Giáo án bồi dưỡng HSG - Vật lý 9 - Trường THCS Thị trấn Đoan Hùng

nhiờu? Khối lượng đường dõy ẽ giảm bao nhiờu lần? Biết khối lượng riờng của đồng và nhụm lần lượt là 8,9.103Kg/m3 và 2,7.103Kg/m3. Bài 3: Giữa hai điểm của một mạch điện cú hai điện trở R1 và R2 mắc song song rồi nối tiếp với điện trở R3 = 6Ω. Điện trở R1 nhỏ hơn điện trở R2 và cú giỏ trị R1 = 6Ω. Biết cụng suất tiờu thụ trờn R2 là 12W. Tớnh R2, biết hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là 30V. Đ2 Bài 4: Cho mạch điện cú sơ đồ như hỡnh vẽ. Đốn Đ1 ghi 6V-12W. X C R B A Điện trở R cú giỏ trị 6Ω. Khi mắc mạch điện này vào nguồn thỡ hai đốn Đ1 Đ1 và Đ2 sỏng bỡnh thường và vụn kế chỉ 12V. V X a/Tớnh hiệu điện thế của nguồn điện. b/ Tớnh cường độ dũng điện chạy qua R, Đ1 và Đ2. c/ Tớnh cụng suất của đốn Đ2. d/ Tớnh cụng suất tiờu thụ trờn toàn mạch. Bài 5: Cú 4 búng đốn loại 110V, cụng suất 25W, 40W, 60W, 75W. a/ Tớnh điện trở của mỗi đốn và cường độ dũng điện qua nú khi nú được mắc đỳng hiệu điện thế định mức. b/ Cú thể mắc 4 búng đốn này vào lưới điện 220V như thế nào để chỳng vẫn sỏng bỡnh thường? c/ Cỏc búng đốn được mắc như ở cõu b. Búng đốn loại 110V- 25W bị chỏy. Cỏc búng khỏc sỏng như thế nào? Ngày soạn: 12/9/2018 Ngày dạy: /9/2018 Chủ đề: CễNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ- BÀI TOÁN GHẫP MẠCH ĐIỆN A.Lý thuyết 1. Cụng thức tớnh điện trở Điện trở dõy dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài dõy dẫn : . Điện trở của dõy dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dõy : Cụng thức tớnh điện trở : : điện trở suất ( Ωm) . l : chiều dài của dõy ( m ) S : tiết diện của dõy dẫn ( m2 ) . ê1mm= 1 .10-6 m2 ; d = 2r => S = 3,14 .r2 ; (d : đường kớnh ;r :bỏn kớnh của dõy) . ê trong đú D : khối lượng riờng ( kg / m3 ) ;m: khối lượng của dõy ( kg ) . V : thể tớch của dõy ( m3 ) ê với l: chiều dài của dõy ( m ) ; V : thể tớch của dõy ( m3 ) . S : tiết diện của dõy (m2 ) . êChu vi đường trũn :2r (với =3,14) 2/. Một số quy tắc chuyển mạch: a/. chập cỏc điểm cựng điện thế: "Ta cú thể chập 2 hay nhiều điểm cú cựng điện thế thành một điểm khi biến đổi mạch điện tương đương." (Do VA - Vb = UAB = I RAB đ Khi RAB = 0;I 0 hoặc RAB 0,I = 0 đ Va = Vb Tức A và B cựng điện thế) Cỏc trường hợp cụ thể: Cỏc điểm ở 2 đầu dõy nối, khúa K đúng, Am pe kế cú điện trở khụng đỏng kể...Được coi là cú cựng điện thế. Hai điểm nỳt ở 2 đầu R5 trong mạch cầu cõn bằng... b/. Bỏ điện trở: ta cú thể bỏ cỏc điện trở khỏc 0 ra khỏi sơ đồ khi biến đổi mạch điện tương đương khi cường độ dũng điện qua cỏc điện trở này bằng 0. Cỏc trường hợp cụ thể: cỏc vật dẫn nằm trong mạch hở; một điện trở khỏc 0 mắc song song với một vật dón cú điện trở bằng 0( điện trở đó bị nối tắt) ; vụn kế cú điện trở rất lớn (lý tưởng). c/ một số quy tắc đổi mạch *Quy tắc biến đổi mạch hỡnh sao thành mạch hỡnh tam giỏc: R1=, R2=, R3= *Quy tắc chuyển mạch hỡnh tam giỏc thành hỡnh sao: B.Bài tập vận dụng Bài 1. Cho mạch điện như hỡnh vẽ U = 60V, R1 = R3 = R4 = 2 ễm, R2 = 10 ễm, R6 = 3,2 ễm. Khi đú dũng điện qua R5 là 2A và cú chiều như hỡnh vẽ. Tỡm