Ngµy so¹n:21/09/2012
Ngµy d¹y : 28/09/2012
TiÕt : 01 - 25
Chuyªn ®Ò : ®iÖn häc
Sù phô thuéc cña cêng ®é dßng ®iÖn vµo hiÖu ®iÖn
thÕ hai ®Çu d©y dÉn
I. KiÕn thøc cÇn nhí.
1. Cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua mét d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt
vµo hai ®Çu d©y dÉn ®ã.
U1
I1
=
U2
I2
=...= h»ng sè
2. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña cêng ®é dßng ®iÖn vµo hiÖu ®iÖn thÕ lµ mét
®êng th¼ng ®i qua (xuÊt ph¸t tõ) gèc to¹ ®é.
I(A)
(Cßn gäi lµ ®êng ®Æc tuyÕn V«n-Am pe)
0.2
B
0.1
A
O 3
6
U(V)
II.
VÝ dô
VÝ dô 1. Khi ®Æt vµo hai ®Çu d©y dÉn mét hiÖu ®iÖn thÕ lµ 18V th× cêng ®é dßng ®iÖn
ch¹y qua nã lµ 0.9A. NÕu hiÖu ®iÖn thÕ t¨ng thªm 6V th× cêng ®é dßng ®iÖn
cã gi¸ trÞ bao nhiªu?
®¸p sè: I =1,2A
VÝ dô 2. §Æt vµo hai ®Çu mét bãng ®Ìn hiÖu ®iÖn thÕ 12V, cêng ®é dßng ®iÖn qua
®Ìn lµ 0,5A, ®Ìn s¸ng yÕu. Khi t¨ng hiÖu ®iÖn ®Õn 15V n÷a th× ®Ìn s¸ng
b×nh thêng. TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua ®Ìn khi ®ã vµ vÏ ®å thÞ biÓu diÔn sù
phô thuéc cña cêng ®é dßng ®iÖn qua ®Ìn vµo hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu bãng
®Ìn.
- ®¸p sè: I = 0,625 A
- ®å thÞ:
I (A)
0,625
0,5
O
12
1
15
U (V)
§iÖn trë - §Þnh luËt «m
I. KiÕn thøc cÇn nhí.
1. §iÖn trë cña d©y dÉn lµ ®¹i lîng ®Æc trng cho møc ®é c¶n trë dßng ®iÖn cña d©y
dÉn nhiÒu hay Ýt.
R=
U
I
2. §¬n vÞ cña ®iÖn trë
- §¬n vÞ cña ®iÖn trë lµ «m (kÝ hiÖu ).
1
1V
1A
- C¸c ®¬n vÞ kh¸c cña ®iÖn trë:
+ Kil««m (kÝ hiÖu K ): 1K =1 000
+ Mªga«m (kÝ hiÖu M ):
1M =1 000 000
3. §Þnh luËt «m.
Cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo hai
®Çu d©y dÉn vµ tØ lÖ nghÞch víi ®iÖn trë cña d©y dÉn.
U
I= R
IV. Bµi tËp ¸p dông
Bµi 1:Cho hai bé pin víi c¸c hiÖu ®iÖn thÕ U= 4,5V vµ U’ = 6V, vµ hai ®iÖn trë R =
10 vµ R’ = 15 .
a, Kh«ng cÇn tÝnh to¸n, em h·y cho biÕt m¾c ®iÖn trë nµo vµo bé pin nµo th×
dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch lµ:
- Lín nhÊt ?
- Nhá nhÊt ?
b, M¾c ®iÖn trë nµo vµo bé pin nµo th× dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch ®iÖn lµ lín
nhÊt nhng vÉn nhá h¬n 0,5A.
Bµi 2: Ngêi ta m¾c mét m¹ch ®iÖn kÝn gåm bé pin cã hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai cùc lµ
4,5V vµ 1 d©y dÉn cã ®iÖn trë b»ng 18 .
a, Cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn cã cêng ®é bao nhiªu?
b, Ngêi ta ®iÒu chØnh cêng ®é dßng ®iÖn trong d©y dÉn b»ng 0,4A. HiÖu ®iÖn
thÕ gi÷a hai ®Çu cuén d©y b©y giê lµ bao nhiªu?
- Häc sinh lËp luËn vµ tÝnh ®óng ®iÖn trë nµo m¾c vµo nguån nµo ®Ó ®îc cêng
®é dßng ®iÖn lµ bÐ nhÊt hay lín nhÊt.
§o¹n m¹ch nèi tiÕp - §o¹n m¹ch song song
I. KiÕn thøc cÇn nhí.
1. §Þnh luËt «m cho ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp.
I = I1 = I2 =...= In
U = U1 + U2 +...+ Un
R = R1 + R2 +...+ Rn
vµ:
U1
U2
=
R1
R1
R2
2
R2
Rn
* NÕu cã n ®iÖn trë gièng nhau cã gi¸ trÞ R0 m¾c nèi tiÕp th×:
R = nR0
2. §Þnh luËt «m cho ®o¹n m¹ch m¾c song song.
U = U1 = U2 =...= Un
I = I1 + I2 +...+ In
1
R
vµ:
=
1
R1
+
1
R2
+...+
R1
R2
1
Rn
Rn
I1
R
= 2
I2
R1
* NÕu cã hai ®iÖn trë m¾c song song th×: R =
* NÕu cã 3 ®iÖn trë m¾c song song th×: R =
R1 R2
R1 R2
R1 R2 R3
R1 R2 R1 R3 R2 R3
* NÕu cã n ®iÖn trë b»ng nhau cã gi¸ trÞ R0 m¾c song song víi nhau th×:
R = R0
n
II. Bµi tËp ¸p dông ®Þnh luËt «m cho ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp, song song
VÝ dô 1. Khi ®Æt vµo hai ®Çu d©y dÉn mét hiÖu ®iÖn thÕ lµ 18V th× cêng ®é dßng ®iÖn
ch¹y qua nã lµ 0.9A. NÕu hiÖu ®iÖn thÕ t¨ng thªm 6V th× cêng ®é dßng ®iÖn
cã gi¸ trÞ bao nhiªu?
VÝ dô 2. Cã 3 ®iÖn trë nh nhau ®îc m¾c víi nhau, mçi c¸i cã ®iÖn trë R. Cã thÓ
m¾c chóng theo bao nhiªu c¸ch kh¸c nhau ®Ó t¹o thµnh mét ®o¹n m¹ch ?
TÝnh ®iÖn trë cña tõng ®o¹n m¹ch ®ã?
R1
VÝ dô 3. Mét m¹ch ®iÖn ®îc m¾c nh h×nh
A1
vÏ. Trong ®ã R1 = 35 , R2 = 60 .
R2
A
Ampe kÕ A1 chØ 2.4A.
a, TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua R2 ?
b, Sè chØ cña V«n kÕ lµ bao nhiªu?
c, Sè chØ cña Ampe kÕ A lµ bao nhiªu?
V
VÝ dô 4. Ba ®iÖn trë R1 = 24 ; R2 = 6 ; R3 = 8 ®îc m¾c thµnh mét ®o¹n m¹ch
song song. Cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua
m¹ch chÝnh lµ 4A.
a) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch?
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua mçi ®o¹n m¹ch rÏ?
VÝ dô 5. Ba ®iÖn trë R1 = 24 ; R2 = 6 ; R3 = 8 ®îc m¾c thµnh mét ®o¹n m¹ch
nèi tiÕp. Cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua m¹ch chÝnh lµ 4A.
c) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch?
d) TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu mçi ®iÖn trë?
Bµi tËp vÒ nhµ:
§o¹n m¹ch gåm 2 ®iÖn trë m¾c nèi tiÕp nh h×nh vÏ;
R1
R2
R3
B
R1 = 4 ; R2 = 3 ; R3 = 5 , v«n kÕ chØ A
7,5V.
TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu R1, R2 vµ hai
V
3
®Çu ®o¹n m¹ch AB
§o¹n m¹ch nèi tiÕp - §o¹n m¹ch song song
vµ ®o¹n m¹ch hçn hîp
III. C¸c vÝ dô.
VÝ dô 1. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ.
Cho biÕt: UAB = 70V; r1 =15 ;
R2 = 30 ; R3 = 60
B
a) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña toµn m¹ch
®iÖn ?
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn ?
A
R1
R2
C
R3
R1
r2
A
VÝ dô 2. Cã ba ®iÖn trë R1 = 4 ; R2 = 8
B
; R3 = 24 ®îc m¾c vµo hai ®iÓm A, B
cã hiÖu ®iÖn thÕ 12V.
a, TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n
R3
m¹ch? b, TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua
mçi ®iÖn trë ?
c, TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®iÖn trë
R1 vµ R2?
IV. C¸c vÝ dô.
Bµi 1. Cã 4 ®iÖn trë cã gi¸ trÞ R. Nªu c¸c c¸ch m¾c c¸c ®iÖn trë ®ã thµnh mét m¹ch
®iÖn ? TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña mçi ®o¹n m¹ch ®ã ?
Bµi 2. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. Trong ®ã:
R1
R3
R2
R5
R4
R1 = R2 = 4 ; R3 = 6 ;
R4 = 5 ; r5 = R6 = 10 ;
TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng toµn m¹ch ?
Bµi 3. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. Trong ®ã R1 = 45
Ampe kÕ A1 chØ 1.2A, Ampe kÕ a chØ 2.8A
a) TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ UAB cña ®o¹n m¹ch?
4
R6
R1
A1
R2
b) TÝnh ®iÖn trë R2?
( 54V; 33.75 )
A
Bµi 4. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ.
BiÕt R1 = 20 , sè chØ cña c¸c Ampe kÕ A vµ A2
lÇn lît lµ 4A vµ 2,2A.
a) X¸c ®Þnh hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch
vµ gi¸ trÞ ®iÖn trë R2 ?
R2
b) Gi÷ nguyªn hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch,
A2
thay R1 b»ng ®iÖn trë R3 th× thÊy ampe kÕ A
chØ 5,2A. Sè chØ cña ampe kÕ A2 khi ®ã lµ bao nhiªu ?
A
TÝnh ®iÖn trë R3.
( 36V; 16.36 ; 2.2A ; 12 )
Bµi 5. M¾c hai ®iÖn trë R1, R2 vµo hai ®iÓm A, B cã hiÖu ®iÖn thÕ 90V. NÕu m¾c R1
vµ R2 nèi tiÕp th× dßng ®iÖn cña m¹ch lµ 1A.NÕu m¾c R1 vÇ R2 song song th×
dßng ®iÖn qua m¹ch chÝnh lµ 4,5A. H·y x¸c ®Þnh ®iÖn trë R1 vµ R2 ?
R1
( 30 vµ 60 )
A1
Bµi 6. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. BiÕt v«n kÕ M
N
chØ 84V, ampe kÕ A chØ 4,2A, ®iÖn trë
A2
R2
A
R1 = 52,5 .
T×m sè chØ cña c¸c ampe kÕ A1 , A2
V
vµ tÝnh ®iÖn trë R2.
( 1.6A; 2.6A; 32.3 )
Bµi 7. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ.
HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch UMN = 60V.
BiÕt R1 = 3R2 vµ R3 =8 . sè chØ cña
Ampe kÕ A lµ 4A. TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua
c¸c ®iÖn trë R1 vµ R2 vµ gi¸ trÞ c¸c ®iÖn trë R1 vµ R2.
( 1A; 3A; 28 ;28/3 )
R1
R2
5
A
M N
Bµi 8. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. Trong ®ã R1= 4 ,
R1 C
R2 = 10 , R3 = 15, hiÖu ®iÖn thÕ UCB = 5,4V.
a)
TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng RAB cña ®o¹n m¹ch.
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua mçi ®iÖn trë vµ
AA
sè chØ cña ampe kÕ A.
( 10 ; 0.9A; 0.54A; 0.36A)
A
Bµi 9. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. BiÕt R1 = 4 ,
R2 = 6 , R3 = 15 . HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu
®o¹n m¹ch UAB = 36V.
a) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch.
b) T×m sè chØ cña Ampe kÕ A vµ tÝnh
hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu c¸c ®iÖn trë R1, R2.
( 6; 6A; 3.6A; 14.4V; 21.6V)
Bµi 10*. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ.
BiÕt R1 =12 , R2 = 18 , R3 = 20 ,
R3
R1
A
R2
R3
B
R2
R3
Rx cã thÓ thay ®æi ®îc. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai
R1
R2
®Çu ®o¹n m¹ch UAB = 45V.
a) Cho Rx = 25. TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng
A
Rx
R3
B
cña m¹ch vµ cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh.
b) §Þnh gi¸ trÞ Rx ®Ó cho cêng ®é dßng ®iÖn qua Rx
nhá h¬n hai lÇn cêng ®é dßng ®iÖn qua ®iÖn trë R1.
( 18; 2.5A; 40 )
Bµi 11*. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ.
R2 D R3
Trong ®ã: R1 = 15 ; R2 = 3 ; R3 = 7 ; R4 = 10 .
A R1 C
B
HiÖu ®iÖn thÕ UAB = 35V.
R4
a) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña toµn m¹ch .
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn trë.
c) TÝnh c¸c hiÖu ®iÖn thÕ UAC vµ UAD.
( 20; 1.75A; 0.875A; 26.25V; 28.875V)
Bµi 16*. Trªn h×nh vÏ lµ mét m¹ch ®iÖn cã hai c«ng t¾c
R1
R4
K2
K1 vµ K2.
C¸c ®iÖn trë R1 = 12,5 , R2 = 4 , R3 = 6 .
K1
HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch UMN = 48,5V.
a) K1 ®ãng, K2 ng¾t. T×m cêng ®é dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn trë. R2
R3
b) K1 ng¾t, K2 ®ãng. Cêng ®é dßng ®iÖn qua R4 lµ 1A.
TÝnh R4.
M
N
c) K1 vµ K2 cïng ®ãng, tÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña
c¶ m¹ch, tõ ®ã suy ra cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh ?
( 2.94A; 30; 3A)
====================================================
¸p dông ®Þnh luËt ¤m vµo gi¶i bµi tËp VËt lý n©ng cao
I. Nh÷ng ®iÒu cÇn lu ý:
*/ Víi c¸c ®o¹n m¹ch sau:
*/ Víi c¸c dông cô ®o:
a. §o¹n m¹ch hçn t¹p kh«ng têng
minh.
a. M¾c dông cô ®o kh«ng lÝ tëng.
b. M¾c dông cô ®o kh«ng theo
nguyªn t¾c th«ng thêng.
b. §o¹n m¹ch ®èi xøng.
*/ Víi vËt tiªu thô:
c. §o¹n m¹ch tuÇn hoµn.
6
Trong m¹ch cã m¾c biÕn trë.
II. Bèn d¹ng bµi tËp vËn dông ®Þnh luËt ¤m ®Ó gi¶i c¸c bµi tËp VËt lÝ n©ng cao.
Mét sè d¹ng bµi tËp khi ¸p dông ®Þnh luËt ¤m
D¹ng 1: M¹ch ®iÖn phøc t¹p, trong m¹ch ®iÖn m¾c c¸c dông cô ®o kh«ng têng
minh.
Bµi tËp 1:
P
Cho hai v«n kÕ V1, V2 gièng hÖt
nhau, hai ®iÖn trë cã gi¸ trÞ mçi c¸i
C
b»ng R hai ®iÖn trë kia gi¸ trÞ mçi
D
V2
A
V1
c¸i b»ng 3R (h×nh vÏ ) Sè chØ cña c¸c M
N
m¸y ®o lµ 6 mA, 6 V vµ 2 V.TÝnh R ?
*Híng dÉn:
* Híng dÉn häc sinh x¸c ®Þnh
c¸ch m¾c :
* Híng dÉn häc sinh x¸c ®Þnh ®îc
sè chØ c¸c m¸y ®o:
V1 chØ 2V , V2chØ 6V , A chØ
6mA
*T×m ®îc ®iÖn trë cña v«n kÕ:
R V=
U v2
IV 2
= 1000( ).
* X¸c ®Þnh IV1 =
UV1
RV
Q
R
M
V2
P
C
A
3R
D
V1
3R
N
R
Q
= 0,002(A).
* X¸c ®Þnh ®îc chiÒu dßng ®iÖn ®i tõ P ®Õn Q vµ do m¹ch ®èi xøng nªn I 2 = I4
I1 = I 3
* I1= IV1+I2 I1 - I2 = 0,002A, I1 + I2= 0,006. TÝnh I2, I1
* Ta cã UPQ=UPC + UCQ=UV1 thay vµo tÝnh ®îc: - I1R + I23R = 1 R.
*Më réng:
- NÕu thay ®æi sè chØ cña V1 lµ 1V th× bµi to¸n sÏ ®i ®Õn mét ®iÒu v« lÝ.
Bµi tËp 2:
Cã mét ampekÕ, hai v«n kÕ gièng nhau vµ
bèn ®iÖn trë gåm hai lo¹i mµ gi¸ trÞ cña chóng
gÊp bènlÇn nhau ®îc m¾c víi nhau nh h×nh vÏ.
SèchØ cña c¸c m¸y ®o lµ 1V, 10V vµ 20mA.
a) CMR cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua bèn ®iÖn
+ trë trªn chØ cã hai gi¸ trÞ?
b) X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña c¸c ®iÖn trë m¾c trong
V1
A
m¹ch?
* Híng dÉn:
a) *T¬ng tù, híng dÉn häc sinh c¸ch x¸c ®Þnh
c¸ch m¾c c¸c ®iÖn trë vµ sè ®o cña c¸c dông cô
®o, tõ ®ã vÏ h×nh.
* Khi ®ã V1 chØ 10V, V2 chØ 1V vµ A chØ
7
+
C
A
V1
A I1
I2
R
4R
-
V2
A
C I 4R
D 3
V2
D
B
I4 R
B
;
20mA.
* Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc
RV = 500 � I 2
U2
2 (mA)
RV
* UAB = RI1 + 4RI3 = 4RI2 + RI4
* Tõ ®ã híng dÉn häc sinh chøng minh ®îc : I1 = I4, I2 = I3
VËy cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua 4 ®iÖn trë trªn chØ cã hai gi¸ trÞ
b) * V× I1 + I2 = Ia = 20mA. Tõ ®ã híng dÉn häc sinh tÝnh I1 vµ I2: I1 = 11mA vµ I2 =
9mA.
* XÐt m¹ch vßng ACD:
UAD = UAC + UCD thay sè vµo tÝnh ®îc: R = 40 vµ 4R = 160
Bµi tËp 3:
Hai côm d©n c dïng chung mét tr¹m ®iÖn, ®iÖn
trë t¶i ë hai côm b»ng nhau vµ b»ng R (nh h×nh vÏ),
c«ng suÊt ®Þnh møc ë mçi côm lµ P 0 b»ng 48,4 KW,
hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc ë mçi côm lµ U o , hiÖu ®iÖn
thÕ hai ®Çu tr¹m lu«n ®îc duy tr× lµ U0. Khi chØ côm
I dïng ®iÖn (chØ K1 ®ãng) th× c«ng suÊt tiªu thô ë
côm I lµ
P1 = 40 KW, khi chØ côm II dïng ®iÖn (chØ K2 ®ãng)
th× c«ng suÊt tiªu thô ë côm II \lµ P2 = 36,6 KW.
1) H·y t×m biÓu thøc liªn hÖ gi÷a r1, r2 vµ R?
2) Khi c¶ hai côm dïng ®iÖn th× tæng c«ng suÊt
tiªu thô trªn hai côm lµ bao nhiªu?
r1
A
r2
C
K1
K2
R
R
B
D
* Híng dÉn:
* Khi chØ côm I dïng ®iÖn( chØ K1 ®ãng):
+ C«ng suÊt ®Þnh møc trªn mçi côm:
2
P0= U 0
R
2
+ Khi ®ã c«ng suÊt tiªu thô trªn côm I: P 1 = U1
R
(1)
(2)( U1lµ hiÖu ®iÖn thÕ trªn côm
I khi chØ côm I dïng ®iÖn)
U1
P
1
1
U0
P0 1,1
U
U
U
R
1
� r1 0,1R
+ Theo bµi ra ta cã: 1 0 � 1
R R r1
U 0 R r1 1,1
+ Tõ (1) vµ (2) ta cã:
* Khi chØ côm II dïng ®iÖn( chØ K2 ®ãng):
2
+ Khi ®ã c«ng suÊt tiªu thô trªn côm II: P 2 = U 2
R
II khi chØ côm II dïng ®iÖn)
U2
P
1
2
U0
P0 1,15
R
U
2 � r2 0, 05 R
+ Theo bµi ra ta cã:
R r1 r2 U 0
(3)( U2lµ hiÖu ®iÖn thÕ trªn côm
+ Tõ (1) vµ (3) ta cã:
*Khi c¶ hai côm dïng ®iÖn (K1 vµ K2 ®Òu ®ãng) ta cã ®iÖn trë toµn m¹ch RM:
8
+ RM = r1+
+ Ta cã:
R R r2
R R r2
�0, 6122 R . §iÖn trë ®o¹n m¹ch AB: RAB =
�0,5122 R
2 R r2
2 R r2
U AB RAB 0,5122
U0
RM 0, 6122
* Gäi c«ng suÊt tiªu thô trªn côm I khi c¶ hai côm dïng ®iÖn lµ PI ta cã:
+
+ Ta cã:
PI U AB 2 0,51222
� PI 33,88 (KW)
P0 U 0 2
0, 61222
U CB
U
R
1
0,5122 1
� CB
.
�0, 7968
U AB R r2 1, 05
U 0 0, 6122 1, 05
* Gäi c«ng suÊt tiªu thô trªn côm II khi c¶ hai côm dïng ®iÖn lµ PII ta cã
+
PII U CB 2
0, 79682 � PII 30, 73 (KW)
P0 U 0 2
* VËy khi c¶ hai côm dïng ®iÖn th× tæng c«ng suÊt tiªu thô trªn hai côm lµ:
P = PI + PII � P = 64,61(KW)
Sù phô thuéc cña ®iÖn trë vµ chiÒu dµi, tiÕt diÖn vµ vËt
liÖu lµm d©y dÉn BiÕn trë
I. KiÕn thøc cÇn nhí.
1. §iÖn trë cña d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi chiÒu dµi d©y dÉn, víi ®iÖn trë suÊt cña
vËt liÖu lµm d©y dÉn, tØ lÖ nghÞch víi tiÕt diÖn cña d©y dÉn.
l
R=S
2 . BiÕn trë lµ lµ ®iÖn trë cã thÓ thay ®æi ®îc trÞ sè vµ sö dông ®Ó ®iÒu chØnh cêng ®é
dßng ®iÖn.
