Cách giải bài tập Định luật Ôm cho mạch kín hay, chi tiết



A. Phương pháp & Ví dụ

1. Mạch kín cơ bản (gồm nguồn và điện trở thuần):

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

(R là điện trở của mạch ngoài; E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn).

Quảng cáo

2. Mạch kín gồm nhiều nguồn điện và máy thu mắc nối tiếp với điện trở thuần:

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

Trong đó: 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.

3. Mạch kín gồm nhiều nguồn giống nhau (E, r) mắc thành bộ và điện trở thuần:

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

    + Nếu n nguồn giống nhau mắc nối tiếp thì: Eb = nE; rb = nr.

    + Nếu n nguồn giống nhau mắc song song thì:

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

    + Nếu mắc hỗn hợp đối xứng gồm m dãy, mỗi dãy có n nguồn thì:

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

Ví dụ 1: Đèn 3V – 6W mắc vào hai cực acquy (E = 3V, r = 0,5Ω). Tính điện trở đèn, cường độ dòng điện, hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của đèn.

Hướng dẫn:

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

Cường độ dòng điện qua đèn: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hiệu điện thế của đèn: U = IR = 1,5.1,5 = 2,25V.

Công suất tiêu thụ của đèn: P = RI2 = 1,5.1,52 = 3,375W.

Ví dụ 2: Hai điện trở R1 = 2Ω, R2 = 6Ω mắc vào nguồn (E, r). Khi R1, R2 nối tiếp, cường độ trong mạch IN = 0,5A. Khi R1, R2 song song, cường độ mạch chính IS = 1,8A. Tìm E, r.

Hướng dẫn:

– Khi [R1 nt R2] ⇒ RN = R1 + R2 = 2 + 6 = 8Ω

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

– Khi [R1 // R2] 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 (1) và (2), suy ra: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình. Biết nguồn điện có suất điện động E = 12V và có điện trở trong r = 1Ω, các điện trở R1 = 10Ω, R2 = 5Ω và R3 = 8Ω.

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

a) Tính tổng trở RN của mạch ngoài.

b) Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U.

c) Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1.

d) Tính hiệu suất H của nguồn điện.

Quảng cáo

Hướng dẫn:

a) RN = R1 + R2 + R3 = 23Ω

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

UN = I.RN = 0,5.23 = 11,5V

c) U1 = I.R1 = 0,5.10 = 5 V

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

Ví dụ 4: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 12V và có điện trở trong r = 0,5 Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = 4,5Ω, R2 = 4Ω, R3 = 3Ω. Hãy tìm số chỉ của ampe kếhiệu suất của nguồn điện khi

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

a) K mở.

b) K đóng.

Hướng dẫn:

a) Khi K mở mạch gồm R1 nối tiếp R2 nối tiếp R3: Rtđ = R1 + R2 + R3 = 11,5Ω

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

b) Khi khóa K đóng, A và B cùng điện thế nên chập A, B, mạch điện vẽ lại như hình

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

R = R1 + R2 = 7,5Ω

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

Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 9V và điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = R3 = 3Ω, R4 = 6Ω.

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

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 2 đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện.

Hướng dẫn:

a) Ta có: R23 = R2 + R3 = 6Ω

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

Rng = RAB + R4 = 8Ω;

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

U4 = I4.R4 = 6(V)

UAB = I.RAB = 2(V) ⇒ U1 = U23 = 2(V)

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

b) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D: UAB = U3 + U4 = 1 + 6 = 7(V)

c) Hiệu điện thế hai đầu nguồn: U = E - Ir = 9 - 1 = 8V

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

Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình: E = 12 V, r = 1 Ω, R1 = R2 = 4 Ω, R3 = 3 Ω, R4 = 5 Ω.

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

a) Tìm điện trở tương đương mạch ngoài.

b) Tìm cường độ dòng điện mạch chính và UAB.

c) Tìm cường độ dòng điện trong mỗi nhánh và UCD.

Hướng dẫn:

a) Ta có:

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

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

UAB = I.Rng = 9,6V

c) Do R12 và R34 bằng nhau, mà chúng mắc song song nên:

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

B. Bài tập

Bài 1. Xét mạch kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 2 V, điện trở trong r = 0,1 Ω mắc với điện trở ngoài R = 99,9 Ω. Tìm hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.

    + Cường độ dòng điện trong mạch chính: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Ta có: E = U + Ir ⇒ U = E - Ir = 2 - 0,02.0,1 = 1,998V

Bài 2. Cho mạch điện trong đó nguồn điện có điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở của mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω mắc nối tiếp nhau. Dòng điện chạy trong mạch là 1A.

a) Tính suất điện động của nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện.

b) Tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trọng thời gian t = 20 phút.

a) Điện trở tương đương mạch ngoài: R = R1 + R2 + R3 = 11Ω

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

    + Hiệu điện thế mạch ngoài (hiệu điện thế hai đầu cực của nguồn): U = IR = 11V

    + Hiệu suất của nguồn: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Công suất tỏa nhiệt ở mạch ngoài: P = I2R = 11W

    + Nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trong thời gian t = 20 phút: Q = I2Rt = 13,2 kJ

Bài 3. Nguồn điện (E, r), khi điện trở mạch ngoài là R1 = 2Ω thì cường độ dòng điện qua R1 là I1 = 8A. Khi điện trở mạch ngoài là R2 = 5Ω thì hiệu điện thế hai đầu nguồn là U2 = 25V. Tìm E, r.

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

Khi R = R1 = 2Ω, ta có:

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

Khi R = R2 = 5Ω:

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

⇒ 5E - 25r - 125 = 0 (2)

Từ (1) và (2), ta có: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 4. Mạch kín gồm nguồn điện (E = 200 V, r = 0,5Ω) và hai điện trở R1 = 100 Ω, R2 = 500 Ω mắc nối tiếp. Một vôn kế mắc song song với R2, thì số chỉ của nó là 160 V. Tính điện trở của vôn kế.

Giả sử điện trở của vôn kế không quá lớn so với điện trở của các điện trở thuần

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

    + Gọi RV là điện trở vôn kế.

    + Điện trở tương đương mạch ngoài:

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

    + Dòng điện trong mạch chính:

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

    + Lại có: I = I2 + Iv. Với: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Do đó ta có:

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

Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có E = 12V,và điện trở trong r = 0,1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2Ω, R3 = 4Ω, R4 = 4,4Ω.

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

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 UCD. Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài và hiệu suất nguồn điện.

a) R23 = R2 + R3 = 6Ω

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

→ RAB + R4 = 5,9 Ω

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

I4 = I = 2 A ⇒ U4 = I4.R4 = 8,8 V

UAB = I.RAB ⇒ U23 = U1

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

I2 = I3 = I23 = 0,5A Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D: UCD = U3 + U4 = 2 + 8,8 = 10,8V

    + Công suất mạch ngoài: Pngoai = I2R = 22. 5,9 = 23,6W

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

Bài 6. Có mạch điện như hình vẽ. Các điện trở mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 5,5Ω. Điện trở của ampe kế và khóa K không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. Khi K mở vôn kế chỉ 6V. Khi K đóng vôn kế chỉ 5,75 V, tính E, r và số chỉ ampe kế khi đó.

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

Khi khoá K mở, trong mạch không có dòng điện. Ta có: Uv = E = 6V

    + Khi đóng K, trong mạch có dòng điện: Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

    + Số chỉ vôn kế V chính là hiệu điện thế hai cực của nguồn nên:

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

    + Số chỉ của ampe kế A chính là dòng điện trong mạch chính nên: IA = I = 0,5 A

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