Vận dụng được định luật Ohm cho đoạn mạch song song gồm nhiều nhất ba điện trở thành phần

(1)

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC VẬT LÍ 9 BÀI 5: ĐOẠN MẠCH SONG SONG A. MỤC TIÊU BÀI HỌC

- Viết được công thức tính điện trở tương đương đối với đoạn mạch song song gồm nhiều nhất ba điện trở..

- Xác định được bằng thí nghiệm mối quan hệ giữa điện trở tương đương của đoạn mạch song song với các điện trở thành phần.

- Vận dụng được định luật Ohm cho đoạn mạch song song gồm nhiều nhất ba điện trở thành phần.

- Vận dụng được định luật Ohm cho đoạn mạch gồm nhiều nhất ba điện trở thành phần mắc hỗn hợp

B. HƯỚNG DẪN HỌC LÍ THUYẾT (Đây là phần hướng dẫn, không phải nội dụng ghi bài)

I. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

Ở lớp 7 ta đã học, trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song thì:

- Cường độ dòng điện mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện chạy qua mạch rẽ :

I = I1 + I2 (1)

- Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế ở hai đầu mỗi mạch rẽ:

U = U₁ = U₂(2)

Công thức (1) và (2) vẫn đúng cho đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song (Hình 5.1)

(2)

Từ hai công thức trên, và công thức của định luật Ohm, ta có thể chứng minh được biểu thức sau:

1 2 2

1

R R I

I  (3)

Chứng minh:

+ Ta có trong đoạn mạch song song thì hiệu điện thế : U₁ = U₂ ()

+ Mà theo đinh luật Ohm thì: U₁ = I1.R1, I2 = U2.R2

+ Từ () suy ra: I1.R1 = I2.R2 

1 2 2

1

R R I

I 

Từ biểu thức (3), ta có thể phát biểu như sau: cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với giá trị của điện trở đó.

II. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

1. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song

2 1

tđ R

1 R

1   (4)

Chứng minh công thức:

- Trong đoạn mạch song song, ta có: I = I1 +I2 () - Theo định luật Ohm, ta lại có:

1 1 1

R I  U ,

2 2 2

R I  U và

Rtđ

I U

- Từ đó, ta có: () 

2 2 1 1

tđ R

U R U R

U   , mà U1 = U2 = U (mạch song song)



2 1

tđ R

U R

U    )

R 1 R

( 1 R U

U

2 1 tđ







2 1

tđ R

1 R

1   .

2. Thí nghiệm kiểm tra (phần này làm sau) 3. Kết luận (đọc SGK)

(3)

III. Vận dụng

Câu C4/SGK – Trang 12 Gợi ý:

+Để các thiết bị điện hoạt động bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu tiết bị điện phải đúng định mức. Từ đó ta có thể thấy rằng U_Quạt = UĐèn = Unguồn. Từ đó suy ra cách mắc các thiết bị điện trên.

+ Có cách mắc, ta sẽ vẽ được sơ đồ mạch điện dựa vào kiến thức ở lớp 7.

+ Nếu một trong hai thiết bị điện bị hỏng thì thiết bị điện còn lại có tạo thành mạch kín với nguồn điện không (dòng điện có đi qua được không?). Từ đó trả lời câu hỏi của đề bài.

Câu C5/SGK – Trang 13

Gợi ý: Áp dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song:

2 1

tđ R

1 R

1   nếu là mạch 2 điện trở hoặc

3 2

1

tđ R

1 R

1    nếu là mạch 3 điện trở.

Bài tập vận dụng: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 12  và R2 = 6  mắc song song nhau. Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là U = 3 V

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch b/ Tính hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở c/ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

Hướng dẫn giải Tóm tắt

R1 = 12  R2 = 6  U = 3 V a/ Rtd = ?  b/ U1, U2 = ? V c/ I1, I2 = ? A

Gợi ý:

Câu a áp dụng công thức điện trở tương đương của mạch song song

Lời giải câu a:

Điện trở tương của đoạn mạch

4 1 6 1 12

1 R

1

2 1 tđ











(4)

Do 4 1 R

1

tđ

 nên Rtđ = 4 ()

Câu b, ta thấy trong mạch song song U = U₁ = U₂, mà đề đã cho U, nên chỉ cần suy ra U₁ và U2

Lời giải câu b:

Vì mạch song song nên U = U1 = U2 = 3 V

Câu c, ta áp dụng công thức định luật Ohm, để tính I1 và I2.