III. C¸c vÝ dô
VÝ dô 1. Trªn mét biÕn trë cã ghi 25 - 1A.
a) Con sè 25 - 1A cho biÕt ®iÒu g× ? HiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt ®îc phÐp ®Æt vµo
hai ®Çu biÕn trë lµ bao nhiªu ?
b) BiÕn trë lµm b»ng nicom cã ®iÖn trë suÊt 1.1.10-6m, cã chiÒu dµi 24m .
TÝnh tiÕt diÖn cña d©y dÉn dïng lµm biÕn trë ?
VÝ dô 2. Mét d©y dÉn lµm b»ng Constantan cã ®iÖn trë suÊt = 0.5.10-6 m, cã
chiÒu dµi l = 20m vµ cã tiÕt diÖn ®Òu S = 0.4mm2.
a) Con sè = 0.5.10-6 m cho biÕt ®iÒu g× ?
b) TÝnh ®iÖn trë cña d©y dÉn ®ã.
9
VÝ dô 3. §Æt vµo hai ®Çu mét cuén d©y dÉn lµm b»ng ®ång mét hiÖu ®iÖn thÕ U =
17V th× cêng ®é dßng ®iÖn qua d©y dÉn lµ I = 5A. BiÕt tiÕt diÖn cña d©y dÉn
lµ 1.5 mm, ®iÖn trë suÊt lµ 1.7.1-8 m . TÝnh chiÒu dµi cña d©y dÉn.
VÝ dô 4. Mét d©y dÉn lµm b»ng ®ång dµi 30m, cã tiÕt diÖn 1.5mm 2 ®îc m¾c vµo hiÖu
®iÖn thÕ 30.8V. TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua d©y dÉn nµy, biÕt = 1.7.108m
VÝ dô 5. Mét bãng ®Ìn cã ghi 18V - 1A m¾c nèi tiÕp víi mét biÕn trë con ch¹y ®Ó
sö dông víi hiÖu ®iÖn thÕ kh«ng ®æi 24V.
a) §iÒu chØnh ®Ó biÕn trë cã gi¸ trÞ R b = 12. TÝnh to¸n vµ nªu nhËn xÐt vÒ ®é
s¸ng cña bãng ®Ìn.
b) Hái ph¶i ®iÒu chØnh biÕn trë cã gi¸ trÞ bao nhiªu ®Ó ®Ìn s¸ng b×nh thêng ?
VÝ dô 6. Hai bãng ®Ìn cã cïng hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc lµ U 1 = U2 =6V, khi s¸ng
b×nh thêng c¸c bãng ®Ìn cã ®iÖn trë t¬ng øng lµ R1 = 6 vµ R2= 12 . CÇn
m¾c hai bãng nµy víi mét biÕn trë vµo hiÖu ®iÖn thÕ U = 9V ®Ó hai bãng
s¸ng b×nh thêng. VÏ s¬ ®å m¹ch ®iÖn trªn vµ tÝnh ®iÖn trë cña biÕn trë ®ã.
III. C¸c bµi tËp
Bµi 1. Mét biÕn trë con ch¹y cã ®iÖn trë lín nhÊt lµ 50. D©y ®iÖn trë cña biÕn trë lµ
mét hîp kim nicr«m
cã tiÕt diÖn 0,11mm2 vµ ®îc cuèn ®Òu xung quanh mét lâi sø trßn cã ®êng
kÝnh 2,5cm.
a)
TÝnh sè vßng d©y cña biÕn trë nµy.
b)
BiÕt cêng ®é dßng ®iÖn lín nhÊt mµ day nµy cã thÓ chÞu ®îc lµ 1,8A. Hái cã
thÓ ®Æt vµo hai ®Çu d©y cè ®Þnh cña biÕn trë mét hiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt lµ bao nhiªu
®Ó biÕn trë kh«ng bÞ háng.
Bµi 2. Mét bãng ®Ìn cã ghi 18V - 1A m¾c nèi tiÕp víi mét biÕn trë con ch¹y ®Ó sö
dông víi nguån ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ kkh«ng ®æi 24V.
a)
§iÒu chØnh biÕn trë ®Õn gi¸ trÞ Rb = 12. H·y tÝnh to¸n vµ nªu nhËn xÐt vÒ
®é s¸ng cña bãng ®Ìn.
b)
Hái ph¶i ®iÒu chØnh biÕn trë cã gi¸ trÞ ®iÖn trë bao nhiªu ®Ó ®Ìn cã thÓ s¸ng
b×nh thêng. Bá qua ®iÖn trë c¸c d©y nèi.
Bµi 3. Cã hai bãng ®Ìn mµ khi s¸ng b×nh thêng cã ®iÖn trë t¬ng øng lµ R1= 16 vµ
R2 = 12 . Dßng ®iÖn ch¹y qua hai ®Ìn ®Òu cã cêng ®é ®Þnh møc lµ I = 0,8A . Hai
®Ìn nµy ®îc m¾c nèi tiÕp víi nhau vµ víi mét biÕn trë vµo hai ®Çu ®o¹n m¹ch cã
hiÖu ®iÖn thÕ U = 28,4V.
a)
TÝnh ®iÖn trë cña biÕn trë ®Ó hai ®Ìn s¸ng b×nh thêng.
b)
Khi ®Ìn s¸ng b×nh thêng, sè vßng d©y cña biÕn trë cã dßng ®iÖn ch¹y qua chØ
b»ng 75% so víi tæng sè vßng d©y cña biÕn trë. TÝnh ®iÖn trë cña biÕn trë ?
Bµi 4. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ. AB lµ mét biÕn trë cã con ch¹y C.
Lóc ®Çu ®Èy con ch¹y C vÒ ®iÓm A ®Ó biÕn trë cã ®iÖn trë lín nhÊt.
C
a)
Khi dÞch chuyÓn con ch¹y C vÒ phÝa B th× ®é
s¸ng cña bãng ®Ìn thay ®æi nh thÕ nµo? Gi¶i thÝch?
A B
BiÕt ®iÖn trë cña bãng ®Ìn lµ R§ = 18 . §iÖn trë
10
toµn phÇn cña biÕn trë lµ 42 vµ con ch¹y C ë ®iÓm
chÝnh gi÷a AB. HiÖu ®iÖn thÕ do nguån cung cÊp
lµ 46,8V. TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua ®Ìn khi ®ã?
Bµi 5. Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ, trong ®ã bãng ®Ìn cã
hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc 24V vµ cêng ®é dßng ®iÖn
®Þnh møc 0,6A ®îc m¾c víi mét biÕn trë con ch¹y
®Ó sö dông víi nguån ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ kh«ng ®æi 30V.
a) §Ó ®Ìn s¸ng b×nh thêng th× ph¶i ®iÒu chØnh biÕn trë
cã ®iÖn trë lµ bao nhiªu? Bá qua ®iÖn trë ë d©y nèi.
b) NÕu biÕn trë cã ®iÖn trë lín nhÊt lµ 40 th× khi ®Ìn
s¸ng b×nh thêng dßng ®iÖn ch¹y qua bao nhiªu phÇn tr¨m ( %) tæng sè vßng
d©y cña biÕn trë?
§iÖn n¨ng, c«ng vµ c«ng suÊt, §Þnh luËt Jun Len- X¬
I. KiÕn thøc cÇn nhí
1. Sè o¸t (W) ghi trªn mçi dông cô ®iÖn cho biÕt c«ng suÊt ®Þnh møc cña mçi dông
cô ®ã. Khi ë hai ®Çu mét dông cô ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ b»ng hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh
møc th× nã ho¹t ®éng b×nh thêng vµ c«ng suÊt tiªu thô b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc.
2. C«ng thøc tÝnh c«ng suÊt ®iÖn.
P = UI = I2R =
U2
R
3. §iÖn n¨ng lµ n¨ng lîng cña dßng ®iÖn.
4. C«ng cña dßng ®iÖn s¶n ra trong mét m¹ch ®iÖn lµ sè ®o lîng ®iÖn n¨ng chuyÓn
ho¸ thµnh c¸c d¹ng n¨ng lîng kh¸c.
A = P.t = UIt
* Mçi sè ®Õm cña c«ng t¬ ®iÖn cho biÕt lîng ®iÖn n¨ng ®· sö dông trong 1
giê.
1 sè = 1kWh = 3 600 000 J
5. §Þnh luËt Jun-Len x¬.
Q = I2Rt
*
1 Jun = 0.24 calo
1 calo = 4.18 Jun
III. C¸c vÝ dô
VÝ dô 1. Trªn mét bãng ®Ìn cã ghi 6V - 3W.
a) Cho biÕt ý nghÜa c¸c con sè nµy ?
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn ®Þnh møc qua bãng ®Ìn ?
c) TÝnh ®iÖn trë cña bãng ®Ìn khi nã s¸ng b×nh thêng ?
VÝ dô 2. Khi m¾c mét bãng ®Ìn vµo hiÖu ®iÖn thÕ 30V th× dßng ®iÖn ch¹y qua nã cã
cêng ®é 0,75A.
a) TÝnh ®iÖn trë vµ c«ng suÊt ®iÖn cña bãng ®Ìn khi ®ã.
b) TÝnh nhiÖt lîng táa ra ë d©y tãc bãng ®Ìn trong thêi gian 30 phót ?
c) NÕu dïng bãng ®Ìn nµy víi hiÖu ®iÖn thÕ 36V th× c«ng suÊt tiªu thô cña
bãng ®Ìn lµ bao nhiªu?
VÝ dô 3. Mét bãng ®Ìn d©y tãc cã ghi 220V- 100W vµ mét bµn lµ cã ghi 220V 400W cïng ®îc m¾c
vµo æ lÊy ®iÖn 220V ë gia ®×nh.
11
a) TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch nµy.
b) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn ®Þnh møc cña mçi bãng ®Ìn
b) H·y chøng tá r»ng c«ng suÊt cña ®o¹n m¹ch b»ng tæng c«ng suÊt cña ®Ìn
vµ cña bµn lµ.
c) TÝnh ®iÖn n¨ng tiªu thô cña hai thiÕt bÞ trªn trong thêi gian 45 phót?
VÝ dô 4. Cho 2 bãng ®Ìn lÇn lît cã nghi : 120V - 40W vµ 120V - 60W. Trong hai trêng hîp sau, tÝnh cêng ®é dßng ®iÖn qua mçi ®Ìn vµ cho biÕt ®Ìn nµo s¸ng
h¬n?
a) Hai ®Ìn m¾c song song vµo m¹ch ®iÖn 120V.
b) Hai ®Ìn m¾c nèi tiÕp vµo m¹ch ®iÖn 240V.
IV. C¸c vÝ bµi tËp
Bµi 1. Trªn mét Êm ®iÖn cã ghi 220V - 770W.
a) TÝnh cêng ®é dßng ®iÖn ®Þnh møc cña Êm ®iÖn.
b) TÝnh ®iÖn trë cña Êm khi ho¹t ®éng b×nh thêng.
c) Dïng Êm nµy ®Ó nÊu níc trong thêi gian 30 phót ë hiÖu ®iÖn thÕ 220V .
TÝnh ®iÖn n¨ng tiªu thô cña Êm.
Bµi 2. Trªn hai bãng ®Ìn cã ghi 110V- 60W vµ 110V- 75W.
a) BiÕt t»ng d©y tãc cña hai bãng ®Ìn nµy ®Òu b»ng v«nfam vµ cã tiÕt diÖn
b»ng nhau. Hái d©y
tãc cña ®Ìn nµo cã ®é dµi lín h¬n vµ lín h¬n bao nhiªu lÇn?
b) Cã thÓ m¾c hai bãng ®Ìn nµy nèi tiÕp víi nhau vµo hiÖu ®iÖn thÕ 220V ®îc
kh«ng? T¹i sao?
Bµi 3. Trªn nh·n cña mét ®éng c¬ ®iÖn cã ghi 220V - 850W.
a) TÝnh c«ng cña dßng ®iÖn thùc hiÖn trong 45 phót nÕu ®éng c¬ ®îc dïng ë
hiÖu ®iÖn thÕ 220V.
b) NÕu hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo ®éng c¬ chØ lµ 195V th× ®iÖn n¨ng tiªu thô trong
45 phót lµ bao nhiªu?
Bµi 4. Trªn mét bãng ®Ìn d©y tãc cã ghi 220V - 100W.
a) TÝnh ®iÖn n¨ng sö dông trong 30 ngµy khi th¾p s¸ng b×nh thêng bãng ®Ìn
nµy mçi ngµy 6 giê.
b) M¾c nèi tiÕp bãng trªn ®©y víi mét bãng ®Ìn d©y tãc kh¸c cã ghhi 220V 75W vµ hiÖu ®iÖn thÕ 220V. TÝnh c«ng suÊt tiªu thô cña mçi ®Ìn vµ cña c¶
m¹ch. Coi ®iÖn trë cña c¸c bãng ®Ìn lµ kh«ng ®æi.
Bµi 5. Mét d©y dÉn lµm b»ng v«nfam cã p = 5,5. 10-8 .m, ®êng kÝnh tiÕt diÖn d =
1mm vµ chiÒu dµi
lµ l = 40m, ®Æt díi hiÖu ®iÖn thÕ U = 24V.
a) TÝnh ®iÖn trë cña d©y.
b) TÝnh nhiÖt lîng to¶ ra trªn d©y trong thêi gian 40 phót theo ®¬n vÞ jun vµ
calo.
Bµi 6. D©y xo¾n cña mét bÕp ®iÖn dµi 12m , tiÕt diÖn 0,2mm2 vµ ®iÖn trë suÊt p =
1,1.10-6 .m.
a) TÝnh ®iÖn trë cña d©y xo¾n.
b) TÝnh nhiÖt lîng to¶ ra trong 10 phót khi m¾c bÕp ®iÖn vµo hiÖu ®iÖn thÕ
220V.
12
c) Trong thêi gian 10 phót, bÕp nµy cã thÓ ®un s«i bao nhiªu lÝt níc tõ nhiÖt
®é 25oC. Cho nhiÖt dung riªng cña níc 4200J / Kg.K. Bá qua mäi sù mÊt
mÊt nhiÖt.
Bµi 7. Mét Êm ®iÖn cã ghi 220V - 600W ®îc sö dông víi hiÖu ®iÖn thÕ ®óng 220V
®Ó ®un s«i 2,2lÝt níc
Tõ nhiÖt ®é ban ®Çu lµ 27oC. Bá qua nhiÖt lîng lµm nãng vá Êm vµ nhiÖt lîng
to¶ vµo m«i trêng.
TÝnh thêi gian ®un s«i níc.
Bµi 8. Mét bÕp ®iÖn ho¹t ®éng liªn tôc trong 1 giê 30 phót ë hiÖu ®iÖn thÕ 220V. Khi
®ã sè chØ cña c«ng t¬ ®iÖn t¨ng thªm 2 sè. TÝnh ®iÖn n¨ng mµ bÕp ®iÖn sö
dông, c«ng suÊt cña bÕp ®iÖn vµ cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua bÕp trong thêi
gian trªn ?
Bµi 9. Trªn mét bãng ®Ìn d©y tãc cã ghi 220V - 100W.
a) TÝnh ®iÖn n¨ng bãng ®Ìn sö dông trong 30 ngµy, mçi ngµy 4 tiÕng.
b) M¾c nèi tiÕp bãng ®Ìn trªn víi mét bãng ®Ìn kh¸c cã ghi 220V - 75W vµo
hiÖu ®iÖn thÕ 220V. TÝnh c«ng suÊt tiªu thô cña mçi bãng vµ cña c¶ m¹ch.
Coi ®iÖn trë cña c¸c bãng ®Ìn lµ kh«ng ®æi.
Bµi tËp tæng hîp phÇn ®iÖn häc
Bài 1 .Cho mạch điện như hình vẽ,trong đó
R là điện trở toàn phần của một biến trở,Rb là điện trở của một bếp điện.
Biết Rb =
R
, điện trở của các dây nối
2
K
và khoá K không đáng kể.Đặt vào hai đầu
A
Hiệu điện thế không đổi U. Con chạy C nằm ở chính
giữa của biến trở.
a ) Khoá K đóng .Tính hiệu suất của mạch điện.
Xem công suất tiêu thụ trên bếp là công suất có ích.
13
B
C
U
b ) Mắc thêm một đèn loại 12V – 8W
song song với đoạn mạch AC của biến trở đồng thời mở khoá K.
Hỏi hiệu điện thế U và điện trở R thoả mãn điều kiện nào để đèn sáng bình thường.
Bµi gi¶i
a,Khóa K đóng mạch được vẽ lại
R/2
R/2
Rb
A
C
B
Điện trở của đoạn mạch CB: RCB
R
.Rb
R
2
R
4
Rb
2
Điện trở tương đương của đoạn mạch: RAB = RAC+RCB =
U
3
R
4
4U
Cường độ dòng điện qua mạch chính: I = R = 3R
AB
4U 2
3R
1
U CB = I .RCB = U
Hiệu điện thế hai đầu bếp điện:
3
2
2
U
2U
Công suất tiêu thụ của bếp điện: Pb = CB =
Rb
9R
P
H = b �0,167 � H = 16, 7%
Hiệu suất:
P
Công suất tiêu thụ của toàn mạch: P = U .I =
b, Khóa K mở và mắc đèn mạch được vẽ lại
R/2
A
C
Đèn sáng bình thường nên
Rb
B
Rđ
UAC = Uđ = 12V � UCB = U – 12
P
2
d
Cường độ dòng điện qua đèn: Iđ = U = 3 A
d
U
2 U
2 12 U - 12
I = + AC = CB � + =
R
R
Dòng điện qua mạch chính :
3
Rb
3 R
2
2
2
�U =
R
+ 24
3
BÀI 2: Hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có kí hiệu lần lượt là 2,5V - 1W và 6V- 3W, được
mắc như hình vẽ. Biết rằng các bóng đèn sáng bình thường. Tính:
a. Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu đoạn mạch.
R
b. Điện trở Rx và điện trở của mạch điện MN
Đ
M
x
1
Đ
Bµi gi¶i
14
2
N
a: Các bóng đèn sáng bình thường nghĩa là sáng đúng định mức, U và I qua đèn phải
bằng U và I định mức của các bóng đèn.
vậy hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch là :
UMN = U2 = 6 (V)
b. gọi U1 và UR là hiệu điện thế đặt vào đèn Đ1 và điện trở Rx
ta có : UMN = U1 + UR UR = UMN - U1 = 6 – 2,5 = 3,5 (V)
P
1
1
Dòng điện qua Rx cũng là dòng điện qua Đ1: I 1 U 2,5 0,4( A) ;
1
RX
U R 3,5
8,75()
I1
0,4
Gọi R1 , R2 là điện trở của đèn Đ1 , Đ2
R R1 .R2 8, 75 6, 25 .12 6,7()
U 2 2,5
U 2 62
R1 1
6, 25(); R2 2
12(); R X
P1
1
P2
3
RX R1 R2 8, 75 6, 25 12
2
R2
R1
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ:
Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là không đổi.
a. Chứng minh rằng: Nếu dòng điện qua am pe kế IA = 0
A
C
R1
R3
thì R = R .
2
4
UB
R3
R4
D
A
b. Cho U = 6V, R1 = 3 , R2 = R3 = R4 = 6 . Điện trở am pe kế
nhỏ không đáng kể. Xác định chiều dòng điện qua ampe kế và số chỉ của nó?
c. Thay am pe kế bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Hỏi vôn kế chỉ bao nhiêu? cực
dương của vôn kế mắc vào điểm C hay D.
Bµi gi¶i
Gọi dòng điện qua các điện trở R1, R2, R3, R4; và am pe kế tương ứng là: I 1, I2, I3, I4
và IA.
a) Theo bài ra IA = 0 nên I1 = I3 =
U
R1 R 3
; I2 = I4 =
U
R2 R 4
(1)
Ta có UCD = UA = IARA = 0 � UAC = UAD hay I1R1 = I2R2
Từ (1) và (2) ta có:
U.R1
U.R 2
R1 R3 R2 R 4
R1
R2
R1 R3 R2 R4
(2)
R3 R4
R1 R 2
b) Vì RA = 0 nên ta chập C với D. mạch điện có dạng:
(R1 // R2) nt(R3 // R4)
Ta có: R12 =
R1R2
3.6
2
R1 R2 3 6
I1
R1 R3
R2 R4
R1
C I3
R3
; R34 =
A
R3 R 4
6.6
3
R3 R 4 6 6
Hiệu điện thế trên R12: U12 =
�
A
U
R12
R12 R 34
= 2,4V
15
I2
I4
R2
D
R4
B
cường độ dòng điện qua R1 là I1 =
U12 2, 4
0,8A
R1
3
Hiệu điện thế trên R34: U34 = U U12 = 3,6V
cường độ dòng điện qua R3 là I3 =
U 34 3,6
0,6A
R3
6
Vì I3 < I1 dòng điện qua am pe kế có chiều từ C � D. Số chỉ của am pe kế là:
IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A
c) Theo bài ra RV = ∞ nối vào C, D thay cho am pe kế khi đó:
mạch điện có dạng: (R1 nt R3) // (R2 nt R4)
I1 = I 3 =
U
U
6
2
A;
R1 R3 3 6 3
Hiệu điện thế trên R1: U1 = I1R1 =
6
I2 = I4 = R R 6 6 = 0,5A
2
4
2
.3 = 2V
3
Hiệu điện thế trên R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V
Ta có U1 + UCD = U2 � UCD = U2 - U1 = 1V
Vôn kế chỉ 1V � cực dương vôn kế mắc vào C
Bài 4: Một "hộp đen" có 3 đầu ra, bên trong chứa một mạch điện gồm một nguồn
điện lý tưởng (không có điện trở trong) và một điện trở R chưa biết giá trị. Nếu mắc
một điện trở R0 đã biết giữa hai đầu 1 và 2 thì dòng điện qua điện trở này là I12 �0.