R5? Hướng dẫn giải: Tại nỳt C. I3 +I5 = I1 => I3 = I1- 2 Tại nỳt D. I2 +I5 = I4 => I4 = I2+2 UAE = U1 + U3= U2 + U4 => 2I1+2( I1- 2) = 10 I2 + 2( I2 + 2) => 4I1 = 12I2 + 8 => I1 = 3I2 + 2 dũng điện qua R6 : I6 = I1 + I2 = 4I2 + 2 Ta cú UAB = UAE + U6 => I2 = 2A => I1= 8A U5 = UCD = - UAC + UAD = - U1 + U2 = 4V Vậy điện trở R5 là 2 ễm Bài 2: Một ấm đun nước bằng điện cú 3 dõy lũ xo, mỗi cỏi cú điện trở R=120, được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 và được mắc vào nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sụi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lũ xo bị đứt? Hướng dẫn giải: *Lỳc 3 lũ xo mắc song song: Điện trở tương đương của ấm:R1 = Dũng điện chạy trong mạch: I1 = Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sụi: Q = R1.I2.t1 hay t1 = (1) *Lỳc 2 lũ xo mắc song song: (Tương tự trờn ta cú )R2 = ;I2 = t2 = ( 2 ) Lập tỉ số ta được: *Vậy t1 t2 Bài 8: Để trang trớ cho một quầy hàng, người ta dựng cỏc búng đốn 6V-9W mắc nối tiếp vào mạch điện cú hiệu điện thế U=240V để chỳng sỏng bỡnh thường. Nếu cú một búng bị chỏy, người ta nối tắt đoạn mạch cú búng đú lại thỡ cụng suất tiờu thụ của mỗi búng tăng hay giảm đi bao nhiờu phần trăm? Hướng dẫn giải: Điện trở của mỗi búng: Rđ = Số búng đốn cần dựng để chỳng sỏng bỡnh thường: n =(búng) Nếu cú một búng bị chỏy thỡ điện trở tổng cộng của cỏc búng cũn lại là: R = 39Rđ = 156 () Dũng điện qua mỗi đốn bõy giờ: I = Cụng suất tiờu thụ mỗi búng bõy giờ là:Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W) Cụng suất mỗi búng tăng lờn so với trước:Pđm - Pđ = 9,49 - 9 = 0,49 (W) Nghĩa là tăng lờn so với trướclà Bài 9: Một ấm điện bằng nhụm cú khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25oC. Muốn đun sụi lượng nước đú trong 20 phỳt thỡ ấm phải cú cụng suất là bao nhiờu? Biết rằng nhiệt dung riờng của nước là C = 4200J/kg.K. Nhiệt dung riờng của nhụm là C1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra mụi trường xung quanh. Hướng dẫn giải: *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhụm từ 25oC tới 100oC là: Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25oC tới 100oC là: Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) *Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) ( 1 ) *Mặt khỏc nhiệt lượng cú ớch để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phỳt ( 1200 giõy ) là: Q = H.P.t ( 2 ) ( Trong đú H = 100% - 30% =70%; P là cụng suất của ấm; t = 20 phỳt = 1200 giõy ) *Từ ( 1 ) và ( 2 ) : P = A + V A B C R1 M N D - Bài 10: Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biết UAB = 10V; R1 = 2; Ra = 0 ; RV vụ cựng lớn ; RMN = 6 . Con chạy đặt ở vị trớ nào thỡ ampe kế chỉ 1A. Lỳc này vụn kế chỉ bao nhiờu? Hướng dẫn giải: *Vỡ điện trở của ampe kế Ra = 0 nờn: UAC = UAD = U1 = I1R1. = 2.1 = 2 ( V )( Ampe kế chỉ dũng qua R1 ) *Gọi điện trở phần MD là x thỡ: *Giải ra được x = 2 . Con chạy phải đặt ở vị trớ chia MN thành hai phần MD cú giỏ trị 2 Ω và DN cú giỏ trị 4 Ω. Lỳc này vụn kế chỉ 8 vụn ( Vụn kế đo UDN.) C.Bài tập tự luyện Bài 1: Một ấm đun nước bằng điện, khi đun nhiệt lượng toả ra mụi trường tỉ lệ với thời gian đun. Nếu dựng ở hiệu điện thế U1 = 200V thỡ sau t1 = 5phỳt thỡ nước sụi. Nếu dựng ở hiệu điện thế U2 = 100V thỡ sau t1 = 25phỳt thỡ nước sụi. Hỏi nếu dựng ở hiệu điện thế U3 = 150V thỡ sau bao lõu (t3) thỡ nước sẽ sụi. Bài 2: Cho mạch điện như hỡnh vẽ H.2. R1 = R3 = 2Ω; R2 = 3Ω, R4 = 6Ω và RA ≈ 0. Ampe kế chỉ 1A .Tớnh cường độ dũng điện qua mỗi điện trở và UAB. Bài 3: Cho mạch điện như hỡnh vẽ H.3. UAB khụng đổi; R1 = 10Ω; R2 = 50Ω, R3 = 20Ω và RV = ∞. Đoạn DB gồm hai điện trở giống nhau. Khi R nt R thỡ số chỉ của vụn kế là U1, khi R//R thỡ số chỉ của vụn kế là U2 = 3U1. a/ Xỏc định R và U1. b/. Nếu đoạn DB chỉ cú một điện trở R thỡ số chỉ của vụn kế là bao nhiờu ? c/ Nếu đoạn DB bị hở mạch hay nối tắt thỡ vụn kế chỉ bao nhiờu ? Bài 4: Nguồn hiệu điện thế U khụng đổi, một vụn kế và hai điện trở R1 = 300Ω, R2 = 225Ω mắc vào nguồn. a/ R1 nối tiếp R2, vụn kế mắc vào hai đầu R1 chỉ 9,5V. Tỡm số chỉ vụn kế nếu mắc vào hai đầu R2. b/ R1 song song R2, cả hai mắc nối tiếp với vụn kế. Tỡm số chỉ của vụn kế. c/ R1, R2, vụn kế mắc nối tiếp với nhau vụn kế chỉ 12V. Tỡm số chỉ của vụn kế khi R1, R2, vụn kế mắc song song. Bài 5: Cho mạch điện như hỡnh vẽ H.2. Cỏc ampe kế giống nhau và cú cựng RA. A1 chỉ 1,5A, A2 chỉ 2A. a/. Tỡm chỉ số của cỏc ampe kế A3 và A4, cường độ dũng điện I qua R. b/ Biết R = 1,5Ω, tớnh RA. c/ Xỏc định RAC để ampe kế chỉ 1/3A. Duyệt bài 17/9/2018 Lờ Thị Chung Ngày soạn: 18/9/2018 Ngày dạy:../9/2018 Chủ đề: BÀI TẬP VỀ MẠCH CẦU I/Tỡm hiểu mạch cầu. - Mạch cầu là loại mạch được dựng phổ biến trong cỏc phộp đo điện như ( Vụn kế, am pe kế, ụm kế) R1 R2 R3 R4 R5 A B M N 1. Hỡnh dạng. - Mạch cầu được vẽ như hỡnh vẽ bờn: Trong đú : Cỏc điện trở R1, R2, R3, R4 gọi là điện trở cạnh; R5 gọi là điện trở gỏnh 2. Phõn loại mạch cầu. Mạch cầu cõn bằng - Mạch cầu Mạch cầu đủ ( tổng quỏt) Mach cầu khụng cõn bằng Mạch cầu khuyết 3. Dấu hiệu để nhận biết cỏc loaị mạch cầu a/ Mạch cầu cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 = 0. - Đặc điểm của mạch cầu cõn bằng. + Về điện trở. + Về dũng điện: I1 = I2 ; I3 = I4 Hoặc + Về hiệu điện thế : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoặc b/ Mạch cầu khụng cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 khỏc 0. R2 R1 - Khi mạch cầu khụng đủ 5 điện trở thỡ gọi là mạch cầu khuyết. II.Bài tập vận dụng V Bài 1:Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Hiệu điện thế hai dầu đoạn mạch U = 60 V, R1 = 10,R2 = R5 = 20, R3 = R4 = 40 R4 R5 Vụn kế V là lý tưởng, bỏ qua điện trở cỏc dõy nối. R3 Cõu a: Tỡm số chỉ của vụn kế Cõu b: Nếu thay vụn kế V bằng một búng đốn cú dũng điện định mức Id = 0,4 A mắc vào hai điểm P và Q của mạch điện thỡ búng đốn sỏng bỡnh thường.Tỡm điện trở của búng đốn Hướng dẫn giải: a) Khi vụn kế mắc vào hai điểm P và Q ta cú (R2 n tR3)// (R4 nt R5) R23 = R45 = 60 => RMN = 30 - Điện trở tương dương toàn mạch: V 1 A V 2 C P Q D M N R R 3R 3R R = RMN + R1 = 30 + 10 = 40 - Cường độ dũng điện trong mạch chớnh - Cường độ dũng địờn qua R2 và R4 I2 = I4 = => UPQ = R4.I4 –R2.I2 = 40.0,75 -20. 