Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

Soạn Khoa học tự nhiên lớp 9 bài 9

Bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song. Đây là lời giải hay cho các câu hỏi trong SGK nằm trong chương trình giảng dạy môn Khoa học tự nhiên lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh. Mời thầy cô cùng các bạn học sinh tham khảo

A. Hoạt động khởi động

1. Trong đoạn mạch nối tiếp gồm hai điện trở (Hình 9.1).

Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

a, Cường độ dòng điện có thay đổi không khi dòng điện chạy qua điện trở R₁ và R₂?

b, Độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện thành phần R₁ và R₂?

c, Giá trị điện trở của đoạn mạch DB có quan hệ như thế nào với giá trị các điện trở thành phần R₁ và R₂?

Bài làm:

a, Cường độ dòng điện không thay đổi khi dòng điện chạy qua điện trở R₁ và R₂.

b, Độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch lớn hơn và bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện thành phần R₁ và R₂.

c, Giá trị điện trở của đoạn mạch DB lớn hơn và bằng tổng giá trị các điện trở thành phần R₁ và R₂.

2. Trong đoạn mạch song song có hai điện trở (hình 9.2).

Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

a, Độ lớn cường độ dòng điện trong mạch chính có quan hệ như thế nào với cường độ dòng điện trong mạch rẽ có điện trở R₁ và R₂?

b, Độ lớn của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có quan hệ như thế nào với độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R₁ và R₂?

c, Giá trị điện trở của toàn mạch có quan hệ thế nào với giá trị các điện trở R₁ và R₂?

Bài làm:

a, Độ lớn cường độ dòng điện trong mạch chính lớn hơn và bằng tổng các cường độ dòng điện trong mạch rẽ có điện trở R₁ và R₂.

b, Độ lớn của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R₁ và R₂.

c, Giá trị điện trở của toàn mạch nhỏ hơn giá trị các điện trở R₁ và R₂. $R=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}$ $R=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}$

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. Đoạn mạch nối tiếp

1. Cường độ dòng điện trong mạch nối tiếp

Từ hình 9.1 hãy cho biết để khảo sát xem độ lớn của cường độ dòng điện có thay đổi không khi chạy qua từng điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp thì cần mắc ampe kế ở những vị trí nào? Trả lời câu hỏi bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Theo quy ước ở mạch ngoài, chiều dòng điện chạy từ cực (+) của nguồn điện qua vật dẫn đến cực (-) của nguồn điện. Vậy, để đo cường độ dòng điện được gọi là "chưa đi qua điện trở nào", cần lắp ampe kế ở vị trí .................... hoặc .................... Để đo cường độ dòng điện đã chạy qua R₁ thì cần lắp ampe kế ở vị trí .............. Để đo cường độ dòng điện đã chạy qua R₂ thì lắp ampe kế ở vị trí ................

Bài làm:

Theo quy ước ở mạch ngoài, chiều dòng điện chạy từ cực (+) của nguồn điện qua vật dẫn đến cực (-) của nguồn điện. Vậy, để đo cường độ dòng điện được gọi là "chưa đi qua điện trở nào", cần lắp ampe kế ở vị trí .................... hoặc B. Để đo cường độ dòng điện đã chạy qua R₁ thì cần lắp ampe kế ở vị trí D. Để đo cường độ dòng điện đã chạy qua R₂ thì lắp ampe kế ở vị trí C.

Rút ra kết luận bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Độ lớn của cường độ dòng điện ..................... khi dòng điện chạy qua từng điện trở R₁ và R₂. Cường độ dòng điện trong mạch mắc nối tiếp có giá trị .................... ở mọi điểm.

I = ....... = .........

Bài làm:

Độ lớn của cường độ dòng điện không đổi khi dòng điện chạy qua từng điện trở R₁ và R₂. Cường độ dòng điện trong mạch mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau ở mọi điểm.

I = I₂ = I₃

2. Hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

Từ hình 9.1, cho biết để khảo sát xem độ lớn của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu từng điện trở R₁, R₂ thì cần làm như thế nào? Trả lời bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Trước hết cần đo hiệu điện thế giữa hai đầu .................... và hiệu điện thế giữa hai đầu ............. Sau đó so sánh chúng với nhau.

