A. HỌC THEO SGK
I. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP
1. Nhớ lại kiến thức lớp 7
Đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc nối tiếp :
- Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm I = I1 = I2
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần U = U1 + U2
2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
C1. Điện trở R1, R2 và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau
C2.
Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.
→ I = IR1 = IR2
Ta có:
$I_{R_{1}}=\frac{U_{1}}{R_{1}} và I_{R_{2}}=\frac{U_{2}}{R_{2}}$, từ hệ thức này suy ra $\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{U_{2}}{R_{2}}\rightarrow \frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{R_{1}}{R_{2}}$
II. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
1. Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.
2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
C3. Chứng minh Rtđ = R1 + R2:
Ta có: U = U1 + U2 = I1.R1 + I2.R2 = I.(R1 + R2) ( vì I = I1 = I2, tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp)
Mà U = I.Rtd → I.(R1 + R2) = I.Rtđ
Chia hai vế cho I ta được Rtd = R1 + R2 (đpcm).
3. Thí nghiệm kiểm tra
- Khi hai điện trở mắc nối tiếp thì IAB= 0,5 A
- Khi thay hai điện trở đó bằng một điện trở tương đương I’AB = 0,5 A
So sánh: Cường độ dòng điện trong hai trường hợp là bằng nhau
4. Kết luận
Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần Rtđ = R1 + R2
Chú ý: Các điện trở và bóng đèn dây tóc có thể được mắc nối tiếp với nhau khi chúng chịu được cùng một cường độ dòng điện không vượt quá một giá trị xác định. Gía trị xác định đó gọi là cường độ dòng điện định mức. Các dụng cụ dùng điện sẽ hoạt động bình thường khi chúng có cường dộ dòng điện chạy qua bằng cường độ dòng điện định mức.
III. VẬN DỤNG
C4
+ Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.
+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chặy qua chúng.
+ Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua nó.
C5:
+ Đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 có Rtđ = 20 + 20 = 40 Ω
+ Đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 nối tiếp R3 có Rtđ = 20 + 20 + 20 = 60 Ω
Chú ý : Khi có ba điện trở mắc nối tiếp thì điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần.
Nếu có 3 điện trở bằng nhau mắc nối tiếp thì Rtđ = 3.R
B. Bài tập & Lời giải
1. Bài tập trong SBT
4.1. Hai điện trở R1 và R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A và B.
a) Vẽ sơ đồ mạch điện trên
b) Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, ampe kế chỉ 0,2A. Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách.
4.2. Một điện trở 10Ω được mắc vào hiệu điện thế 12V
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó
b) Muốn kiểm tra kết quả tính trên, ta có thể dùng ampe kế để đo. Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được phải có điều kiện gì đối với ampe kế? Vì sao?
4.3. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.1 SBT, trong đó điện trở R1 = 10Ω, R2 = 20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 12V.
a) Tính số chỉ của vôn kế và ampe kế.
b) Chỉ với hai điện trở trên đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện trong mạch lên gấp 3 lần (Có thể thay đổi UAB).
4.4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 SBT, trong đó có điện trở R1 = 5Ω, R2 = 15Ω Vôn kế chỉ 3V
a) Tính số chỉ của ampe kế.
b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.
4.5. Ba điện trở có các giá trị là 10 Ω, 20 Ω, 30 Ω. Có thể mắc điện trở này như thê nào vào mạch có hiệu điện thế 12V đế dòng điện trong mạch có cường độ 0,4A? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.
4.6. Cho hai điện trở R1 = 20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa là 2A và R2 = 40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp R2 là:
A. 210V
B. 120V
C. 90V
D. 100V
4.7. Ba điện trở R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, R3 = 15Ω được mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế 12V
a) Tính điện trở trương đương của đoạn mạch
b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở
Xem lời giải
2. Bài tập bổ sung
4.a. Cho 3 điện trở R1 = 10 Ω; R2 = 15 Ω; R3 = 5 Ω. Có thể mắc ba điện trở này thành các mạch điện như thế nào để khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 12 V thì I = 0,8 A ?
4.b. Điền các từ hay cụm từ thích hợp vào chỗ trống trong câu sau:
Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp, nếu hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở tương ứng là U1 và U2 thì các hiệu điện thế này ......... với điện trở R1, R2