Lý 9 Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm
Để vận dụng định luật Ôm vào bài tập một cách thành thục, eLib xin chia sẻ với các em bài học về vận dụng định luật Ôm dựa theo cấu trúc SGK Vật lý lớp 9. Hi vọng với kiến thức trọng tâm và lời giải một cách chi tiết thì đây sẽ là tài liệu giúp các bạn học tập tốt hơn.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Phát biểu, viết hệ thức của định luật Ôm
- Phát biểu: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây, tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.
- Hệ thức R = \(\frac{U}{I} \)
Trong đó:
- U: hiệu điện thế, đơn vị đo là (V)
- I: cường độ dòng điện, đơn vị đo là (A)
- R: điện trở, đơn vị đo là (Ω)
1.2. Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp
- Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp:
- Cường độ dòng điện: IAB = I1 = I2 = ... = In
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: UAB = U1 + U2 + ... + Un
- Điện trở tương đương: RAB = R1 + R2 + ... + Rn
1.3. Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc song song
- Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song:
- Cường độ dòng điện: IAB = I1 + I2 + ... + In
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: UAB = U1 = U2 = ... = Un
- Điện trở tương đương:\(\frac{1}{{{R_{AB}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ... + \frac{1}{{{R_n}}} \)
1.4 Phương pháp giải
a) Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp
- Chia đoạn mạch mắc hỗn hợp thành nhiều đoạn mạch nhỏ sao cho trong mỗi đoạn nhỏ đó chỉ có một cách mắc. Sau đó áp dụng định luật Ôm cho từng đoạn mạch để tìm hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở theo yêu cầu của đề bài.
- Ví dụ: Đoạn mạch mắc hỗn họp đơn giản
Xét đoạn mạch AB. Ta chia AB thành 2 đoạn AC nối tiếp với CB.
Cường độ dòng điện: I1 = I2 + I3; \(\frac{{{I_2}}}{{{I_3}}} = \frac{{{R_3}}}{{{R_2}}} \)
Hiệu điện thế:\(\frac{{{U_{AB}}}}{{{U_{C{\rm{D}}}}}} = \frac{{{R_{AC}}}}{{{R_{C{\rm{D}}}}}}\ \)
UCB = U2 = U3; UAC = U1
UAB = UAC + UCB = U1 + U2 = U1 + U3
Điện trở tương đương của đoạn CB: \(\frac{{{U_{AB}}}}{{{U_{C{\rm{D}}}}}} = \frac{{{R_{AC}}}}{{{R_{C{\rm{D}}}}}} \)
Điện trở tương đương của toàn mạch:
b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm P, Q bất kỳ trên mạch điện
- Nếu P, Q cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = IPQ.RPQ
- Nếu P, Q không cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = UPM + UMQ
- Với M là một điểm cùng nằm trên đoạn mạch rẽ chứa P, chứa Q.
- Ví dụ: Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điểm C, D ở hình vẽ:
Tính U1 và U3
Tính UCD = UCA + UAD
Với UCA = - UAC = - U1
UAD = U3
Vậy UCD = U3 – U1
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Tính điện trở tương đương
Hai điện trở R1 = R2 = 20 Ω được mắc vào hai điểm A, B. Tính điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch AB khi R1 mắc nối tiếp với R2. Rtđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?
Hướng dẫn giải
Rtđ của đoạn mạch AB khi R1 mắc nối tiếp với R2 là:
Rtđ = R1 + R2 = 20 + 20 = 40 Ω
Vậy Rtđ lớn hơn, mỗi điện trở thành phần.
2.2. Dạng 2: Tìm hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch
Điện trở R1 = 6 Ω ; R2 = 9 Ω; R3 = 15 Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là I1 = 5 A ; I2 = 2 A và I3 = 3 A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai đầu đoạn mạch gồm ba điện trở này nối tiếp với nhau?
Hướng dẫn giải
Do ba điện trở này mắc nối tiếp nên ta có I = I1 = I2 = I3 = 2 A
Điều kiện cường độ lớn nhất được phép qua đoạn mạch này là: Imax = I2 = 2 A
(lấy giá trị nhỏ nhất, nếu lấy giá trị khác lớn hơn thì điện trở bị hỏng).
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Rtđ = R1 + R2 + R3 = 6 + 9 + 15 = 30 Ω
Hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
Umax = Imax.Rtđ = 2.30 = 60 V
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Cho đoạn mạch điện AB gồm ba điện trở R1 = 1 \(\Omega \), R2 = 2 \(\Omega \), R3 = 3 \(\Omega \). Đặt vào hai đầu AB của đoạn mạch một nguồn điện có hiệu điện thế UAB = 13,2 V. Tìm điện trở của mạch, cường độ dòng điện qua mạch và qua các điện trở, hiệu điện giữa hai đầu giữa hai đầu mỗi điện trở, trong các trường hợp sau đây:
a) 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau.
b) 3 điện trở mắc song song với nhau
c) R1 mắc nối tiếp với đoạn mạch gồm R2, R3 mắc song song.
Câu 2: Hai điện trở R1 và R2 được mắc theo hai cách vào hiệu điện thế U = 12 V. Trong cách mắc thứ nhất, người ta đo được cường độ dòng điện chạy qua mạch là 0,3 A. Trong cách mắc thứ hai, người ta đo được cường độ dòng điện chạy qua mạch là 1,6 A.
a) Cho biết đó là hai cách mắc nào? Vẽ sơ đồ từng cách mắc?
b) Tính trị số điện trở R1, R2.
Câu 3: Cho hai điện trở R1 = R2 = R = 3 \(\Omega \) được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi là U = 6 V.
a) Hỏi phải mắc điện trở này như thế nào để điện trở tương đương là 6 \(\Omega \) và 15 \(\Omega \)? Vẽ sơ đồ mạch điện?
b) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở?
Câu 4: Từ hai loại điện trở R1 = 1 Ω , R2 = 4 Ω . Hãy chọn và mắc thành một mạch điện nối tiếp để khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế 32,5 V thì dòng điện qua mạch là 2,5 A.
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình vẽ là RAB = 10 Ω , trong đó các điện trở R1 = 7 Ω ; R2 = 12 Ω. Hỏi điện trở Rx có giá trị nào dưới đây?
A. 9 Ω
B. 5 Ω
C. 15 Ω
D. 4 Ω
Câu 2: Điện trở R1 = 6 Ω, R2 = 9 Ω, R3 = 15 Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là I1 = 5 A, I2 = 2 A, I3 = 3 A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau?
A. 45 V
B. 60 V
C. 93 V
D. Giá trị khác
Câu 3: Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế 1,2 V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I = 0,12 A.
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này.
b) Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào hiệu điện thế 1,2 V thì dòng điện chạy qua điện trở R1 có cường độ I1 gấp 1,5 lần cường độ I2 của dòng điện chạy qua điện trở R2. Tính điện trở R1 và R2.
A. Rtđ = 10 Ω, R1 = 4V, R2 = 6 Ω
B. Rtđ = 10 Ω , R1 = 6V, R2 = 4 Ω
C. Rtđ = 2,4 Ω , R1 = 4V, R2 = 6 Ω
D. Rtđ = 2,4 Ω , R1 = 6V, R2 = 4 Ω
Câu 4: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:
Trong đó điện trở R1 = 14 Ω, R2 = 8 Ω, R3 = 24 Ω. Dòng điện đi qua R1 có cường độ là I1 = 0,4 A. Tính cường độ dòng điện I2, I3 tương ứng đi qua các điện trở R2 và R3.
A. I2 = 0,1 A; I3 = 0,3 A
B. I2 = 3 A; I3= 1 A
C. I2 = 0,1 A; I3= 0,1 A
D. I2 = 0,3 A; I3 = 0,1 A
4. Kết luận
Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Bài tập vận dụng định luật Ôm cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được:
- Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch để giải được các bài tập đơn giản về đoạn mạch có nhiều nhất ba điện trở.
- Tính hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ trên mạch điện.
Tham khảo thêm
- doc Lý 9 Bài 1: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 2: Điện trở của dây dẫn- Định luật Ôm
- doc Vật lý 9 Bài 3: Thực hành: Xác định điện trở của một dây dẫn bằng ampe kế và vôn kế
- doc Lý 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp
- doc Lý 9 Bài 5: Đoạn mạch song song
- doc Lý 9 Bài 7: Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 10: Biến trở- Điện trở dùng trong kĩ thuật
- doc Lý 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 12: Công suất điện
- doc Lý 9 Bài 13: Điện năng- Công của dòng điện
- doc Lý 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng
- doc Lý 9 Bài 15: Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện
- doc Lý 9 Bài 16: Định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun- Lenxơ
- doc Lý 9 Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q~ I2 trong định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện
- doc Lý 9 Bài 20: Tổng kết chương I Điện Học