Lời giải câu c:

Cường độ dòng điện qua R1: 25

, 12 0

3 R I U

1 1

1    (A)

Cường độ dòng điện qua R₂: 5

, 6 0 3 R I U

2 2

2    (A)

C. NỘI DUNG GHI BÀI (đây là phần Hs ghi chép vào tập)

I. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

- Cường độ dòng điện mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện chạy qua mạch rẽ :

I = I1 + I2 (1)

- Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế ở hai đầu mỗi mạch rẽ:

U = U1 = U2 (2)

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với giá trị của điện trở đó:

1 2 2

1

R R I

I  (3)

II. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song

2 1

tđ R

1 R

1   (4)

(5)

2. Thí nghiệm kiểm tra (SGK) 3. Kết luận (đọc SGK)

III. Vận dụng

Câu C4/SGK – Trang 12

+ Để đèn và quạt hoạt động bình thường thì cả hai phải mắc song song với nguồn.

+ Sơ đồ mạch điện:

+ Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì mạch điện nối giữa quạt với nguồn điện vẫn kín, vẫn có dòng điện chạy qua quạt.

Câu C5/SGK – Trang 13 Tóm tắt câu a

R₁ = R₂ = 30  Rtd = 

Giải:

Điện trở tương đương của hai điện trở mắc song song:

15 1 30

1 30

1 R

1

2 1 tđ











Do 15

1 R

1

tđ

 nên Rtđ = 15 () Tóm tắt câu b

R1 = R2 = R3 = 30  Rtd = 

Giải:

Điện trở tương đương của ba điện trở mắc song song:

10 1 30

1 30

1 R

1

3 2 1 tđ











Do ¹  ¹ nên R_tđ = 10 ()

(6)

Bài tập vận dụng:

Tóm tắt

R1 = 12  R2 = 6  U = 3 V a/ Rtd = ?  b/ U1, U2 = ? V c/ I1, I2 = ? A

Gợi ý:

a/ Điện trở tương của đoạn mạch:

4 1 6 1 12

1 R

1

2 1 tđ











Do 4

1 R

1

tđ

 nên Rtđ = 4 ()

b/ Vì mạch song song nên U = U₁ = U₂ = 3 V c/ Cường độ dòng điện qua R₁:

25 , 12 0

3 R I U

1 1

1    (A)

Cường độ dòng điện qua R2: 5

, 6 0 3 R I U

2 2

2    (A)

D. CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 4: Viết công thức tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở tương đương của đoạn mạch song song. (Gợi ý: công thức (1)(2)(4))

E. BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Phần trắc nghiệm

Câu 1: Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch mắc song song?

Trong đoạn mạch mắc song song, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:

A. bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.

B. bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.

C. luôn nhỏ hơn tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.

D. luôn lớn hơn tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần.

Câu 2: Cho đoạn mạch gồm điện trở R₁ mắc song song với điện trở R2 mắc vào mạch điện. Gọi I, I1, I2 lần lượt là cường độ dòng điện của toàn mạch, cường độ dòng điện qua R₁, R₂. Biểu thức nào sau đây đúng?

(7)

A. I = I1 = I2. B. I = I1.I2. C. I = I1 + I2. D. I = I1/I2.

Câu 3: Biểu thức nào sau đây là biểu thức giúp xác đinh điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:

Biểu thư?

A.

2 1

tđ R

1 R

1   B.

2 1

tđ R

1 R

1  

C.

2 1

tđ R

1 R

1   D.

2 1

tđ R

1 R

1  

Câu 4: Có hai điện trở có các giá trị lần lượt là 5 Ω và 20 Ω mắc song song nhau. Điện trở tương đương của hai điện trở trên có giá trị là:

A. 4 Ω B. 25 Ω. C. 0,25 Ω. D. 100 Ω.

Câu 5: Đặt một hiệu điện thế là U = 4.5 V vào hai đâu một điện trở có giá trị R thì cường độ dòng điện qua điện trở này là 0,3 A. Giá trị của R là

A. 13,5 Ω. B. 1,35 Ω.

C. 1,5 Ω. D. 15 Ω.

Phần tự luận

Câu 6: Một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là R1 = 4  và R2= 6 . Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch là 1,5 V

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch b/ Tính hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch c/ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

Câu 7: Một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là R₁ = 8  và R2= 12 .

Cường độ dòng điện qua mạch là 0,2 A.

a/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b/ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.