Các số \(25W,100W\) cho biết công suất định mức của đèn Show Cường độ dòng điện của đèn 1: \(I_1=\dfrac{P_1}{U_1}=\dfrac{25}{110}=\dfrac{5}{22}A\) Cường độ dòng điện của đèn 2: \(I_2=\dfrac{P_2}{U_2}=\dfrac{100}{110}=\dfrac{10}{11}A\)
\(R_1=\dfrac{U_1^2}{P_1}=\dfrac{110^2}{25}=484\Omega\) Điện trở của đèn 2: \(R_2=\dfrac{U_2^2}{P_2}=\dfrac{110^2}{100^2}=121\Omega\) \(\Rightarrow R_1>R_2\)
\(R_{td}=R_1+R_2=484+121=605\Omega\) Cường độ dòng điện qua các bóng đèn khi này là: \(I_1'=I_2'=I_m=\dfrac{U}{R_{td}}=\dfrac{110}{605}=\dfrac{2}{11}A\) Ta có: \(I< I_1< I_2\). Nên hai đèn đều sáng yếu
\(I_1'=I_2'=I_m=\dfrac{U}{R_{td}}=\dfrac{220}{605}=\dfrac{4}{11}A\) Ta có: \(I_2>I>I_1\). Nên đèn 1 sáng mạnh hơn và đèn 2 sáng mờ. Suy ra đèn 1 dễ hỏng hơn. Bài viết Cách giải Bài tập tính công suất định mức của dụng cụ điện với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải Bài tập tính công suất định mức của dụng cụ điện. Cách giải Bài tập tính công suất định mức của dụng cụ điện cực hayPhương pháp giải: Áp dụng công thức công, công suất. Dụng cụ hoạt động bình thường khi hiệu điện thế và cường độ dòng điện chạy qua dụng cụ đó có độ lớn bằng giá trị định mức của dụng cụ đó. Quảng cáo Bài tập ví dụ minh họaBài 1: Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện định mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.
Đáp án:
Quảng cáo Lời giải:
Sơ đồ:
nên UR = U – UD = 12 – 2,5 = 9,5 (V) Điện trở của biến trở khi đó là:
Bài 2: Mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Trong đó R1 = 12, R2 = R3 = 6 Ω; UAB = 12v; RA ≈; Rv rất lớn.
Quảng cáo Lời giải:
⇒ R = R12 + R3 = Cường độ dòng toàn mạch Tính U3 = I.R3 = 7,2 V ⇒ vôn kế chỉ 7,2 V U1,2 = I.R1,2 = 1,2. 4 = 4,8 V ⇒ Ampe kế chỉ IA = 0,8 A Công suất của đoạn mạch AB: P = UI = 14,4 W
+ U3 = I3. R3 = 4 V ⇒ vôn kế chỉ 4 V
+ Công suất của đoạn mạch khi đó là: Quảng cáo Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6 V không đổi. R1 = 2 Ω; R2 = 3 Ω; Rx = 12 Ω. Đèn Đ ghi 3V -3 W coi điện trở của đèn không đổi. Điện trở của ampekế và dây nối không đáng kể. 1. Khi khóa K mở:
2. Khi khóa K đóng công suất tiêu thụ ở R2 là 0,75W
Đáp án: 1. a) PD = 2,8 W; b) RAC = 3 Ω; 2. a) RAC = 6Ω; b) IA = 1.25 (A) Lời giải: 1. a. Khi K mở: Ta có sơ đồ mạch điện: R1 nt [RD // (R2 nt RAC)] Điện trở của đèn là: Từ công thức:
Điện trở của mạch điện khi đó là:
Khi đó cường độ trong mạch chính là:
Từ sơ đồ mạch điện ta thấy:
Ta có: U = U1 + U'D ⇒ U'D = U – U1 Khi đó công suất của đèn Đ là:
Vậy hiệu điện thế ở hai đầu điện trở là: Từ U = U1 + UĐ ⇒ U1 = U – UĐ = 6 – 3 = 3 (V). Cường độ dòng điện trong mạch chính là: Cường độ dòng điện qua đèn là: Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R2 là: I2 = I – IĐ = 1,5 – 1 = 0,5 (A) Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2.R2 = 0,5.3 = 1,5 (V) RAC là: 2. Khi K đóng. Mạch trở thành: R1 nt {RD // [R2 nt (RAC // RCB)]} Gọi RAC = x thì RCB = 12 –x Công suất trên R2 = 0,75 W nên: Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2.R2 = 0,5.3 = 1,5 (V) Ta có UĐ = 3V = U2ACB Suy ra UACB = UAC = UCB = U2ACB – U2 = 3 – 1,5 = 1,5 (V) Ta có: Mà RAC + RCB = 12 Ω Giải ra ta được: RAC = 6 Ω, con chạy C ở chính giữa biến trở. Vậy Cường độ dòng điện qua đèn là ID = 1 A. Am pe kế có số chỉ là IA = ID + IAC = 1 + 0,25 = 1,25 A Bài tập trắc nghiệm tự luyệnBài 1: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 6Ω, U = 15V. Bóng đèn có điện trở R2 = 12Ω và hiệu điện thế định mức là 6V
Lời giải: a) Khi đèn sáng bình thường Uđ = U12 đạt giá trị định mức, ta có U12 = 6(A) Ta có: Từ đó: Mà R0 = RTM – R12 = 10 – 4 = 6 Ω.
⇒ RTM tăng. UM không đổigiảm. Mà Uđ = U12 = IC.R12 giảm. Vậy đèn sáng yếu hơn bình thường. Bài 2: Cho các dụng cụ sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12 V hai bóng đèn Đ1 (6 V - 0,4 A); Đ2 (6V - 0,1A) và một biến trở Rb.
Lời giải:
+ Sơ đồ 1: Để ⇒ R2Rx = R1 = 15 ⇒ Rx = 20 Ω Công suất của biến trở là: * Sơ đồ 2: U12 = 6 V ⇒ Ux' = 6 V Ix' = I1 + I2 = 0,4 + 0,1 = 0,5 A Công suất tiêu thụ trên biến trở:
P'x > Px (3 W > 1,8 W) nên ta chọn sơ đồ 1 (vì công xuất toả nhiệt trên Rx là vô ích). Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế U = 18V; R0 = 0,4 Ω; Đ1, Đ2 là hai bóng đèn giống nhau trên mỗi bóng ghi 12V - 6W. Rx là một biến trở. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn. RA ≈ 0, Rdây ≈ 0. 1. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch hai bóng đèn Đ1, Đ2. 2. Nếu Ampe kế chỉ 1A thì vôn kế chỉ bao nhiêu? Khi đó, để các đèn sáng bình thường thì phải để biến trở Rx có giá trị nào? 3. Khi dịch chuyển con chạy Rx sang phía a thì độ sáng của bóng đèn thay đổi như thế nào? Tại sao? Lời giải: Sơ đồ mạch: Rx nt (Đ1 // Đ2) nt R0. 1. Điện trở mỗi bóng đèn ADCT:
2. Vôn kế chỉ UAB: UAB = U - I.R0 = 17,6 V Hiệu điện thế trên 2 cực mỗi bóng đèn Uđ = I.R12 = 12V = Uđm Ux = UAB - Uđ = 5,6 V Vậy phải để biến trở Rx ở giá trị:
3. Khi di chuyển con chạy sang phía a, Rx tăng dần và Rmạch tăng dần ⇒ I, Iđ giảm dần. Các đèn Đ1, Đ2 tối đi. Bài 4: Cho sơ đồ (hình vẽ 3). R = 4 Ω; R1 là đèn 6V – 3W; R2 là biến trở; UMN không đổi bằng 10V.
Lời giải:
UR = UMN – UĐ = 10 – 6 = 4 (V) Cường độ dòng điện trong mạch chính là: Suy ra: I2 = I – ID = 1 - 0,5 = 0,5 (A).
Điện trở của đèn là: Điện trở tương đương của mạch là:
Cường độ dòng điện trong mạch chính là: Cường độ dòng điện đi qua bóng đèn là:
Dễ thấy khi R2 tăng thì mẫu số nhỏ đi, tức là ID' tăng, độ sáng của đèn tăng. Bài 5: Có 3 điện trở: R1 ghi (30Ω - 15A), R2 ghi (10Ω - 5A), R3 ghi (20Ω - 20A), trong đó giá trị sau là cường độ dòng điện cao nhất mà các điện trở có thể chịu được.
Lời giải:
Hiệu điện thế lớn nhất mà R1 chịu được là U1 = 15.30 = 450 (V) Hiệu điện thế lớn nhất mà (R2 nt R3) chịu được là U23 = (10 + 20).5 = 150 (V) Vì R1 // (R2 nt R3) nên hiệu điện thế lớn nhất là U = 150V Cụm điện trở R1 // (R2 nt R3) có điện trở tương đương Để cụm điện trở không bị cháy thì hiệu điện thế đặt vào cụm phải thoả mãn: UR ≤ 150 V Theo bài ra dòng điện định mức mỗi đèn: Giả sử các bóng đèn được mắc thành một cụm có m dãy song song, mỗi dãy có n bóng nối tiếp. Ta có: UR + n.UĐ = 220 (V) ⇒ 15. 4m/3 + 30n = 220 ⇒ 2m + 3n = 22 (*) Với: m, n (nguyên dương) ≤ 7 (**) Từ (*) và (**) giải ra ta được: + m = 2; n = 6 (2 dãy // mỗi dãy 6 bóng nối tiếp) + m = 5; n = 4 (5 dãy // mỗi dãy 4 bóng nối tiếp) Bài 6: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 1. Trong đó: UAB = 12V, R1 = 12Ω. Biết ampekế (RA = 0) chỉ 1,5A. Nếu thay ampekế bằng vôn kế (RV = ∞) thì vôn kế chỉ 7,2 V.
(trường hợp như hình vẽ và trường hợp thay ampe kế bằng vôn kế). Lời giải:
Mà: ⇒ R2 = 24Ω Khi thay ampe kế bằng vôn kế thì mạch có dạng: (R1 // R2) nt R3. U12 = UAB - UV = 12 - 7,2 = 4,8 V Vậy
Khi thay ampe kế bằng vôn kế thì R' = R12 + R3 = 8 + 12 = 20 Ω. Công suất tiêu thụ của mạch khi đó là P' = I'2.R' = 0,62.20 = 7,2W Nên P = 2,5P'. Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ 2, trong đó Đ1 và Đ4 là 2 bóng đèn loại 6V - 9W; Đ2 và Đ3 là 2 bóng đèn loại 6V - 4W. Hiệu điện thế giữa 2 điểm A, B là U = 12V.
Lời giải:
R2 = R3 = U22 : P2 = 62 : 4 = 9Ω. * Khi K mở, sơ đồ mạch là: (Đ1 nt Đ2) // (Đ3 nt Đ4) R12 = R34 = 4 + 9 = 13 P1 = P4 = ⇒ Đ1 và Đ4 tối hơn mức bình thường P2 = P3 = ⇒ Đ2 và Đ3 sáng hơn mức bình thường * Khi K đóng, sơ đồ mạch: (Đ1 // Đ3) nt (Đ2 // Đ4) R13 = R24 ⇒ U13 = U24 = 12:2 = 6V = UĐM Nên các đèn đều sáng bình thường.
Sơ đồ mạch: (Đ1 // Đ3) nt (Đ2 // Đ4)
Vì I1 > I2 nên tại C, I1 = I2 + IK Vậy dòng điện đi từ C → D qua khóa K như hình vẽ Bài 8: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Đ1(6V - 12W), R = 6Ω. Khi mắc vào nguồn điện thì Đ1, Đ2 sáng bình thường và vôn kế chỉ 12V.
Lời giải:
Đ1 sáng bình thường ⇒ UAC = 6V; UCB = 12V Hiệu điện thế UAB = 6 + 12 = 18(V)
Đèn sáng bình thường nên: Dòng điện chạy qua Đ2 là IĐ2 = IR + IĐ1 = 2 + 1 = 3(A)
Bài 9: Đoạn mạch AB gồm 6 bóng đèn giống nhau loại 75W - 220V được mắc như hình vẽ.
Lời giải: Gọi U, R lần lượt là hiệu điện thế hai đầu A,B và điện trở của mỗi bóng đèn. Tính được:
Từ P = UI = I2R. Do các bóng có điện trở bằng nhau nên bóng có cường độ dòng điện đi qua lớn hơn là bóng sáng hơn do có công suất lớn hơn). Xếp được I6 > I1 > I4 = I5 > I2 = I3 nên các bóng được sắp theo thứ tự từ sáng đến tối là: Đ6 > Đ1 > Đ4 = Đ5 > Đ2 = Đ3 Tính được: Tương tự: Công suất của toàn mạch: Tính được điện trở của mỗi bóng đèn: Thay số được: Điện năng tiêu thụ trong 24 giờ: ⇒ Số tiền: 975 đồng. Bài 10: Cho mạch điện như hình bên. Hiệu điện thế U không đổi và U = 54V. Các điện trở R1 = R3 = 90 Ω, R2 = 180 Ω. Khi đóng và mở khoá K thì đèn Đ đều sáng bình thường. Hãy tính điện trở và hiệu điện thế định mức của đèn Đ. Giả thiết điện trở của dây nối và khoá K nhỏ không đáng kể. Lời giải: Vì đèn sáng bình thường tức là hiệu điện thế thực tế trên đèn khi đóng và mở khoá K bằng hiệu điện thế định mức của đèn. Gọi điện trở đèn là R Khi đóng khoá K, D và C bị nối tắt, ta có sơ đồ:
Ta có: RABC = R2 + RBC Hiệu điện thế trên đèn Đ: Khi mở khoá K, ta có sơ đồ mạch điện:
Từ (1) và (2) ta có:
Thay vào (2) ta được Ud = 6V. Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:
Săn SALE shopee Tết:
ĐỀ THI, GIÁO ÁN, KHÓA HỌC DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 9Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi dành cho giáo viên và khóa học dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85 Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.  Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube: Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 9 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 9. Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
