Bài 6. Bài tập vận dụng định luật Ôm - Giải bài tập SBT Vật Lý 9

Đang tải...

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

6.1 (SBT, trang 16) Hai điện trở $R_{1}$ = $R_{2}$ =20Ω được mắc vào hai điểm A, B.

a. Tính điện trở tương đương $R_{td}$ của đoạn mạch AB khi $R_{1}$ mắc nối tiếp với $R_{2}$ . $R_{td}$ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

b. Nếu mắc $R_{1}$ song song với $R_{2}$ thì điện trở tương đương $R'_{td}$ của đoạn mạch khi đó là bao nhiêu? $R'_{td}$ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

c. Tính tỉ số:

Giải:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi $R_{2}$ mắc nối tiếp với $R_{2}$ là:

$R_{td}$ = $R_{1}$ + $R_{2}$ = 20 + 20 = 40 (Ω) > 20 (Ω)

Vậy $R_{td}$ > $R_{1}$ và $R_{td}$ > $R_{2}$ .

b) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi $R_{1}$ mắc song song với $R_{2}$ là:

Vậy $R'_{td}$ < $R_{1}$ và $R'_{td}$ < $R_{2}$ .

c) Ti số:

6.2 (SBT, trang 16) Hai điện trở $R_{1}$ và $R_{2}$ được mắc theo hai cách vào hai điểm M, N trong sơ đồ hình 6.1, trong đó hiệu điện thế U=6V. Trong cách mắc thứ nhất, ampe kế chỉ 0,4A. Trong cách mắc thứ hai, ampe kế chỉ 1,8A.

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

a. Đó là hai cách mắc nào? Vẽ sơ đồ từng cách mắc.

b. Tính điện trở $R_{1}$ và $R_{2}$ .

Giải:

a) Có hai cách mắc $R_{1}$ , $R_{2}$ vào đoạn mạch MN:

Cách 1: mắc $R_{1}$ nối tiếp với $R_{2}$ .
Cách 2: mắc $R_{1}$ song song với $R_{2}$ .

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

b) Khi $R_{1}$ mắc nối tiếp với $R_{2}$ thì $R_{nt}$ > $R_{1}$ .

Khi $R_{1}$ mắc song song với $R_{2}$ thì $R_{//}$ < $R_{1}$ .

Suy ra $R_{nt}$ > $R_{//}$

Vì I = U/ $R_{MN}$ nên U không đổi thì $R_{MN}$ tăng, I giảm và ngược lại.

Vậy:

I = 0,4A ứng với đoạn mạch MN là đoạn mạch nối tiếp.

I = 1,8A ứng với đoạn mạch MN là đoạn mạch song song.

Ta có:

Giải phương trình ta được:

$R_{1}$ = 5 (Ω) thì $R_{1}$ = 10 (Ω)
$R_{1}$ = 10 (Ω) thì $R_{1}$ = 5 (Ω)

6.3 (SBT, trang 16) Hai bóng đèn giống nhau sáng bình thường khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là 6V và dòng điện chạy qua mỗi đèn khi có cường độ là 0,5A (cường độ dòng điện định mức).

Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 6V. Tính cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó. Hai đèn có sáng bình thường không? Vì sao?

Giải:

Điện trở của mỗi đèn là:

Khi Đi mắc nối tiếp với Đ2 thì cường độ dòng điện qua m Yi đèn là:

Vì cường độ dòng điện chạy qua mỗi đèn nhỏ hơn cường độ dòng điện định mức của chúng nên các đèn sáng yếu hon mức bình thường.

6.4 (SBT, trang 16) Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức 110V; cường độ dòng điện định mức của đèn thứ nhất là 0,91A, của đèn thứ hai là 0,36A. Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao?

Hướng dẫn:

Nếu U > $U_{dm}$ thì ban đầu đèn sáng hơn mức bình thường, sau đó bị cháy.

Nếu U < $U_{dm}$ thì ban đầu đèn sáng yếu hơn mức bình thường.

Nếu U = $U_{dm}$ thì đèn sáng bình thường.

Giải:

Điện trở của các đèn là:

Giả sử $D_{1}$ mắc nổi tiếp với $D_{2}$ vào điện áp U = 220V, ta có:

Vậy ban đầu $D_{2}$ sẽ sáng quá mức bình thường, sau đó sẽ bị hỏng.

Ta có: $U_{1}$ = $U - U_{2}$ = 220 – 158 = 62 (V) < $U_{dm}$ = 110 (V)

Vậy ban đầu $D_{1}$ sáng yếu hơn mức bình thường, sau đó không sáng vì mạch hở nhưng không bị hỏng.

6.5 (SBT, trang 16) Ba điện trở cùng giá trị R=30Ω.

a. Có mấy cách mắc ba điện trở này thành một mạch điện? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.

b. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch trên.

Giải:

Có 4 cách mắc mạch điện. So’ đồ các cách mắc như hình vẽ dưới đây:

– Sơ đồ 1 : Ba điện trở mắc nối tiếp.

$R_{td}$ = 3R = 3.30 = 90 (Ω)

– Sơ đồ 2: R//R//R

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

$R_{td}$ = R/3 = 30/3 =10(Ω)

– Sơ đồ 3: R nt (R // R)

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

– Sợ đồ 4: R // (R nt R)

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

6.6 (SBT, trang 17) Cho mạch điện AB có sơ đồ như hình 6.2, trong đó điện trở $R_{1}$ =3r; $R_{2}$ =r; $R_{3}$ =6r; điện trở tương đương của đoạn mạch này có giá trị nào dưới đây?

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

A. 0,75r

B. 3r

C.2,1r

D. 10r

Đáp án:

Chọn C. 2,1 r.

6.7 (SBT, trang 17) Các điện trở R là như nhau trong các đoạn mạch có sơ đồ trong hình 6.3 dưới đây. Hỏi điện trở tương đương của đoạn mạch nào là nhỏ nhất?

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

Giải:

– Cách mắc A: $R_{td}$ = 3R.

– Cách mắc B: $R_{td}$ = 0,5R + R=1,5R.

– Cách mắc C:

– Cách mắc D: $R_{td}$ = R/3

=> Diện trở tương đương của đoạn mạch D nhỏ nhất. Chọn D.

6.8 (SBT, trang 17) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình 6.4 là $R_{AB}$ =10Ω, trong đó các điện trở $R_{1}$ =7Ω; $R_{2}$ =12Ω. Hỏi điện trở $R_{x}$ có giá trị nào dưới đây?

A. 9Ω

B. 5Ω

C. 4Ω

D. 15Ω

Đáp án:

Chọn C. 4Ω.

6.9 (SBT, trang 17) Điện trở $R_{1}$ =6Ω; $R_{2}$ =9Ω; $R_{3}$ =15Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là $I_{1}$ =5A, $I_{2}$ =2A, $I_{3}$ =3A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất bao nhiêu vào ha đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau?

A. 45V

B. 60V

C. 93V

D.150V.

Hướng dẫn :

Vì $I_{2}$ < $I_{3}$ < $I_{1}$ và $R_{1}$ nt $R_{2}$ nt $R_{3}$ nên để $R_{2}$ không bị hỏng thì cường dòng điện lớn nhất chạy trong mạch là: I = $I_{2}$ = 2A.
Khi đó: $U_{AB}$ = I( $R_{1}$ + $R_{2}$ + $R_{3}$ ) = 60V.

Giải:
Chọn B. 60V.

6.10 (SBT, trang 18) Khi mắc nối tiếp hai điện trở $R_{1}$ và $R_{2}$ vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I=0,12A.

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 thì dòng điện chạy qua điện trở $R_{1}$ có cường độ $I_{1}$ gấp 1,5 lần cường độ $I_{2}$ của dòng điện chạy qua điện trở $R_{2}$ . Hãy tính điện trở $R_{1}$ và $R_{2}$ .

Giải:

a) Điện trở tương đương của mạch nối tiếp là:
$R_{td}$ = U/I = 10(Ω).

Suy ra: $R_{1}$ + $R_{2}$ = 10 (Ω) (1)

b) $R_{1}$ mắc song song với $R_{2}$ nên:

$U_{1}$ = $U_{2}$ = U

Ta có: $I_{1}$ = l,5 $I_{2}$ nên:

Suy ra: $R_{2}$ = 1,5 $R_{1}$ (2)

Giải (1) và (2) ta được: $R_{1}$ = 4Ω; $R_{2}$ =6Ω.

6.11 (SBT, trang 18) Cho ba điện trở là $R_{1}$ =6Ω; $R_{2}$ =12Ω; $R_{3}$ =18Ω. Dùng ba điện trở để mắc thành đoạn mạch song song có hai mạch rẽ, trong đó một mạch rẽ gồm hai điện trở mắc nối tiếp.

a. Vẽ sơ đồ của đoạn mạch theo yêu cầu đã nêu trên.

b. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch này.

Giải:

Sơ đồ các đoạn mạch điện:

– Sơ đồ 1: ( $R_{1}$ nt $R_{2}$ ) // $R_{3}$

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

– Sơ đồ 2: ( $R_{1}$ nt $R_{3}$ ) // $R_{2}$

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

– Sơ đồ 3: ( $R_{3}$ nt $R_{2}$ ) // $R_{1}$

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

6.12 (SBT, trang 18) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.5, trong đó có các điện trở $R_{1}$ =9Ω; $R_{2}$ =15Ω; $R_{3}$ =10Ω; dòng điện đi qua $R_{2}$ có cường độ là $I_{3}$ =0,3A.

Giải bài tập vật lý 9 định luật Ôm

a. Tính các cường độ dòng điện $I_{1}$ , $I_{2}$ tương ứng đi qua các điện trở $R_{1}$ và $R_{2}$ _.

b. Tính hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch AB.

Giải:

a) Ta có: $U_{3}$ = $I_{3}$ . $R_{3}$ = 0,5.9 = 4,5 (V)

Vì $R_{2}$ // $R_{3}$ nên $U_{2}$ = $U_{3}$ = 3 (V)

Có:

Vì $R_{1}$ nt ($ $R_{2}$ // $R_{3}$ ) nên :

$I_{1}$ = $I_{2}$ + $I_{3}$ = 0,3 + 0,2 = 0,5 (A).

b) Ta có: $U_{1}$ = $I_{2}$ . $R_{1}$ = 0,5.9 = 4,5(V)

$U_{AB}$ = $U_{1}$ + $U_{23}$ = $U_{1}$ + $U_{2}$ = 4,5 + 3 = 7,5 (V)

6.13 (SBT, trang 18) Hãy chứng minh rằng điện trở tương đương R_tđ của một đoạn mạch song song, chẳng hạn gồm 3 điện trở $R_{1}$ , $R_{2}$ , $R_{3}$ mắc song song với nhau thì nhỏ hơn một điện trở thành phần. ( $R_{td}$ < $R_{1}$ ; $R_{td}$ < $R_{2}$ ; $R_{td}$ < $R_{3}$ ).

Giải:

Từ công thức:

Suy ra:

6.14 (SBT, trang 18) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.6, trong đó các điện trở $R_{1}$ =14Ω; $R_{2}$ =8Ω; $R_{3}$ =24Ω; dòng điện đi qua $R_{1}$ có cường độ là $I_{1}$ =0,4A