Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay

Phương pháp giải:

+ Áp dụng công thức về tính điện trở của biến trở.

+ Áp dụng định luật Ôm.

Bài tập ví dụ minh họa

Bài 1: Một biến trở có ghi ( 40 Ω - 0,5A)

a) Nếu ý nghĩa con số ghi trên biến trở.

b) Hiệu điện thế lớn nhất mà biến trở chịu được.

c) Biết trở này làm từ dây constantan có chiều dài 8m. Biết điện trở suất của constantan là 0,5.10-6 Ω.m. Tìm tiết diện của dây

Đáp án: b) 20V; c) 0,1mm2

Hướng dẫn giải:

a) Trên biến trở có ghi (40 Ω - 0,5A) tức là điện trở lớn nhất của biến trở là 40Ω, hay biến trở này có thể thay đổi giá trị điện trở từ 0 đến 40Ω. Cường độ dòng điện lớn nhất đi qua biến trở mà biến trở không bị hỏng là 0,5A (cường độ dòng điện định mức).

b) Áp dụng định luật Ôm: U = I.R.

Vậy Umax = I.Rmax = 0,5.40 = 20 V

c) Áp dụng công thức Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Bài 2: Một biến trở con chạy được làm bằng dây nicrom, có chiều dài 40m và tiết diện là 0,1mm2. Biết nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6 Ω.m.

a) Tính điện trở toàn phần của biến trở.

b) Mắc biến trở này nối tiếp với điện trở 10 Ω rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi bằng 25V. Hỏi khi con chạy của biến trở dịch chuyển thì cường độ dòng điện trong mạch biến đổi trong phạm vị nào?

Hướng dẫn giải:

a) Áp dụng công thức:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

b) Biến trở này có độ lớn thay đổi từ 0 đến 440 Ω.

Biến trở được mắc nối tiếp với điện trở R = 10Ω; điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtd = Rb + R.

Khi biến trở có độ lớn 0 Ω thì cường độ dòng điện là

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Khi biến trở có độ lớn 440 Ω thì cường độ dòng điện là

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vậy cường độ dòng điện thay đổi từ 0,056A đến 2,5A.

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ dưới đây.

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Trong đó: R1 = 2 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 4Ω; Rx là biến trở.

a) Khi Rx = R3. Tính điện trở tương đương của mạch điện.

b) Cho hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là 8V, điều chỉnh Rx cho đến khi ampe kế chỉ 2A. Lúc đó Rx có giá trị bao nhiêu?

Đáp án: a) R = 3,2; b) Rx = 3,9

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ mạch điện: (R1 // R2) nt (R3 // Rx)

a) Điện trở tương đương của mạch điện: R = R12 + R3x

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Thay số ta được: R = 3,2

b) Khi ampe kế chỉ 2A tức là cường độ dòng điện trong mạch chính là 2A.

Điện trở tương đương của đoạn mạch khi đó là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm R3 và Rx là: R3x = R' - R12 = 2,8 Ω

Hay

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

⇒ Rx = 3,9 Ω

Bài tập trắc nghiệm tự luyện

Bài 1: Trên một biến trở con chạy có ghi (20 Ω - 2,5A). Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt vào hai đầu cố định của biến trở.

A. 50V      B. 30V

C. 25,5V      D. 16V

Áp dụng định luật Ôm: U = I.R = 2,5.20 = 50 V

Đáp án: A

Bài 2: Dây dẫn của biến trở 20 Ω làm bằng nicrom có điện trở suất 1,1.10-6 Ω.m, có chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở.

A. 2 mm2      B. 2,75 mm2

C. 20 mm2      D. 12 mm2

Áp dụng công thức:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Đáp án: B

Bài 3: Biến trở gồm một dây Nikelin, đường kính 2 mm, quấn đều vòng nọ sát vòng kia, trên một ống sứ cách điện, đường kính 4 cm, dài 20 cm. Tính điện trở của dây ấy.

