Giáo án Vật lý 9 phần điện học

R2 = R3 = R4 = 10W. Dòng điện qua CB là 3A.
a) Tính điện trở tương đương của mạch điện?
b) Tính UAB ?
A
R3
D
R2
R4
(trích đề thi HSG huyện Mỹ Xuyên 2008 - 2009)
ĐS: 	a) Rtđ = 7,5W;	b) UAB = 22,5V
(làm theo hai cách)
7. 
	Có hai bóng đèn Đ1 : 12V - 6W, Đ2 : 12V - 3W, một biến trở Rx, một nguồn điện có hiệu điện thế U = 24V. Hãy trình bày cách mắc hai đèn và biến trở vào nguồn điện trên để hai đèn sáng bình thường, nêu lý do cách mắc như thế và lúc này điện trở của biến trở bằng bao nhiêu?
(trích đề thi HSG huyện Mỹ Xuyên 2008 - 2009)
ĐS: Rx = 48W
Cho bốn điện trở giống nhau R0 mắc thành một mạch điện AB như hình vẽ. Giữa hai đầu AB đặt một hiệu điện thế không đổi 40V thì kim của ampe kế chỉ giá trị 2A.
	Tính giá trị điện trở R0? 
8. (trích đề thi HSG huyện Trần Đề - 2011 - 2012)
R0
+
_
A
B
A
R0
R0
R0
ĐS: 	R0 = 12W
I (A)
Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế khi làm thí nghiệm với hai điện trở khác nhau; trong đó : (1) là đồ thị vẽ được khi dùng điện trở thứ nhất và (2) là đồ thị khi dùng điện trở thứ hai. Nếu mắc hai điện trở này nối tiếp với nhau và duy trì hai đầu mạch một hiệu điện thế không đổi U = 18V thì cường độ dòng điện qua mạch là bao nhiêu?
(1)
(2)
4
0
24
12
U (V)
9. (trích đề thi HSG huyện Trần Đề - 2011 - 2012)
ĐS: 	Im = 2A
(làm theo hai cách)
10. 
	a) Có hai điện trở 2W và 5W . Hỏi phải dùng mỗi loại bao nhiêu bao nhiêu để ghép chúng nối tiếp nhau ta có điện trở tương đương của mạch là 30W.
Giải:
	Gọi x và y lần lượt là số điện trở loại 2W và 5W . Vì các điện trở mắc nối tiếp để có điện trở tương đương 30W nên:
	2x + 3y = 30 	suy ra x = 15 .
	Đặt y= 2t 	suy ra x = 15 - 5t
	Vì x và y đều lớn hơn hoặc bằng 0 nên :
	y = 2t ≥ 0	suy ra t ≥ 0
	x = 15 - 5t ≥ 0 	suy ra t ≤ 3	suy ra 0 ≤ t ≤ 3
t
0
1
2
3
x
15
10
5
0
y
0
2
4
6
	Ta có các phương án sau:
	b) Có một số điện trở r = 5W. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở r để mắc chúng thành mạch có điện trở tương đương 3W, 6W.
Giải: 
	a. Ta có Rtđ = 3W < r = 5W nên mạch gồm r // R1 . Từ đó R1 = 7,5W.
r
	· R1 > r Þ r nt R2 	và 	R2 = 2,5W
r
r
	· R2 < r Þ r // R3 	và 	R3 = r = 5W.
r
	Vậy phải mắc mạch với 4 điện trở r như sau: 
	* Nghiệm lại: 
	+ Nếu mạch có 3 điện trở r, thì trong các cách mắc không có cách mắc nào cho điện trở tương đương của mạch là : R = 3W.
	+ Mạch có 2 hay 1 điện trở r cũng vậy.
	b. Giải tương tự đáp số bài toán là 6 điện trở r và mắc theo sơ đồ (1)
(2)
(1)
Nhưng thật ra chỉ cần dùng 5 điện trở r mắc theo sơ đồ hình 2 thì điện trở tương đương của mạch là R = 6W.
	Vậy , trong trường hợp này, số điện trở tối thiểu là 5 điện trở r và mắc theo sơ đồ hình 2
11.
	Có 6 điện trở như sau ; 1W, 2W, 2W, 4W, 5W, 6W. Hãy mắc chúng với nhau để được điện trở tương đương là 1W.
 (trích đề thi TS trường PT năng khiếu ĐHQG TPHCM - 2003)
(HS tự vẽ sơ đồ mắc )
12. (500 BTVL THCS) 
	Mắc hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế U = 6V. Khi chúng mắc nối tiếp nhau thì cường độ dòng điện qua chúng là 0,24A. Khi chúng mắc song song , cường độ dòng điện tổng cộng qua chúng là 1A. Tính R1 và R2.
ĐS: 	R1 = 15W; R2 = 10W	hoặc 	R1 = 10W; R2 = 15W.
R6
R3
Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 5W; R6 = 6W; U = 6V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu R4.
13. 
R1
R4
+
R2
U
_
R5
ĐS:	 U4 = 1V
R2
K
A2
Cho mạch điện như hình vẽ : U = 6V; R1 = 3W. Khi K mở, ampe kế A1 chỉ 1,2A. Khi K đóng, ampe kế A2 chỉ 0,5A. Tính R2 và R3. Bỏ qua điện trở của các ampe kế và khóa K.
14. 
_
+
U
R3
R1
A1
C
R2
A
ĐS: R2 = 2W ; R3 = 3,6W
I2
R1
R3
cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào A và B một hiệu điện thế UAB = 50V thì hiệu điện thế giữa hai điểm C và D là UCD = 30V và cường độ dòng điện I2 qua R2 là 0,5A.
Đặt hiệu điện thế 30V vào C, D thì UAB = 10V. 
Xác định R1 , R2 và R3.
15. 
D
B
ĐS: 	
	 hay 
K
Cho mạch điện như hình vẽ:
R1 = 3W; R2 = 2W ; R4 = 1W; R5 = 4W; U = 18V.
a. Khi K mở, ampe kế A chỉ 1,8A. Tính R3.
b. Khi K đóng, tính:
	- Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.
	- Hiệu điện thế giữa M-N; giữa M-C.
Bỏ qua điện trở của ampe kế và khóa K.
R4
R2
16. 
R5
A
U
M
C
R3
R1
A
P
B
_
+
N
ĐS: 
a. Khi K mở, R3 = 3W
b. Khi K đóng, ta có :
	I5 = 3A; I1 = I3 = 1A
	I2 = I4 = 2A
	UMN = UMA + UAN = - I2R2 + I1R1 = 1V(cực dương tại N)
	UMC = UMB + UBC = I2R4 + I5R5 = 14V
17. 
Cho mạch điện như hình vẽ :
U = 12V; R1 = 6W; R2 = 6W; R3 = 12W; R4 = 6W.
a. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.
b. Nối M và N bằng một vôn kế V (có điện trở rất lớn) thì vôn kế chỉ bao nhiêu? Cực dương của vôn kế được nối với điểm nào?
C. Nối M và N bằng một ampe kế A (có điện trở không đáng kể) thì ampe kế chỉ bao nhiêu ?
M
R3
R1
U
_
R2
B
A
N
R4
+
HD
a. I1= I3 = ; I2 = I4 = 1A
	UAM = 4V; UMB = 8V; UAN = UNB = 6V
b. Vôn kế có điện trở lớn, do đó không có dòng điện chạy qua vôn kế nên:
	UV = UMN = UMA + UAN = - I1R1 + I2R2 = 2V
	Cực dương mắc với điểm M.
c. Khi nối M và N bằng một ampe kế có điện trở rát nhỏ thì ta có thể chập M với N. Ta tính được:
R1
R3
	I1 = 0,85A; I3 = 0,56A.
M
R2
R4
N
_
+
U
Do I1 > I3 nên dòng I1 đến M một phần rẽ qua ampe kế ( dòng Ia ), một phần qua R3 (dòng I3); từ đó : 
	Ia = I1 - I3 = 0,29A
Vậy ampe kế chỉ 0,29A và chiều dòng điện qua ampe kế đi theo chiều từ M đến N.
* Có thể tính I2, I4 và lập luận tương tự)
R3
R4
C
U
A
B
A
Cho mạch điện như hình vẽ :
U = 12V; R1 = 8W; R2 = 4W; R3 = 2W. Khi khóa K đóng, ampe kế chỉ 0. Tính điện trở R4 và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. 
Bỏ qua điện trở của ampe kế và của khóa K.
18. 
K
R2
R1
D
_
+
ĐS:
Ampe kế chỉ 0 nên mạch cầu là cân bằng 
	R4 = 4W
	I1 = I2 = 1A; I3 = I4 = 2A
* chú ý: Bổ sung lý thuyết
 Nếu có mạch điện như hình (bài tập 19 và 18 hoặc các bài tương tự) sẽ xảy ra hai trường hợp:
Trường hợp: mạch cầu là cân bằng , khi đó sẽ không có dòng điện chạy giữa hai điểm M - N
Trường hợp: mạch cầu không cân bằng , khi đó sẽ có dòng điện chạy giữa hai điểm M - N
M
R1
R3
19.
Cho mạch điện như hình vẽ:
 U = 12V; R1 = 15W; R2 = 10W; R3 = 12W . Bỏ qua điện trở của ampe kế. 
a. Cho R4 = 12W; Tính cường độ dòng điện và chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế.
b. Hỏi như câu a, nhưng cho R4 = 8W.
c. Tính R4 khi dòng điện đi qua ampe kế có chiều M đến N và có cường độ là 0,2A.
U
B
A
A
R4
R2
N
+
_
Giải:
a. Do nên mạch cầu không cân bằng, Im = 1A Þ U12 = 6V, U34 = 6V
Suy ra: Þ Ia = I3 - I1 = 0,1A. Dòng điện chạy từ N đến M.
b. 
	Do nên cầu cân bằng , A chỉ 0.
c. 
Ta có : Ia = I1 - I3 Û 0,2 = 
	Mặt khác: I4 = I2 + Ia với I2 = ta tính được I4 = 1A.
	Từ đó R4 = 
M
R2
R1
20.
Cho mạch điện như hình vẽ:
 U = 12V; R1 = 8W; R2 = 4W; R3 = 6W . Vôn kế có điện trở rất lớn, điện trở khóa K không đáng kể
a. Khi K mở, vôn kế chỉ bao nhiêu ?
b. Cho R4 = 4W. Khi K đóng, vôn kế chỉ bao nhiêu ?
c. K đóng, vôn kế chỉ 2V. Tính R4 .
B
A
K
R4
V
R3
N
U
+
_
Giải: 
a. Do vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện xem như không qua R3 và vôn kế (I3 = 0).
Từ đó: UV = UNM = UAM = I1.R1 = 8V. (hình a)
B
A
R2
R1
B
A
R2
R1
U
U
V
V
R4
R3
(Hình b)
(Hình a)
R3
b. UV = UNA + UAM = - R3I3 + R1I1 = 0,8V
c. Có 2 trường hợp: ( tìm Im = 2,4A; I1 = 1A; I3 = 1,4A)
UNM = 2V: 
	UNM = UNA + I1R1 ; UAN = 6 = UNB hay R4 = R3 = 6W
UMN = 2V:
	UMN = UMA + UAN = - I1R1 + UAN suy ra UAN = 10V hay UNB = 2V
Từ đó R4 = 
	* cách khác: 
	Trường hợp 2: tìm Im = ; I3 =Þ U3 = 10V; U4 = 2V Þ R4 = 1,2A
P
21. R2
R3
Q
Cho mạch điện như hình vẽ:
 U = 60V; R1 = 10W; R2 = R5 = 20W; R3 = R4 = 40W . V là vôn kế lí tưởng. Bỏ qua điện trở của các dây nối. 
a. Hãy tìm số chỉ của vôn kế.
b. Nếu thay vôn kế bằng một bóng đèn có dòng điện định mức là Iđ = 0,4A mắc vào hai điểm P và Q của mạch điện thì bóng đèn sáng bình thường. Hãy tìm điện trở của bóng đèn.
( trích đề thi TS THPT chuyên Lí - ĐHQG Hà Nội - 2003)
V
R5
R4
M
N
R1
+
_
U
Giải:
	1. Khi vôn kế V mắc vào P và Q
	R23 = R2 + R3 = 60W	; R45 = R4 + R5 = 60W
	Điện trở tương đương của mạch MN là RMN 
	Điện trở toàn mạch là : Rm = R1 + RMN = 40W
	Cường độ dòng điện trong mạch chính : I = 
	Do đó dòng điện qua R2 và R4 là I2 = I4 = 
	UV = UPQ = R4I4 - R2I2 = 0,75.20 = 15V
	2. Khi thay V bởi đèn do : R2 = R5 ; R3 = R4 nên : I2 = I5 ; I4 = I3 
	Vậy I = I2 + I3 và Iđ = I2 - I3 = 0,4A 	(1)
	Ta lại có: U = U1 + U2 + U3 = (I2 + I3)R1 + R2I2 + R3I3 Û 60 = 10I2 + 10I3 + 20I2 + 40I3
P
I2
I3
R3
R2
	Þ 	6 = 3I2 + 5I3 ...	(2)
Q
	Từ (1) và (2) ta được: 
Đ
Id
R5
R4
M
N
I4
I5
I
R1
	Do đó: 
+
_
	Mặt khác: 
U
	UPN = I3R3 = RdId + I5R5
	hay : 	Rd = 10W
22. ( trích đề thi TS của trường PT Năng Khiếu ĐHQG TPHCM -1997)
Cho mạch điện như hình vẽ:
R0 = 0,5W; R1 = 5W: R2 = 30W; R3 = 15W; R4 = 3W; R5 = 12W U = 48V. Bỏ qua điện trở của các ampe kế. Tìm:
a. Điện trở tương đương RAB .
b. Số chỉ của các ampe kế A1 và A2 .
c. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N.
M
R4
R5
C
D
N
A2
A1
R0
R3
R2
R1
_
A
B
+
ĐS:
M
R5
R4
a. RAB = 8W
N
C
D
b. 
R2
R1
R0
A2
c. UMN = UMB + UBN = - I5R5 + I3R3 = - 6V.
R3
A
_
B
+
A1
Cho mạch điện như hình vẽ , trong đó U = 24V, R1 = 12W, R2 = 9W , R3 là biến trở, R4 = 6W . Ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể.
a. Cho R3 = 6, tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1 , R2 và số chỉ của ampe kế.
b. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn . Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 16V. Nếu R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế tăng hay giảm ?
23. ( trích đề thi TS THPT chuyên Lí ĐHQG Hà Nội - 2002)
+
U
_
R1
M
N
A
R3
R4
R2
Ampe kế chỉ dòng điện chạy qua R1 và R3: IA = I1 + I3.
Mạch điện có dạng như hình vẽ:
	; 
	; 
Vậy ampe kế chỉ IA = I1 + I3 = 3A
Giải:
_
+
a. 
M
R1
R2
A
R3
R4
N
b. Thay ampe kế A bởi vôn kế V có điện trở rất lớn.
+
_
	U1 = U - UMN = 24 - 16 = 8V
M
·
R4
R3
R1
R2
Mà = 
	UMN = U3 + U4 = I1R3 + I.R4
Khi R3 tăng lên thì điện trở toàn mạch tăng lên ® cường độ dò