Bài làm:

Trước hết cần đo hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. Sau đó so sánh chúng với nhau.

Rút ra kết luận trả lời câu hỏi 1b bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch ..................................... hiệu điện thế U₁ và U₂ giữa hai đầu từng điện trở R₁ và R₂:

U = ...........................

Bài làm:

Hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế U₁ và U₂ giữa hai đầu từng điện trở R₁ và R₂:

U = U₁ + U₂

3. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.

Để xác định điện trở của toàn mạch ở hình 9.1, không thể sử dụng ôm kế để đo giá trị điện trở đang lắp trong mạch điện. Vậy bằng cách nào có thể xác định được điện trở của đoạn mạch nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂?

Bài làm:

Dùng Vôn kê, ampe kế để xác định hiệu điện thế, cường độ dòng điện của đoạn mạch nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂

Áp dụng định luật Ôm: $I= \frac{U}{R} \rightarrow R=...$ $I= \frac{U}{R} \rightarrow R=...$

a, Chứng minh công thức tính điện trở của đoạn mạch nối tiếp (được gọi là điện trở tương đương R_tđ của đoạn mạch mắc nối tiếp) gồm hai điện trở R₁ và R₂:

R_tđ = R₁ + R₂

b, Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng công thức R_tđ = R₁ + R₂bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Mắc mạch điện như sơ đồ hình 9.3, trong đó R₁, R₂, và U_AB đã biết. Giữ giá trị U_AB ...................., đo I_AB; sau đó ...................R₁, R₂ bằng điện trở tương đương R_tđ, đo I'_AB. So sánh I'_AB với I_AB.

Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

Bài làm:

a, Có:

U = I . R_tđ

U₁ = I₁ . R₁

U₂= I₂ . R₂

Có: U = U₁ + U₂ = I₁ . R₁ + I₂ . R₂ = I . R_tđ

Mà trong đoạn mạch nối tiếp I = I₁ = I₂

⇒ R_tđ = R₁ + R₂

b, Mắc mạch điện như sơ đồ hình 9.3, trong đó R₁, R₂, và U_AB đã biết. Giữ giá trị U_AB không đổi, đo I_AB; sau đó thay R₁, R₂ bằng điện trở tương đương R_tđ, đo I'_AB. So sánh I'_AB với I_AB.

II. Đoạn mạch song song

1. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch song song

Từ hình 9.2, cho biết để khảo sát xem độ lớn của cường độ dòng điện trong mạch chính có quan hệ như thế nào với cường độ dòng điện chạy trong mạch rẽ có điện trở R₁, R₂ thì cần lắp ampe kế ở những vị trí nào? Trả lời câu hỏi bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Để đo cường độ dòng điện trong mạch chính, cần lắp ampe kế ở vị trí ............. Để đo cường độ dòng điện chạy qua R₁ thì lắp ampe kế ở vị trí ......... Để đo cường độ dòng điện chạy qua R₂ thì cần lắp ampe kế ở vị trí ............

Bài làm:

Để đo cường độ dòng điện trong mạch chính, cần lắp ampe kế ở vị trí A. Để đo cường độ dòng điện chạy qua R₁ thì lắp ampe kế ở vị trí C. Để đo cường độ dòng điện chạy qua R₂ thì cần lắp ampe kế ở vị trí B

Rút ra kết luận câu hỏi 2a) bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Độ lớn của cường độ dòng điện trong mạch chính I bằng .............. độ lớn cường độ dòng điện I₁ chạy trong mạch có điện trở R₁và độ lớn cường độ dòng điện I₂ chạy trong mạch có điện trở R₂.

I = ............... + ...................

Bài làm:

Độ lớn của cường độ dòng điện trong mạch chính I bằng tổng độ lớn cường độ dòng điện I₁ chạy trong mạch có điện trở R₁ và độ lớn cường độ dòng điện I₂ chạy trong mạch có điện trở R₂.

I = I₁ + I₂

2. Hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

Từ hình 9.2 cho biết để khảo sát xem độ lớn của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu từng điện trở R₁ và R₂ thì cần làm như thế nào? Trả lời câu hỏi bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Trước hết cần đo hiệu điện thế giữa hai đầu ........................... và hiệu điện thế giữa hai đầu ............................... Sau đó so sánh chúng với nhau.

Bài làm:

Trước hết cần đo hiệu điện thế giữa hai đầu mạch chính và hiệu điện thế giữa hai đầu từng điện trở. Sau đó so sánh chúng với nhau.

Rút ra kết luận câu hỏi 2b) bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Độ lớn của hiệu điện thế U₁ giữa hai đầu điện trở R₁ ................... độ lớn của hiệu điện thế U₂ giữa hai đầu điện trở R₂ và cũng ................ hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch:

U = .............. + ...................

Bài làm:

Độ lớn của hiệu điện thế U₁ giữa hai đầu điện trở R₁ bằng độ lớn của hiệu điện thế U₂ giữa hai đầu điện trở R₂ và cũng bằng hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch:

U = U₁ + U₂

3. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

Để xác định điện trở của toàn đoạn mạch ở hình 9.2, không thể sử dụng ôm kế để đo giá trị điện trở đang lắp trong mạch điện. Vậy bằng cách nào có thể xác định được điện trở của đoạn mạch song song gồm hai điện trở R₁ và R₂?

Bài làm:

Dùng Vôn kê, ampe kế để xác định hiệu điện thế, cường độ dòng điện của đoạn mạch song song gồm hai điện trở R₁ và R₂

Áp dụng định luật Ôm: $I= \frac{U}{R} \rightarrow R=...$ $I= \frac{U}{R} \rightarrow R=...$

a, Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song gồm 2 điện trở.

Chứng minh công thức tính điện trở của đoạn mạch song song gồm hai điện trở R₁ và R₂:

$R_{td}= \frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ $R_{td}= \frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$

Trong mạch gồm hai điện trở R₁, R₂ mắc song song, cường độ dòng điện chạy qua các điện trở là:

$I_{1}= \frac{U_{1}}{R_{1}}$ $I_{1}= \frac{U_{1}}{R_{1}}$

$I_{2}= \frac{U_{2}}{R_{2}}$ $I_{2}= \frac{U_{2}}{R_{2}}$

Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là

$I = I1 + I2 = \frac {U_{1}}{R_{1}} + \frac {U_{2}}{R_{2}} = \frac {U}{R_{td}}.$ $I = I1 + I2 = \frac {U_{1}}{R_{1}} + \frac {U_{2}}{R_{2}} = \frac {U}{R_{td}}.$

Trong đó U = U₁ = U₂ Từ đó ta có: $\frac {1}{R_{1}} + \frac {1}{R_{2}} = \frac {1}{R_{td}}.$ $\frac {1}{R_{1}} + \frac {1}{R_{2}} = \frac {1}{R_{td}}.$

$\Rightarrow R_{td}= \frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$ $\Rightarrow R_{td}= \frac{R_{1}.R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$

b, Thí nghiệm kiểm chứng

Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng công thức trên bằng cách điền các từ thích hợp vào chỗ trống ở đoạn văn sau:

Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 9.4, trong đó R₁, R₂, và U_AB đã biết. Giữ giá trị U_AB .................., đo I_AB; sau đó .................. R₁, R₂ bằng điện trở tương đương, đo I'_AB. So sánh I'_AB với I_AB.

Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

Bài làm:

Mắc mạch điện theo sơ đồ hình 9.4, trong đó R₁, R₂, và U_AB đã biết. Giữ giá trị U_ABkhông đổi, đo I_AB; sau đó thay R₁, R₂ bằng điện trở tương đương, đo I'_AB. So sánh I'_AB với I_AB.

C. Hoạt động luyện tập

1. Mạch nối tiếp, mạch song song là mạch như thế nào?

Bài làm:

Mạch nối tiếp là mạch mà các dụng cụ điện được mắc nối tiếp với nhau. Hai dụng cụ điện được gọi là mắc nối tiếp với nhau khi tại đầu nối của hai dụng cụ này không nối với bất kì mạch điện nào khác.

Mạch song song là mạch mà các dụng cụ điện được mắc song song với nhau. Hai dụng cụ điện được gọi là mắc song song khi chúng có hai đầu nối chung

2. Viết biểu thức về mối quan hệ giữa các cường độ dòng điện, các hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song.

Bài làm:

Đoạn mạch nối tiếp:

U = U₁ + U₂ + ... + U_n
I = I₁ = I₂ = ... = I_n

Đoạn mạch song song:

U = U₁ = U₂ = ... = U_n
I = I₁ + I₂ + ... + I_n

4. Chứng minh:

a, Đối với đoạn mạch nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

$\frac{U_{1}}{U_{2}}= \frac{R_{1}}{R_{2}}$ $\frac{U_{1}}{U_{2}}= \frac{R_{1}}{R_{2}}$

b, Đối với đoạn mạch song song gồm hai điện trở R₁ và R₂, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó.

$\frac{I_{1}}{I_{2}}= \frac{R_{2}}{R_{1}}$ $\frac{I_{1}}{I_{2}}= \frac{R_{2}}{R_{1}}$

Bài làm:

a, Có:

$I_{1}= \frac{U_{1}}{R_{1}}$ $I_{1}= \frac{U_{1}}{R_{1}}$

$I_{2}= \frac{U_{2}}{R_{2}}$ $I_{2}= \frac{U_{2}}{R_{2}}$

Vì đây là đoạn mạch nối tiếp nên I₁ = I₂

$\Rightarrow \frac{U_{1}}{R_{1}}= \frac{U_{2}}{R_{2}} \rightleftharpoons \frac{U_{1}}{U_{2}}= \frac{R_{1}}{R_{2}} (đpcm)$ $\Rightarrow \frac{U_{1}}{R_{1}}= \frac{U_{2}}{R_{2}} \rightleftharpoons \frac{U_{1}}{U_{2}}= \frac{R_{1}}{R_{2}} (đpcm)$

b, Có:

U₁ = I₁ . R₁

U₂ = I₂ . R₂

Vì đây là đoạn mạch song song nên U₁ = U₂

$\Rightarrow I_{1} . R_{1} = I_{2} . R_{2} \rightleftharpoons \frac{I_{1}}{I_{2}}= \frac{R_{2}}{R_{1}} (đpcm)$ $\Rightarrow I_{1} . R_{1} = I_{2} . R_{2} \rightleftharpoons \frac{I_{1}}{I_{2}}= \frac{R_{2}}{R_{1}} (đpcm)$

5. Ở hình 9.3 và 9.4 giả sử các điện trở đều có giá trị 20 ôm. Mắc nối tiếp thêm một điện trở có cùng giá trị vào mạch điện hình 9.3 và mắc song song thêm một điện trở có cùng giá trị vào hình 9.4. Tính điện trở tương đương của từng mạch điện mới gồm ba điện trở.

Bài làm: Mạch nối tiếp gồm ba điện trở:

R_tđ = R₁ + R₂ + R₃ = 20 + 20 + 20 = 60 (\Omega)

Mạch điện song song gồm ba điện trở:

$\frac{1}{R_{td}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} = \frac{1}{20} + \frac{1}{20} + \frac{1}{20} = \frac{3}{20}$ $\frac{1}{R_{td}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} = \frac{1}{20} + \frac{1}{20} + \frac{1}{20} = \frac{3}{20}$

$\rightleftharpoons R_{td} = \frac{20}{3} (\Omega)$ $\rightleftharpoons R_{td} = \frac{20}{3} (\Omega)$

D. Hoạt động vận dụng

1. Ở hai mạch điện 9.3 và 9.4 nếu một trong hai điện trở bị đứt thì sẽ có hiện tượng gì xảy ra?

Tại sao?

Bài làm:

Ở mạch điện 9.3 - mạch nối tiếp. Nếu một trong hai điện trở bị đứt thì mạch điện không hoạt động được nữa. Vì 2 điện trở được mắc nối tiếp vs nhau chỉ cần 1 điện trở bị hỏng là không có dòng điện đi qua được nữa.

Ở mạch điện 9.4 - mạch song song. Nếu một trong hai điện trở bị đứt thì mạch điện vẫn hoạt động bình thường. Vì 2 điện trở được mắc song song với nhau nếu 1 điện trở bị hỏng thì dòng điện vẫn đi qua điện trở còn lại.

2. Ở hình 9.5 điện trở đèn 1 gấp đôi điện trở đèn 2.

Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song

a, Cường độ dòng điện chạy qua từng bóng đèn có bằng nhau không? Vì sao?

b, Khi tháo một bóng đèn khỏi mạch, cường độ dòng điện chạy qua đèn còn lại thay đổi như thế nào? Tại sao? Trong thực tế hiện tượng này xảy ra ở tình huống nào?

c, Khi dây dẫn vào hai đầu dây tóc của một trong hai đèn bị chập, có hiện tượng gì xảy ra?

Bài làm:

a, Cường độ bóng đèn không bằng nhau. Vì:

Có vì đây là mạch điện song song nên: $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{R_{2}}{R_{1}}= \frac{R_{2}}{2R_{2}}$ $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{R_{2}}{R_{1}}= \frac{R_{2}}{2R_{2}}$

$\Rightarrow I_{2}=2I_{1}$ $\Rightarrow I_{2}=2I_{1}$

b, Khi tháo một trong hai bóng ra khỏi mạch thì cường độ dòng điện chạy qua bóng còn lại không thay đổi. Vì đây là mạch điện song song nên U=U₁=U₂

Mà điện trở bóng đèn không thay đổi vì thế cường độ dòng điện bóng đèn không thay đổi.

Trong thực tế hiện tượng này xảy ra ở tình huống 1 trong các dụng cụ mắc song song bị cháy thì các dụng cụ khác vẫn hoạt động bình thường được.

c, Khi dây dẫn vào hai đầu dây tóc của một trong hai đèn bị chập thì bóng đèn còn lại vẫn sáng bình thường.

E. Hoạt động tìm tòi mở rộng

1. Khi mắc ampe kế vào mạch điện để đo cường độ dòng điện liệu có ảnh hưởng đến kết quả đo giá trị cường độ dòng điện không? Tại sao?

Bài làm:

Khi mắc ampe kế vào mạch điện để đo cường độ dòng điện có ảnh hưởng đến kết quả đo giá trị cường độ dòng điện nhưng ảnh hưởng rất ít. Vì trong ampe kế cx có điện trở.

Để giảm ảnh hưởng đến mạch điện cần đo, hiệu điện thế tiêu thụ trong mạch của ampe kế phải càng nhỏ càng tốt. Điều này nghĩa là điện trở tương đương của ampe kế trong mạch điện phải rất nhỏ so với điện trở của mạch.

2. Ở mạch điện trong gia đình, tại sao khi một dụng cụ điện đột nhiên ngừng hoạt động nhưng các dụng cụ khác vẫn hoạt động bình thường?

Bài làm:

Ở mạch điện trong gia đình các dụng cụ điện được mắc song song với nhau. Vì khi một dụng cụ điện bị cháy thì các dụng cụ khác vẫn có hiệu điện thế không đổi nên dòng điện chạy qua luôn ổn định. Vì thế các dụng cụ khác vẫn hoạt động bình thường.

Soạn bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song- sách VNEN khoa học tự nhiên 9 tập 1 bài 9 trang 48. Phần dưới đây sẽ hướng dẫn trả lời và giải đáp các câu hỏi trong bài học, cách làm chi tiết, dễ hiểu, hi vọng các bạn học sinh nắm tốt kiến thức bài học

............................................

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Khoa học tự nhiên 9 bài 9: Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song. Các bạn học sinh còn có thể tham khảo các đề thi học kì 1 lớp 9, đề thi học kì 2 lớp 9 các môn Toán, Văn, Anh, Lý, Địa, Sinh mà chúng tôi đã sưu tầm và chọn lọc. Với đề thi lớp 9 này giúp các bạn rèn luyện thêm kỹ năng giải đề và làm bài tốt hơn. Chúc các bạn ôn thi tốt

Chia sẻ, đánh giá bài viết

1

3.397

Bài trước

Bài sau