Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí lớp 9 phần điện học

Tư liệu bồi dưỡng HSG lý 9

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN HỌC Bài 1 : Cho mạch điện MN như hình vẽ dưới đây, hiệu điện thế ở hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; các điện trở R1 = 3 và R2 = 6 . AB là một dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện không đổi S = 0,1mm2, điện trở suất  = 4.10-7 m ; điện trở của ampe kế A và các dây nối không đáng kể :

a/ Tính điện trở của dây dẫn AB ? b/ Dịch chuyển con chạy c sao cho AC=1/2BC Tính cường độ dòng điện qua ampe kế ? c/ Xác định vị trí con chạy C để Ia = 1/3A ?

Giải:

a/ Đổi 0,1mm2 = 1. 10-7 m2 . Áp dụng công thức tính điện trở ; thay số và tính 

RAB = 6

b/ Khi  RAC = .RAB  RAC = 2 và có RCB = RAB - RAC = 4

Xét mạch cầu MN ta có nên mạch cầu là cân bằng. Vậy IA = 0

c/ Đặt RAC = x ( ĐK : 0 x 6 ) ta có RCB = ( 6 - x )

* Điện trở mạch ngoài gồm ( R1 // RAC ) nối tiếp ( R2 // RCB ) là = ?

* Cường độ dòng điện trong mạch chính : ?

* Áp dụng công thức tính HĐT của mạch // có : UAD = RAD . I = = ?

Và UDB = RDB . I = = ?

* Ta có cường độ dòng điện qua R1 ; R2 lần lượt là : I1 = = ? và I2 = = ?

+ Nếu cực dương của ampe kế gắn vào D thì : I1 = Ia + I2  Ia = I1 - I2 = ? (1) Thay Ia = 1/3A vào (1)  Phương trình bậc 2 theo x, giải PT này được x = 3 ( loại giá trị -18) + Nếu cực dương của ampe kế gắn vào C thì : Ia = I2 - I1 = ? (2) Thay Ia = 1/3A vào (2)  Phương trình bậc 2 khác theo x, giải PT này được x = 1,2 ( loại 25,8 vì > 6 )

* Để định vị trí điểm C ta lập tỉ số = ?  AC = 0,3m

Bài 2:( 4 điểm )

Cho mạch điện như hình vẽ. Nếu A, B là hai cực của nguồn U = 100V thì U = 40V, khi đó I = 1A.

S

l R .  

2 BC AC  3 1

2 3 2 1  

CB AC R

R R

R

 

) 6 ( 6

) 6 .( 6 3

.3

x x x x R  

   

 R

U I

I x x . 3

.3 

I x

x . 12

) 6 .( 6





1 R U AD

2 R U DB

CB

AC R R CB AC 

AB

CD 2

R2 R1

A

M N

C B A

ThuVienDeThi.com

Tư liệu bồi dưỡng HSG lý 9

Ngược lại nếu C, D là hai cực của nguồn điện U = 60V thì khi đó U = 15V . Tính: R , R , R . Giải: (2điểm) - Trường hợp 1: R // ( R nt R ) U = U + U U = U - U = 100 - 40 = 60(V) ( 0,25đ ) I = I = 1A ( 0,25đ ) R = U / I = 60( ) ( 0,25đ ) R = U / I = 40( ). ( 0,25đ ) -Trường hợp 2: R // (R nt R ) U = U + U U = U - U = 60 - 15 = 45(V) ( 0,5đ )

= R = = = 20( ) ( 0,5đ )

Vậy: R = 20( ) ; R = 60( ) ; R = 40( ). Bài 3 : Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R0, được mắc với nhau theo những cách khác nhau và lần lượt nối vào một nguồn điện không đổi xác định luôn mắc nối tiếp với một điện trở r . Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở bằng 0,2A, khi 3 điện trở trên mắc song song thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở cũng bằng 0,2A. a/ Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 trong những trường hợp còn lại ? b/ Trong các cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất ? Nhiều nhất ? c/ Cần ít nhất bao nhiêu điện trở R0 và mắc chúng như thế nào vào nguồn điện không đổi có điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 đều bằng 0,1A ? HD : a/ Xác định các cách mắc còn lại gồm : cách mắc 1 : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r cách mắc 2 : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r Theo bài ta lần lượt có cường độ dòng điện trong mạch chính khi mắc nối tiếp : Int =

= 0,2A (1) Cường độ dòng điện trong mạch chính khi mắc song song :

(2) . Lấy (2) chia cho (1), ta được : r = R0 .

Đem giá trị này của r thay vào (1) U = 0,8.R0 + Cách mắc 1 : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r  (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3 = R0 Dòng điện qua R3 : I3 = . Do R1 = R2 nên I1 = I2 =

CD AB

1 2 3

1 2 3

1 2 3  2 1 3

2 3

2 2 2 

3 3 3 

3 1 2

3 1 2  2 3 1

2

1 U

U

2

1 R

R  1 2 2

1 R U

U 60 . 45 15 

1  2  3 

0 3R r

U 

A R r

U I 6,0 2,0.3

3

0 SS     3

3

3

0

0  



R r

R r 



A R R R R r

U 32 ,0 .5,2 .8,0

2

0

0

0 0

   

A I 16 ,0 2

3 

D

A

B

C

R 1

R 2 R 3

ThuVienDeThi.com