ĐỊNH LUẬT ÔM VỚI CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH
A kiến thức:
Đoạn mạch chứa nguồn điện:
Thì UAB = + I(R+ r)
Hay UBA = - - I (R +r).
Đoạn mạch chứa nhiều nguồn điện, nhiều điện trở
Thì UAB = 1 - 2 + I (R1+ R2+ r1 +r2).
Hay: UBA = 2 - 1 – I (R1+ R2+ r1 +r2).
B.BÀI TẬP MẪU
Bài 1:
Cho mạch điện như hình 1. Biết E1=6V, r1=1Ω, r2=3Ω, R1=R2=R3=6Ω. Vôn kế lí tưởng.
a) Vôn kế chỉ 3V. Tính suất điện động E2.
b) Nếu nguồn E2 có cực dương nối với B, cực âm nối với D thì vôn kế chỉ bao nhiêu?
a.Điện trở mạch ngoài là:
I đến A rẽ thành hai nhánh:
UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I = 6 -3I
6 -3I = I = 1A, I = 3A
* Với I= 1A E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 E2 = 2V
* Với I = 3A E1 + E2 =8 .3 = 24 E2 = 18V
b,
Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối.
Với E2 = 2V< E1: E1 phát, E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1
UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V
Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, E1 là máy thu
UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = 6 +3I = 10,5V
Bài 2: Cho mạch điện như hình 3. Trong đó các nguồn điện có suất điện động và điện trở trong tương ứng E1 = 3V, r1 = 1; E2 = 1,5V, r2 = 1,5. R là biến trở, đèn Đ có ghi ; vôn kế V có điện trở rất lớn.
1.Giá trị của biến trở R bằng bao nhiêu để vôn kế chỉ số 0? khi đó đèn Đ có sáng bình thường không?
2. Nếu cho biến trở R tăng lên từ giá trị tính được trong câu 1 thì độ sáng của đèn thay đổi như thế nào?
Giải
1. Tính giá trị của R để vôn kế chỉ số 0:
Dòng điện có chiều như hình vẽ.
UCB = E2 – Ir2 = 0 I = 1A.
Hiệu điện thế giữa hai điểm A,B:
(điện áp định mức của đèn) nên đèn sáng yếu hơn bình thường (hoặc không sáng).
Điện trở bóng đèn:
Ta có: .R = 6
2. Cho R tăng từ giá trị 6
Điện trở tương đương mạch ngoài:
Khi R tăng thì giảm nên Rtđ tăng.
Cường độ dòng điện mạch chính: giảm xuống.
Hiệu điện thế hai đầu đèn:
tăng lên, đèn sáng hơn so với ban đầu
Bài 3:
Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó E1 = 6V, r1 = 1Ω, E2 = 2V,
r2 = 3Ω, R1 = R2 = R3 = 6Ω, vôn kế V có điện trở rất lớn.
a. Tìm số chỉ của vôn kế.
b. Nếu thay vôn kế bởi tụ điện C = 4.10-7 F. Khi đó điện tích của
tụ điện là bao nhiêu?
Giai
E1 = 6V, E2 = 2V, r1 = 1, r2 = 3, R1 =R2 =R3 = 6, RV =.
a) (V) = ? V
b) (V) C = 4.10-7F => QC = ?C
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có:
I = (E1 +E2)/ (r1 + r2 +RN)
Với RN = (R1 +R3 )R2/ (R1 +R2 +R3) = 4
I = 1A
U = Eb – I.rb = 4V
I1 = U/(R1 +R3) = 1/3 A
(V) = E1 – Ir1 + I1.R1 = = -E2 + Ir2 + R2I1 = 7V
=> QC = C.UC = 28.10-7C
Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ 1: Biết E = 6,9 V, r = 1 ,
R1 = R2 = R3 = 2 , điện trở ampe kế không đáng kể, điện
trở vôn kế rất lớn.
a. Các khóa K1, K2 đều mở. Tìm số chỉ vôn kế?
b. Khóa K1 mở, K2 đóng, vôn kế chỉ 5,4 V. Tìm R4
và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D?
c. Các khóa K1, K2 đều đóng. Tìm số chỉ của ampe kế?
d. Các khóa K1, K2 đều đóng, mắc thêm điện trở R5 song song với đoạn mạch AEB thì công suất mạch ngoài đạt giá trị cực đại. Tìm R5?
Giai
a.UV = I.Rn = 5,52 V
b.K1 mở, K2 đóng
I = (E – UV)/r = 1,5 A
UAC = I.R3 = 3 V
UCB = UV – UAC = 2,4 V
IR1 = UCB/R1 = 1,2 A IR2 = IR4 = 0,3 A
UR2 = IR2.R2 = 0,6 V UR4 = UCB – UR2 = 1,8 V
R4 = UR4/ IR4 = 6
UAD = UAC + UR2 = 3,6 V
C.K1, K2 đóng
R23 = R2 + R3 = 1 ; R123 = R23 + R1 = 3
Rn = R123.R4/( R123 + R4) = 2
I = E/(Rn + r) = 2,3 A
UV = E – I.r = 4,6 V
IR4 = UV/R4 = 0,77A
IR1 = I – IR4 = 1,53A
UR1 = IR1.R1 = 3,06 V
UR2 = UR3 = UV – UR1 = 1,54 V
I2 = U2/R2 = 0,77A
IA = IR2 + IR4 = 1,54 A
D.P = Rn.I2 = Rn.E2/(Rn + r)2 E2/4r
Pmax = E2/4r khi Rn = r = 1
Do R1234 = 2 Suy ra: R5 = 2
C.Bài tập tự giải
Bài5: Cho mạch điện như hình vẽ
Tính cường độ dòng điện qua R4 và số chỉ của vôn kế
(RV = )?
ĐS:I4 = = 2/3 A;- Uv = UAB = -E1 + I(R1 + R34) = -9V
Bài 6: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ
3 nguồn E1 = 10V, r1 = 0,5; E2 = 20V,r2 = 2; E3 = 12V
, r3 = 2;
R1 = 1,5 ; R2 = 4
a. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
b. Xác định số chỉ của Vôn kế
ĐS:Uab=9,6V, I35,4A b.U=-0,3V
Bài 7: Cho mạch điện như hình.
Cho biết : E1 = 2V ; r1 = 0,1 ; E2 = 1,5V ; r2 = 0,1 ; R = 0,2. Hãy tính :
a) Hiệu điện thế UAB.
b) Cường độ dòng điện qua E1, E2 và R.
ĐS : a) UAB = 1,4V ; b) I1 = 6A (phát dòng) ; I2 = 1A (phát dòng) ; I = 7A.
Bài 8:Cho mạch điện như hình vẽ. ξ1 = ξ2 = 6V, r1 = 1Ω, r2 = 2Ω,
R1 = 5Ω, R2 = 4Ω, vôn kế có điện trở rất lớn chỉ 7,5V. Tính UAB:
DS. 3V
Bài 5:Cho mạch điện như hình vẽ câu hỏi 5. ξ1 = ξ2 = 6V, r1 = 1Ω, r2 = 2Ω,
R1 = 5Ω, R2 = 4Ω, vôn kế có điện trở rất lớn chỉ 7,5V. Tính R:
Ds:. 3Ω
Bài 9:Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ
R1 = 8 ; R2 = 3; R3 = 6; R4 = 4; E = 15V, r = 1
C = 3F, Rv vô cùng lớn
a. Xác định cường độ dòng điện chạy trong mạch
b. Xác định số chỉ của Vôn kế
c. Xác định điện tích của tụ
ĐS: a.1A b.14V c.30C
Bài 10:Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ
R1 = R3 =15 ; R2 = 10; R4 = 9; R5 = 3; E = 24V, r = 1,5
C = 2F, RA không đáng kể
a. Xác định số chỉ và chiều dòng điện qua Ampe kế
b. Xác định năng lượng của tụ
ĐS:a.1A b.2,25.10-4(J)
Bài 11: Cho mạch điện như hình vẽ. ξ1 = 4,5V; r1 = 1Ω,
ξ2 = 1,8V, RAB = 8Ω,RA = 0. Tìm giá trị của điện trở đoạn AC
để ampe kế chỉ số không:
Ds. 3,6Ω
Bài 12: Cho mạch điện như hình vẽ. ξ1 = 4,5V; r1 = 1Ω, ξ2 = 1,8V,
RAB = 8Ω,RA = 0, R = 3Ω. Tìm giá trị của điện trở đoạn AC để ampe
kế chỉ số không:
Ds. 8Ω
Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ. ξ1 = 6V; r1 = 2Ω, ξ2 = 4,5V, r2 = 0,5Ω,
RA = 0, R = 2Ω. Tìm số chỉ của ampe kế:
Ds. 1,5A
Bài 14:Cho mạch điện có sơ đồ. Cho biết 1 = 16 V; r1 = 2 ; 2 =5V V; r2 = 1; R2 = 4; Đ : 3V - 3W
Đèn sáng bình thường, IA chỉ bằng 0
Tính R1 và R3
Đ/s: 1 và 7