Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm
Đóng
Điểm danh hàng ngày
  • Hôm nay +3
  • Ngày 2 +3
  • Ngày 3 +3
  • Ngày 4 +3
  • Ngày 5 +3
  • Ngày 6 +3
  • Ngày 7 +5
Bạn đã điểm danh Hôm nay và nhận 3 điểm!
Nhắn tin Zalo VNDOC để nhận tư vấn mua gói Thành viên hoặc tải tài liệu Hotline hỗ trợ: 0936 120 169

Bài tập vận dụng định luật Ôm

Lớp: Lớp 9
Môn: Vật Lý
Dạng tài liệu: Chuyên đề
Phân loại: Tài liệu Tính phí

Định luật Ôm là phần nội dung quan trọng trong chương trình Vật lý 9. Để giúp các em vận dụng định luật Ôm vào bài tập một cách thành thục, VnDoc xin chia sẻ tới các em bài Chuyên đề Vật lý lớp 9: Bài tập vận dụng định luật Ôm. Hy vọng với kiến thức trọng tâm và lời giải chi tiết sẽ giúp các em nắm chắc kiến thức cũng như vận dụng tốt vào giải bài tập. Chúc các em học, dưới đây là nội dung chi tiết các em tham khảo nhé.

A. Lý thuyết định luật Ôm (Ohm)

1. Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp

Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp:

chuyên đề vật lý 9

Cường độ dòng điện: IAB = I1 = I2 = ... = In

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: UAB = U1 + U2 + ... + Un

Điện trở tương đương: RAB = R1 + R2 + ... + Rn

2. Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch mắc song song

Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song:

chuyên đề vật lý 9

Cường độ dòng điện: IAB = I1 + I2 + ... + In

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: UAB = U1 + U2 + ... + Un

Điện trở tương đương:

\frac{1}{{{R_{AB}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ... + \frac{1}{{{R_n}}}\(\frac{1}{{{R_{AB}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ... + \frac{1}{{{R_n}}}\)

II. Cách giải bài tập định luật Ôm

1. Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp

Chia đoạn mạch mắc hỗn hợp thành nhiều đoạn mạch nhỏ sao cho trong mỗi đoạn nhỏ đó chỉ có một cách mắc. Sau đó áp dụng định luật Ôm cho từng đoạn mạch để tìm hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở theo yêu cầu của đề bài.

Ví dụ: Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản

Xét đoạn mạch AB. Ta chia AB thành 2 đoạn AC nối tiếp với CB.

chuyên đề vật lý 9

+ Cường độ dòng điện: I1 = I2 + I3;

\frac{{{I_2}}}{{{I_3}}} = \frac{{{R_3}}}{{{R_2}}}\(\frac{{{I_2}}}{{{I_3}}} = \frac{{{R_3}}}{{{R_2}}}\)

+ Hiệu điện thế:

\frac{{{U_{AB}}}}{{{U_{CB}}}} = \frac{{{R_{AC}}}}{{{R_{CB}}}}\(\frac{{{U_{AB}}}}{{{U_{CB}}}} = \frac{{{R_{AC}}}}{{{R_{CB}}}}\)

UCB = U2 = U3; UAC = U1

UAB = UAC + UCB = U1 + U2 = U1 + U3

+ Điện trở tương đương của đoạn CB: {R_{CB}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}\({R_{CB}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}\)

+ Điện trở tương đương của toàn mạch:

{R_{AB}} = {R_{AC}} + {R_{CB}} = {R_1} + \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}\({R_{AB}} = {R_{AC}} + {R_{CB}} = {R_1} + \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}\)

2. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm P, Q bất kỳ trên mạch điện

Nếu P, Q cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = IPQ.RPQ

Nếu P, Q không cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = UPM + UMQ

Với M là một điểm cùng nằm trên đoạn mạch rẽ chứa P, chứa Q.

Ví dụ: Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điểm C, D ở hình vẽ:

chuyên đề vật lý 9

- Tính U1 và U3

- Tính UCD = UCA + UAD

Với UCA = - UAC = - U1

UAD = U3

Vậy UCD = U3 – U1

B. Bài tập trắc nghiệm định luật Ohm cho toàn mạch

Câu 1: Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình vẽ là RAB =10 Ω , trong đó các điện trở R1 = 7 Ω ; R2 = 12 Ω. Hỏi điện trở Rx có giá trị nào dưới đây?

chuyên đề vật lý 9

A. 9 Ω  B. 5Ω  C. 15 Ω D. 4 Ω

 Hướng dẫn giải bài tập

Ta thấy R1 nt (R2 // Rx)

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:

R_{AB}=R_{1}+\frac{R_{2}.R_{x}}{R_{2} +R_{x}} =10\Omega\(R_{AB}=R_{1}+\frac{R_{2}.R_{x}}{R_{2} +R_{x}} =10\Omega\)

\Leftrightarrow 10=7+\frac{12.R_{x}}{12 +R_{x}} =10\Omega\(\Leftrightarrow 10=7+\frac{12.R_{x}}{12 +R_{x}} =10\Omega\)

=> Rx = 4 Ω

→ Đáp án D

Câu 2: Điện trở R1 = 6 Ω, R2 = 9 Ω, R3 = 15Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là I1 = 5A, I2 = 2A, I3 = 3A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau?

A. 45V B. 60V C. 93V D. 150V

   Hướng dẫn giải bài tập

3 điện trở mắc nối tiếp với nhau nên I = I1 = I2 = I3 = 2A (lấy giá trị nhỏ nhất vì nếu lấy giá trị lớn hơn thì điện trở bị hỏng).

Theo định luật Ôm, hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:

U = I.R = I.(R1 + R2 + R3) = 2.(6 + 9 + 15) = 60V

→ Đáp án B

Câu 3. Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I = 0,12A.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này.

b) Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua điện trở R1 có cường độ I1 gấp 1,5 lần cường độ I2 của dòng điện chạy qua điện trở R2. Tính điện trở R1 và R2.

A. R = 10 Ω, R1 = 4V, R2 = 6 Ω

B. R = 10Ω , R1 = 6V, R2 = 4 Ω

C. R = 2,4Ω , R1 = 4V, R2 = 6 Ω

D. R = 2,4Ω , R1 = 6V, R2 = 4 Ω

Hướng dẫn giải bài tập

Tóm tắt:

a) R1 nối tiếp R2; U = 1,2 V; I = 0,12 A; R = ?

b) R1 song song R2: I1 = 1,5I2, R1 = ?; R2 = ?

Lời giải:

a) R1 nối tiếp R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch:

R=R_{1}+R_{2}=\frac{U}{ I} =\frac{1,2}{0,12} =10\Omega\(R=R_{1}+R_{2}=\frac{U}{ I} =\frac{1,2}{0,12} =10\Omega\)

b) Vì R1 mắc song song R2 nên: U1 = U2 ⇔ I1.R1 = I1.R2

Mà I1 = 1,5I2 → 1,5I2.R1 = I2.R2 → 1,5R1 = R2

Từ (1) ta có R1 + R2 = 10Ω (2)

Thay R2 = 1,5R1 vào (2) ta được: R1 + 1,5R1 = 10 ⇒ 2,5R1 = 10 ⇒ R1 = 4Ω

⇒ R2 = 1,5.4 = 6Ω

→ Đáp án A

Câu 4: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

chuyên đề vật lý 9

Trong đó điện trở R1 = 14 , R2 = 8 , R3 = 24 . Dòng điện đi qua R1 có cường độ là I1 = 0,4A. Tính cường độ dòng điện I2, I3 tương ứng đi qua các điện trở R2 và R3.

A. I2 = 0,1A; I3 = 0,3A

B. I2 = 3A; I3 = 1A

C. I2 = 0,1A; I3 = 0,1A

D. I2 = 0,3A; I3 = 0,1A

Hướng dẫn giải bài tập

Ta thấy I1 = I23= 0,4A

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:

R_{AB}=R_{1}+ \frac{R_{2}.R_{3}}{R_{2} +R_{3}} =14+\frac{8.24}{8+24} =20\Omega\(R_{AB}=R_{1}+ \frac{R_{2}.R_{3}}{R_{2} +R_{3}} =14+\frac{8.24}{8+24} =20\Omega\)

Hiệu điện thế của mạch là:

U = I.RAB = 0,4.20 = 8 V 

U1 = I1.R1 = 0,4.14 = 5,6 V

U23 = U - U1 = 8 - 5,6 = 2,4 V 

U23 = U2 = U3 = 2,4V

Cường độ dòng điện qua điện trở R2

I_{2}=\frac{U_{2} }{R_{2}} =\frac{2,4}{8} = 0,3A\(I_{2}=\frac{U_{2} }{R_{2}} =\frac{2,4}{8} = 0,3A\)

Cường độ dòng điện qua điện trở R3:

I_{3}=\frac{U_{3} }{R_{3}} =\frac{2,4}{24} = 0,1A\(I_{3}=\frac{U_{3} }{R_{3}} =\frac{2,4}{24} = 0,1A\)

→ Đáp án D

Câu 5: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

chuyên đề vật lý 9

Trong đó có các điện trở R1 = 9Ω , R2 = 15Ω , R3 = 10Ω . Dòng điện đi qua R3 có cường độ là I3 = 0,3A. Tính hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch AB.

A. 6,5V B. 2,5V C. 7,5V D. 5,5V

Hướng dẫn giải bài tập

Điện trở tương đương của R2 và R3 là:

\frac{1}{R_{23} } =\frac{1}{R_{2}} +\frac{1}{R_{3}} = \frac{1}{15} +\frac{1}{10}\(\frac{1}{R_{23} } =\frac{1}{R_{2}} +\frac{1}{R_{3}} = \frac{1}{15} +\frac{1}{10}\)

=> R23 =  6 Ω

Hiệu điện thế giữa hai đầu R3 là:

U3 = I3.R3 = 0,3.10 = 3V 

=> U23 = U2 = U3 = 3 V (vì R2//R3)

Cường độ dòng điện qua R2

I_{2}=\frac{U_{2} }{R_{2}} =\frac{3}{15} = 0,2A\(I_{2}=\frac{U_{2} }{R_{2}} =\frac{3}{15} = 0,2A\)

Cường độ dòng điện qua R1

I = I1 = I2 + I3 = 0,3 + 0,2 = 0,5A

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB là:

UAB = I.R = I.(R23 + R1) = 0,5.(6 + 9) = 7,5 V

→ Đáp án C

C. Bài tập tự luận định luật Ôm cho toàn mạch

Câu 1. Cho mạch điện như hình vẽ:

chuyên đề vật lý 9

Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A, B là UAB = 30V, các điện trở R1 = 10Ω , R2 = 30Ω , R3 = 10Ω , R4 = 30Ω , R5 = 50Ω . Chứng minh cường độ dòng điện chạy qua R5 bằng 0.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có: UMN = UAN + UNM 

=> UMN = UAM - UAN = U1 - U2 = (1)

Theo sơ đồ: U1 + U3 = U2 + U4 = UAB

Theo đề bài: R1 = R3, R2 =R

=> U1 = U3 = U2 = U4 = UAB/2 

=> U1 - U2 = 0 (2) 

Từ (1) và (2)⇒ UMN = 0 ⇒ Cường độ dòng điện chạy qua R5 = 0

Câu 2. Cho mạch điện như hình vẽ:

chuyên đề vật lý 9

Trong đó R1 = 2 Ω , R2 = 6 Ω , R3 = 4 Ω, R4 = 10 Ω . Hiệu điện thế UAB = 28V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở.

c) Tính các hiệu điện thế UAC và UCD.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

a) Ta có:

\begin{matrix}
  {R_{23}} = {R_2} + {R_3} = 6 + 4 = 10\left( \Omega  \right) \hfill \\
  {R_{234}} = \dfrac{{{R_{23}}.{R_4}}}{{{R_{23}} + {R_4}}} = \dfrac{{10.10}}{{10 + 10}} = 5\left( \Omega  \right) \hfill \\ 
\end{matrix}\(\begin{matrix} {R_{23}} = {R_2} + {R_3} = 6 + 4 = 10\left( \Omega \right) \hfill \\ {R_{234}} = \dfrac{{{R_{23}}.{R_4}}}{{{R_{23}} + {R_4}}} = \dfrac{{10.10}}{{10 + 10}} = 5\left( \Omega \right) \hfill \\ \end{matrix}\)
Điện trở tương đương của đoạn mạch R = {R_1} + {R_{234}} = 2 + 5 = 7\left( \Omega  \right)\(R = {R_1} + {R_{234}} = 2 + 5 = 7\left( \Omega \right)\)
b. Dòng điện qua R_1\(R_1\) là: {I_1} = I = \frac{{{U_{AB}}}}{R} = \frac{{28}}{7} = 4\left( A \right)\({I_1} = I = \frac{{{U_{AB}}}}{R} = \frac{{28}}{7} = 4\left( A \right)\)
Hiệu điện thế: {U_{CB}} = I.{R_{CB}} = I.{R_{234}} = 4.5 = 20\left( V \right)\({U_{CB}} = I.{R_{CB}} = I.{R_{234}} = 4.5 = 20\left( V \right)\)
Dòng điện qua {R_2};{R_3}\({R_2};{R_3}\): {I_3} = {I_2} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_{CB}}}} = \frac{{20}}{{10}} = 2\left( A \right)\({I_3} = {I_2} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_{CB}}}} = \frac{{20}}{{10}} = 2\left( A \right)\)
Dòng điện qua R_4\(R_4\) là: {I_4} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_4}}} = \frac{{20}}{{10}} = 2\left( A \right)\({I_4} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_4}}} = \frac{{20}}{{10}} = 2\left( A \right)\)
c. Các hiệu điện thế: \left\{ \begin{gathered}
  {U_{AC}} = {I_1}{R_1} = 4.2 = 8\left( V \right) \hfill \\
  {U_{CD}} = {I_2}{R_2} = 2.6 = 12\left( V \right) \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\(\left\{ \begin{gathered} {U_{AC}} = {I_1}{R_1} = 4.2 = 8\left( V \right) \hfill \\ {U_{CD}} = {I_2}{R_2} = 2.6 = 12\left( V \right) \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Câu 3. Từ hai loại điện trở R1 = 1Ω , R2 = 4Ω . Hãy chọn và mắc thành một mạch điện nối tiếp để khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế 32,5V thì dòng điện qua mạch là 2,5A.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Điện trở của mạch: chuyên đề vật lý 9

Gọi x và y là số điện trở loại 1 Ω và 4 Ω mắc vào mạch

Ta có: x + 4y = 13 ⇒ x = 13 – 4y

Với x, y là các số nguyên dương và x ≤ 13 , y < 4

Lập bảng ta có 4 phương án mắc mạch điện với số các điện trở như sau:

x 13 9 5 1
y 0 1 2 3

Câu 4. Cho mạch điện như hình vẽ

chuyên đề vật lý 9

Biết Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch UAB = 60V. R1 = 9Ω , R2 = 15Ω , R3 = 10Ω , R4 = 18.

a) Tính điện trở tương đương của mạch điện.

b) Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và trong mạch chính

c) Tính hiệu điện thế UNM

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

a. Ta có: \left\{ \begin{gathered}
  {R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 20\left( \Omega  \right) \hfill \\
  {R_{34}} = {R_3} + {R_4} = 30\left( \Omega  \right) \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\(\left\{ \begin{gathered} {R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 20\left( \Omega \right) \hfill \\ {R_{34}} = {R_3} + {R_4} = 30\left( \Omega \right) \hfill \\ \end{gathered} \right.\)
Điện trở tương đương của đoạn mạch: {R_{td}} = \frac{{{R_{12}}.{R_{34}}}}{{{R_{12}} + {R_{34}}}} = \frac{{20.30}}{{20 + 30}} = 12\left( \Omega  \right)\({R_{td}} = \frac{{{R_{12}}.{R_{34}}}}{{{R_{12}} + {R_{34}}}} = \frac{{20.30}}{{20 + 30}} = 12\left( \Omega \right)\)
b. Cường độ dòng điện trong mạch chính: I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{60}}{{12}} = 5\left( A \right)\(I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{60}}{{12}} = 5\left( A \right)\)
Cường độ dòng điện chạy qua các điện trở R_1;R_2\(R_1;R_2\): {I_1} = {I_2} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{12}}}} = \frac{{60}}{{20}} = 3\left( A \right)\({I_1} = {I_2} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{12}}}} = \frac{{60}}{{20}} = 3\left( A \right)\)
Cường độ dòng diện chạy qua các điện trở R_3;R_4\(R_3;R_4\): {I_3} = {I_4} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{34}}}} = \frac{{60}}{{30}} = 2\left( A \right)\({I_3} = {I_4} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{34}}}} = \frac{{60}}{{30}} = 2\left( A \right)\)