A. 1 Ω      B. 20 Ω

C. 1,6 Ω      D. 50 Ω

Số vòng dây là: Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Chiều dài sợi dây là: l = πd.N = π.0,04.100 = 4π(m)

Áp dụng công thức:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Đáp án: C

Bài 4: Hiệu điện thế U trong mạch điện có sơ đồ như hình 10.3 được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở tiến dần về phía đầu N thì chỉ số ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

A. Giảm dần đi.

B. Tăng dần lên.

C. Không thay đổi.

D. Lúc đầu giảm dần đi, sau đó tăng dần.

Khi con chạy dịch dần về phía N thì điện trở tăng dần lên, vì vậy cường độ dòng điện giảm dần.

Đáp án: A

Bài 5: Một bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở là R1 = 7,5 Ω và cường độ dòng điện chạy qua khi đó I = 0,6 A. Bóng đèn được mắc nối tiếp với biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12 V. Phải điều chỉnh con chạy C để RAC có giá trị R2 bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường ?

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Tóm tắt

R1 = 7,5; I = 0,6 A; U = 12 V. RAC = ?

Theo đầu bài: R1 = Rđ = 7,5 và Iđm = 0,6 A

Để đèn sáng bình thường ⇔ Iđ = 0,6 A.

Vì Đ nối tiếp với RAC ⇒ Itm = 0,6 A

Áp dụng định luật ôm cho mạch nối tiếp ta có

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

⇒ RAC = 20 - 7,5 = 12,5 Ω

Vậy phải điều chỉnh con chạy C sao cho RAC = 12,5 Ω thì khi đó đèn sẽ sáng bình thường.

Đáp án: RAC = 12,5 Ω

Bài 6: Cho mạch điện (như hình vẽ).

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Khi con chạy C ở vị trí A thì vôn kế chỉ 12 V. Khi con chạy C ở vị trí B thì vôn kế chỉ 7,2 V. Tính giá trị điện trở R (Biết trên biến trở có ghi 20 Ω - 1 A )

Tóm tắt

Khi con chạy C ở vị trí A thì vôn kế chỉ 12 V.

Khi con chạy C ở vị trí B thì vôn kế chỉ 7,2 V.

Tính R (Biết biến trở có ghi 20 Ω - 1 A )

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

+) Khi con chạy C trùng với A khi đó RAC = 0 ⇒ R = R và khi đó vôn kế chỉ 12 V nghĩa là UMN = 12 V

+) Khi con chạy C trùng với B khi đó RAC = 20 Ω (bằng số ghi trên biến trở) và khi đó vôn kế chỉ 7,2 V ⇒ UR = 7,2 V

⇒ UAC = UMN - UR = 12 - 7,2 = 4,8 V

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vì mạch nối tiếp ⇒ mà UR = 7,2 V

Vậy: Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Đáp án: R = 30 Ω

Bài 7: Trong mạch điện có sơ đồ vẽ ở hình 10.2, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V.

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

a) Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu?

b) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V.

Tóm tắt

Ta có: U = 12 V.

a) Khi UV = 6V thì IA = 0,5 A. Tìm Rx.

b) R'x = ? để U'V = 4,5 V.

Mạch điện: Rx nt R.

a) Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu điện trở R nên UV = UR = 6V.

Suy ra Ux = U - UR = 12 – 6 = 6V.

Am pe kế cho biết cường độ dòng điện trong mạch Ix = IR = IA = 0,5 A

Điện trở Rx của biến trở khi đó là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Điện trở R có giá trị là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

b) UV = UR = 4,5 V.

Suy ra Ux = U - UR = 12 – 4,5 = 7,5 V.

Từ ý a) ta đã biết R = 12 Ω. Vậy cường độ dòng điện trong mạch lúc này là

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vì mạch nối tiếp nên I'x = I'R = I'A = 0,375 A

Điện trở R'x của biến trở khi đó là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Đáp án: a) 12 Ω; b) 20 Ω

Bài 8: Một biến trở Rb có giá trị lớn nhất là 30Ω được mắc với hai điện trở R1 = 15Ω và R2 = 10Ω thành mạch có sơ đồ như hình 10.5, trong đó hiệu điện thế không đổi U = 4,5V. Hỏi khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu?

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Tóm tắt

R1 = 15Ω và R2 = 10Ω; Rb có giá trị lớn nhất là 30Ω; U = 4,5V?

khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu?

Sơ đồ mạch: R1 nt (R2 // Rb).

+) Biến trở có giá trị lớn nhất là 30 Ω. Khi đó điện trở tương đương của mạch là

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Cường độ dòng điện trong mạch khi đó là

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

+) Biến trở có giá trị nhỏ nhất là 0, khi đó R2 được nối tắt, trong mạch chỉ có R1. Vậy cường độ dòng điện qua R1 khi đó là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vậy khi con chạy dịch chuyển thì Imax = 0,3 A và Imin = 0,2 A

Đáp án:

Khi con chạy dịch chuyển thì Imax = 0,3 A và Imin = 0,2 A

Bài 9: Một biến trở con chạy được mắc nối tiếp với một bóng đèn ghi 6V - 0,5A rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 24V. Khi con chạy ở giữa biến trở thì đèn sáng bình thường.

a) Tìm điện trở toàn phần của biến trở.

b) Biến trở trên là một cuộn dây dài 18m và có tiết diện là 0,1mm2. Cho biết dây dẫn quấn biến trở làm bằng chất gì ?

Tóm tắt

Rb nt Đ. Đèn ghi 6V - 0,5A. U = 24V.

Đèn sáng khi con chạy ở giữa biến trở

a) Tìm điện trở toàn phần của biến trở.

b) l = 18m và S = 0,1mm2. Cho biết dây dẫn quấn biến trở làm bằng chất gì?

a) Khi đèn sáng bình thường thì Uđ = 6V; Iđ = 0,5A.

Do đèn mắc nối tiếp với biến trở nên Ub = U – Uđ = 24 – 6 = 18V; I = Ib = Iđ = 0,5A.

Giá trị của biến trở khi đó là:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vì khi đèn sáng bình thường thì con chạy ở giữa biến trở. Điện trở toàn phần của biến trở là R = 2Rb = 2.36 = 72 Ω.

b) Áp dụng công thức

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Sử dụng bảng số liệu trong sgk thì đây là Nikelin.

Đáp án: a) 72 Ω; b) Nikelin

Bài 10: Cho mạch điện (như hình vẽ).

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Biết UAB = 12 V, khi dịch chuyển con chạy C thì số chỉ của am pe kế thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A . Hãy tính giá trị R1 và giá trị lớn nhất của biến trở ?

Tóm tắt

UAB = 12 V, Rb thay đổi giá trị thì I thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A.

Hãy tính giá trị R1 và giá trị lớn nhất của biến trở ?

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

1. Tính R1: Khi con chạy C trùng với A ⇒ R = R1 (vì RAC = 0) và am pe kế khi đó chỉ 0,4 A .

Mà UMN = 12 V

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Vậy R1 = 30 Ω

2. Tính điện trở lớn nhất của biến trở :

Khi C trùng với B ⇒ R = R1 + Ro có giá trị lớn nhất ⇒ I đạt giá trị nhỏ nhất ⇒ I = 0,24 A

Ta có:

Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay | Vật Lí lớp 9

Mà R1 = 30 (Ω) ⇒ Ro = 50 – 30 = 20 (Ω)

Vậy giá trị lớn nhất của biến trở là 20Ω

Đáp án: 1. R1 = 30 Ω; 2. Ro = 20 Ω

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:

300 BÀI GIẢNG GIÚP CON LUYỆN THI LỚP 10 CHỈ 399K

Phụ huynh đăng ký mua khóa học lớp 10 cho con, được tặng miễn phí khóa lớp 9 ôn hè. Đăng ký ngay!

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.