Đáp án bài tập trang 12-13 vbt vật lí 9

4.1. Tóm tắt:

R₁ = 5 Ω; R₂ = 10 Ω;

I₂ = 0,2 A; U_AB = ?

Lời giải:

a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới:

b) Tính hiệu điện thế theo hai cách:

Cách 1: Vì R₁ và R₂ ghép nối tiếp nên I₁ = I₂ = I = 0,2A, U_AB = U₁ + U₂

→ U₁ = I.R₁ = 1V; U₂ = I. R₂ = 2V;

→ U_AB = U₁ + U₂ = 1 + 2 = 3V

Cách 2:

Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R_tđ = R₁ + R₂ = 5 + 10 = 15 Ω

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB: U_AB = I.R_td = 0,2.15 = 3V

Đáp số: b) U_AB = 3V

4.2. Tóm tắt:

R = 10Ω; U = 12V

a) I = ?

b) Điều kiện của ampe kế để I không đổi? Giải thích

Lời giải:

a. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là: I = U/R = 12/10 = 1,2A.

b. Gọi R_a là điện trở của ampe kế. Khi đó cường độ dòng điện chạy qua điện trở được tính bằng công thức sau: $I=\frac{U}{R+R_{a}}$

Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được (tức là cường độ dòng điện chạy qua điện trở không thay đổi) thì ampe kế phải có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch, khi đó điện trở của ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở của đoạn mạch. Dòng điện chạy qua ampe kế chính là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đang xét.

4.3. Tóm tắt:

R₁ = 10 Ω; R₂ = 20 Ω; U_AB = 12 V

a) Số chỉ Vôn kế và Ampe kế?

b) Nêu 2 cách để làm cho I´ = 3I

Lời giải:

a) Điện trở tương đương của mạch là : R_tđ = R₁ + R₂ = 10 + 20 = 30 Ω

Cường độ dòng điện qua mạch là: $I=\frac{U_{AB}}{R_{tđ}}=\frac{12}{30}=0,4A$

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁: U₁ = I.R₁ = 0,4.10 = 4V

Vậy số chỉ của vôn kế là 4V, ampe kế là 0,4A.

b) Ta có: $I=\frac{U_{AB}}{R_{tđ}}$. Do đó để I tăng lên gấp 3 lần thì ta thực hiện 2 cách sau:

Cách 1: Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp nhưng tăng hiệu điện thế của đoạn mạch lên gấp 3 lần: U’_AB = 3 U_AB = 3.12 = 36V

$\Rightarrow I'=\frac{U'_{AB}}{R_{tđ}}=\frac{36}{30}=1,2A=3I$

Cách 2: Giảm điện trở tương đương của toàn mạch đi 3 lần bằng cách chỉ mắc điện trở R₁ =10Ω ở trong mạch, giữ hiệu điện thế như ban đầu.

Khi đó R’_tđ = R₁ = 10 Ω

$\Rightarrow I"=\frac{U_{AB}}{R"_{tđ}}=\frac{12}{10}=1,2A=3I$

Đáp số: a) I_A = 0,4 A; U_V = 4V

4.4. Tóm tắt:

R₁ = 5 Ω; R₂ = 15 Ω; U_V = 3 V

a) Số chỉ Ampe kế I_A ?

b) U_AB = ?

Lời giải:

a. Vì R₁ và R₂ ghép nối tiếp nên I₁ = I₂ = I = I_A

Số chỉ của ampe kế là:

$I_{A}=I_{2}=\frac{U_{2}}{R_{2}}=\frac{U_{V}}{R_{2}}=\frac{3}{15}=0,2A$

b. Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R_tđ = R₁ + R₂ = 5 + 15 = 20 Ω

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

U_AB = I.R_tđ = 0,2.20 = 4V.

Đáp số: a) I_A = 0,2 A; U_AB = 4V

4.5. Tóm tắt:

R₁ = 10Ω; R₂ = 20Ω; R₃ = 30Ω

U = 12 V; I = 0,4 A

Hỏi: cách mắc?

Lời giải:

Điện trở của đoạn mạch có hiệu điện thế U = 12 V và cường độ dòng điện I = 0,4 A là: 

$R_{tđ}=\frac{U}{I}=\frac{12}{0,4}=30Ω$

Có hai cách mắc các điện trở đó vào mạch:

+ Cách thứ nhất là chỉ mắc điện trở R₃ = 30 Ω trong đoạn mạch;

+ Cách thứ hai là mắc hai điện trở R₁ = 10 Ω và R₂ = 20 Ω nối tiếp nhau trong đoạn mạch.

4.6. Tóm tắt:

R₁ = 20Ω; I_{1 max} = 2A; R₂ = 40Ω; I_2max = 1,5A

Hỏi: U_max?

Lời giải:

Chọn câu C.

Khi R₁, R₂ mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ.

Do đó đoạn mạch này chỉ chịu được cường độ dòng điện tối đa là:

I_max = I_2max = 1,5A.

Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R = R₁ + R₂ = 20 + 40 = 60Ω

Vậy hiệu điện thế tôi đa là: U_max = I_max . R = 1,5.60 = 90V.

4.7. Tóm tắt:

R₁ = 5Ω; R₂ = 10Ω; R₃ = 15 Ω; U = 12 V

a) R_tđ = ?;

b) U₁ = ?; U₂ = ?; U₃ = ?

Lời giải:

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

R_tđ = R₁ + R₂ + R₃ = 5 + 10 + 15 = 30Ω

b. Vì ba điện trở ghép nối tiếp nên I₁ = I₂ = I₃ = I = U/R = 12/30 = 0,4A.

→ Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là:

U₁ = I.R₁ = 0,4.5 = 2V

U₂ = I.R₂ = 0,4.10 = 4V

U₃ = I.R₃ = 15.0,4 = 6V.

Đáp số: a) R_tđ = 30Ω; b) U₁ = 2V, U₂ = 4V, U₃ = 6V