c) Ta có

UMB = I2.R2 = 2.16 = 32 V

UNB = I4.R4 = 2.18 = 36 V

Hiệu điện thế

UNM = UNB + UBM = UNB – UBM = 36 – 32 = 4V

Câu 5. Cho mạch điện như hình vẽ

chuyên đề vật lý 9

Biết R1 = 8 Ω, R2 = 12 Ω, R3 = 4 Ω, Rx có thể thay đổi được. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch UAB = 48V.

a) Khi Rx = R1. Xác định dòng điện qua Rx và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3.

b) Xác định giá trị Rx để cho cường độ dòng điện trong hai nhánh rẽ bằng nhau. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính khi đó.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

a) Dòng điện qua Rx: {I_3} = {I_X} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{3X}}}} = \frac{{48}}{{4 + 8}} = 4\left( A \right)\({I_3} = {I_X} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{3X}}}} = \frac{{48}}{{4 + 8}} = 4\left( A \right)\)

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3:

U3 = I3.R3 = 4.4 = 16V

b) Muốn cường độ dòng điện trong hai nhánh rẽ bằng nhau thì điện trở tương đương của hai nhánh phải bằng nhau:

Ta có: R1 + R2 = R3 + Rx => Rx = R1 + R2 – R3 = 8 + 12 – 4 = 16 Ω

Điện trở tương đương của mạch: {R_{AB}} = \frac{{{R_1} + {R_2}}}{2} = 10\left( \Omega  \right)\({R_{AB}} = \frac{{{R_1} + {R_2}}}{2} = 10\left( \Omega \right)\)

Cường độ dòng điện trong mạch chính: I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{48}}{{10}} = 4,8\left( \Omega  \right)\(I = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{48}}{{10}} = 4,8\left( \Omega \right)\)

Câu 6. (Nâng cao) Có hai điện trở R1 và R2, nếu mắc nối tiếp thì điện trở tương đương của đoạn mạch gấp 6.25 lần khi mắc song song.

a. Tính tỉ số giữa hai điện trở.

b. Cho điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp là 100\Omega\(\Omega\). Tính giá trị mỗi điện trở.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp: Rnt = R1+ R2

Điện trở tương đương của đoạn mạch song song: R//=\frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1} + R_{2}}\(\frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1} + R_{2}}\)

Theo đề ta có:

\frac{R_{nt}}{R_{//}} = 6,25
\Leftrightarrow \frac{R_{1} + R_{2}}{\frac{R_{1.}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}}
= 6.25 \Leftrightarrow \frac{(R_{1} + R_{2})}{R_{1}.R_{2}} =
6.25\(\frac{R_{nt}}{R_{//}} = 6,25 \Leftrightarrow \frac{R_{1} + R_{2}}{\frac{R_{1.}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}} = 6.25 \Leftrightarrow \frac{(R_{1} + R_{2})}{R_{1}.R_{2}} = 6.25\)

\Rightarrow \frac{{R^{2}}_{1} +
2R_{1}R_{2} + {R^{2}}_{2}}{R_{1}R_{2}} = 6,25 \Leftrightarrow
\frac{R_{1}}{R_{2}} + \frac{R_{2}}{R_{1}} + 2 = 6,25\(\Rightarrow \frac{{R^{2}}_{1} + 2R_{1}R_{2} + {R^{2}}_{2}}{R_{1}R_{2}} = 6,25 \Leftrightarrow \frac{R_{1}}{R_{2}} + \frac{R_{2}}{R_{1}} + 2 = 6,25\)

Đặt \frac{R_{2}}{R_{2}} = x\(\frac{R_{2}}{R_{2}} = x\) (x > 0); Phương trình trên có thể viết lại: x+ 1/x = 4,25 ( * )

Giải phương trình (*) ta được: x = 4 và x = 1/4.

Vậy tỉ số giữa R1 và R2 là: \frac{R_{1}}{R_{2}} = 4\(\frac{R_{1}}{R_{2}} = 4\)

b. Ta có: \frac{R_{1}}{R_{2}} =
4\(\frac{R_{1}}{R_{2}} = 4\) (1) R1 + R2= 100 (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra R1=80\Omega\(\Omega\) ; R2 20\Omega\(\Omega\).

Câu 7. Giữa 2 điểm M và N của một mạch điện có hiệu điện thế luôn không đổi U= 120V, người ta mắc 2 điện trở R1 và R2. Nếu mắc nối tiếp thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 144W; Nếu mắc song song thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 600W. Tính điện trở R1 và R2.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Công suất tiêu thụ của đoạn MN khi R1 và R2 mắc nối tiếp

Pnt=\frac{U^{2}}{R_{nt}} =
\frac{U^{2}}{R_{1} + R_{2}} = > R_{1} + R_{2} = \frac{U^{2}}{P_{nt}}
= \frac{14400}{144} = 100\Omega\(\frac{U^{2}}{R_{nt}} = \frac{U^{2}}{R_{1} + R_{2}} = > R_{1} + R_{2} = \frac{U^{2}}{P_{nt}} = \frac{14400}{144} = 100\Omega\) (1)

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi R1//R2

P//=\frac{U^{2}}{R_{//}} =
\frac{U^{2}}{\frac{R_{1.}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}} = \frac{U^{2}(R_{1} +
R_{2})}{R_{1.}R_{2}} = > R_{1.}R_{2} = \frac{U^{2}(R_{1} +
R_{2})}{P_{//}} = \frac{U^{2}.100}{600} = 2400\Omega\(\frac{U^{2}}{R_{//}} = \frac{U^{2}}{\frac{R_{1.}R_{2}}{R_{1} + R_{2}}} = \frac{U^{2}(R_{1} + R_{2})}{R_{1.}R_{2}} = > R_{1.}R_{2} = \frac{U^{2}(R_{1} + R_{2})}{P_{//}} = \frac{U^{2}.100}{600} = 2400\Omega\)( 2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được:

R1= 60\Omega\(\Omega\) ; R2= 40\Omega\(\Omega\) Hoặc R1=40\Omega\(\Omega\) ; R2= 60 \Omega\(\Omega\)

Câu 8 (nâng cao). Hai điện trở, R = 4\Omega\(\Omega\) và r mắc nối tiếp vào hai điểm có hiệu điện thế U = 24V. Khi thay đổi giá trị của r thì công suất tỏa nhiệt trên r thay đổi và đạt giá trị cực đạị Tính giá trị cực đại đó.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Cách 1:

Gọi I là cường độ dòng điện chạy trong mạch.

Hiệu điện thế hai đầu điện trở r: Ur = U – RI = 24 – 4Ị

Công suất tiệu thụ trên r: P = Ur.I = ( 24- 4I) Ị

\Rightarrow\(\Rightarrow\)4I2 – 24I + P = 0

Vì phương trình luôn có nghiệm nên: \Delta \geq 0\(\Delta \geq 0\)

\Rightarrow\(\Rightarrow\)242 - 4.4P \geq 0 \Rightarrow P \leq 36 \Rightarrow
p_{\max} = 36W\(\geq 0 \Rightarrow P \leq 36 \Rightarrow p_{\max} = 36W\)

Cách 2:

Cường độ dòng điện qua mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:I = \frac{U}{R + r} = \frac{24}{4 +
r}\(I = \frac{U}{R + r} = \frac{24}{4 + r}\)

Công suất tỏa nhiệt trên r:

P = rI2 = \frac{r.24^{2}}{(4 +
r)^{2}} = \frac{r.576}{16 + 8r + r^{2}} = \frac{576}{r + \frac{16}{r} +
8}\(\frac{r.24^{2}}{(4 + r)^{2}} = \frac{r.576}{16 + 8r + r^{2}} = \frac{576}{r + \frac{16}{r} + 8}\) (1)

Dựa vào bất đẳng thức Côsi: \frac{a +
b}{2} \geq \sqrt{ab} \Leftrightarrow a + b \geq 2\sqrt{ab}(a,b \geq
0)\(\frac{a + b}{2} \geq \sqrt{ab} \Leftrightarrow a + b \geq 2\sqrt{ab}(a,b \geq 0)\)

=> r + \frac{16}{r} \geq
2\sqrt{r.(\frac{16}{r})} = 8\(r + \frac{16}{r} \geq 2\sqrt{r.(\frac{16}{r})} = 8\)

Khi mẫu số của biểu thức (1) cực tiểu thì P cực đại:Pmax=576/(8+8) = 36W

Từ (1) ta suy ra: r2 + ( 8 – 576/P)r + 16 = 0 (2)

Vì phương trình (2) luôn luôn có nghiệm số nên: \Delta \geq 0\(\Delta \geq 0\)

\Rightarrow\(\Rightarrow\) ( 8 – 576/P )2 - 64\geq 0 \Rightarrow
\frac{576}{P} \geq 16 \Rightarrow P \leq 36 \Rightarrow P_{\max} =
36W\(\geq 0 \Rightarrow \frac{576}{P} \geq 16 \Rightarrow P \leq 36 \Rightarrow P_{\max} = 36W\)

Câu 9. Điện trở R mắc vào hiệu điện thế U = 160V không đổị Tiêu thụ công suất P = 320W.

a) Tính R và cường độ dòng điện qua R.

b) Thay R bằng hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp. R1 = 10\Omega\(\Omega\) khi này công suất tiêu thụ của R2 là P2 = 480W. Tính I qua R2 và giá trị của R2.

Biết R2 chịu được dòng điện không quá 10Ạ

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

a. Cường độ dòng điện đi qua R: I =
\frac{P}{U} = \frac{320}{160} = 2A\(I = \frac{P}{U} = \frac{320}{160} = 2A\)

Điện trở R cần tìm: R = \frac{U}{I} =
\frac{160}{2} = 80\Omega\(R = \frac{U}{I} = \frac{160}{2} = 80\Omega\)

b. Cách 1:

Cường độ dòng điện qua R1: I =
\frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{160}{10 + R_{2}}\(I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{160}{10 + R_{2}}\)

Công suất tỏa nhiệt trên R2: P2 = R2.I2 = \frac{R_{2}.160^{2}}{(10 + R_{2})^{2}} =
480\(\frac{R_{2}.160^{2}}{(10 + R_{2})^{2}} = 480\) (1)

\Rightarrow\(\Rightarrow\)3R22 – 100R2 + 300 = 0

\Delta\(\Delta' = 50^{2} - 900 = 1600 = 40^{2}\)

\Rightarrow\(\Rightarrow\)R2 = 30\Omega\(\Omega\). Hoặc R2 = 3,33\Omega\(\Omega\).

Nếu R2 = 30\Omega\(\Omega\) \Rightarrow\(\Rightarrow\) I = 4A < 10A nhận kết quả nàỵ

Nếu R2 = 3,33\Omega\(\Omega\) \Rightarrow\(\Rightarrow\) I = 12A kết quả này không phù hợp ( loại)

Cách 2:

Gọi I là cường độ dòng điện chạy qua mạch.

Hiệu điện thế hai đầu R2: U2 = U – R1I = 160 – 10I

Công suất tiêu thụ trên R2: P2 = U2I = (160 – 10I)I = 480

I2 – 16I + 48 =0 (2)

\Delta\(\Delta' = 8^{2} - 48 = 16 = 4^{2}\)

Nghiệm của phương trình(2) là:I1 = 4A (nhận kết quả này); hoặc I1 = 12A ( loại)

----------------------------------------------------------
Như vậy VnDoc đã chia sẻ Bài tập vận dụng định luật Ôm. Hy vọng với tài liệu này sẽ giúp cho các em nắm chắc kiến thức được học về định luật Ôm trong quá trình ôn tập và làm bài tập tại nhà, từ đó học tốt môn Vật lý hơn.
Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!
Đóng
79.000 / tháng
Đặc quyền các gói Thành viên
PRO
Phổ biến nhất
PRO+
Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp
30 lượt tải tài liệu
Xem nội dung bài viết
Trải nghiệm Không quảng cáo
Làm bài trắc nghiệm không giới hạn
Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%

Có thể bạn quan tâm

Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!
Số điện thoại này đã được xác thực!
Bạn có thể dùng Sđt này đăng nhập tại đây!
Lỗi gửi SMS, liên hệ Admin
Sắp xếp theo
🖼️

Chuyên đề Vật lý 9

Xem thêm
🖼️

Gợi ý cho bạn

Xem thêm