Giải bài tập phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG Những lưu ý trong phương pháp giải 1. Toàn mạch là mạch điện gồm một nguồn điện ( r) hoặc gồm nhiều nguồn điện ghép thành bộ nguồn (b, rb) và mạch ngoài gồm các điện trở. Cần nhận dạng loại bộ nguồn để áp dụng công thức tương ứng tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. 2. Tính điện trở tương đương của mạch ngoài. 3. Áp dụng định luật Ôm đối với toàn mạch để tìm những đại ...

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

A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

Những lưu ý trong phương pháp giải

1. Toàn mạch là mạch điện gồm một nguồn điện ( r) hoặc gồm nhiều nguồn điện ghép thành bộ nguồn (b, rb) và mạch ngoài gồm các điện trở.

Cần nhận dạng loại bộ nguồn để áp dụng công thức tương ứng tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

2. Tính điện trở tương đương của mạch ngoài.

3. Áp dụng định luật Ôm đối với toàn mạch để tìm những đại lượng theo yêu cầu của đề bài.

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

C1.  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 + R3 mắc nối tiếp.

c) Hiệu điện thế U1, U2 và U3 tương ứng giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2 và R3 mắc nôi tiếp có môi quan hệ như thế nào?

Hướng dẫn

a) Đặc điếm của cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là có giá trị như nhau tại mọi điếm của đoạn mạch đó.

b) Công thức tính điện trở tương đương: Rtd = R1 + R2 + R3.

c) Hiệu điện thế U1, U2 và U3 tương ứng giữa hai đầu các điện trở R1, R2 và R3 mắc nối tiếp có thể có các giá trị khác nhau nhưng luôn thỏa mãn:

C2. a) Hãy cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R1, R2 và R3 mắc song song có đặc điểm gì?

b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và chạy qua các mạch rẽ của một đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2 và 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 và R3 mắc song song. 

Hướng dẫn

a) Hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R1, R2 và R3 mắc song song có giá trị bằng nhau và bằng hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch mắc song song đó: U = U1 = U2 = U3

b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính I và các dòng điện I, I1, I2, I3 chạy qua các mạch rẽ có mối quan hệ: I = I1 + I2 + I3.

c) Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2 và R3 mắc song song:

C3. Hãy 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 tính điện trở tương đương của mạch ngoài này.

Hướng dẫn

Mạch ngoài gồm có 3 điện trở R1, R2 và R3 mắc nối tiếp.

Điện trở tương đương của mạch ngoài: Rtd = R1 + R2 + R3

C4. Nhận dạng các đèn Đ1, Đ2 và biến trở Rb được mắc với nhau như thê nào ở mạch ngoài của mạch kín cho trên hình 11.2.

Hướng dẫn

Đèn Đ2 mắc nôi tiếp với biến trở Rb và cả nhóm (Đ2 nt Rb) mắc song song với đèn Đ1.

C5. Trên các bóng đèn của hình 11.2 có ghi số: 12V - 6W và 6V - 4,5W. Tính cường độ định mức I1 và I2 của dòng điện qua mỗi đèn khi các bóng đèn sáng bình thường.

Hướng dẫn

Cường độ định mức của dòng điện qua mỗi đèn:

C6. Tính điện trở R1 và R2 tương ứng của mỗi đèn (trong C5) khi chúng sáng bình thường.

Hướng dẫn

Điện trở R1 và R2 tương ứng của mỗi đèn:

C. CÂU HỎI - BÀI TẬP

1. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.3, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 6V và có điện trở trong không đáng kể. 

Các điện trở R1 = R2 = 30(ôm), R3 = 7,5(ôm).

a) Tính điện trở tương đương RN của mạch ngoài.

b) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài.

Hướng dẫn

Điện trở tương đương: 

Vì nguồn điện có r = 0 nên hiệu điện thế mạch ngoài bằng đúng suất điện động của nguồn. Cường độ dòng điện qua các điện trở:

3. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.5, trong đó nguồn điện có suất điện động = 12V và điện trở trong r = 1,1(ôm); điện trở R1 = 0,1(ôm). 

a) Điện trờ x phải có trị số là bao nhiêu để công suất tiêu thụ mạch ngoài là lớn nhất ?

b) Điện trờ x phải có trị số là bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở điện trờ này là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó.

Hướng dẫn: 

a) Cường độ dòng điện: