Tiêu đề DANG 7. DINH LUAT OHM CHO TOAN MACH - MAC NGUON THANH BO 29tr.doc ✅

1 Dạng 1. Định luật Ôm cho toàn mạch (mạch kín) A. KIẾN THỨC CƠ BẢN E , r R I 1. Mạch kín cơ bản (gồm nguồn và điện trở thuần): I = E R+r . (R là điện trở của mạch ngoài; E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn). E , r I Nguồn điện E’, r’ I Máy thu 2. Mạch kín gồm nhiều nguồn điện và máy thu mắc nối tiếp với điện trở thuần: I = ΣΣ ΣΣ EE R + r + r   - (R là điện trở tương đương của mạch ngoài; E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn; E’, r’ là suất điện động và điện trở trong của máy thu điện với quy ước: nguồn khi dòng điện đi vào từ cực âm và đi ra từ cực dương; máy thu khi dòng điện đi vào từ cực dương và đi ra từ cực âm). E , r E , r E, r Song song E , r E , r E , r E , r E , r E , r E , r E , r E , r Hỗn hợp đối xứng 3. Mạch kín gồm nhiều nguồn giống nhau (E, r) mắc thành bộ và điện trở thuần: I = b b E R + r (R là điện trở tương đương của mạch ngoài; E b , r b là suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn) + Nếu n nguồn giống nhau mắc nối tiếp thì: E b = nE; r b = nr. + Nếu n nguồn giống nhau mắc song song thì: E b = E; r b = r n . E , r E , r E , r Nối tiếp + Nếu N nguồn giống nhau mắc hỗn hợp đối xứng thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn thì: E b = nE; r b = nr m . B. VÍ DỤ MẪU
2 Ví dụ 1: Đèn 3V – 6W mắc vào hai cực ac quy (E = 3V, r = 0,5). Tính điện trở đèn, cường độ dòng điện, hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của đèn. Hướng dẫn giải Điện trở của đèn: R = đ đ 2 m m U P = 2 3 6 = 1,5 Cường độ dòng điện qua đèn: I = E3 = = 1,5A R + r1,5 + 0,5 . Hiệu điện thế của đèn: U = IR = 1,5.1,5 = 2,25V. Công suất tiêu thụ của đèn: P = RI 2 = 1,5.1,5 2 = 3,375W. Ví dụ 2: Khi mắc điện trở R 1 = 5 vào hai cực của một nguồn điện thì hiệu điện thế mạch ngoài là U 1 = 10 V, nếu thay R 1 bởi điện trở R 2 = 11 thì hiệu điện thế mạch ngoài là U 2 = 11 V. Tính suất điện động của nguồn điện. Hướng dẫn giải Khi mắc điện trở R 1 vào hai cực của nguồn điện thì:   1 1 1 11 U I2A R EUIr102r1        + Khi mắc điện trở R 2 vào hai cực của nguồn điện thì:   2 2 2 22 U I1A R EUIr11r2        + Từ (1) và (2) ta có: E12V r1     E , r R 1 R 2 E , r R 1 R 2 Ví dụ 3: Hai điện trở R 1 = 2, R 2 = 6 mắc vào nguồn (E, r). Khi R 1 , R 2 nối tiếp, cường độ trong mạch I N = 0,5A. Khi R 1 , R 2 song song, cường độ mạch chính I S = 1,8A. Tìm E, r. Hướng dẫn giải – Khi [R 1 nt R 2 ]  R N = R 1 + R 2 = 2 + 6 = 8.  I N = N E R+r  0,5 = E 8+r (1)
3 – Khi [R 1 // R 2 ]  Ω12 N 12 RR2.6 R = = = 1,5 R+ R2 + 6 .  I S = N E R+ r  1,8 = E 1,5 + r (2) – Từ (1) và (2), suy ra: 4 + 0,5r = E 2,7 + 1,8r = E     r = 1; E = 4,5V. Vậy: Suất điện động và điện trở trong của nguồn là E = 4,5V và r = 1  . Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình. Biết nguồn điện có suất điện động E = 12V và có điện trở trong r = 1, các điện trở R 1 = 10, R 2 = 5 và R 3 = 8. a) Tính tổng trở R N của mạch ngoài. b) R 1 R 2 R 3 E, r Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U. c) Tính hiệu điện thế U 1 giữa hai đầu điện trở R 1 . d) Tính hiệu suất H của nguồn điện. e) Tính nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trong thời gian 10 phút. Hướng dẫn giải a) Tổng trở mạch ngoài: R N = R 1 + R 2 + R 3 = 23 b) Cường độ dòng điện chạy qua nguồn:  N E12 I0,5A Rr231  + Hiệu điện thế mạch ngoài U: NUI.R0,5.2311,5V c) Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R 1 : U 1 = I.R 1 = 0,5.10 = 5 V d) Hiệu suất của nguồn điện: U11,5 H.100%.100%95,83% E12 e) Nhiệt lượng tỏa ra trong 10 phút ở mạch ngoài: 22NQIRt0,5.23.10.603450J3,45kJ R 1 R 2 R 3 A K E,r A B Ví dụ 5: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 12V và có điện trở trong r = 0,5 . Các điện trở mạch ngoài R 1 = 4,5, R 2 = 4, R 3 = 3. Hãy số chỉ của ampe kế, công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài, hiệu suất của nguồn điện khi a) K mở. b) K đóng.
4 a) Khi K mở mạch gồm R 1 nối tiếp R 2 nối tiếp R 3 + Tổng trở mạch ngoài là: R tđ = R 1 + R 2 + R 3 = 11,5 + Dòng điện trong mạch: A td E I1AI1A Rr  + Công suất tỏa nhiệt mạch ngoài: 2 ngoaitdPIR11,5W + Hiệu suất nguồn: tdUI.R1.11,5 H95,83% EE12 b) Khi khóa K đóng, A và B cùng điện thế nên chập A, B, mạch điện vẽ lại như hình + Tổng trở mạch ngoài là: R tđ = R 1 + R 2 = 7,5 + Dòng điện trong mạch: A td E I1,5AI1,5A Rr  + Công suất tỏa nhiệt mạch ngoài: 2 ngoaitdPIR16,875W + Hiệu suất nguồn: tdUI.R1.7,5 H93,75% EE12 R 1 R 2 R 3 R 4 E, r A B C D Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 9V và điện trở trong r = 1. Các điện trở mạch ngoài R 1 = R 2 = R 3 = 3, R 4 = 6. a) Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở. b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D. c) Tính hiệu điện thế hai đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện. Hướng dẫn giải a) Ta có: R 23 = R 2 + R 3 = 6  123 AB 123 R.R R2 RR  + Tổng trở của mạch ngoài: R ng = R AB + R 4 = 8 + Cường độ dòng điện trong mạch chính: 4 ng E I1AI1A Rr  + Hiệu điện thế giữa hai đầu R 4 : 444UIR6V + Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B: ABAB123UI.R2VUU2V R 1 R 3 E, r A  B