Nếu mắc R0 vào giữa hai đầu 1 và 3 thì dòng điện qua nó là I13 �0, đồng thời I13 �I12.
Còn khi mắc R0 vào giữa hai đầu 2 và 3 thì không có dòng điện đi qua. Hãy vẽ sơ đồ
mạch điện trong "hộp đen", xác định hiệu điện thế của nguồn điện và giá trị điện trở
R trong "hộp đen".
Bµi gi¶i
- Căn cứ vào các điều kiện bài ra ta có sơ đồ mạch điện của "hộp đen" như hình vẽ:
- Ta có: I12 =U/R0 (1);
I13 = U/(R + R0)
(2)
+
và I23 = 0 (3);
1
_
R
U
3
2
- Từ (1) và (2) ta tìm được:
U = I12.R0 và R = R0.(I12 - I13)/I13 ;
Bài 5 Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở trong mạch có giá trị chưa biết. Khi
mắc nguồn điện có hiệu điên thế U không đổi vào hai điểm A và C hoặc hai điểm B
và D thì công suất toả nhiệt trong mạch là như nhau và bằng P. Khi mắc nguồn điện
trên vào hai điểm B và C hoặc hai điểm A và D thì công suất toả nhiệt trong mạch
cũng như nhau và bằng 2P. Hỏi khi mắc nguồn trên vào hai điểm C và D thì công
suất toả nhiệt trong mạch là bao nhiêu (tính theo P)?
Bµi gi¶i
C
2
- Công suất của mạch điện: P U / R ; vì PAC PBD � RAC RBD ;
1
4
- Gọi các điện trở là R1 , R2 , R3 và R4 , ta có:
A
16
B
2
3
D
R1 ( R2 R3 R4)
R3 ( R1 R2 R4 )
;
R1 R2 R3 R4
R1 R2 R3 R4
khai triển và rút gọn ta có R1 R3 .
- Tương tự như trên ta có: RBC RAD � R 2 R4 .
- Theo bài ra: P U 2 / RAC và 2 P U 2 / RAD � RAC 2 RAD .
R 1 ( R1 2 R2 )
R2 (2 R1 R2 )
� R12 2 R1 R2 2 R22 0
Vậy : 2( R R ) 2. 2( R R )
1
2
1
2
RAC
RBD
(*)
Giải PT (*) với ẩn số R1 và loại nghiệm âm ta được: R1 R2 (1 3) .
U2
U2
PCD
; vì U = const nên : PCD .RCD PAC .RAC hay :
RCD ( R1 R2 ) / 2
PCD
2 3
.P
2 3
Bµi 6 : M¹ch ®iÖn cã s¬ ®å nh h×nh vÏ . trong ®ã R1 = 12
R2 = R3 = 6 ; UAB 12 v RA 0 ; Rv rÊt lín.
A
R1
a. TÝnh sè chØ cña ampekÕ, v«n kÕ vµ
c«ng suÊt thiªu thô ®iÖn cña ®o¹n m¹ch AB.
b. §æi am pe kÕ, v«n kÕ cho nhau .
Th× am pe kÕ vµ v«n kÕ chØ gi¸ trÞ bao nhiªu.
TÝnh c«ng suÊt cña ®o¹n m¹ch ®iÖn khi ®ã.
R3
B
v
Bµi gi¶i:
12.6
R1 // R2 nt R3 R = R1,2 + R3 =
6 = 10
v
12 6
U
R
Cêng ®é dßng tm I =
= 1,2 A
TÝnh U3 = I . R3 = 7,2 v v«n kÕ chØ 7,2 v
I2 =
U2
R2
= 0,8 A -> am pe kÕ chØ IA = 0,8 A
c. ( R1nt R3) // R2 I1,3 =
+ U3 = I3 . R3 = 4 v
+ IA = I2 =
U
2 A
R2
= 12 8
3
U
R1, 3
=
U1,2 = I R1,2 = 1,2 . 4 = 4,8 v
P = UI = 14, 4 w
2
A
3
v«n kÕ chØ 4 v
-> I = I1,3 + I2 =
2
8
2
3
3
(A)
+P=U.I
= 32 (w)
C©u 2:
Cho c¸c dông cô sau: mét nguån ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ kh«ng ®æi U =
12v hai bãng ®Ìn D1 ( 6 v - 0,4 A) §2 ( 6v - 0,1A) vµ mét biÕn trë Rb.
a. cã thÓ m¾c chóng thµnh m¹ch nh thÕ nµo ®Ó hai ®Ìn ®Òu s¸ng b×nh thêng vÏ s¬ ®å
m¹ch vµ tÝnh ®iÖn trë cña biÕn trë t¬ng øng víi mçi c¸ch m¾c ®ã.
b. TÝnh c«ng suÊt tiªu thô cña biÕn trë øng víi mçi s¬ ®å. Tõ ®ã suy ra dïng s¬ ®å
nµo cã lîi h¬n.
17
bµi gi¶i:
a. cã thÓ m¾c theo 2 s¬ ®å
+ S¬ ®å 1:
§Ó U1 = U2Rx = U 12 6 v
2
A §1
1
U2
Rx
=
62
20
B
Rx
1
1
§2
A
C
§1
= 1,8 w
* S¬ ®å 2 : U1,,2 =Ux' = 6v
62
12
§2
2
R2Rx = R1 = 15
15 60 R x
Rx = 20
Pb =
C
R'x = R12 ->
1
1
1
R' x 15 60
R'x = 12 P'x
=
=3w
b. So s¸nh Px vµ P'x ë hai s¬ ®å
P'x > Px ( 3w > 1,8 w) nªn ta chän s¬ ®å 1( c«ng xuÊt to¶ nhiÖt trªn Rx lµ v« Ých).
Bµi 7: 1. §Æt mét qu¶ cÇu trung hoµ ®iÖn ®îc treo b»ng d©y t¬ m¶nh vµo chÝnh gi÷a
hai b¶n kim lo¹i tÝch ®iÖn tr¸i dÊu nhau. BiÕt qu¶ cÇu kh«ng thÓ ch¹m hai b¶n kim
lo¹i. Qu¶ cÇu cã ®øng yªn hay kh«ng nÕu: a. Hai b¶n cã ®iÖn tÝch b»ng nhau. b. Mét
b¶n cã ®iÖn tÝch lín h¬n.
2. Cho s¬ ®å (h×nh vÏ 3). R=4 ; R1 lµ ®Ìn 6V – 3W; R2 lµ biÕn trë; UMN kh«ng
®æi b»ng 10V.
a. X¸c ®Þnh R2 ®Ó ®Ìn s¸ng b×nh thêng.b. X¸c ®Þnh R2 ®Ó c«ng suÊt tiªu thô cña R2 lµ
cùc ®¹i.
c. X¸c ®Þnh R2 ®Ó c«ng suÊt tiªu thô cña m¹ch song song cùc ®¹i.
