Giải bài tập Bài tập vận dụng định luật Ôm SBT vật lý 9

Bài 1 trang 16 sách bài tập Vật Lí 9:

Hai điện trở R₁ = R₂ = 20Ω được mắc vào hai điểm A, B.

a) Tính điện trở tương đương R_tđ của đoạn mạch AB khi R₁ mắc nối tiếp với R₂. R_tđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

b) Nếu mắc R₁ song song với R₂ thì điện trở tương đường R’_tđ của đoạn mạch khi đó là bao nhiêu? R’_tđ lớn hơn hay nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần?

c) Tính tỷ số R_tđ/R’_tđ

Lời giải:

a) R_tđ của đoạn mạch AB khi R₁ mắc nối tiếp với R₂ là: R_tđ = R₁ + R₂ = 20 + 20 = 40Ω.

Vậy R_tđ lớn hơn, mỗi điện trở thành phần.

b) Khi R₁ mắc song song với R₂ thì:

Vậy R’_tđ nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.

c) Tỉ số giữa R_tđ và R’_tđ là:

Bài 2 trang 16 sách bài tập Vật Lí 9:

Hai điện trở R₁ và R₂ được mắc theo hai cách vào hai điểm M, N trong sơ đồ hình 6.1, trong đó hiệu điện thế U = 6V. Trong cách mắc thứ nhất, ampe kế chỉ 0,4A. Trong cách mắc thứ hai, ampe kế chỉ 1,8A

a) Đó là hai cách mắc nào? Vẽ sơ đồ từng cách mắc.

b) Tính điện trở R₁ và R₂

Lời giải:

a) Có hai cách mắc là

Cách 1: R₁ song song R₂.

Cách 1: R₁ nối tiếp R₂.

b) R_tđ của đoạn mạch gồm R₁ nối tiếp R₂ lớn hơn R_tđ của đoạn mạch khi mắc R₁ song song R₂. Vì vậy, dòng điện chạy qua đoạn mạch nối tiếp có cường độ nhỏ hơn dòng điện chạy qua đoạn mạch song song nên. Ta có:

+) I₁ = 0,4A khi R₁ mắc nối tiếp với R₂ nên:

R₁ + R₂ = U/I₁ = 6/0,4 = 15Ω (1)

+) I₂ = 1,8A khi R₁ mắc song song với R₂ nên:

 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ R₁R₂ = 50Ω (3)

Từ (1) và (3) ⇒ R₁ = 5Ω; R₁ = 1Ω hoặc R₁ = 10Ω; R₂ = 5Ω

Bài 3 trang 16 sách bài tập Vật Lí 9:

Hai bóng đèn giống nhau sáng bình thường khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là 6V và dòng điện chạy qua mỗi đèn khi có cường độ là 0,5A (cường độ dòng điện định mức)

Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 6V. Tính cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó. Hai đèn có sáng bình thường không? Vì sao? Cho rằng điện trở của mỗi bóng đèn trong trường hợp này có giá trị như khi sáng bình thường.

Lời giải:

Điện trở của đèn là: R = U/I = 6/0,5 = 12Ω.

Khi hai đèn mắc nối tiếp thì R_tđ = R₁ + R₂ = 12 + 12 = 24Ω.

Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: I₁ = I₂ = U/R_tđ = 6/24 = 0,25A.

Hai đèn sáng yếu hơn mức bình thường vì cường độ dòng điện chạy qua đèn nhỏ hơn cường độ định mức ở mỗi bóng đèn.

Bài 4 trang 16 sách bài tập Vật Lí 9:

Hai bóng đèn có cùng hiệu điện thế định mức 110V; cường độ dòng điện định mức của bóng đèn thứ nhất là 0,91A, của bóng đèn thứ hai là 0,36A. Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn trong trường hợp này vào hiệu điện thế 220V được không? Vì sao?

Lời giải:

Điện trở của đèn 1 là: R₁ = U/I₁ = 110/0,91 = 121Ω

Điện trở của đèn 2 là: R₂ = U/I₂ = 110/0,36 = 306Ω

Điện trở tương đương của mạch là: R_tđ = R₁ + R₂ = 121 + 306 = 427Ω

Cường độ dòng điện thực tế chạy qua hai bóng đèn là I₁ = I₂ = 0,52A.

So sánh với cường độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn ta thấy đèn 1 có thể không sáng lên được, còn đèn 2 thì có thể sẽ cháy lên không mắc nối tiếp hai bóng đèn này được.

