[Vật lí 9] Bài 4. Đoạn mạch nối tiếp
4.1. Hai điện trở R1,R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A, B.
a. Vẽ sơ đồ mạch điện trên.b. Cho R1=5Ω, R2=10Ω, ampe kế chỉ 0,2A. Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách.
Đáp án:
a. Sơ đồ mạch điện xem hình 4.1
b. Tính hiệu điện thế của đoạn mạch theo hai cách.
- Cách 1: U1 = IR1 = 1,0 V; U2 = IR2 = 2,0 V suy ra UAB = 3 V
- Cách 2: UAB = IRtđ = 0,2.15 = 3 V
4.2. Một điện trở 10Ω được mắc vào hiệu điện thế 12V.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó.b. Muốn kiểm tra kết quả tính ở trên, ta có thề dùng ampe kế để đo. Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được phải có điều kiện gì đối với ampe kế? Vì sao?
Đáp án:
a. I = 1,2 A
b. Ampe kế phải có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch khi đó điện trở của ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở của đoạn mạch. Dòng điện chạy qua ampe kế chính là dòng điện chạy qua đoạn mạch đang xét.
4.3 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.1, trong đó điện trở R1=10Ω, R2=20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 12V.
a. Tính số chỉ của vôn kế và ampe kế.b. Chỉ với hai điện trở trên đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện trong mạch lên gấp ba lần (Có thể thay đổi UAB).
Đáp án:
a. I = U/Rtđ = U/R1+R2 = 12/30 = 0,4 A; U = IR1= 0,4.10 = 4 V. Ampe kế chỉ 0,4 A; vônkế chỉ 4V.
b. Cách 1: Chỉ mắc điện trở R1 = 10Ω ở trong mạch, giữ hiệu điện thế như ban đầu.
Cách 2: Giữ nguyên hai điện trở đó mắc nối tiếp nhưng tăng hiệu điện thế của đoạn mạch lên gấp 3 lần.
4.4 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2, trong đó điện trở R1=5Ω, R2=15Ω, vôn kế chỉ 3V.
a.Tính số chỉ của ampe kế.b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.
Đáp án
a. I = U2/R2 = 3/15 = 0,2 A. Ampe kế chỉ 0,2 A
b. UAB = IRtđ = I(R1+R2) = 0,2.20 = 4V
4.5 Ba điện trở có các giá trị là 10Ω, 20Ω, 30Ω. Có thể mắc các điện trở này như thế nào vào mạch có hiệu điện thế 12V để dòng điện trong mạch có cường độ 0,4A? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.
Đáp án: Điện trở của đoạn mạch là
Rtđ = U/I = 12/0,4 = 30 Ω suy ra có hai cách mắc các điện trở đó vào mạch.
+ Cách 1: Trong mạch chỉ có điện trở 30Ω. (hình 4.2a)
+ Cách 2: Trong mạch mắc hai điện trở 10 Ω và 20 Ω nối tiếp nhau (hình 4.2b)
b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở.
Đáp án:
a. Rtđ = 30Ω.
b. I = 0,4 A, suy ra U1 = 2 V; U2 = 4 V; U3 = 6 V
Đáp án: A
Đáp án: D
B. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
+ Cách 1: Trong mạch chỉ có điện trở 30Ω. (hình 4.2a)
+ Cách 2: Trong mạch mắc hai điện trở 10 Ω và 20 Ω nối tiếp nhau (hình 4.2b)
4.6 Cho hai điện trở, R1=20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2=40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp với R2 là:
A. 210V B. 120V C. 90V D. 100V
Đáp án: C ( Khi R1, R2 mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ. Do đó mạch này chỉ chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1,5 A. Vậy hiệu điện thế tối đa là (U = 1,5(20+40) = 90 V).4.7 Ba điện trở R1=5Ω, R2=10Ω, R3=15Ω được mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế 12V.
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở.
Đáp án:
a. Rtđ = 30Ω.
b. I = 0,4 A, suy ra U1 = 2 V; U2 = 4 V; U3 = 6 V
4.8 Đặt hiệu điện thế U=12V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R1=40Ω và R2=80Ω mắc nối tiếp. Hỏi cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này là bao nhiêu?
A. 0,1A B. 0,15A C. 0,45A D. 0,3AĐáp án: A
4.9 Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2=1,5R1 mắc nối tiếp với nhau. Cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này thì thấy hiệu điện thế R1 là 3V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu?
A. 1,5V B. 3V C. 4,5V D. 7,5VĐáp án: D
4.10 Phát biểu nào dưới đây không đúng đối với đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp?
A. Cường độ dòng điện là như nhau tại mọi vị trí của đoạn mạch.B. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
D. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện trở đó.
Đáp án: C
4.11 Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch không có đặc điểm nào dưới đây?
A. Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở.
B. Đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở.
C. Dòng điện chạy qua các điện trở của đoạn mạch có cùng cường độ.
D. Đoạn mạch có những điện trở mắc liên tiếp với nhau và không có mạch rẽ.
Đáp án: A
B. IAB=I1=I2.
C. U1/U2=R2/R1.
D. UAB=U1 + U2.
Đáp án: C
A. Nhỏ hơn 2 lần.
B. Lớn hơn 2 lần.
C. Nhỏ hơn 3 lần.
D. Lớn hơn 3 lần.
Đáp án: D
4.14 Đặt một hiệu điện thế U=6V vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở R1=3Ω, R2=5Ω và R3=7Ω mắc nối tiếp.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở của đoạn mạch trên đây.
b. Trong số ba điện trở đã cho, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào là lớn nhất ? Vì sao? Tính trị số của hiệu điện thế lớn nhất này.
Đáp án:
a. Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:
I1=I2=I3=I=U/(R1+R2+R3)=6/(3+5+7)=0.4A
b. Trong ba điện trở thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 lớn nhất vì theo công thức U=IR thì hiệu điện thế phụ thuộc vào hiệu điện thế, trong ba điện trở thì điện trở R3 là lớn nhất nên hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở này là lớn nhất.
Giá trị: U3=IR3 = 0,4.7=2,8V
4.15 Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.4, trong đó điện trở R1=4Ω, R2=5Ω.
a. Cho biết số chỉ của ampe kế khi công tắc K mở và khi K đóng hơn kém nhau 3 lần. Tính điện trở R3.
b. Cho biết U=5,4V. Số chỉ của ampe kế khi công tắc K mở là bao nhiêu?
Đáp án:
a. Gọi I1 là số chỉ của ampe kế khi đóng khoá K. Ta có:
I1=U/(R1+R2)=U/9 (1)
Gọi I2 là số chỉ của ampe kế khi chưa đóng khoá K. Ta có:
I2=U/(R1+R2+R3)=U/(9+R3) (2)
Theo giả thuyết thì I1=3I2 nên ta có: U/9=3 U/(9+R3), Suy ra R3= 18Ω
b. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
I=U/Rtđ=U/(R1+R2+R3)=4,5/27≈0,17A
4.16 Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.5. Khi đóng công tắc K vào vị trí 1 thì ampe kế có số chỉ I1=I, khi chuyển công tắc này sang vị trí số 2 thì ampe có số chỉ là I2=I/3, còn khi chuyển sang vị trí số 3 thì ampe kế có số chỉ I3=I/8. Cho biết R1=3Ω, hãy tính R2 và R3.
Đáp án: C
4.11 Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch không có đặc điểm nào dưới đây?
A. Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở.
B. Đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở.
C. Dòng điện chạy qua các điện trở của đoạn mạch có cùng cường độ.
D. Đoạn mạch có những điện trở mắc liên tiếp với nhau và không có mạch rẽ.
Đáp án: A
4.12 Đặt một hiệu điện thế UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tương ứng là U1, U2. Hệ thức nào dưới đây là không đúng?
A. RAB=R1 + R2.B. IAB=I1=I2.
C. U1/U2=R2/R1.
D. UAB=U1 + U2.
Đáp án: C
4.13 Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.3 trong đó các điện trở R1=3Ω, R2=6Ω. Hỏi số chỉ ampe kế khi công tắc K đóng lớn hơn hay nhỏ hơn bao nhiêu lần so với khi công tắc K mở?
A. Nhỏ hơn 2 lần.
B. Lớn hơn 2 lần.
C. Nhỏ hơn 3 lần.
D. Lớn hơn 3 lần.
Đáp án: D
4.14 Đặt một hiệu điện thế U=6V vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở R1=3Ω, R2=5Ω và R3=7Ω mắc nối tiếp.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở của đoạn mạch trên đây.
b. Trong số ba điện trở đã cho, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào là lớn nhất ? Vì sao? Tính trị số của hiệu điện thế lớn nhất này.
Đáp án:
a. Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:
I1=I2=I3=I=U/(R1+R2+R3)=6/(3+5+7)=0.4A
b. Trong ba điện trở thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 lớn nhất vì theo công thức U=IR thì hiệu điện thế phụ thuộc vào hiệu điện thế, trong ba điện trở thì điện trở R3 là lớn nhất nên hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở này là lớn nhất.
Giá trị: U3=IR3 = 0,4.7=2,8V
4.15 Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.4, trong đó điện trở R1=4Ω, R2=5Ω.
a. Cho biết số chỉ của ampe kế khi công tắc K mở và khi K đóng hơn kém nhau 3 lần. Tính điện trở R3.
b. Cho biết U=5,4V. Số chỉ của ampe kế khi công tắc K mở là bao nhiêu?
Đáp án:
a. Gọi I1 là số chỉ của ampe kế khi đóng khoá K. Ta có:
I1=U/(R1+R2)=U/9 (1)
Gọi I2 là số chỉ của ampe kế khi chưa đóng khoá K. Ta có:
I2=U/(R1+R2+R3)=U/(9+R3) (2)
Theo giả thuyết thì I1=3I2 nên ta có: U/9=3 U/(9+R3), Suy ra R3= 18Ω
b. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
I=U/Rtđ=U/(R1+R2+R3)=4,5/27≈0,17A
4.16 Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.5. Khi đóng công tắc K vào vị trí 1 thì ampe kế có số chỉ I1=I, khi chuyển công tắc này sang vị trí số 2 thì ampe có số chỉ là I2=I/3, còn khi chuyển sang vị trí số 3 thì ampe kế có số chỉ I3=I/8. Cho biết R1=3Ω, hãy tính R2 và R3.
Đáp án: R2=7Ω, R3=17Ω