R5 = 4Ω, cường độ qua mạch chính I = 3A. Tìm:
a) UAB. b) Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở. c) UAD, UED. d) Nối D, E bằng tụ điện C = 2μF. Tìm điện tích của tụ. Hướng dẫn: a) R13 = R1 + R3 = 3 + 3 = 6Ω; R24 = R2 + R4 = 2 + 1 = 3Ω;
RAB = R5 + RCB = 4 + 2 = 6Ω → UAB = I.RAB = 3.6 = 18V. b) U5 = I.R5 = 3.4 = 12V. UCB = I.RCB = 3.2 = 6V
U3 = I3.R3 = 1.3 = 3V.
→ U2 = I2.R2 = 2.2 = 4V; U4 = I4.R4 = 2.1 = 2V. c) UAD = UAC + UCD = U5 + U1 = 12 + 3 = 15V. UED = UEB + UBD = U4 – U3 = 2 – 3 = -1V. d) Q = CU = 2.10-6.1 = 2.10-6 C. Ví dụ 5: Cho đoạn mạch như hình vẽ: R1 = 36Ω, R2 = 12Ω, R3 = 10Ω, R4 = 30Ω, UAB = 54V. Tìm cường độ dòng điện qua từng điện trở.
Hướng dẫn: Mạch điện được vẽ lại như sau:
Cường độ dòng điện qua R1:
Cường độ dòng điện qua R2:
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 và R4: U34 = U3 = U4 = I2.R34 = 2,25.12 = 27V. Cường độ dòng điện qua R3: Cường độ dòng điện qua R4: Ví dụ 6:Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R3 = 45Ω, R2 = 90Ω, UAB = 90V. Khi K mở hoặc đóng, cường độ dòng điện qua R4 là như nhau. Tính R4 và hiệu điện thế hai đầu R4.
Hướng dẫn: – Khi K đóng, mạch điện được vẽ như hình a; khi K mở, mạch điện được vẽ như hình b:
– Khi K đóng, ta có:
– Khi K mở, ta có:
– Từ (1) và (2), ta có: ⇔ 902R4 + 243000 = 4050R4 + 303750 ⇔ 4050R4 = 60750 ⇒ R4 = 15Ω.
B. Bài tậpBài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = R2 = 4 Ω; R3 = 6 Ω; R4 = 3 Ω; R5 = 10 Ω; UAB = 24 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua từng điện trở.
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = 2,4 Ω; R3 = 4 Ω; R2 = 14 Ω; R4 = R5 = 6 Ω; I3 = 2 A. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở.
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = R3 = R5 = 3 Ω; R2 = 8 Ω; R4 = 6 Ω; U5 = 6 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở.
Bài 4: Hai điện trở R1 = 6Ω, R2 = 4Ω chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1A và 1,2A. Hỏi bộ hai điện trở chịu được cường độ tối đa là bao nhiêu nếu chúng mắc: a) Nối tiếp. b) Song song. Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ: U = 12V, R2 = 3Ω, R3 = 5Ω. a) Khi K mở, hiệu điện thế giữa C, D là 2V. Tìm R1. b) Khi K đóng, hiệu điện thế giữa C, D là 1V. Tìm R4.
Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ. UAB = 75V, R2 = 2R1 = 6Ω, R3 = 9Ω. a) Cho R4 = 2Ω. Tính cường độ qua CD. b) Tính R4 khi cường độ qua CD là 0.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại banmaynuocnong.com
|
