Cách giải bài tập Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện, máy thu hay, chi tiết



A. Phương pháp & Ví dụ

    + Định luật Ohm chứa nguồn (máy phát):

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

• Đối với nguồn điện (máy phát): dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dương.

• UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch (UAB = - UBA).

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Quảng cáo

    + Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

• Đối với máy thu Et: dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm.

• UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa cả nguồn và máy thu:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Chú ý:

    + Dòng I có chiều AB, do đó nếu chưa có chiều I thì ta giả sử dòng I theo chiều A  B.

    + Tại một điểm nút ta luôn có: ∑Iđến = ∑Iđi (nút là nơi giao nhau của ít nhất 3 nhánh).

    + Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B:

• Lấy dấu "+" trước I khi dòng I có chiều AB

• Lấy dấu "-" trước I khi dòng I ngược chiều AB

• Khi đi từ A đến B gặp nguồn nào lấy nguồn đó, gặp cực nào trước lấy dấu cực đó.

    + Khi mạch kín thì định luật Ohm cho đoạn mạch chứa cả nguồn và máy thu:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Quảng cáo

Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó: E1 = 8 V, r1 = 1,2 Ω, E2 = 4 V, r2 = 0,4 Ω, R = 28,4 Ω, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch đo được là UAB = 6 V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và cho biết chiều của nó.

b) Cho biết mạch điện này chứa nguồn điện nào và chứa máy thu nào ? Vì sao ?

c) Tính hiệu điện thế UAC và UCB.

Hướng dẫn:

a) Giả sử dòng điện trong đoạn mạch có chiều từ A đến B. Khi đó E1 là máy phát, E2 là máy thu.

    + Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch AB ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I > 0 nên dòng điện có chiều từ A đến B.

b) E1 là máy phát vì dòng điện đi ra từ cực dương. Còn E2 là máy thu vì dòng điện đi vào từ cực dương.

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và C:

    + Hiệu điện thế giữa hai điểm C và B:

Ví dụ 2: Cho 2 mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện 1 có E1 = 18V, điện trở trong r1 = 1Ω. Nguồn điện 2 có suất điện động E2 và điện trở trong r2 . Cho R = 9Ω; I1 = 2,5A ; I2 = 0,5A. Xác định suất điện động và điện trở r2.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Quảng cáo

Hướng dẫn:

    + Với hình a ta thấy máy 1 và máy 2 đều là máy phát nên định luật ôm viết cho mạch kín chứa máy phát là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ 2,5(9 + 1 + r2) = 18 + E2 ⇒ E2 - 2,5r2 = 7 (1)

    + Với hình b ta thấy máy 1 là máy phát còn máy 2 là máy thu nên định luật ôm viết cho mạch kín chứa máy phát và máy thu là là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ 0,5(9 + 1 + r2) = 18 - E2 ⇒ E2 + 2,5r2 = 13 (2)

    + Giải (1) và (2) ta có: = 12 V và r2 = 2 Ω

Ví dụ 3: Ví dụ 3: Điện trở R mắc vào nguồn (E1 = 15V, r1) có dòng điện 1A đi qua. Dùng thêm nguồn (E2 = 10V, r2) mắc song song hoặc nối tiếp với nguồn trước, cường độ dòng điện qua R không đổi. Tìm R, r1, r2

– Khi chỉ có nguồn E1 (hình a):

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ R + r1 = 15Ω (1)

– Khi E2 nối tiếp với E1 (hình b): Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì cường độ dòng điện qua R không đổi nên:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ R + r1 + r2 = 25 (2)

    + Thay (1) vào (2), ta được: 15 + r2 = 25 ⇒ r2 = 10Ω.

– Khi E2 song song với E1 (hình c), ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

UAB = E1 – I1r1 (3)

UAB = E2 – I2r2 (4)

UAB = IR (5)

I1 + I2 = I = 1 (6)

    + Thay (5) vào (3): IR = E1 – I1r1 ⇒ 1.R = 15 – I1r1 (7)

    + Thay (1) vào (7): 15 – r1 = 15 – I1r1 ⇒ r1 = I1r1 ⇒ I1 = 1A.

    + Từ (6) suy ra: 1 + I2 = 1 ⇒ I2 = 0.

    + Kết hợp (4) và (5): 1.R = E2 ⇒ R = E2 = 10Ω.

    + Từ (1) suy ra: r1 = 15 – 10 = 5Ω.

Vậy: R = 10Ω; r1 = 5Ω; r2 = 10Ω.

Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 9 V, E2 = 3 V, E3 = 10V, r1 = r2 = r3 = 1 Ω, R1 = 3 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 36 Ω, R4 = 12 Ω

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính tổng trở mạch ngoài và điện trở toàn phần của mạch.

b) Xác định độ lớn và chiều dòng điện trong mạch chính. Cho biết đâu là máy thu đâu là máy phát.

Hướng dẫn:

a) Giả sử chiều của dòng điện trong mạch như hình bên

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Kho đó E1 và E2 là máy phát, E3 là máy thu

    + Tổng trở mạch ngoài là:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Tổng trở toàn phần của mạch điện:

Rtp = Rng + r1 + r2 + r3 = 20Ω

b) Cường độ dòng điện trong mạch chính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vậy E1 và E2 là máy phát, E3 là máy thu

Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ, E1 = 12 (V); r1 = 1 (Ω); E2 = 6 (V); r2 = 2 (Ω); E3 = 9 (V); r3 = 3 (Ω), R4 = 6 (Ω), R1 = 4 (Ω), R2 = R3 = 3 (Ω). Tìm hiệu điện thế giữa A và B.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hướng dẫn:

    + Giả sử chiều các dòng điện trong mạch như hình bên

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Lại có: I4 = I1 + I2 + I3

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I2 < 0 nên chiều dòng I2 ngược lại với chiều giả sử.

    + Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 6: Cho sơ đồ mạch điện: nguồn E1 = 10V, r1 = 0,5Ω; E2 = 20V, r2 = 2Ω; E3 = 12V, r3 = 2Ω; R1 = 1,5Ω; R3 = 4Ω.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.

b) Xác định số chỉ của Vôn kế.

Hướng dẫn:

a) Giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình bên

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Lại có: I3 = I1 + I2 ⇒ I1 + I2 – I3 = 0 (3)

    + Giải hệ 3 phương trình (1), (2) và (3)

ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I1 < 0 nên dòng I1 ngược lại với giả sử nên dòng điện thực trong mạch như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Dễ nhận thấy giữa hai đầu vôn kế bên đường đi qua B không có điện trở nào nên UV = 0

Chú ý: Có thể tính số chỉ vôn kế theo công thức: Uv = -E2 + E1 + I2r2 + I1(R1 + r1) = 0

Ví dụ 7: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 1,5V, E2 = 2V, RV rất lớn, vôn kế chỉ 1,7V.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hỏi khi đảo cực nguồn E1, vôn kế chỉ bao nhiêu? có cần đảo lại cực vôn kế không?

Hướng dẫn:

– Ban đầu (khi chưa đảo cực nguồn E1) :

UBA = E1 + Ir1 (1) và UBA = E2 – Ir2 (2)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Từ (2) suy ra: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

– Khi đảo cực nguồn E1, ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

⇒ U'BA = -0,1V

Vậy: Số chỉ của vôn kế bằng 0,1V và ta cần phải đảo cực của vôn kế.

B. Bài tập

Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó: E1 = 8 V, r1 = 1,2 Ω, E2 = 4 V, r2 = 0,4 Ω, R = 28,4 Ω, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch đo được là UAB = 6 V

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch và cho biết chiều của nó.

b) Cho biết mạch điện này chứa nguồn điện nào và chứa máy thu nào? Vì sao ?

c) Tính hiệu điện thế UAC và UCB.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Giả sử dòng điện trong đoạn mạch có chiều từ A đến B. Khi đó E1 và E2 đều là máy thu.

    + Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch AB ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I < 0 nên dòng điện có chiều từ B đến A.

b) E1 và E2 đều là máy phát vì dòng điện đi ra từ cực dương

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và C: UAC = E1 - I.r1 = 7,76V

    + Hiệu điện thế giữa hai điểm C và B: UCB = E2 - I.(r2 + R) = -1,76(V)

Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 6V, E2 = 4,5V, r1 = 2Ω, R = 2Ω, RA = 0.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ampe kế chỉ 2A. Tính r2.

    + Giả sử dòng điện có chiều như hình vẽ, ta có: UAB = IR = 2.2 = 4V.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Xét nhánh trên, ta có: UAB – E1 + I1r1 = 0

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Xét nhánh dưới, ta có: UAB – E2 + I2r2 = 0

⇒ I2.r2 = E2 - UAB = 4,5 - 4 = 0,5

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Mặt khác, tại nút A: I = I1 + I2 ⇒ I2 = I - I1 = 2 - 1 = 1A

    + Thay vào (2) ta được: r2 = 0,5Ω.

Vậy: r2 = 0,5Ω.

Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết E1 = 2,1 V; E2 = 1,5 V; r1, r2 không đáng kể, R1 = R3 = 10 Ω và R2 = 20 Ω. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và qua các điện trở.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Giả sử chiều các dòng điện đi như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Tại nút A ta có: I1 = I2 + I3 ⇒ I1 - I2 - I3 = 0 (3)

    + Giải hệ 3 phương trình (1), (2) và (3)

ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I2 < 0 nên chiều dòng điện I2 ngược với chiều giả sử ban đầu

Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó: E1 = 20V, E2 = 32V, r1 = 1Ω, r2 = 0,5Ω, R = 2Ω. Tìm cường độ dòng điện qua mỗi nhánh.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Giả sử chiều dòng điện trong các nhánh như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Tại nút A ta có: I = I1 + I2

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I1 < 0 nên dòng điện I1 có chiều ngược lại với giả thiết

Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 12 V, r1 = 1 Ω, E2 = 6 V, r2 = 2 Ω, E 3 = 9 V, r3 = 3 Ω, R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 3 Ω. Tính UAB và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Giải sử chiều dòng điện trong mạch như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Áp dụng định luật ôm cho mạch kín ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Vì I > 0 nên điều giả sử là đúng

    + Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B:

UAB = E1 + I(R1 + R3 + r1) = 13,6V

Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ. Tìm E1 để:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) UAB > 0.

b) UAB < 0.

c) UAB = 0.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ta có Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

UAB = E1 – Ir1 = (2)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Để UAB > 0: Từ (2), để UAB > 0 thì: (R + r2)E1 – E2r1 > 0

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Để UAB < 0: Từ (2), để UAB < 0 thì: (R + r2)E1 – E2r1 < 0

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

c) Để UAB = 0: Từ (2), để UAB = 0 thì: (R + r2)E1 – E2r1 = 0

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó: E1 = E2 = 6V; r1 = 1Ω; r2 = 2Ω, R1 = 5Ω; R2 = 4Ω. Vôn kế V (điện trở rất lớn, cực dương mắc vào điểm M) chỉ 7,5V. Tính:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Hiệu điện thế UAB giữa A và B.

b) Điện trở R.

    + Giải sử chiều các dòng điện như hình

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Lại có: UAB = E1 - I1(R1 + r1) = 6 - 0,5(5 + 1) = 3(V)

b) Ta có: UAB = IR

    + Mà I = I1 + I2 = 1 A ⇒ R = 3Ω

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

GIẢM GIÁ 75% KHÓA HỌC VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Đăng ký khóa học tốt 11 dành cho teen 2k4 tại khoahoc.vietjack.com

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.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k4: fb.com/groups/hoctap2k4/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

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.


dinh-luat-om-doi-voi-toan-mach.jsp


2004 - Toán Lý Hóa