Bài tập Vật lý 9 Bài 3: Đoạn mạch nối tiếp
Đoạn mạch nối tiếp Vật lý 9 - Có đáp án
Bài 3 Vật lý lớp 9 - Đoạn mạch nối tiếp là một trong những nội dung cơ bản và trọng tâm trong chương trình điện học lớp 9. Việc hiểu rõ tính chất của đoạn mạch nối tiếp, cách tính hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện trở tương đương là nền tảng để giải quyết các bài tập từ cơ bản đến nâng cao. Trong tài liệu này, chúng tôi đã biên soạn đầy đủ bài tập Vật lý 9 bài Đoạn mạch nối tiếp có đáp án chi tiết, phân tích cụ thể từng bước giải, giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và nâng cao kỹ năng giải bài tập một cách hiệu quả.
Bản quyền thuộc về VnDoc.
Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép nhằm mục đích thương mại.
I. Công thức cho đoạn mạch mắc nối tiếp
Định luật Ôm
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.
Công thức định luật Ohm
\(I=\frac{U}{R}\)
- Đoạn mạch gồm n điện trở \({{R}_{1}},{{R}_{2}},{{R}_{3}},....,{{R}_{n}}\) mắc nối tiếp, ta có các tính chất sau:
+ Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở
\({{I}_{AB}}={{I}_{1}}={{I}_{2}}=....={{I}_{n}}\)
+ Hiệu điện thế giữa hai đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần
\({{U}_{AB}}={{U}_{1}}+{{U}_{2}}+....+{{U}_{n}}\)
+ Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:
\(\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}\)
- Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở thành phần:
\({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}+...+{{R}_{n}}\)
II. Bài tập Đoạn mạch nối tiếp có đáp án chi tiết
Bài 1: Cho mạch điện gồm \({{R}_{1}}=10\Omega ,{{R}_{2}}=15\Omega\) được mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế 9V.
a. Tính điện trở tương đương.
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính.
c. Tính hiệu điện thế giữa mỗi đầu điện trở.
Hướng dẫn giải
a. \({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=10+15=25\Omega\)
b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính \(I=\frac{U}{{{R}_{td}}}=\frac{9}{25}=0,36A\)
c. Do 2 điện trở được mắc nối tiếp nên
\({{I}_{1}}={{I}_{2}}=0,36A\Rightarrow \left\{ \begin{matrix}
{{U}_{1}}={{I}_{1}}.{{R}_{1}}=0,36.10=3,6V \\
{{U}_{2}}={{I}_{2}}.{{R}_{2}}=0,36.15=5,4V \\
\end{matrix} \right.\)
Bài 2: Cho 2 điện trở \({{R}_{1}}=20\Omega ,{{R}_{2}}=30\Omega\) được mắc nối tiếp nhau vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi là 12V
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch, qua mỗi điện trở.
c. Thay \({{R}_{2}}\) bằng điện trở \({{R}_{3}}\), cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch khi đó bằng \(0,5A\). Tính điện trở \({{R}_{3}}\).
Hướng dẫn giải
a. \({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=20+30=50\Omega\)
b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính \({{I}_{1}}={{I}_{2}}=I=\frac{U}{{{R}_{td}}}=\frac{12}{50}=0,24A\) (do 2 điện trở mắc nối tiếp)
c. Hiệu điện thế 12V không đổi, cường dộ dòng điện khi đó là 0,5 A nên \({{R}_{td}}'=\frac{U}{0,5}=\frac{12}{0,5}=24\Omega\)
Mặt khác \({{R}_{td}}'={{R}_{1}}+{{R}_{3}}=20+{{R}_{3}}=24\)\(\Rightarrow {{R}_{3}}=24-20=4\Omega\)
Bài 3: Điện trở \({{R}_{1}}=8\Omega\), và điện trở \({{R}_{2}}\) được mắc nối tiếp nhau vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi bằng 24V. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo được là \(1,5A\)
a. Tính hiệu điện thế mỗi đầu điện trở.
b. Tính \({{R}_{2}}\).
c. Thay \({{R}_{2}}\) bằng \({{R}_{3}}\). Hiệu điện thế hai đầu \({{R}_{1}}\) lúc này bằng 3V. Tính \({{R}_{3}}\).
Hướng dẫn giải
a. \({{R}_{td}}=\frac{U}{I}=\frac{24}{1,5}=16\Omega\)
Mặt khác \({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=8+{{R}_{2}}=16\Rightarrow {{R}_{2}}=8\)
Do các điện trở mắc nối tiếp với nhau nên \(I={{I}_{1}}={{I}_{2}}=1,5A\) mà \({{R}_{1}}={{R}_{2}}=8\Omega\)
\(\Rightarrow {{U}_{1}}={{U}_{2}}={{I}_{1}}.{{R}_{1}}=1,5.8=12V\)
c. Khi thay \({{R}_{2}}\) bằng \({{R}_{3}}\). Hiệu điện thế toàn mạch không đổi nên ta có:
\({{I}_{1}}=\frac{{{U}_{1}}}{{{R}_{1}}}=\frac{3}{8}=0,375A={{I}_{3}}=I\)
\({{U}_{3}}=U-U_1=12-3=9V\)
\(\Rightarrow {{R}_{3}}=\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}=\frac{9}{0,375}=24\Omega\)
Bài 4: Cho hai điện trở \({{R}_{1}}=15\Omega ,{{R}_{2}}=24\Omega\) mắc nối tiếp vào giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng \(2,5A\):
a. Tính điện trở tương đương của mạch.
b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, hai đầu mỗi điện trở.
c. Mắc thêm điện trở \({{R}_{3}}\) nối tiếp với đoạn mạch trên. Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch khi này bằng \(2A\). Tính điện trở \({{R}_{3}}\).
Hướng dẫn giải
a. Ta có:
\({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=15+24=39\Omega\)
\(\Rightarrow U=I.R=39.2,5=97,5V\)
b. Do hai điện trở mắc nối tiếp nên \(I={{I}_{1}}={{I}_{2}}=2,5A\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là: \(\left\{ \begin{matrix}
{{U}_{1}}={{I}_{1}}.{{R}_{1}}=2,5.15=37,5V \\
{{U}_{2}}={{I}_{2}}.{{R}_{2}}=2,5.24=60V \\
\end{matrix} \right.\)
c. Khi mắc thêm điện trở \({{R}_{3}}\) vào mạch điện thì hiệu điện thế toàn mạch không thay đổi, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng 2A. Khi đó
\({{R}_{td}}=\frac{U}{I}=\frac{97,5}{2}=48.75\Omega\) mặt khác \({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}=48.75\Omega \Rightarrow {{R}_{3}}=7,75\Omega\)
Bài 5: Cho đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp, biết U = 12V, cường độ dòng điện qua \({{R}_{1}}\) là \(0.5A, {{R}_{2}}=4{{R}_{1}}\). Tính \({{R}_{1}},{{R}_{2}}\).
Hướng dẫn giải
Do điện trở mắc nối tiếp nhau nên ta có: \({{I}_{1}}={{I}_{2}}=I=0,5A\)
\({{R}_{td}}=\frac{U}{I}=\frac{12}{0,5}=24\Omega\)
Mặt khác
\({{R}_{td}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}={{R}_{1}}+4{{R}_{1}}=5{{R}_{1}}=24\)
\(\Rightarrow {{R}_{1}}=\frac{24}{5}=4,8\Omega \Rightarrow {{R}_{2}}=4{{R}_{1}}=19,2\Omega\).
III. Bài tập trắc nghiệm tự rèn luyện có đáp án
Câu 1: Cho một mạch điện gồm 3 điện trở có giá trị lần lượt là R1 = 8Ω, R2 = 12Ω, R3 = 6Ω mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 65 V. Cường độ dòng điện qua mạch có thể là
A. I = 1,5A. B. I = 2,25A. C. I = 2,5 A. D. I = 3A.
Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 36V thì dòng điện chạy qua mạch có cường độ I = 4A. Người ta làm giảm cường độ dòng điện xuống còn 1,5A bằng cách nối thêm vào mạch một điện trở Rx. Giá trị Rx đó có thể nhận kết quả nào trong các kết quả sau?
A. Rx = 9Ω B. Rx = 15Ω C. Rx = 24Ω D. Một giá trị khác.
Câu 3: Hai điện trở R1 = 5 Ω và R2 = 10 Ω mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 4A. Thông tin nào sau đây là sai?
A. Điện trở tương đương của cả mạch là 15Ω.
B. Cường độ dòng điện qua điện trở R2 là 8A.
C. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là 60 V.
D. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là 20 V.
Câu 4: Cho hai điện trở R1 = 12 Ω và R2 = 18Ω được mắc nối tiếp với nhau. Mắc nối tiếp thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên, thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới là
A. R12 = 32Ω B. R12 = 38Ω C. R12 = 26Ω D. R12 = 50 Ω
Câu 5: Có ba điện trở R1 = 15Ω, R2 = 25Ω, R3 = 20Ω. Mắc ba điện trở này nối tiếp với nhau rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U = 90V. Để dòng điện trong mạch giảm đi chỉ còn một nửa, người ta mắc thêm vào mạch một điện trở R4. Điện trở R4 có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây.
A. R4 = 15Ω B. R4 = 25Ω C. R4 = 20Ω D. R4 = 60Ω
Câu 6: Có ba điện trở R1 = 15Ω, R2 = 25Ω, R3 = 20Ω. Mắc ba điện trở này nối tiếp với nhau rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U = 90V. Cường độ dòng điện trong mạch có thể nhận giá trị
A. I = 6A. B. I = 1,5A. C. I = 3,6A. D. I = 4,5A.
Câu 7: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, công thức nào sau đây là sai?
A. U = U1 + U2 + ... + Un. B. I = I1 = I2 = ... = In.
C. R = R1 = R2 = ... = Rn. D. R = R1 + R2 + ... + Rn.
Tài liệu quá dài để hiển thị hết — hãy nhấn Tải về để xem trọn bộ!
-------------------------------------------------------
Thông qua bộ bài tập Đoạn mạch nối tiếp Vật lý 9 có đáp án chi tiết, hy vọng các em học sinh sẽ nắm vững kiến thức trọng tâm, biết cách áp dụng công thức hợp lý và tự tin giải nhanh các dạng bài trong đề thi. Đừng quên theo dõi thêm các chuyên đề Vật lý 9 khác để học chắc, ôn kỹ và đạt điểm cao trong mọi kỳ thi!
