Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm - Giải bài tập Vật lí lớp 9

A – ÔN TẬP

Bài 1:

a. Đoạn mạch có điện trở tương đương là:

b. Tính R₂: Vì 2 điện trở nối tiếp với nhau trong đoạn mạch nên:

R_tđ = R₁ + R₂ → R₂ = R_tđ – R₁ = 12 – 5 = 7Ω

Cách làm khác, áp dụng cho câu b.

Cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp là như nhau tại mọi điểm:

I = I₁ = I₂ = 0,5A

→ hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là: U₁ = I₁.R₁ = 0,5.5 = 2,5V

Mà U_AB = U₁ + U₂ = 6V suy ra U₂ = 6 – 2,5 = 3,5V

Vậy ta có R₂ = U₂/I₂ = 3,5 / 0,5 = 7Ω

Bài 2.

Đoạn mạch gồm R₁ và R₂ song song với nhau

a. Tính U_AB

Vì R₁ // R₂ => U₁ = U₂ = U_AB

Vậy hiệu điện thế của đoạn mạch là:

U_AB = U₂ = U₁ = R₁.I₁ = 10.1,2 = 12V

b. Tính điện trở R₂

Ta có cường độ dòng điện chạy qua R₂ là I₂ = I – I₁ = 1,8 – 1,2 = 0,6A

=> Điện trở R₂ là R₂ = U₂ / I₂ = 12/0,6 = 20Ω

Cách làm khác, áp dụng cho câu b:

Từ câu a, ta có U_AB = 12V

Vậy đoạn mạch có điện trở tương đương là: R_tđ = U_AB / I = 12/1,8 = 20/3Ω

Mặt khác:

Bài 3:

Mạch gồm hai đoạn mạch con AM (chỉ gồm R₁) và MB (gồm R₂ // R₁) ghép nối tiếp với nhau

a. Đoạn mạch AB có điện trở là:

b. Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

+ Cường độ dòng điện qua R1 bằng với cường độ dòng điện qua mạch chính:

I₁ = I = U_AB/R_tđ = 12/30 = 0,4A

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R₁ là: U₁ = R₁.I₁ = 15.0,4 = 6V

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R₂ và R₃ là:

U₂ = U₃ = U_MB = U_AB – U_AM = 12 – 6 = 6V

Do R₂ = R₃ nên R₂ và R₃ có giá trị cường độ dòng điện là: I₂ = I₃ = U₃/R₃ = 6/30 = 0,2A

Cách giải khác, áp dụng cho câu b:

Từ câu a ta thấy, vì R₁ và đoạn mạch R_AM được mắc nối tiếp với nhau nên:

(do MB có chứa R₂ // R₃ nên U_MB = U₂ = U₃)

Mà U₁ + U_MB = U_AB nên U₁ = U_MB = U₂ = U₃ = U_AB/2 = 12/2 = 6V

Vậy các điện trở có cường độ dòng điện là:

I₁ = U₁/R₁ = 6/15 = 0,4A; I₂ = U₂/R₂ = 6/30 = 0,2A

I₃ = U₃/R₃ = 6/30 = 0,2A

(hoặc I₃ = I₁ – I₂ = 0,4 – 0,2 = 0,2A)

B – LÀM BÀI TẬP

I – Bài tập sách bài tập

Câu 6.1 trang 19 Vở BT Vật Lí 9:

a. Khi R₁ và R₂ mắc nối tiếp với nhau thì R_tđ = R₁ + R₂ = 20 + 20 = 40Ω

Vậy R_tđ lớn hơn so với mỗi điện trở thành phần

b. Khi R₁ và R₂ mắc song song với nhau thì:

Vậy R’_tđ nhỏ hơn so với mỗi điện trở thành phần.

c. Ta có

Câu 6.2 trang 19 Vở BT Vật Lí 9:

a. Có 2 cách mắc như sau:

+ Cách 1: R₁ và R₂ mắc nối tiếp với nhau

+ Cách 2: R₁ và R₂ mắc song song với nhau.

Sơ đồ 2 cách mắc được vẽ như hình 6.1

b. Tính điện trở của R₁ và R₂.

R₁ và R₂ được mắc nối tiếp với nhau nên ta có: R₁ + R₂ = R_tđ1 = 15Ω (1)

R₁ và R₂ được mắc song song với nhau nên ta có: R_tđ2 = R₁.R₂/ (R₁ + R₂) = 10/3Ω (2)

Lấy (1) x (2) ta được R₁R₂ = 50Ω → R₂ = R₁/3 (3)

Từ (1) và (3) => R₁² - 15R₁ + 50 = 0

Giải phương trình bậc hai:

=> R₁ = 5Ω, R₂ = 10Ω hoặc R₁ = 10Ω, R₂ = 5Ω.

Câu 6.3 trang 20 Vở BT Vật Lí 9:

Tóm tắt đề bài:

U₁ = U₂ = 6V; I_đm1 = I_đm2 = 0,5A; U = 6V; R₁ nt R₂

I₁ =? , I₂ =? , hai đèn sáng như thế nào?

Lời giải:

Mỗi đèn có điện trở là: R₁ = R₂ = U₂/I_đm2 = 6/0,5 = 12Ω

Khi 2 đèn nối tiếp với nhau thì: R_td = R₁ + R₂ = 12 + 12 = 24Ω

Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: I₁ = I₂ = U/R_td = 6/24 = 0,25A < I_đm = 0,5A

Vì cường độ dòng điện chạy qua đèn nhỏ hơn giá trị định mức nên 2 đèn sáng yếu hơn mức bình thường.

Câu 6.4 trang 20 Vở BT Vật Lí 9:

Cường độ dòng điện thực tế qua 2 bóng đèn là I₁ = I₂ = 0,52A.

So sánh với cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn ta thấy: không thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này được vì đèn 1 có thể không sáng lên được, đèn 2 thì có thể sẽ cháy.

Câu 6.5 trang 21 Vở BT Vật Lí 9:

a. Có 4 cách mắc mạch điện theo như hình 6.2

b. Mỗi cách mắc có điện trở tương đương là:

Mạch 1: R_tđ = 3R = 3.30 = 90Ω

Mạch 2: R_tđ = R + R/2 = 30 + 30/2 = 45Ω

Mạch 3: R_tđ = 2R. R/3. R = (2/3)R = 20Ω

Mạch 4: R_tđ = R/3 = 30/3 = 10Ω

II- Bài tập nâng cao

Câu 6a trang 21 Vở BT Vật Lí 9:

Ghép nội dung cột bên phải với cột bên trái để thành một câu đúng:

1. Cường độ dòng điện qua dây dẫn	a. tỉ lệ thuận với điện trở đó.
2. Đối với đoạn mạch gồm 2 điện trở nối tiếp với nhau, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở	b. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào 2 đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.
3. Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch	c. bằng tích giữa cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và điện trở của đoạn mạch.
	d. tỉ lệ nghịch với các điện trở.

Lời giải:

1 - b

2 - d

3 - c

Câu 6b trang 21 Vở BT Vật Lí 9:

Có 3 điện trở đều có trị số R giống nhau. Hỏi phải mắc 3 điện trở này thành những mạch điện thế nào để điện trở của mỗi đoạn mạch là R/3; 3R; 1,5R; (2/3)R?

Đáp án:

Để điện trở của mỗi đoạn mạch là R/3 ta mắc song song 3 điện trở với nhau.

Để điện trở của mỗi đoạn mạch là 3R ta mắc nối tiếp 3 điện trở nhau.

Để điện trở của mỗi đoạn mạch là 1,5R ta mắc (R//R) nt R

Để điện trở của mỗi đoạn mạch là (2/3)R ta mắc (R nt R) // R

Các cách mắc được vẽ theo sơ đồ như hình 6.3.