Bài 5 trang 16 sách bài tập Vật Lí 9:

Ba điện trở cùng giá trị R = 30Ω.

a) Có mấy cách mắc cả ba điện trở này thành một mạch điện? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.

b) Tính điện trở tương đương của mỗi mạch trên

Lời giải:

a) Có 4 cách mắc sau:

b) Điện trở tương đương của mỗi mạch là:

Mạch 1: R_tđ = 3R = 3×30 = 90Ω.

Mạch 2: R_tđ = R + R/2 = 30 + 30/2 = 45Ω.

Mạch 3: R_tđ = (2R.R)/(2R+R) = 2R/3 = 2.30/3 = 20Ω.

Mạch 4: R_tđ = R/3 = 30/3 = 10Ω.

Bài 6 trang 17 sách bài tập Vật Lí 9:

Cho mạch điện AB có sơ đồ như hình 6.2 trong đó điện trở R₁ = 3r; R₂ = r; R₃ = 6r. Điện trở tương đương của đoạn mạch này có giá trị nào dưới đây?

A. 0,75r

B. 3r

C. 2,1r

D. 10r

Lời giải:

Chọn C

Do điện trở R₂ nối tiếp với điện trở R₃ nên ta có: R₂₃ = R₂ + R₃ = r + 6r = 7r

Điện trở tương đương của đoạn mạch này là:

Bài 7 trang 17 sách bài tập Vật Lí 9:

Các điện trở R là như nhau trong các đoạn mạch có sơ đồ trong hình 6.3 dưới đây. Hỏi điện trở tương đương của đoạn mạch nào là nhỏ nhất?

Lời giải:

Chọn D

Vì khi mắc song song điện trở toàn mạch sẽ nhỏ hơn mỗi điện trở trong mạch nên hình D có điện trở tương đương nhỏ nhất.

Bài 8 trang 17 sách bài tập Vật Lí 9:

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình 6.4 là R_AB = 10Ω, trong đó các điện trở R₁ = 7Ω; R₂ = 12Ω. Hỏi điện trở R_x có giá trị nào dưới đây?

A. 9Ω

B. 5Ω

C. 4Ω

D. 15Ω

Lời giải:

Chọn C

Điện trở tương đương của đoạn mạch: R_AB = R₁ + R_2x ⇒ R_2x = R_AB – R₁ = 10 – 7= 3Ω

Do R₂ mắc song song với R_x nên ta có:

Bài 10 trang 18 sách bài tập Vật Lí 9:

Khi mắc nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂ vào hiệu điện thế 1,2V thì dòng điện chạy qua chúng có cường độ I = 0,12A

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp này

b) Nếu mắc song song hai điện trở nói trên vào một hiệu điện thế thì dòng điện chạy qua điện trở R₁ có cường độ I₁1 gấp 1,5 lần cường độ I₂ của dòng điện chạy qua điện trở R₂. Hãy tính điện trở R₁ và R₂

Lời giải:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch : R = U/I = 1,2/0,12 = 10Ω.

b) Vì R₁//R₂ nên: U₁ = U₂ ⇔I1 R₁ = I₁ R₂ ⇔ 1,5I₂.R₁ = I₂ R₂

⇒ 1,5R₁ = R₂

Mặt khác: R = R₁ + R₂ = 10

Giải (1) và (2), ta được: R₁ = 4Ω và R₂ = 60Ω

Bài 11 trang 18 sách bài tập Vật Lí 9:

Cho ba điện trở là R₁ = 6Ω; R₂ = 12Ω và R₃ = 18Ω. Dùng ba điện trở này mắc thành đoạn mạch song song có hai mạch rẽ, trong đó có một mạch rẽ gồm hai điện trở mắc nối tiếp.

a) Vẽ sơ đồ của các đoạn mạch theo yêu cầu đã nêu trên đây

b) Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch này

Lời giải:

a) Vẽ sơ đồ:

+) (R₁ nt R₂) //R₃

+) (R₃ nt R₂) //R₁:

+) (R₁ nt R₃) // R₂:

b) Điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch:

+) (R₁ nt R₂) //R₃:

R₁₂ = R₁ + R₂ = 6 + 12 = 18Ω

+) (R₃ nt R₂) // R₁:

R₂₃ = R₂ + R₃ = 12 + 18 = 30Ω