Học Tập

Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

Vật lí 9 Bài 4 giúp các em học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Vật lí 9 chương I trang 11, 12, 13.

Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 4 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

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

– Đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp được biểu diễn như hình vẽ:

Trong đó: R1, R2,…,Rn là các điện trở

UAB là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

U1, U2,…,Un lần lượt là hiệu điện thế trên mỗi điện trở

I1, I2,…,In lần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

IAB là cường độ dòng điện qua mạch chính

+ Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở:

IAB = I1 = I2 = … = In

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

UAB = U1 + U2 + … + Un

– Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Điện trở tương đương (R) của một đoạn mạch gồm nhiều điện trở là một điện trở có thể thay thế cho các điện trở đó, sao cho với cùng một hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần.

Với đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp: R = R1 + R2 +…+ Rn

Giải bài tập Vật lí 9 trang 11, 12, 13

Bài 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.

Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

Gợi ý đáp án

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

Bài 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:

displaystyle{{{U_1}} over {{U_2}}} = {{{R_1}} over {{R_2}}}

Gợi ý đáp án

Trong mạch mắc nối tiếp, cường độ dòng điện chạy qua R_1 và R_2 là như nhau, ta có:

I = {I_1} = {I_2}

Mặt khác, ta có: left{ begin{array}{l}{I_1} = dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}}\{I_2} = dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}}end{array} right.

Ta suy ra:

begin{array}{l}{I_1} = {I_2} Leftrightarrow dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}}\ Rightarrow dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}}end{array}

Bài C3 (trang 13 SGK Vật lí 9)

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

Gợi ý đáp án

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.R → I.(R1 + R2) = I.R

Chia hai vế cho I ta được R = R1 + R2 (đpcm).

Bài C4 (trang 13 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?

Gợi ý đáp án

– 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.

Bài C5 (trang 14 SGK Vật lí 9)

a) Cho hai điện trở R 1 = R 2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a (SGK)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

b) Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.

Gợi ý đáp án

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

RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω

b) Theo hình, 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

Vật lí 9 Bài 4 giúp các em học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Vật lí 9 chương I trang 11, 12, 13.

Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 4 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

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

– Đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp được biểu diễn như hình vẽ:

Trong đó: R1, R2,…,Rn là các điện trở

UAB là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

U1, U2,…,Un lần lượt là hiệu điện thế trên mỗi điện trở

I1, I2,…,In lần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

IAB là cường độ dòng điện qua mạch chính

+ Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở:

IAB = I1 = I2 = … = In

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

UAB = U1 + U2 + … + Un

– Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Điện trở tương đương (R) của một đoạn mạch gồm nhiều điện trở là một điện trở có thể thay thế cho các điện trở đó, sao cho với cùng một hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần.

Với đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp: R = R1 + R2 +…+ Rn

Giải bài tập Vật lí 9 trang 11, 12, 13

Bài 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.

Vật lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

Gợi ý đáp án

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

Bài 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:

displaystyle{{{U_1}} over {{U_2}}} = {{{R_1}} over {{R_2}}}

Gợi ý đáp án

Trong mạch mắc nối tiếp, cường độ dòng điện chạy qua R_1 và R_2 là như nhau, ta có:

I = {I_1} = {I_2}

Mặt khác, ta có: left{ begin{array}{l}{I_1} = dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}}\{I_2} = dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}}end{array} right.

Ta suy ra:

begin{array}{l}{I_1} = {I_2} Leftrightarrow dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = dfrac{{{U_2}}}{{{R_2}}}\ Rightarrow dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}}end{array}

Bài C3 (trang 13 SGK Vật lí 9)

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

Gợi ý đáp án

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.R → I.(R1 + R2) = I.R

Chia hai vế cho I ta được R = R1 + R2 (đpcm).

Bài C4 (trang 13 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?

Gợi ý đáp án

– 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.

Bài C5 (trang 14 SGK Vật lí 9)

a) Cho hai điện trở R 1 = R 2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a (SGK)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

b) Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.

Gợi ý đáp án

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

RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω

b) Theo hình, 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

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button
You cannot copy content of this page