M
N
R
R1
A
B
R2
Bµi gi¶i :
a. Do hëng øng nªn ë qu¶ cÇu xuÊt hiÖn c¸c ®iÖn tÝch. C¸c lùc hót vµ ®Èy gi÷a c¸c
®iÖn tÝch vµ c¸c b¶n cùc c©n b»ng nhau nªn qu¶ cÇu vÉn ë vÞ trÝ cò.
b. Khi b¶n d¬ng tÝch ®iÖn lín h¬n, th× c¸c lùc hót vµ ®Èy tõ hai b¶n lªn qu¶ cÇu
kh«ng cßn c©n b»ng nhau. KÕt qu¶ lµ lùc hót cña b¶n d¬ng lín h¬n nªn qu¶ cÇu bÞ
hót vÒ phÝa b¶n d¬ng. HiÖn tîng x¶y ra t¬ng tù nÕu b¶n ©m tÝch ®iÖn lín h¬n (qu¶
cÇu bÞ hót vÒ phÝa b¶n ©m. (Häc sinh tù vÏ h×nh minh ho¹)
2. a. Khi ®Ìn s¸ng b×nh thêng th×: U R2 = 6V ; I2 = I – I1. Víi I =(U0+Ud) R2 =
12
225
b. TÝnh RMN theo R2; I theo R2 vµ I2 theo R2 ta cã: P2 =
P2 cùc ®¹i khi R2 = 3
18
I 22
.R2. P2 = 4( R 3 ) 2
2
R2
c. + §Æt ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch song song lµ x th× c«ng suÊt tiªu thô cña
®o¹n m¹ch nµy lµ:PAB = x.I2 = x. 10/(4+x)2
Khi ®ã:
PAB cùc ®¹i khi x = 4 . VËy:
R2 = 6 «m.
Bµi 8 Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh díi, cã hai c«ng t¾c K1 vµ K2, biÕt c¸c ®iÖn trë
R1 = 12,5 ; R2 = 4, R3 = 6. HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch UMN = 48,5(V)
K2
a) K1 ®ãng, K2 ng¾t, t×m cêng ®é dßng ®iÖn
qua c¸c ®iÖn trë
b) K1 ng¾t, K2 ®ãng, cêng ®é dßng ®iÖn
trong m¹ch lóc nµy lµ 1A. TÝnh R4
R2
c) K1 vµ K2 cïng ®ãng. TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña c¶ m¹ch
R3vµ cêng ®é dßng ®iÖn cña m¹ch chÝnh.
Bµi gi¶i
a) Khi K1 ®ãng, K2 ng¾t, m¹ch ®iÖn cã R1 vµ R2 m¾c nèi tiÕp. VËy dßng ®iÖn qua
®iÖn trë lµ :
I
U MN
48,5
2,94(A)
R 1 R 2 12,5 4
b) Khi K1 ng¾t, K2 ®ãng. M¹ch ®iÖn gåm R1, R4 vµ R3 m¾c nèi tiÕp víi nhau
-> §iÖn trë t¬ng ®¬ng R1,4,3 = R1 + R4 + R3 =
U MN 48,5
48,5
I
1
VËy ®iÖn trë t¬ng ®¬ng R1,4,3 = 48,5 => R4 = R143 – R1 – R3 = 48,5 – 12,5 – 6 =
30
c) Khi K1 vµ K2 cïng ®ãng m¹ch ®iÖn gåm R1nt {R2 //(R3 nt R4)}
Ta cã : R3,4 = R3 + R4 = 6 + 30 = 36 =>
R 2,3,4
R 2 .R 3,4
R 2 R 3,4
4.36
3,6Ω
4 36
§iÖn trë t¬ng ®¬ng cña m¹ch lµ :RMN = R1 + R234 = 12,5 + 3,6 = 16,1
Cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh lµ : I
U MN 48,5
~ 3A
R MN 16,1
Bài 9 Cho mạch điện có sơ đồ sau. Biết UAB = 12V không đổi, R1 = 5 ; R2 = 25 ;
R3 = 20 . Nhánh DB có hai điện trở giống nhau và bằng r, khi hai điện trở r mắc
nối tiếp vôn kế V chỉ giá trị U1, khi hai điện trở r mắc song song vôn kế V chỉ giá trị
U2 = 3U1 :
R1
C
R2
1) Xác định giá trị của điện trở r ? ( vônkế có R = )
2) Khi nhánh DB chỉ có một điện trở r, vônkế V
chỉ giá trị bao nhiêu ?
A
V
3) Vônkế V đang chỉ giá trị U1 ( hai điện trở r
R3 D r
nối tiếp ). Để V chỉ số 0 chỉ cần :
+ Hoặc chuyển chỗ một điện trở, đó là điện trở nào
r
và chuyển nó đi đâu trong mạch điện ?
+ Hoặc đổi chỗ hai điện trở cho nhau, đó là những điện trở nào ?
19
Bµi gi¶i :
1) Do vônkế có điện trở vô cùng lớn nên ta có cách mắc ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt 2r ) .
Ta tính được cường độ dòng điện qua điện trở R1 là I1 = 0,4A; cường độ dòng điện
U
12
AB
qua R3 là I3 = R 2r 20 2r
3
UDC = UAC - UAD = I1.R1 - I3.R3 = 0,4.5 -
12.20
20 2r
=
4r 200
20 r
(1)
Ttự khi hai điện trở r mắc song song ta có cách mắc là ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt
r
2
) ; lý
luận như trên, ta có:
U’DC =
2r 400
40 r
(2) . Theo bài ta có U’DC = 3.UDC , từ (1) & (2) một phương
trình bậc 2 theo r; giải PT này ta được r = 20 ( loại giá trị r = - 100 ).
2) tính UAC & UAD ( tự giải )
ĐS : 4V
R AC
RCB
Phần
3) Khi vôn kế chỉ số 0 thì khi đó mạch cầu cân bằng và : R R (3)
AD
DB
+ Chuyển chỗ một điện trở : Để thoả mãn (3), ta nhận thấy có thể chuyển một điện
trở r lên nhánh AC và mắc nối tiếp với R1. Thật vậy, khi đó có RAC = r + R1 = 25 ;
RCB = 25 ; RAD = 20 và RDB = 20 (3) được thoả mãn.
+ Đổi chỗ hai điện trở : Để thoả mãn (3), có thể đổi chỗ R1 với một điện trở r ( lý
luận và trình bày tt )
Bài 10 Một ấm điện có 2 điện trở R1 và R2 . Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau thì
thời gian đun sôi nước đựng trong ấm là 50 phút. Nếu R1 và R2 mắc song song với
nhau thì thời gian đun sôi nước trong ấm lúc này là 12 phút. Bỏ qua sự mất nhiệt với
môi trường và các điều kiện đun nước là như nhau, hỏi nếu dùng riêng từng điện trở
thì thời gian đun sôi nước tương ứng là bao nhiêu ? Cho hiệu điện thế U là không
đổi . Bài gi¶i :
* Gọi Q (J) là nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sôi nước thì Q luôn
không đổi trong các trường hợp trên. Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 và t4 theo thứ tự là thời gian
bếp đun sôi nước tương ứng với khi dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; chỉ dùng
R1 và chỉ dùng R2 thì theo định luật Jun-lenxơ ta có :
U 2 .t 3 U 2 .t 4
U 2 .t1
U 2 .t 2
U 2 .t
Q
R1 .R2
R
R1 R2
R1
R2 (1)
R1 R2
* Ta tính R1 và R2 theo Q; U ; t1 và t2 :
+ Cũng từ (1) R1 . R2 =
+ Từ (1)
R1 + R2 =
U 2 .t 2
U 4 .t1 .t 2
.( R1 R2 )
Q
Q2
Theo định lí Vi-et thì R1 và R2 phải là nghiệm số của phương trình:
2
R -
U 2 .t1
Q
U 4 .t1.t 2
.R +
= 0 (1)
Q2
20
U 2 .t1
Q
- Xem thêm -
.DOC 
26 
389 
74 
