Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

C1 trang 59 SGK:

a)Hãy cho biết cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp có đặc điểm gì?

b)Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R₁,R₂ và R₃ mắc nối tiếp.

c)Hiệu điện thế U₁,U₂, U₃ giữa hai đầu các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc nối tiếp có quuan hệ như thế nào?

Trả lời:

a)Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp luôn bằng nhau.

b)Điện trở tương đương của đoạn mạch :R_tđ=R₁+R₂+ R₃    (11.1)

c)Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế thành phần. Thật vậy, nếu hai vế của (11.1) với cường độ dòng điện ta được:

U=U₁+U₂+U₃

C2 trang 59 SGK:

a)Hãy cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song có đặc điểm gì ?

b)Cường độ dòng điện I chạy qua mạch chính và I₁,I₂, I₃ chạy qua các mạch rẽ của một đoạn mạch gồm các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song có mối quan hệ như thế nào?

c)Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song.

Trả lời:

a)Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở đều bằng nhau U=U₁=U₂=U₃.

b)Cường độ dòng điện mạch chính I bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ:I=I₁+I₂+I₃    (11.2)

c)Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở và đưa và biểu thức (11.2) ta có

Suy ra điện trở tương đương của đoạn mạch song song

được tính bằng biểu thức sau :

C3 trang 60 SGK: Một mạch điện có sơ đồ hình 11.1, trong đó nguồn điện có suất điện động ε=6V và có điện trở trong r=2Ω, các điện trở R₁=5Ω,R₂=10Ω và R₃=3Ω.

a)Phân tích và cho biết các điện trở mạch ngoài của mạch điện có sơ đồ như hình 11.1 được mắc với nhau như thế nào? Từ đó nêu cách tìm điện trở tương đương của mạch ngoài này.

b)Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn và hiệu điện thế mạch ngoài U.

c)Tính hiệu điện thế U₁ giữa hai đầu điện trở R₁

Trả lời:

Các điện trở hình 11.1 được mắc nối tiếp với nhau nên điện trở tương đương của mạch ngoài là:R_N=R₁+R₂+R₃

a)Điện trở R_N của mạch ngoài: => R_N=18 Ω

b)Cường độ dòng điện I chạy qua nguồn :

Hiệu điện thế mạch ngoài U: U=R_N.I=18.0,3=5,4V

c)Hiệu điện thế U₁ giữa hai đầu điện trở R₁:

U₁=R₁.I=5.0,3=1,5V

C4 trang 60 SGK: Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ₁ có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ₂ loại 6V-4,5W; R_b là một biến trở .

Hãy nhận dạng các đèn Đ₁,Đ₂ và biến trở R_b của mạch điện có sơ đồ như hình 11.2 được mắc với nhau như thế nào?

Trả lời:

Ta thấy hình 11.2

[(R_b nối tiếp với Đ₂) song song với Đ₁].

C5 trang 61 SGK: Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ₁ có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ₂ loại 6V-4,5W; R_b là một biến trở .

Tính cường độ định mức I₁,I₂ của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường .

Trả lời:

Cường độ định mức I₁,I₂ của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường

C6 trang 61 SGK: Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ₁ có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ₂ loại 6V-4,5W; R_b là một biến trở .

Tính điện trở R₁ và R₂ tương ứng của các đèn khi sáng bình thường .

Trả lời:

Điện trở R₁ và R₂ tương ứng của các đèn khi sáng bình

C7 trang 61 SGK: Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ₁ có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ₂ loại 6V-4,5W; R_b là một biến trở .

Viết công thức tính công suất P_ng và hiệu suất H của nguồn điện

Trả lời:

Trong đó:

I=I₁+I₂=0,5+0,75=1,25A cường độ dòng điện chạy qua mạch chính U_N=U₁=12V

C8 trang 61 SGK: Có tám nguồn điện cùng lại với cùng suất điện động ε=11,5V và điện trở trong r=1Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V-6W . Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường.

Tính suất điện động ε_b và r_b của bộ nguồn như đề bài đã cho

Trả lời:

Suất điện động ε_b và r_b của bộ nguồn.

ε_b=m. ε và r_b=m.r/n

Trong đó : m=4; n=2

=> ε_b=4 ε=4.1,5=6V

Và r_b=4.r/2=2Ω

C9 trang 61 SGK: Có tám nguồn điện cùng lại với cùng suất điện động ε=11,5V và điện trở trong r=1Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V-6W . Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường.

Viết công thức tính P_b' của bộ nguồn, P_i của mỗi nguồn và hiệu điện thế U_i giữa hai cực của mỗi nguồn đó.

Trả lời: