Giải bài tập SBT Vật Lí 9 Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm

Nội dung hướng dẫn Giải bài tập SBT Lý 9 Bài 6 dưới đây sẽ giúp các em học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập và ôn luyện tốt kiến thức về định luật Ôm. Mời các em cùng theo dõi.

Giải bài tập SBT Vật Lí 9 Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm

1. Giải bài 6.1 trang 16 SBT Vật lý 9

Hai điện trở R1=R2=20Ω được mắc vào hai điểm A, B.

a. Tính điện trở tương đương R của đoạn mạch AB khi R1 mắc nối tiếp với R2. R lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

b. Nếu mắc R1 song song với R2 thì điện trở tương đương R’ của đoạn mạch khi đó là bao nhiêu? R’tđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

c. Tính tỉ số giữa Rtđ và R′ 

Phương pháp giải

a) Điện trở tương đương tính theo công thức:

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} \)

b) Điện trở tương đương tính theo công thức:

\(R_{td}^\prime = \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} \)

c) Lập tỉ số giữa hai kết quả vừa tìm được

Hướng dẫn giải

a) Khi R1 nối tiếp R2, R của đoạn mạch AB là: 

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} = 20 + 20 = 40{\rm{\Omega }}\)
Vậy R lớn hơn mỗi điện trở thành phần.

b) Khi R1 mắc song song với R2 thì:

\(R_{td}^\prime = \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{20.20}}{{20 + 20}} = 10{\mkern 1mu} {\rm{\Omega }}\)

Vậy R′nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.

c) Tỉ số giữa Rtđ và R′ là:

\(\frac{{{R_{td}}}}{{R_{td}^\prime }} = \frac{{40}}{{10}} = 4\)

2. Giải bài 6.2 trang 16 SBT Vật lý 9

Hai điện trở R1 và R2 được mắc theo hai cách vào hai điểm M, N trong sơ đồ hình 6.1, trong đó hiệu điện thế U=6V. Trong cách mắc thứ nhất, ampe kế chỉ 0,4A. Trong cách mắc thứ hai, ampe kế chỉ 1,8A. 

a. Đó là hai cách mắc nào? Vẽ sơ đồ từng cách mắc.

b. Tính điện trở R1 và R2.

Phương pháp giải

a. Vẽ sơ đồ như hình bên dưới

b.- Tính điện trở mạch nối tiếp theo công thức:

\({R_1} + {R_2} = \frac{U}{{{I_1}}} \)

- Tính điện trở mạch song song theo công thức:

\({R_{t}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{U}{{{I_2}}} \)

- Giải nghiệm phương trình giữa hai giá trị trên với \({R_1}{R_2} = 50\), ta tìm được giá trị của từng điện trở

Hướng dẫn giải

a. Có hai cách mắc

- Cách 1: R1 nối tiếp R2

- Cách 2: R1 song song R2

b. Ta có:

- I1=0,4A khi R1 nối tiếp R2 nên:

\({R_1} + {R_2} = \frac{U}{{{I_1}}} = \frac{6}{{0,4}} = 15{\rm{\Omega (1)}}\)

- I2=1,8A khi R1 song song R2 nên:

\({R_{t}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{U}{{{I_2}}} = \frac{6}{{1,8}} = \frac{{60}}{{18}}{\rm{\Omega }}(2)\)

Kết hợp (1) và (2) ta có: \({R_1}{R_2} = 50(3)\)

\({R_1};{R_2}\) là nghiệm của phương trình:

 \({X^2} - 15X + 50 = 0(*)\)

(*) có hai nghiệm là \({X_1} = 10;{X_2} = 5\)

Do đó: \({R_1} = 5\Omega ;{R_2} = 10\Omega \)

3. Giải bài 6.3 trang 16 SBT Vật lý 9

Hai bóng đèn giống nhau sáng bình thường khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là 6V và dòng điện chạy qua mỗi đèn khi có cường độ là 0,5A (cường độ dòng điện định mức).
Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 6V. Tính cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó. Hai đèn có sáng bình thường không? Vì sao?

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức: R=U/I để tính điện trở

- Tính cường độ dòng điện theo công thức:

 I1=I2=U/R với R=R1+R2

Hướng dẫn giải

- Điện trở của đèn là: 

R=U/I=60,5=12Ω

- Khi hai đèn mắc nối tiếp thì:

R=R1+R2=12+12=24Ω

- Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là:

 I1=I2=U/R=6/24=0,25A

⇒ Hai đèn sáng yếu hơn mức bình thường vì cường độ dòng điện chạy qua đèn nhỏ hơn giá trị định mức.

4. Giải bài 6.4 trang 16 SBT Vật lý 9

Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức 110V; cường độ dòng điện định mức của đèn thứ nhất là 0,91A, của đèn thứ hai là 0,36A. Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Tại sao?

Phương pháp giải

- Tính cường độ dòng điện theo công thức:

I1=I2=U/R

- Tính điện trở theo công thức: 

R=R1+Rvới điện trở mỗi đèn là: R=Udm/Idm

- Thay số và tìm giá trị của cường độ dòng điện qua đèn

Hướng dẫn giải

Khi mắc R1 nối tiếp R2

- Cường độ dòng điện thực tế chạy qua hai bóng đèn là:

I1=I2=U/R

- Lại có R=R1+Rvới R1, R2 là điện trở của mỗi đèn

\({R_1} = \frac{{{U_{dm1}}}}{{{I_{dm1}}}};\,\,{R_2} = \frac{{{U_{dm2}}}}{{{I_{dm2}}}}\)

Ta suy ra:

\({I_1} = {I_2} = \frac{{220}}{{\frac{{110}}{{0,91}} + \frac{{110}}{{0,36}}}} = 0,52A.\)

⇒ So sánh với cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn ta thấy đèn 1 có thể không sáng lên được, còn đèn 2 thì có thể sẽ cháy nên không mắc nối tiếp hai bóng đèn này được

5. Giải bài 6.5 trang 16 SBT Vật lý 9

Ba điện trở cùng giá trị R=30Ω.
a. Có mấy cách mắc ba điện trở này thành một mạch điện? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.
b. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch trên.

Phương pháp giải

a) Có 4 cách mắc có sơ đồ như hình vẽ

b) Tính điện trở tương đương mỗi mạch theo công thức:

- Rtd=R1+R2 khi mắc nối tiếp

\({R_{td}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\) khi mắc song song

Hướng dẫn giải

a) Có 4 cách mắc sau:

b) Điện trở tương đương của mỗi mạch là:

Mạch 1: Rtd=3R=3×30=90Ω

Mạch 2:

\({R_{{\rm{td}}}} = R + \frac{R}{2} = 30 + \frac{{30}}{2} = 45{\rm{\Omega }}\)

Mạch 3:

\({R_{td}} = \frac{{R.2R}}{{2R + R}} = \frac{{2R}}{3} = \frac{{2.30}}{3} = 20{\rm{\Omega }}\)

Mạch 4: Rtd=R/3=30/3=10Ω

6. Giải bài 6.6 trang 17 SBT Vật lý 9

Cho mạch điện AB có sơ đồ như hình 6.2, trong đó điện trở R1=3r; R2=r; R3=6r; điện trở tương đương của đoạn mạch này có giá trị nào dưới đây?

A. 0,75r                B. 3r              C.2,1r                            D. 10r

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

\({R_{td}} = \frac{{{R_1}{R_{23}}}}{{{R_1} + {R_{23}}}}\) để tính điện trở tương đương với \({R_{23}} = {R_2} + {R_3}\)

Hướng dẫn giải

Mạch gồm R1  // [R2 nt R3 ]

\({R_{23}} = {R_2} + {R_3} = r + 6r = 7r\)

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

\({R_{td}} = \frac{{{R_1}{R_{23}}}}{{{R_1} + {R_{23}}}} = \frac{{3r.7r}}{{3r + 7r}} = 2,1r\)

- Chọn đáp án C

7. Giải bài 6.7 trang 17 SBT Vật lý 9

Các điện trở R là như nhau trong các đoạn mạch có sơ đồ trong hình 6.3 dưới đây. Hỏi điện trở tương đương của đoạn mạch nào là nhỏ nhất?

Phương pháp giải

Tính điện trở tương đương mỗi mạch theo công thức:

- Rtd=R1+R2 khi mắc nối tiếp

\({R_{td}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\) khi mắc song song

Hướng dẫn giải

- Điện trở tương đương của mỗi mạch là:

+ Mạch 1: Rtd=3R

+ Mạch 2:

\({R_{{\rm{td}}}} = R + \frac{R}{2} = \frac{{3R}}{2}\)

 + Mạch 3: 

\({R_{td}} = \frac{{R.2R}}{{2R + R}} = \frac{{2R}}{3}\)

+ Mạch 4: Rtd=R/3

⇒ Mạch 4 cho điện trở tương đương nhỏ nhất.

- Chọn đáp án D

8. Giải bài 6.8 trang 17 SBT Vật lý 9

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình 6.4 là RAB=10Ω, trong đó các điện trở R1=7Ω; R2=12Ω. Hỏi điện trở Rx có giá trị nào dưới đây?

A. 9Ω                   B. 5Ω                   C. 4Ω                   D. 15Ω

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính điện trở dường tương:

\({R_{2x}} = \frac{{12.{R_x}}}{{12 + {R_x}}}\) để tính Rx

Hướng dẫn giải

- Mạch gồm: R1 nt [R2// Rx]

\(\begin{array}{l} {R_{2x}} = \frac{{{R_2}{R_x}}}{{{R_2} + {R_x}}} = \frac{{12.{R_x}}}{{12 + {R_x}}}\\ {R_{AB}} = {R_1} + {R_2}x = 10{\rm{\Omega }} \end{array}\)

Hay: 

\({R_{2x}} = \frac{{12.{R_x}}}{{12 + {R_x}}} = 10 - 7 = 3\)

=>Rx=4Ω

- Chọn đáp án: C 

9. Giải bài 6.9 trang 17 SBT Vật lý 9

Điện trở R1=6Ω; R2=9Ω; R3=15Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất tương ứng là I1=5A, I2=2A, I3=3A. Hỏi có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất bao nhiêu vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp với nhau? 

A. 45V                 B. 60V               

C. 93V                 D.150V

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

\(U = IR = I({R_1} + {R_2} + {R_3})\) để tính hiệu điện thế toàn mạch

Hướng dẫn giải

- Do ba điện trở này mắc nối tiếp nên ta có I=I1=I2=I3=2A (lấy giá trị nhỏ nhất, nếu lấy giá trị khác lớn hơn thì điện trở bị hỏng).

- Hiệu điện thế toàn mạch là: 

\(\begin{array}{l} U = IR = I({R_1} + {R_2} + {R_3})\\ = 2.(6 + 9 + 15) = 60V \end{array}\)

- Chọn đáp án B.

10. Giải bài 6.10 trang 18 SBT Vật lý 9

Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I=0,12A.

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này.

b. Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào hiệu điện thế thì dòng điện chạy qua điện trở R­1 có cường độ I1 gấp 1,5 lần cường độ I2 của dòng điện chạy qua điện trở R2. Hãy tính điện trở R1 và R2.

Phương pháp giải

a) Tính điện trở tương đương theo công thức:

\(R = {R_1} + {R_2} = \frac{U}{I} \)

b) Tính điện trở R1 và Rtừ phương trình:

\(\begin{array}{l} {U_1} = {U_2}\\ \Leftrightarrow {I_1}{R_1} = {I_2}{R_2}\\ \Leftrightarrow {R_1} + 1,5{R_1} = 10 \end{array}\)

và R2=R−R1

Hướng dẫn giải

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch: 

\(R = {R_1} + {R_2} = \frac{U}{I} = \frac{{1,2}}{{0,12}} = 10{\rm{\Omega }}\)
b) Vì R1 // R2 nên:

\(\begin{array}{l} {U_1} = {U_2} \Leftrightarrow {I_1}{R_1} = {I_2}{R_2}\\ \Leftrightarrow 1,5{I_2}{R_1} = {I_2}{R_2}\\ \Leftrightarrow 1,5{{\rm{R}}_1} = {R_2}(1) \end{array}\)

Mặt khác: \(R = {R_1} + {R_2} = 10{\mkern 1mu} \Omega (2)\)

Thay (1) và (2) ta  được: 

\(\begin{array}{l} {R_1} + 1,5{R_1} = 10 \Leftrightarrow 2,5{R_1} = 10\\ \Leftrightarrow {R_1} = \frac{{10}}{{2,5}} = 4{\mkern 1mu} {\rm{\Omega }} \end{array}\)

Suy ra: R2=10−4=6Ω

11. Giải bài 6.11 trang 18 SBT Vật lý 9

Cho ba điện trở là R1=6Ω; R2=12Ω; R3=18Ω. Dùng ba điện trở để mắc thành đoạn mạch song song có hai mạch rẽ, trong đó một mạch rẽ gồm hai điện trở mắc nối tiếp.

a. Vẽ sơ đồ của đoạn mạch theo yêu cầu đã nêu trên.

b. Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch này.

Phương pháp giải

a) Vẽ sơ đồ như hình bên dưới

b) Tính điện trở tương đương mỗi mạch theo công thức:

- Rtd=R1+R2 khi mắc nối tiếp

\({R_{td}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\) khi mắc song song

Hướng dẫn giải

a) Vẽ sơ đồ 

b) Điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch:

\(\begin{array}{l} - ({R_1}nt{R_2})//{R_3}\\ + {R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 6 + 12 = 18{\rm{\Omega }}\\ + \frac{1}{{{R_{td}}}} = \frac{1}{{{R_{12}}}} + \frac{1}{{{R_3}}} = \frac{1}{{18}} + \frac{1}{{18}}\\ \Rightarrow {R_{td}} = 9{\rm{\Omega }} \end{array}\)

\(\begin{array}{l} - ({R_3}nt{R_2})//{R_1}\\ + {R_{23}} = {R_2} + {R_3} = 12 + 18 = 30{\rm{\Omega }}\\ + \frac{1}{{{R_{td}}}} = \frac{1}{{{R_{23}}}} + \frac{1}{{{R_1}}} = \frac{1}{{30}} + \frac{1}{6}\\ \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = 5{\rm{\Omega }} \end{array}\)

\(\begin{array}{l} - ({R_1}nt{R_3})//{R_2}\\ + {R_{13}} = {R_1} + {R_3} = 6 + 18 = 24{\rm{\Omega }}\\ + \frac{1}{{{R_{td}}}} = \frac{1}{{{R_{13}}}} + \frac{1}{{{R_2}}} = \frac{1}{{24}} + \frac{1}{{12}}\\ \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = 8{\rm{\Omega }} \end{array}\)

12. Giải bài 6.12 trang 18 SBT Vật lý 9

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.5, trong đó có các điện trở R1=9Ω; R2=15Ω; R3=10Ω; dòng điện đi qua R3 có cường độ là I3=0,3A.

a. Tính các cường độ dòng điện I1, I2 tương ứng đi qua các điện trở R1 và R2.

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

Phương pháp giải

a)-Tính điện trở tương đương theo công thức:

\({R_{23}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}\)

- Tính hiệu điện thế theo công thức:

\({U_{23}} = {U_2} = {U_3} = I_3.R_3\)

- Tính các cường độ dòng điện I1, I2 tương ứúng theo công thức: I=U/R

b) Tính hiệu điện thế theo công thức:

\(\begin{array}{l} {U_{AB}} = I.R = I({R_{23}} + {R_1})\\ \end{array}\)

Hướng dẫn giải

a) Điện trở tương đương của R2 và R3:

\({R_{23}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = \frac{{15.10}}{{15 + 10}} = 6{\rm{\Omega }}\)

- Hiệu điện thế giữa hai đầu R3:

U3=I3.R3=0,3.10=3V

=>\({U_{23}} = {U_2} = {U_3} = 3V(vì {R_2}//{R_3})\)

- Cường độ dòng điện qua R2

\({I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{3}{{15}} = 0,2A\)

- Cường độ dòng điện qua R1

\(\begin{array}{l} I = {I_1} = {I_2} + {I_3} = 0,3 + 0,2 = 0,5A\\ \end{array}\)

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB là:

\(\begin{array}{l} {U_{AB}} = I.R = I({R_{23}} + {R_1})\\ = 0,5(6 + 9) = 7,5V \end{array}\)

13. Giải bài 6.13 trang 18 SBT Vật lý 9

Hãy chứng minh rằng điện trở tương đương R của một đoạn mạch song song, chẳng hạn gồm 3 điện trở R1, R2, R3 mắc song song với nhau thì nhỏ hơn một điện trở thành phần. (Rtđ<R1; R<R2; R<R3).

Phương pháp giải

Dựa vào công thức tính điện trở tương đương để so sánh các giá trị điện trở tương ứng

Hướng dẫn giải

Ta có: 

\(\frac{1}{{{R_{td}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}}({R_1},{R_2},{R_3} \ne 0)\)

Mà: 

\(\begin{array}{l} + \frac{1}{{{R_{td}}}} > \frac{1}{{{R_1}}} \Rightarrow {R_{td}} < {R_1}\\ + \frac{1}{{{R_{td}}}} > \frac{1}{{{R_2}}} \Rightarrow {R_{td}} < {R_2}\\ + \frac{1}{{{R_{td}}}} > \frac{1}{{{R_3}}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} < {R_3}\\ (dpcm) \end{array}\)

14. Giải bài 6.14 trang 18 SBT Vật lý 9

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.6, trong đó các điện trở R1=14Ω; R2=8Ω; R3=24Ω; dòng điện đi qua R1 có cường độ là I1=0,4A

a. Tính cường độ dòng điện I2, I3 tương ứng đi qua các điện trở R2 và R3.

b. Tính các hiệu điện thế UAC; UCB và UAB.

Phương pháp giải

a) Tính điện trở tương đương qua công thức:

\({{R_{td}} = {R_1} + {R_{23}}}\)

Với:

\({\frac{1}{{{R_{23}}}} = \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}}}\)

- Tính hiệu điện thế qua các điện trở R2 và R3 theo công thức:

\(\begin{array}{l} {U_{23}} = {U_2} = {U_3} \end{array}\)

- Tính cường độ dòng điện I2, I3 tương ứng theo công thức: I=U/R

b) Tính  các hiệu điện thế UAC; UCB và UAB tương ứng theo công thức:

U=I.R

Hướng dẫn giải

a) Mạch gồm: R1 nt [R2//R3]

- Điện trở tương đương là:

\(\begin{array}{l} \frac{1}{{{R_{23}}}} = \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} = \frac{1}{{18}} + \frac{1}{{24}}\\ \Rightarrow {R_{23}} = 6{\rm{\Omega }}\\ \Rightarrow {R_{td}} = {R_1} + {R_{23}} = 14 + 6 = 20\Omega \end{array}\)

- Hiệu điện thế qua các điện trở là:

\(\begin{array}{l} {I_1} = {I_{23}} = 0,4A\\ \Rightarrow {U_{23}} = {I_{23}}.{R_{23}} = 0,4.6 = 2,4V\\ \Rightarrow {U_{23}} = {U_2} = {U_3} = 2,4V \end{array}\)

- Cường độ dòng điện qua các điện trở là

\(\begin{array}{l} {I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{{2,4}}{8} = 0,3{\rm{A}};\\ {I_3} = \frac{{{U_3}}}{{{R_3}}} = \frac{{2,4}}{{24}} = 0,1{\rm{A}} \end{array}\)

b) Hiệu điện thế các mạch UAC; UCB và UAB lần lượt là:

\(\begin{array}{l} {U_{AB}} = I.R = 0,4.20 = 8V\\ {U_{AC}} = {I_1}.{R_1} = 0,4.14 = 5,6V\\ {U_{CB}} = {I_{23}}.{R_{23}} = 0,4.6 = 2,4V \end{array}\)

Ngày:09/11/2020 Chia sẻ bởi:ngan

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM