Các dạng Bài tập vận dụng Định luật Ôm và lời giải - Vật lý 9 bài 6

10:39:0313/07/2019

Các dạng bài tập vận dụng Định luật ôm là một trong những nội dung tương đối quan trọng để các em hiểu rõ hơn nội dung lý thuyết trong các bài trước, và đây cũng là nền tảng giúp các em dễ dàng tiếp thu tốt hơn các nội dung nâng cao về dòng điện sau này.

Để giải được các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm các em cần nắm chắc nội dung Định luật Ôm, công thức, cách tính Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở tương đương (R) trong các đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song.

I. Tóm tắt lý thuyết về Định luật ôm

1. Phát biểu, công thức cách tính định luật ôm

• Nội dung Định luật ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây, tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

- Hệ thức (công thức) định luật ôm: $small I=frac{U}{R}$

- Trong đó:

U: Hiệu điện thế, đơn vị là Vôn, ký hiệu (V).

I: Cường độ dòng điện, đơn vị là ampe, ký hiệu (A).

R: Điện trở, đơn vị là ôm, ký hiệu (Ω).

• Các công thức rút ra từ công thức định luật ôm:

- Công thức tính Hiệu điện thế: small U=I.R

- Công thức tính điện trở: $small R=frac{U}{I}$

2. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp:

- Cường độ dòng điện: I = I₁ = I₂ = ... = I_n

- Hiệu điện thế: U = U₁ + U₂ + ... + U_n

- Điện trở tương đương: R_tđ = R = R₁ + R₂ + ... + R_n

3. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song:

- Cường độ dòng điện: I = I₁ + I₂ + ... + I_n

- Hiệu điện thế: U = U₁ = U₂ = ... = U_n

- Điện trở tương đương: $small R_{td}=R=frac{U}{I}$

II. Các dạng Bài tập vận dụng định luật Ôm

♦ Dạng 1: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp.

° Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9: cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.1, trong đó R₁ = 5 Ω. Khi K đóng, vôn kế chỉ 6 V, ampe kế chỉ 0,5 A.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Tính điện trở R₂.

* Lời giải Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9:

° Cách 1:

a) Áp dụng định luật Ôm, ta tính được điện trở tương đương của đoạn mạch:

$small R_{td}=frac{U_{AB}}{I}=frac{6}{0,5}=12(Omega )$

b) Vì đoạn mạch gồm hai điện trở ghép nối tiếp nên ta có:

R_tđ = R₁ + R₂ ⇒ R₂ = R_tđ - R₁ = 12 - 5 = 7 (Ω).

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

- Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.

I = I₁ = I₂ = 0,5 (A).

⇒ hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ là: U₁ = I₁.R₁ = 0,5.5 = 2,5V

Mà U_AB = U₁ + U₂ = 6V ⇒ U₂ = 6 – 2,5 = 3,5 (V).

⇒ $small R_{2}=frac{U_{2}}{I_{2}}=frac{3,5}{0,5}=7(Omega ).$

♦ Dạng 2: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc song song

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song.

º Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.2, trong đó R₁ = 10 Ω, ampe kế A₁ chỉ 1,2 A, ampe kế A chỉ 1,8 A. bài 2 trang 16 sgk vật lý 9 a) Tính hiệu điện thế U_AB của đoạn mạch.

b) Tính điện trở R₂.

* Lời giải bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9:

a) Vì mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ ghép song song với nhau và song song với nguồn nên:

U_AB = U₂ = U₁ = R₁.I₁ = 10.1,2 = 12 (V).

b) Cường độ dòng điện chạy qua R₂ là I₂ = I - I₁ = 1,8 - 1,2 = 0,6 (A).

⇒ Điện trở R₂: $small R_{2}=frac{U_{2}}{I_{2}}=frac{12}{0,6}=20(Omega ).$

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

- Theo câu a, ta tìm được U_AB = 12 (V).

⇒ Điện trở tương đương của đoạn mạch là: $small R_{td}=frac{U_{AB}}{I}=frac{12}{1,8}=frac{20}{3}(Omega ).$

- Mặt khác ta có: $small frac{1}{R_{td}}=frac{1}{R_{1}}+frac{1}{R_{2}}Leftrightarrow frac{1}{frac{20}{3}}=frac{1}{10}+frac{1}{R_{2}}$

$small dpi{100} fn_cm small Rightarrow frac{1}{R_{2}}=frac{3}{20}-frac{1}{10}=frac{1}{20}Rightarrow R_{2}=20(Omega )$

♦ Dạng 3: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp (nối tiếp + song song)

* Phương pháp giải: Phân tích bài toán đoạn nào mạch mắc nối tiếp để áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp, đoạn nào mạch mắc song song để áp dụng Định luật ôm cho mạch mắc song song.

° Bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.3 (hình dưới), trong đó R₁ = 15 Ω, R₂ = R₃ = 30 Ω, U_AB = 12 V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB.

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

* Lời giải bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9:

° Cách 1:

a) Nhận xét: Đoạn mạch gồm hai đoạn mạch con AM (chỉ gồm R₁) ghép nối tiếp với MB (gồm R₂// R₃).

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

$small R_{td}=R_{AM}+R_{BM}$

- Với $small R_{AM}=R_{1}$ ; $small R_{BM}=frac{R_{2}.R_{3}}{R_{2}+R_{3}}$

- Nên có: $small R_{td}=R_{1}+frac{R_{2}.R_{3}}{R_{2}+R_{3}}$ $small =15+frac{30.30}{30+30}=30(Omega )$

b) Cường độ dòng điện qua điện trở R₁ chính là cường độ dòng điện qua mạch chính:

$small I_{1}=I=frac{U_{AB}}{R_{td}}=frac{12}{30}=0,4(A).$

- Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R₁ là: U₁ = R₁.I₁ = 15.0,4 = 6 (V).

- Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R₂ và R₃ là:

U₂ = U₃ = U_MB = U_AB – U_AM = 12 – 6 = 6 (V).

- Vì R₂ = R₃ nên cường độ dòng điện qua R₂ và R₃ là: $small I_{2}=I_{3}=frac{U_{3}}{R_{3}}=frac{6}{30}=0,2(A).$

° Cách 2: Áp dụng cho câu b (có sử dụng kết quả câu a)

- Vì R₁ ghép nối tiếp với đoạn mạch R_MB nên ta có:

$small I_{1}=I_{MB}Leftrightarrow frac{U_{1}}{R_{1}}=frac{U_{MB}}{R_{MB}}$ $small Leftrightarrow frac{U_{1}}{U_{MB}}=frac{R_{1}}{R_{MB}}=frac{15}{15}=1$

$small Rightarrow U_{1}=U_{MB}=U_{2}=U_{3}$ (vì MB chứa R₂ // R₃ nên U_MB = U₂ = U₃).

- Mà U₁ + U_MB = U_AB ⇒ $small U_{1}=frac{U_{AB}}{2}=frac{12}{2}=6(V).$

⇒ Cường độ dòng điện qua các điện trở là:

$small I_{1}=frac{U_{1}}{R_{1}}=frac{6}{15}=0,4(A).$

$small I_{2}=frac{U_{2}}{R_{2}}=frac{6}{30}=0,2(A).$ ;

$small I_{3}=frac{U_{3}}{R_{3}}=frac{6}{30}=0,2(A).$ hoặc I₃ = I₁ - I₂ = 0,4 - 0,2 = 0,2 (A).

Hy vọng với bài viết hệ thống Các dạng Bài tập vận dụng Định luật Ôm và lời giải ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

¤ Nội dung cùng chương 1:

» Bài 4: Đoạn Mạch Nối Tiếp

» Bài 5: Đoạn Mạch Song Song

» Bài 7: Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Vào Chiều Dài Dây Dẫn

» Bài 8: Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Vào Tiết Diện Dây Dẫn

¤ Có thể bạn muốn xem:

» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập