SBT Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp | Giải SBT Vật lí lớp 9

Bài 4.1 trang 9 SBT Vật lí 9: Hai điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A, B.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện trên.

b. Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, ampe kế chỉ 0,2A. Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng lý thuyết: Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.

+ Sử dụng lý thuyết: Điện trở tương đương của mạch bằng tổng các điện trở thành phần.

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

Lời giải:

a. Sơ đồ mạch điện được vẽ như hình dưới:

b. Tính hiệu điện thế theo hai cách:

R1=5Ω

R2=10Ω

I=0,2A

UAB=?V

Cách 1:

Vì R1 nối tiếp R2 nên I1=I2=I=0,2A; UAB=U1+U2

U1=I1R1=0,2.5=1V;

U2=I2R2=0,2.10=2V;

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là:

UAB=U1+U2=1+2=3V

Cách 2:

Vì R1 nối tiếp R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:

Rtd=R1+R2=5+10=15Ω

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là:

UAB=IRtd=0,2×15=3V

Bài 4.2 trang 9 SBT Vật lí 9: Một điện trở được mắc vào hiệu điện thế .

a. Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó.

b. Muốn kiểm tra kết quả tính ở trên, ta có thể dùng ampe kế để đo. Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được phải có điều kiện gì đối với ampe kế ? Vì sao ?

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

+ Sử dụng lý thuyết: trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.

Lời giải:

a.

Áp dụng biểu thức định luật ôm ta có:

Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là: I=UR=1210=1,2A

b.

Điều kiện đối với ampe kế:

Ampe kế phải có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch.

Vì: khi đó điện trở của ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở của đoạn mạch. Dòng điện chạy qua ampe kế chính là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đang xét.

Bài 4.3 trang 9 SBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.1, trong đó điện trờ R1=10Ω, R2=20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 12V.

a. Số chỉ của vôn kế và ampe kế là bao nhiêu?

b. Chỉ với hai điện trở trên đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện trong mạch lên gấp ba lần (có thế thay đổi UAB).

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

+ Sử dụng lý thuyết: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, điện trở tương đương của toàn mạch bằng tổng các điện trở thành phần. null

+ Sử dụng lý thuyết: Cường độ có giá trị như nhau trong mọi điểm đối với đoạn mạch nối tiếp. I=I1=I2

Lời giải:

a.

Vôn kế đo giá trị hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1

Ta có: Điện trở tương đương của toàn mạch là

Rtđ=R1+R2=10+20=30Ω.

Cường độ dòng điện trong mạch là:

I=UABRtd=1230=0,4A

số chỉ của vôn kế là:

U=IR1=0,4.10=4V

Vậy số chỉ của vôn kế là 4V, ampe kế là 0,4A

b.

Cách 1:

Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp nhưng tăng hiệu điện thế của đoạn mạch lên gấp 3 lần

Cách 2:

Giảm điện trở tương đương của toàn mạch đi 3 lần bằng cách chỉ mắc điện trở R1 =10Ω ở trong mạch, giữ hiệu điện thế như ban đầu.

Bài 4.4 trang 9 SBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đổ như hình 4.2,trong đó điện trở R1 = 5Ω, R2 = 15Ω, vôn kế chỉ 3V

a. Số chỉ của ampe kế là bao nhiêu?

b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

+ Sử dụng lý thuyết: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần.

Lời giải:

a.

Ampe kế xác định cường độ dòng điện trong mạch.

Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

Ta có:

Số chỉ của ampe kế là: I=U2R2=315=0,2A

b.

Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:

UAB=IRtđ=I(R1+R2)=0,2.20=4V

Bài 4.5 trang 10 SBT Vật lí 9: Ba điện trở có các giá trị là 10Ω, 20Ω, 30Ω. Có thể mắc các điện trở này như thế nào vào mạch có hiệu điện thế 12V để dòng điện trong mạch có cường độ 0,4A ?

Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương: R=UI

Lời giải:

Với U=12V,I=0,4A

Ta có:

Điện trở của đoạn mạch là: Rtđ=UI=120,4=30Ω.

Vậy có hai cách mắc các điện trở đó vào mạch:

+ Cách thứ nhất là chỉ mắc điện trở R=30Ω trong đoạn mạch.

+ Cách thứ hai là mắc hai điện trỏ' R=10Ω và R=20Ω nối tiếp nhau trong đoạn mạch.

Được vẽ như sơ đồ sau:

Bài 4.6 trang 10 SBT Vật lí 9: Cho hai điện trở, R1=20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2=40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp với R2 là:

A.210V B.120V C.90V D.100V

Phương pháp giải:

+ Sử dụng lý thuyết: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, cường độ dòng điện tại mọi điểm là như nhau.

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR.

Lời giải:

Khi R1,R2 mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ. Do đó đoạn mạch này chỉ chịu được cường độ dòng diện tối đa là 1,5A.

Vậy hiệu điện thế tối đa là: U=I.Rtđ=1,5.(20+40)=90V.

Chọn đáp án: C

Bài 4.7 trang 10 SBT Vật lí 9: Ba điện trở R1=5Ω, R2=10Ω, R3=15Ω được mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế 12V

a.Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b.Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng lý thuyết: Điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần.

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=UR

Lời giải:

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

Rtđ=R1+R2+R3=5+10+15=30Ω

b. Ta có:

Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:

I=UR=1230=0,4A

(Vì ba điện trở ghép nối tiếp nên cường độ dòng điện qua mỗi điện trở bằng nhau)

Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là:

U1=IR1=0,4.5=2V

U2=IR2=0,4.10=4V

U3=IR3=0,4.15=6V

Bài 4.8 trang 10 SBT Vật lí 9: Đặt hiệu điện thế U=12V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R1=40Ω và R2=80Ω mắc nối tiếp. Hỏi cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này là bao nhiêu?