0,75 = 15 V. Vậy số chỉ của vụn kế là 15 V b) Khi thay vụn kế V bởi đốn : Do R2=R5 và R3=R4 (mạch đối xứng) Ta cú: I2=I5 ; I3=I4 => I=I2+I3 và Iđ=I2-I3=0,4A (1) Mặt khỏc ta cú: U = U1 + U2 + U3 = (I2+I3)R1 + R2I2 + R3I3 60 = 10(I2 + I3) + 20I2 + 40I3 ú 6 = 3I2 + 5I3 (2) Giải hệ 2 phương trỡnh (1) và (2) ta được: I2 = 1A = I5 ; I3 = 0,6A = I4 Mặt khỏc ta cú: UMN = I2R2 + I3R3 = I2R2 + IđRđ + I5R5 =>I3R3 = IđRđ + I5R5 0,6.40 = 0,4Rđ + 1.2 => Rđ=10 Bài 2:V A R M C N Cho mạch điện cú sơ đồ như hỡnh vẽ bờn. Điện trở toàn phần của biến trở là Ro , điện trở của vụn kế rất lớn. Bỏ qua điện trở của ampe kế, cỏc dõy nối và sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Duy trỡ hai đầu mạch một hiệu điện thế U khụng đổi. Lỳc đầu con chạy C của biến trở đặt gần phớa M. Hỏi số chỉ của cỏc dụng cụ đo sẽ thay đổi như thế nào khi dịch chuyển con chạy C về phớa N? Hóy giải thớch tại sao? Hướng dẫn giải: Khi dịch chuyển con chạy C của biến trở về phớa N thỡ số chỉ của cỏc dụng cụ đo sẽ tăng. (nếu khụng giải thớch đỳng thỡ khụng cho điểm ý này) Giải thớch: Gọi x là phần điện trở của đoạn MC của biến trở; IA và UV là số chỉ của ampe kế và vụn kế. Điện trở tương đương của đoạn mạch: Rm = (Ro – x) + Rm = R – Khi dịch con chạy về phớa N thỡ x tăng => () tăng => Rm giảm => cường độ dũng điện mạch chớnh: I = U/Rm sẽ tăng (do U khụng đổi). Mặt khỏc, ta lại cú: => IA = Do đú, khi x tăng thỡ (1 + giảm và I tăng (c/m ở trờn) nờn IA tăng. Đồng thời UV = IA.R cũng tăng (do IA tăng, R khụng đổi) Bài 3: Cho hai vụn kế V1, V2 giống hệt nhau, hai điện trở cú giỏ trị mỗi cỏi bằng R hai điện trở kia giỏ trị mỗi cỏi bằng 3R (hỡnh vẽ ) Số chỉ của cỏc mỏy đo là 6 mA, 6 V và 2 V.Tớnh R ? *Hướng dẫn giải: * Hướng dẫn học sinh xỏc định cỏch mắc : * Hướng dẫn học sinh xỏc định được số chỉ cỏc mỏy đo: V1 chỉ 2V , V2chỉ 6V , A chỉ 6mA *Tỡm được điện trở của vụn kế: RV==1000() * Xỏc định IV1 = = 0,002(A). * Xỏc định được chiều dũng điện đi từ P đến Q và do mạch đối xứng nờn I2 = I4 ; I1 = I3 * I1= IV1+I2 I1 - I2 = 0,002A, I1 + I2= 0,006. Tớnh I2, I1 * Ta cú UPQ=UPC + UCQ=UV1 thay vào tớnh được: - I1R + I23R = 1 R. *Mở rộng: - Nếu thay đổi số chỉ của V1 là 1V thỡ bài toỏn sẽ đi đến một điều vụ lớ. Bài 4: Cú một ampekế, hai vụn kế giống nhau và bốn điện trở gồm hai loại mà giỏ trị của chỳng gấp bốnlần nhau được mắc với nhau như hỡnh vẽ. Sốchỉ của cỏc mỏy đo là 1V, 10V và 20mA. a) CMR cường độ dũng điện chạy qua bốn điện trở trờn chỉ cú hai giỏ trị? b) Xỏc định giỏ trị của cỏc điện trở mắc trong mạch? * Hướng dẫn giải: a) *Tương tự, hướng dẫn học sinh cỏch xỏc định cỏch mắc cỏc điện trở và số đo của cỏc dụng cụ đo, từ đú vẽ hỡnh. * Khi đú V1 chỉ 10V, V2 chỉ 1V và A chỉ 20mA. * Từ đú xỏc định được RV = 500(mA) * UAB = RI1 + 4RI3 = 4RI2 + RI4 * Từ đú hướng dẫn học sinh CM được : I1 = I4, I2 = I3 Vậy cường độ dũng điện chạy qua 4 điện trở trờn chỉ cú hai giỏ trị. A B V2 A V1 C D + - R R 4R 4R I4 I3 I2 I1 b) * Vỡ I1 + I2 = Ia = 20mA. Từ đú hướng dẫn học sinh tớnh I1 và I2: I1 = 11mA và I2 = 9mA. * Xột mạch vũng ACD: UAD = UAC + UCD thay số vào tớnh được: R = 40 và 4R = 160 Bài 5: Cú hai loại búng đốn dõy túc, loại Đ1 cú ghi 110V – 100 W, loại đốn Đ2 cú ghi 110V – 40W. a/ So sỏnh điện trở cuả hai loại đốn này khi chỳng thắp sỏng bỡnh thường b/ Cú thể mắc nối tiếp hai đốn này rồi mắc vào hiệu điện thế 220 V được khụng?. Nếu phải sử dụng ở hiệu điện thế 220V với hai loại đốn này và dõy dẫn thỡ cú mấy cỏch mắc thớch hợp(cỏc đốn sỏng bỡnh thường) khi số đốn cả hai loại được đưa vào mạch khụng quỏ 14 chiếc (giải thớch cú tớnh toỏn) Hướng dẫn giải: Cú thể tớnh ra giỏ trị cuả R1, R2 rồi so sỏnh - Từ cụng thức : P = U.I = U2/ R =>R = U2/p - Nờn : R1 = U12/P1 = 1102/100 = 121 (W) - TTự : R2 = U22/P2 = 1102/40 = 302.5 (W) - Vậy ta cú : 2,5 (lần) * Khụng nờn mắc vỡ : - Mắc nối tiếp hiệu điện thế đặt vào mỗi đốn tỷ lệ với điện trở mỗi đốn nờn U2 = I. R2 = 157(V) U2 lớn hơn Uđm2 nhiều nờn đốn D2 chỏy. U1 = 220 -157 = 63(V) khụng đủ sỏng bỡnh * Tỡm cỏch mắc thớch hợp : Vỡ hiệu điện thế là 220V nờn khụng thể mắc song song cỏc đốn mà phải mắc thành hai đoạn mạch nối tiếp, mỗi đoạn mạch gồm một số đốn mỗi loại mắc song song sao cho hiệu điện thế chia đều cho mỗi đoạn mạch UAB = UBC = 110V. Khi đú điện trở của mỗi đoạn mạch nối tiếp cú giỏ trị là : RAB = RBC * Trước hết ta xột mỗi đoạn mạch nối tiếp chỉ mỗi loại đốn trờn mắc song song: Hay trong đú x, y là số đốn D1 và D2 . Theo so sỏnh trờn nờn y = 2,5 x x, y là số nguyờn dương và x + y ≤ 14 (đề bài). Vậy y nguyờn nờn x = 2,4,6,.. Vậy y = 5; 10 nờn cú cỏch sau : x 2 4 y 5 10 x + y 7 14 III.Bài tập tự luyện C Bài 1. Cho bài toỏn như hỡnh vẽ H1. Trong đú UAB 2V. R1 = R2 =1,5 Ω,; R4= 2 Ω,; R5 = 3 Ω,, ampe kế cú điện trở khụng đỏng kể. Tỡm cỏc dũng điện đi qua cỏc diện trở và ampe kế. A R2 D A R5 R4 B H1 Bài 2. Cho mạch điện như hỡnh vẽ. R2 C R1 Trong đú điện trở ampe kế RA = 0, R1= R3 = 2 Ω, R2 = 1,5 Ω, R4 = 3Ω, A B R4 A UAB = 1V.Tỡm cỏc cường độ dũng điện D qua cỏc điện trở và chỉ số của ampe kế, R3 cực dương của ampe kế mắc vào đõu. R2 C A1 Bài 3. Cho mạch điện như hỡnh vẽ: A RA1 = RA2 = 0; R2 = 2 Ω,; R3 = 3 Ω,; R5 = 6 Ω, B R5 UAB = 2V. Tỡm chỉ số của cỏc am pe kế. A2 D R2 H1 Bài 4. Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Hỡnh 1 A R3 R4 R1 U - + C R2 A D B Biết RA1 = RA2 = 0. R5 = 1 Ω,; R2 = 3 Ω,; R4 = 6 Ω; UAB = U = 2V.Tỡm số chỉ của cỏc am pe kế. C A1 A2 B R2 R5 A D H1 R4 Bài 5. Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biết R1 = R2 = R3 = 40 W, R4 = 340 W, Ampe kế là lý tưởng và chỉ 0,5A. 1) Tỡm cường độ dũng điện qua cỏc điện trở và qua mạch chớnh 2) Tớnh U 3) Giữ nguyờn vị trớ cỏc điện trở, hoỏn vị trớ Ampe kế và nguồn U thỡ Ampe kế chỉ bao nhiờu? C Bài 6. Cho bài toỏn như hỡnh vẽ . R2 A2 A1 Biết R2 = 1 Ω; R4 = 2 Ω A3 B A RA1 = RA2 = RA3 = 0; A3 chỉ 0,1A. R4 Hỏi chỉ số : A2 : A1 D H12 Ngày soạn: 20/9/2018 Ngày dạy:../9/2018 Chủ đề: BÀI TẬP VỀ MẠCH CẦU * Dấu hiệu để nhận biết cỏc loaị mạch cầu a/ Mạch cầu cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 = 0. - Đặc điểm của mạch cầu cõn bằng. + Về điện trở. + Về dũng điện: I1 = I2 ; I3 = I4 Hoặc + Về hiệu điện thế : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoặc b/ Mạch cầu khụng cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 khỏc 0. - Khi mạch cầu khụng đủ 5 điện trở thỡ gọi là mạch cầu khuyết. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = R3 = R4 = 4W R1 C R2 R2 = 2W U = 6V R3 a) Khi nối giữa A và D một vôn kế thì ã A D . B vôn kế chỉ bao nhiêu. Biết RV rất lớn. R4 b) Khi nối giữa A và D 1 ampe kế thì U ampe kế chỉ bao nhiêu? Biết RA rất nhỏ. Tính điện trở tương đương của mạch trong từng trường hợp. Giải a) Do RV rất lớn nên có thể xem mạch gồm [(R3 nt R4)// R2] nt R1 Ta có: R34 = R3 + R4 = 4 + 4 = 8(W) R34 . R2 8.2 R1 C R2 V RCB = = = 1,6 (W) ã R34 + R2 8 + 2 Rtđ = RCB + R1 = 1,6 + 4 = 5,6 (W) R3 U 6 R4 I = I1 = = = 1,07 (A) A ã ã B Rtđ 5,6 D UCB = I. RCB = 1,07. 1,6 = 1,72 (V) U Cường độ dòng điện qua R3 và R4 UCB 1,72 I) = = = 0,215 (A) R34 8 Số chỉ của vôn kế: UAD = UAC + UCD = IR1 + I)R3 = 1,07. 4 + 0,215.4 = 5,14 (V) b) Do RA rất nhỏ ị A º D mạch gồm [(R1// R3)nt R2] // R4 Ta có: R1.R3 4.4 R1 C I2 R2 R13 = = = 2(W) R1 + R3 4 + 4 I1 R) = R13 + R2 = 2 + 2 = 4(W) R3 U 6 A º D I2 = = = 1,5 A I3 I4 R4 R) 4 U B U13 = I2. R13 = 1,5. 2 = 3V U13 3 I1 = = = 0,75 A R1 4 U 6 I4 = = = 1,5 A R4 4 ị I = I2 + I4 = 1,5 + 1,5 = 3A Số chỉ của ampe kế là: Ia = I - I1 = 3 - 0,75 = 2,25 (A) U 6 Rtđ = = = 2 (W) I 3 Baứi 2 : Cho ủoaùn maùch nhử sụ ủoà hỡnh veừ . Bieỏt R1 = 10,R2 = 15,R3 = 25, R4 = R5 = 20.Cửụứng ủoọ doứng ủieọn qua R3 laứ I3 = 0,3A.Tớnh : a.ẹieọn trụỷ ủoaùn AB b.Cửụứng ủoọ doứng ủieọn qua caực ủieọn trụỷ vaứ qua maùch chớnh . c.Hieọu ủieọn theỏ giửừa hai ủaàu caực ủieọn trụỷ vaứ caực ủoaùn maùch AB, AD vaứ DE. R2 D R3 R1 C A+ R5 E R4 B- GIAÛI a. ẹieọn trụỷ ủoaùn AB : RAB = R1 + R2345 = 10 + 20 = 30. b. Cửụứng ủoọ doứng ủieọn qua caực ủieọn trụỷ vaứ qua maùch chớnh : I23 = I2 = I3 = 0,3A (vỡ R2 nt R3), I45 = I4 = I5 = I23 = 0,3A (vỡ R23 = R45), IAB = I1 = I23 + I45 = 0,3 + 0,3 = 0,6A. c. Hieọu ủieọn theỏ giửừa hai ủaàu caực ủieọn trụỷ vaứ caực ủoaùn maùch AB, AD vaứ DE : U1 = I1.R1 = 0,6.10=6V, U2 = I2.R2 = 0,3.15=4,5V , U3 = I3.R3 = 0,3.25=7,5V. U4 = U5 = I5.R5 = 0,3.20=6V. UAB = IAB.RAB = 0,6.30=18V. UAD = UAC + UCD = U1 + U2 = 6 + 4,5 = 10,5V,UDE=UDC+UCE= -U2 + U5 = -4,5+6=1,5V. Baứi 3 :Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 6W, U = 15V. R0 R1 Bóng đèn có điện trở R2 = 12W R2 và hiệu điện thế định mức là 6V. + U - a,Hỏi giá trị R0 của biến trở tham gia vào mạch điện phải bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường? b, Khi đèn sáng bình thường nếu dịch chuyển con chạy về phía phải thì độ sáng của đèn thay đổi ra sao? Giải a/ R1,2= Khi đốn sáng bình thường Uđ = U12 đạt giá trị định mức, ta có U12 = 6(A) Ta có: IM = Ib = Từ đó RTM= Mà R0 = RTM – R12 = 10 – 4 = 6 c/ Khi dịch chuyển con chạy về phìa phải thì R0 tăng RTM tăng. UM không đổi nên Ic = giảm. Mà Uđ =U12 = IC.R12 giảm. Vậy đèn sáng yếu hơn bình thường. Bài 4 :Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biết UAB = 18V khụng đổi cho cả bài toỏn, búng đốn Đ1 ( 3V - 3W ) Búng đốn Đ2 ( 6V - 12W ) . Rb là giỏ trị của biến trở Và con chạy đang ở vị trớ C để 2 đốn sỏng bỡnh thường : UAB r Đốn Đ1 và đốn Đ2 ở vị trớ nào trong mạch ? Tớnh giỏ trị toàn phần của biến trở và vị trớ (1) (2)con chạy C ? Khi dịch chuyển con chạy về phớa N thỡ độ sỏng của hai đốn thay đổi thế nào ? M Rb C N Giải 1) Cú I1đm = P1 / U1 = 1A và I2đm = P2 / U2 = 2A. Vỡ I2đm > I1đm nờn đốn Đ1 ở mạch rẽ ( vị trớ 1) cũn đốn Đ2 ở mạch chớnh ( vị trớ 2 ) . 2) Đặt I Đ1 = I1 và I Đ2 = I2 = I và cường độ dũng điện qua phần biến trở MC là Ib + Vỡ hai đốn sỏng bỡnh thường nờn I1 = 1A ; I = 2A ị Ib = 1A . Do Ib = I1 = 1A nờn RMC = R1 = = 3W + Điện trở tương đương của mạch ngoài là : Rtđ = r + + CĐDĐ trong mạch chớnh : I = ị Rb = 5,5W . Vậy C ở vị trớ sao cho RMC = 3W hoặc RCN = 2,5W .3) Khi dịch chuyển con chạy C về phớa N thỡ điện trở tương đương của mạch ngoài giảm ị I ( chớnh ) tăng ị Đốn Đ2 sỏng mạnh lờn. Khi RCM tăng thỡ UMC cũng tăng ( do I1 cố định và I tăng nờn Ib tăng ) ị Đốn Đ1 cũng sỏng mạnh lờn. C D BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài toỏn 1: Cho mạch điện như hỡnh H . 2.3a. Biết R1 = R3 = R5 = 3 W, R2 = 2 W; R4 = 5 W Tớnh điện trở tương đương của đoạn mạch AB. Đặt vào hai đầu đoạn AB một hiệu điện thế khụng đổi U = 3 (V). Hóy tớnh cường độ dũng điện qua D C A B R4 R3 R5 R2 R1 cỏc điện trở và hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở. Bài toỏn 2: Cho mạch điện cú sơ đồ như hỡnh vẽ: Biết R1 = R5 = 1W, R2 = R3 = 2W, R4 = 3W, UAB = 6V. Tỡm cường độ dũng điện qua cỏc điện trở trong mạch D C A B R4 R2 R3 R1 A Bài 3: Cho mạch điện như hỡnh vẽ: R1 = 8W , R2 = 4W , R3 = 2W, U = 12V. Tớnh điện trở R4 và cường độ dũng điện qua mỗi điện trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế. Đỏp số: R4 = 4W, I1 = I2 = 1A, I3 =I4 = 2A. Bài 4: Cho mạch điện như hỡnh vẽ, biết R2 = 1W, R1 = R3 = R4 = R5 = 2W, bỏ qua điện trở cỏc đoạn dõy nối. a.Tớnh điện trở tương đương của đoạn mạch? b.Cho UAB =9V tớnh cường độ dũng điện qua mỗi điện trở?R1 R5 R4 Q P R3 R2 V M N U Bài 5: Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Với U=60V, R1 = 10W, R2 = R5 =20W, R3 = R4 = 40W. V là vụn kế lớ tưởng. Bỏ qua điện trở của cỏc dõy nối. Hóy tỡm số chỉ của vụn kế. Đỏp số: UPQ = 15V. Duyệt bài 24/9/208 Lờ Thị Chung Ngày soạn: 25/9/2018 Ngày dạy:../../2018 Chủ đề: BÀI TẬP VỀ MẠCH CẦU CÁC LOẠI MẠCH CẦU a/ Mạch cầu cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 = 0. - Đặc điểm của mạch cầu cõn bằng. + Về điện trở. + Về dũng điện: I1 = I2 ; I3 = I4 Hoặc + Về hiệu điện thế : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoặc b/ Mạch cầu khụng cõn bằng. - Khi đặt một hiệu điện thế UAB khỏc 0 thỡ ta nhận thấy I5 khỏc 0. - Khi mạch cầu khụng đủ 5 điện trở thỡ gọi là mạch cầu khuyết. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Cho mạch điện như hỡnh vẽ: a/ Ở hỡnh vẽ(H1).Biết R1=15 ,R2=R3=R4=20 ,RA=0;Ampe kế chỉ 2A.Tớnh cường độ dũng điện của cỏc điện trở. b/ Ở hỡnh vẽ (H2) Biết :R1=R2=2,R3=R4=R5=R6=4,UAB=12V,RA=0.Tớnh cường độ dũng điện qua cỏc điện trở ,độ giảm thế trờn cỏc điện trở và chỉ số ampe kế (nếu cú). H1 H2 Giải a) -Vẽ lại sơ đồ mạch điện -Do[R2 nối tiếp(R3//R4)] nờn điện trở tương đương của mạch dưới: -Do R1//Rd nờn: RAB= - Cường độ dũng điện qua mạch chớnh: -Cường độ dũng điện qua R2: -Cường độ dũng điện qua R3,R4: -Chỉ số của am pe kế : - Cường độ dũng điện qua R3,R2 : -Cường độ dũng điện qua R1: b ) -Sơ đồ được vẽ lại : -Chỉ số của am pe kế A1: IA 1 = I4= -Do R5//[R2nối tiếp(R6//R3)]nờn điện trở tương của mạch MB: -Cường độ dũng điện qua R1:I1= -Hiệu điện thế giữa hai điểm MB:UMB= UAB -UAM=12-6= 6(V) -Cường độ dũng điện qua R5: I5= -Cường độ dũng điện qua R2: I2=I1-I5= 3-1,5=1,5(A) -Cường độ dũng điện qua R3 và R6 :I3=I6= -Chỉ số của am pe kế A2: IA 2= IA 1+I5= 3+1,5=4,5(A) -Chỉ số của am pe kế A3: IA 3= IA 2+I6= 4,5+0,75=5,25(A) A U B C R1 R2 + - Bài 2: Cho mạch điện như hỡnh vẽ bờn, hiệu điện thế U = 24 V khụng đổi. Một học sinh dựng một Vụn kế đo hiệu điện thế giữa cỏc điểm A và B; B và C thỡ được cỏc kết quả lần lượt là U1= 6 V, U2= 12 V. Hỏi hiệu điện thế thực tế (khi khụng mắc Vụn kế) giữa cỏc điểm A và B; B và C. - Khi mắc Vụn kế vào A,B: IR1 + Iv = IBC (1) - Khi mắc Vụn kế vào B,C: IR2 + Iv = IAB (2) - Từ (1) và (2) => - Khi khụng mắc Vụn kế (thực tế): (3) (4) - Từ (3) và (4) => Bài 3. Hai điện trở R1 và R2 giống nhau mắc nối tiếp giữa hai điểm A, B cú hiệu điện thế khụng đổi U. Cường độ dũng điện qua cỏc điện trở đo được là 10mA.Khi mắc thờm một vụn kế song song với điện trở R1 thỡ dũng điện qua R1 cú cường độ 8mA và vụn kế chỉ 3 V. Tại sao dũng điện qua R1 lại giảm đi? Tỡm cường độ dũng điện qua điện trở R2. Tớnh hiệu điện thế U. Giải a. Dũng điện qua R1 giảm đi vỡ đó cú một phần dũng điện ở mạch chớnh rẽ qua vụn kế và phần này là đỏng kể ( do Rv 0 nờn Iv 0) b. R1 = Khi chưa mắc vụn kế: I = 0.01A 7.5 V Khi mắc vụn kế: U2 = U – U1 = 7.5 – 3 = 4.5V Bài 4: Nếu ghộp nối tiếp hai điện trở R , R và nối với hai cực của một nguồn điện cú hiệu điện thế U = 6 V thỡ mạch này tiờu thụ một cụng suất P = 6 W .Nếu cỏc điện trở Rvà Rmắc // thỡ cụng suất tiờu thụ tăng lờn là P= 27 W .Hóy tớnh điện trở R , R Giải :Khi cỏc điện trở được ghộp nối tiếp ta cú : R + R= (1) Khi cỏc điện trở mắc song song ta cú : ð R. R= 8 (2) Giải hệ phương trỡnh 1 và 2 ta được R= 4 ð R= 2 R= 2 ð R = 4 Bài 5 .Bốn điện trở giống hệt nhau ghộp nối tiếp vào nguồn điện cú hiệu điện thế khụng đổi UMN = 120V. Dựng một vụn kế V mắc vào giữa M và C vụn kế chỉ 80V. Vậy nếu lấy vụn kế đú mắc vào hai điểm A và B thỡ số chỉ của vụn kế V là bao nhiờu?. R R R R M A C N B Lần lượt mắc vụn kế V vào M,C và A, B ta cú cỏc sơ đồ: R R R R M A C N B V H1 R R R R M A C N B V H2 Gọi Rv là điện trở của vụn kế khi đú từ H1 ta cú:RMC = RMN = + R ; ; Ta được: RV = 6R Từ H2 ta cú: RAB = ; RMN = Tỉ số: UAB= (V) Bài 6 . Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biết UAB = 90V, R1 = 40; R2 = 90 ; R4 = 20; R3 là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khúa K và dõy nối. a.Cho R3 = 30 tớnh điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp : + Khúa K mở. + Khúa K đúng. b.Tớnh R3 để số chỉ của ampe kế khi K đúng cũng như khi K ngắt là b