ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

BÀI 4. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

• Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở 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. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

• Điện trở tương đương (Rtđ) 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.
• Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp là:

Rtđ = R1 + R2.

• Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: \(\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}\)
• Các điện trở và bóng đèn dây tóc có thể được mắc nối tiếp nhau khi chúng chịu được cùng một cường độ dòng điện không vượt quá một giá trị xác định. Giá trị xác định đó gọi là cường độ dòng điện định mức. Các dụng cụ điện sẽ hoạt động bình thường khi dòng điện chạy qua chúng có cường độ định mức.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Bài toán đoạn mạch điện mắc nối tiếp

• Nhận biết đoạn mạch mắc nối tiếp: Giữa hai điện trở kế tiếp nhau chỉ có một điểm chung:

• Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I1 = I2 = ….. = In.
• Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2 + ….. + Un.
• Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần:

Rtđ = R1 + R2 + …… + Rn.

• Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữ hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: \(\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}\)

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 11 SGK Vật Lí 9):

Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1 (SGK), cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào.

Trả lời:

R1, R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau.

Câu C2 (trang 11 SGK Vật Lí 9):

Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: \(\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}\)

Trả lời:

Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm nên ta có:

\(I=\frac{{{U}_{1}}}{{{R}_{1}}}=\frac{{{U}_{2}}}{{{R}_{2}}}\Rightarrow \frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}=\frac{{{R}_{1}}}{{{R}_{2}}}\)

Câu C3 (trang 12 SGK Vật Lí 9):

Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là Rtđ = R1 + R2.

Trả lời:

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2

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.Rtđ ⇒ I.(R1 + R2) = I.Rtđ

Vậy Rtđ = R1 + R2.

Câu C4 (trang 12 SGK Vật Lí 9):

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 (SGK).

• Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?
• Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?
• Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao?

Trả lời:

• 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 chạy 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.

Câu C5 (trang 13 SGK Vật Lí 9):

Trả lời:

a) Vì mạch mắc nối tiếp nên điện trở tương đương của đoạn mạch là:

RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40 Ω

b) Theo hình 4.3b), điện trở R3 được mắc nối tiếp với R2 nên khi đó mạch điện mới gồm 3 điện trở mắc nối tiếp. Do đó, điện trở tương đương mới của đoạn mạch là:

RAC = R1 + R2 + R3 = RAB + R3 = 40 + 20 = 60 Ω

So sánh: RAC > R1, RAC > R2, RAC > R3

Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài Đoạn mạch nối tiếp do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