SBT Vật lí 9 Bài 5: Đoạn mạch song song | Giải sách bài tập Vật lí 9

Bài 5. Đoạn mạch song song

Bài 5.1 trang 13 SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.1, trong đó R1 = 15Ω, R2 = 10Ω, vôn kế chỉ 12V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?

b) Số chỉ của các ampe kế là bao nhiêu?

Tóm tắt:

R1 = 15Ω; R2 = 10Ω; UV = 12V a) Rtđ = ?

b) IA = ?; IA1 = ?; IA2 = ? Lời giải:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

1 2

td

1 2

R .R 15.10

R 6

R R 15 10

= = = 

+ +

b) Cường độ dòng điện qua mạch chính là:

V A

td

U 12

I I 2A

R 6

= = = =

Vì R1 mắc song song với R2 nên U1 = U2 = UV = 12V

=> ₁ ¹

1

U 12

I 0,8A

R 15

= = =

=> ₂ ²

2

U 12

I 1, 2A

R 10

= = =

Vậy ampe kế ở mạch chính chỉ 2A, ampe kế 1 chỉ 0,8A, ampe kế 2 chỉ 1,2A.

Bài 5.2 trang 13 SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.2, trong đó R1 = 5Ω , R2 = 10Ω, ampe kế A1 chỉ 0,6A.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.

b) Tính cường độ dòng điện ở mạch chính.

Tóm tắt:

R1 = 5Ω; R2 = 10Ω; IA1 = 0,6A a) UAB = ?

b) I = ? Lời giải:

Do hai điện trở mắc song song với nhau nên hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa mỗi đầu đoạn mạch rẽ:

Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:

UAB = U1 = I1 × R1 = 0,6 × 5 = 3V.

b) Điện trở tương đương của mạch điện:

1 2

AB

1 2

R .R 5.10 10

R = R R =5 10= 3 

+ +

Cường độ dòng điện ở mạch chính là:

AB

AB

U 3

I I 0,9A

R 10

3

= = = =

Bài 5.3 trang 13 SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.3, trong đó R1 = 20Ω, R2 = 30Ω, ampe kế A chỉ 1,2A. Số chỉ của các ampe kế A1 và A2 là bao nhiêu?

Tóm tắt:

R1 = 20Ω; R2 = 30Ω; IA = 1,2A; IA1 = ?; IA2 = ? Lời giải:

Ta có:

1 2

AB

1 2

R .R 20.30

R 12

R R 20 30

= = = 

+ +

Vì R1 và R2 mắc song song nên UAB = U1 = U2 = IA.RAB = 1,2.12 = 14,4 V.

Số chỉ của ampe kế 1 là:

1 1

1

U 14, 4

I 0,72A

R 20

= = =

Số chỉ của ampe kế 2 là:

2 2

2

U 14, 4

I 0, 48A

R 30

= = =

Bài 5.4 trang 13 SBT Vật Lí 9: Cho hai điện trở, R1 = 15Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2 = 10Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1A.

Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song là:

A. 40V B. 10V C. 30V D. 25V Tóm tắt:

R1 = 15Ω; I1max = 2A R2 = 10Ω; I2max = 1A

R1 và R2 mắc song song. Umax = ? Lời giải:

Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R1 là:

U1max = R1. I1max = 15 . 2 = 30V

Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R2 là:

U2max = R2.I2max = 10 . 1 = 10V

Vì hai điện trở ghép song song nên hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở phải bằng nhau. Vì vậy hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:

Umax = U2max = 10 V

Lưu ý: Nếu dùng Umax= U1max = 30V là U lớn nhất thì khi đó R2 có hiệu điện thế vượt quá định mức 10V mà nó chịu được và sẽ làm hỏng R2 , còn nếu dùng Umạch = 10V thì R2 hoạt động đúng định mức, R1 có hiệu điện thế nhỏ hơn định mức nhưng vẫn hoạt động được mà không bị hỏng.

Chọn đáp án B

Bài 5.5 trang 14 SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.4, vôn kế 36V, ampe kế A chỉ 3A, R1 = 30Ω.

a) Tính điện trở R2?

b) Số chỉ của các ampe kế A1 và A2 là bao nhiêu?

Tóm tắt:

R1 = 30Ω; UV = 36V; IA = 3A

a) R2 = ?

b) IA1 = ?; IA2 = ? Lời giải:

a) Điện trở tương đương của toàn mạch là:

V MN

A

U 36

R 12

I 3

= = = 

Vì R1 mắc song song R2 nên ta có:

2

MN 1 2 2

1 1 1 1 1 1

R 20

R = R + R 12= 30+R  = 

b) Vì R1 mắc song song R2 nên U1 = U2 = UV = UMN = 36V

Vì ampe kế mắc nối tiếp với điện trở R1 để đo cường độ dòng điện chạy qua R1 nên số chỉ của ampe kế 1 là:

1

1

A 1

1

U 36

I I 1, 2A

R 30

= = = =

Vì ampe kế mắc nối tiếp với điện trở R2 để đo cường độ dòng điện chạy qua R2 nên số chỉ của ampe kế 2 là:

2

2

A 2

2

U 36

I I 1,8A

R 20

= = = =

Bài 5.6 trang 14 SBT Vật Lí 9: Ba điện trở R1 = 10Ω, R2 = R3 = 20Ω được mắc song song với nhau vào hiệu điện thế 12V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và qua từng mạch rẽ.

Tóm tắt:

R1 = 10Ω; R2 = R3 = 20 Ω; U = 12V a) Rtđ = ?

b) IA1 = ?; IA2 = ? Lời giải:

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtđ

Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên ta có:

td 1 2 3

1 1 1 1 1 1 1 1

R =R + R +R =10 +20+ 20 =5 Rtd 5

 = 

b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:

td

U 12

I 2, 4A

R 5

= = =

Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên U1 = U2 = U3 = U Cường độ dòng điện chạy qua từng mạch rẽ là:

1 1

1

U 12

I 1, 2A

R 10

= = =

2 2

2

U 12

I 0,6A

R 20

= = =

3 3

3

U 12

I 0,6A

R 20

= = =

Bài 5.7 trang 14 SBT Vật Lí 9: Hai điện trở R1 và R2 = 4R1 được mắc song song với nhau. Khi tính theo R1 thì điện trở tương đương của đoạn mạch này có kết quả nào dưới đây?

A. 5R1

B. 4R1

C. 0,8R1

D. 1,25R1

Lời giải:

Ta có điện trở tương đương tính theo R1 là:

1 2 1 1 1

td 1

1 2 1 1

R .R R .4R 4R

R 0,8R

R R R 4R 5

= = = =

+ +

Chọn đáp án C

Bài 5.8 trang 14 SBT Vật Lí 9: Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 4Ω và R2 = 12Ω mắc song song có giá trị nào dưới đây?

A. 16Ω B. 48Ω C. 0,33Ω D. 3Ω Lời giải:

Ta có điện trở tương đương của đoạn mạch là:

1 2

td

1 2

R .R 4.12

R 3

R R 4 12

= = = 

+ +

Chọn đáp án D

Bài 5.9 trang 14 SBT Vật Lí 9: Trong mạch điện có sơ đồ như hình 5.5, hiệu điện thế U và điện trở R1 được giữ không đổi. Hỏi khi giảm dần điện trở R2 thì cường độ I của dòng điện mạch chính sẽ thay đổi như thế nào?

A. Tăng

B. Không thay đổi C. Giảm

D. Lúc đầu tăng, sau đó giảm.

Lời giải:

Khi giảm dần điện trở R2 , hiệu điện thế U không đổi thì cường độ dòng điện I2 tăng nên cường độ I = I1 + I2 của dòng điện trong mạch chính cũng tăng.

Chọn đáp án A.

Bài 5.10 trang 14 SBT Vật Lí 9: Ba điểm trở R1 = 5Ω, R2 = 10Ω và R3 = 30Ω được mắc song song với nhau. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song này là bao nhiêu?

A. 0,33Ω B. 3Ω C. 33,3Ω D. 45Ω Tóm tắt:

R1 = 5Ω; R2 = 10 Ω; R3 = 30 Ω; Rtđ = ? Lời giải:

Gọi điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtđ

Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên ta có:

td 1 2 3

1 1 1 1 1 1 1 1

R =R + R +R = +5 10+30 =3

=> Rtđ = 3Ω Chọn đáp án B

Bài 5.11 trang 15 SBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.6, trong đó điện trở R1 = 6Ω; dòng điện mạch chính có cường độ I = 1,2A và dòng điện đi qua điện trở R2 có cường độ I2 = 0,4A.

a) Tính R2.

b) Tính hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch.

c) Mắc một điện trở R3 vào mạch điện trên, song song với R1 và R2 thì dòng điện mạch chính có cường độ là 1,5A. Tính R3 và điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch này khi đó?

Tóm tắt:

R1 = 6Ω; R2 song song R1; I = 1,2A; I2 = 0,4A;

a) R2 = ? b) U = ?

c) R3 song song với R1 và R2; I = 1,5A; R3 = ?; Rtđ = ? Lời giải:

a) R1 và R2 mắc song song, ta có:

+ I = I1 + I2 => I1 = I – I2 = 1,2 – 0,4 = 0,8A + ^{1 2}

2 1

I R

I = R

=> Điện trở R2 là: ₂ ¹ ₁

2

I 0,8

R .R .6 12

I 0, 4

= = = 

b) Hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch là:

U = U1 = U2 = I2 .R2 = 0,4.12 = 4,8V c) Vì R3 song song với R1 và R2 nên:

U = U1 = U2 = U3 = 4,8V

I = I1 + I2+ I3 => I3 = I – I1 – I2 = 1,5 – 0,8 – 0,4 = 0,3A Điện trở R3 bằng: ₃ ³

3

U 4,8

R 16

I 0,3

= = = 

Điện trở tương đương của toàn mạch là: _td U 4,8

R 3, 2

I 1,5

= = = 

Bài 5.12 trang 15 SBT Vật Lí 9: Cho một ampe kế, một hiệu điện thế U không đổi, các dây dẫn nối, một điện trở R đã biết giá trị và một điện trở Rx chưa biết giá trị. Hãy nêu một phương án giúp xác định giá trị của Rx (vẽ hình và giải thích cách làm).

Lời giải:

Trước tiên, mắc R và ampe kế nối tiếp nhau, mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi nhưng chưa biết giá trị của U như hình vẽ.

Đọc số chỉ của ampe kế lúc này ta được I.

Áp dụng công thức: U = I . R ta tìm được giá trị của U.

Sau đó ta bỏ điện trở R ra ngoài và thay điện trở Rx vào:

Lúc này đọc số chỉ của ampe kế ta được Ix

Ta có: U = Ix.Rx => _x

x x

U I

R .R

I I

= = , như vậy ta tìm được giá trị của Rx.

Bài 5.13 trang 15 SBT Vật Lí 9: Cho một hiệu điện thế U = 1,8V và hai điện trở R1 và R2. Nếu mắc nối tiếp hai điện trở này vào hiệu điện thế U thì dòng điện đi qua chúng có cường độ I1 = 0,2A; nếu mắc song song hai điện trở này vào hiệu điện thế U thì dòng điện mạch chính có cường độ I2 = 0,9A. Tính R1 và R2

Tóm tắt:

U = 1,8 V; R1 nối tiếp R2 thì I1 = 0,2 A;

R1 song song với R2 thì I = I2 = 0,9 A; R1 = ?; R2 = ? Lời giải:

R1 nối tiếp R2 nên điện trở tương đương của mạch lúc này là:

( )

nt 1 2

1

U 1,8

R R R 9 1

I 0, 2

= + = = = 

R1 song song với R2 nên điện trở tương đương của mạch lúc này là:

( )

1 2

/ /

1 2 2

R .R U 1,8

R 2 2

R R I 0,9

= = = = 

+

Lấy (1) nhân với (2) theo vế ta được R1.R2 = 18 2

( )

1

R 18 3

 = R Thay (3) vào (1), ta được: R12 - 9R1 + 18 = 0

Giải phương trình, ta có: R1 = 3Ω; R2 = 6Ω hay R1 = 6Ω; R2 = 3Ω

Bài 5.14 trang 15 SBT Vật Lí 9: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 9Ω, R2 = 18Ω và R3 = 24Ω được mắc vào hiệu điện thế U = 3,6V như sơ đồ hình 5.7.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Tính số chỉ I của ampe kế A và số chỉ I12 của ampe kế A1

Tóm tắt:

R1 = 9Ω, R2 = 18Ω và R3 = 24Ω, U =3,6V a) Rtđ = ?

b) I = ?; I12 = ?

Lời giải:

a) R1 song song với R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch gồm R1 và R2 là:

1 2

12

1 2

R .R 9.18

R 6

R R 9 18

= = = 

+ +

R3 song song với R12 nên điện trở tương đương của toàn mạch là:

12 3

td

12 3

R .R 6.24

R 4,8

R R 6 24

= = = 

+ +

b) Số chỉ của ampe kế A là:

td

U 3,6

I 0,75A

R 4,8

= = =

Vì cụm đoạn mạch R12 mắc song song với R3 nên U12 = U3 = U = 3,6V Số chỉ I12 của ampe kế A1 bàng cường độ dòng điện

12 12

12

U 3,6

I 0,6A

R 6

= = =