›
›
›

Giáo án Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9

doc 29 trang nhatle22 4812
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docgiao_an_boi_duong_hoc_sinh_gioi_mon_vat_ly_lop_9.doc

Nội dung text: Giáo án Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9

  1. KÕ ho¹ch chung: PhÇn §iÖn häc 1. TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch: 2. Bµi to¸n chia dßng – TÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn. 3. Bµi to¸n chia thÕ : +PhÐp chia tû lÖ thuËn + TÝnh hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm trªn m¹ch ®iÖn. 4. Bµi to¸n víi biÕn trë: + §Þnh vÞ trÝ con ch¹y trªn biÕn trë. + M¹ch cã biÕn trë, to¸n biÖn luËn 5. Vai trß cña ampe kÕ trong s¬ ®å: + Ampe kÕ cã Ra = 0 + Ampe kÕ cã Ra ≠ 0 6. Vai trß cña v«n kÕ trong s¬ ®å: + V«n kÕ lý t­ëng. + V«n kÕ cã RV x¸c ®Þnh. 7. C¸c quy t¾c chuyÓn m¹ch: a. Quy t¾c chËp c¸c ®iÓm cã cïng ®iÖn thÕ. b. quy t¾c t¸ch nót. c. Quy t¾c bá ®iÖn trë d. Quy t¾c m¹ch tuÇn hoµn e. Quy t¾c chuyÓn m¹ch 8. M¹ch cÇu: a. Maïch caàu caân baèng. b. Maïch caàu khoâng caân baèng. c. Maïch caàu khuyeát: d. M¹ch cÇu tæng qu¸t 9. C«ng – C«ng suÊt – t¸c dông nhiÖt cña dßng ®iÖn: a. TÝnh c«ng, c«ng suÊt m¹ch ®iÖn b. TÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i: c. C¸ch m¾c c¸c ®Ìn ( to¸n ®Þnh møc cña bé bãng ®Ìn). d .§Þnh luËt Jun - len x¬ KÕ ho¹ch thÓ hiÖn trong chuyªn ®Ò 1 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  2. A/. Tãm t¾t kiÕn thøc 1/. Dßng ®iÖn, nguån ®iÖn: 2/. M¹ch ®iÖn: a. §Þnh luËt «m: b. §o¹n m¹ch ®iÖn m¾c song song: c. §o¹n m¹ch ®iÖn m¾c nèi tiÕp: d.M¹ch cÇu : 3/. Mét sè quy t¾c chuyÓn m¹ch: a/. ChËp c¸c ®iÓm cïng ®iÖn thÕ: b/. Bá ®iÖn trë: 4/. Vai trß cña am pe kÕ trong s¬ ®å: 5/. Vai trß cña v«n kÕ trong s¬ ®å: a/. Tr­êng hîp v«n kÕ cã ®iÖn trá rÊt lín ( lý t­ ëng): b/. Tr­êng hîp v«n kÕ cã ®iÖn trë h÷u h¹n: 6/.§Þnh lý nót : B. Bµi tËp I - Chuyªn ®Ò 1: C«ng thøc ®iÖn trë ii - Chuyªn ®Ò 2: ghÐp ®iÖn trë-tÝnh ®iÖn trë iii - Chuyªn ®Ò 3: PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI MAÏCH CAÀU I/ MAÏCH CAÀU. 1. Hình daïng. 2. Phaân loaïi maïch caàu. 3. Daáu hieäu ñeå nhaän bieát caùc loaò maïch caàu a/ Maïch caàu caân baèng. b/ Maïch caàu khoâng caân baèng. II/ CAÙCH GIAÛI CAÙC LOAÏI MAÏCH CAÀU 1. Maïch caàu caân baèng. 2. Maïch caàu khoâng caân baèng. 3. Maïch caàu khuyeát: Iv - Chuyªn ®Ò 4: M¹ch ®iÖn cã am pe kÕ, v«n kÕ: v- Chuyªn ®Ò 5: §iÖn n¨ng-C«ng suÊt cña dßng ®iÖn: 1. TÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i: 2. C¸ch m¾c c¸c ®Ìn ( to¸n ®Þnh møc). 3 .§Þnh luËt Jun - len x¬ Vi - Chuyªn ®Ò 6: BiÕn trë- To¸n biÖn luËn: C. Mét sè ®Ò kiÓm tra tham kh¶o: PhÇn cô thÓ trong chuyªn ®Ò 2 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  3. A/. Tãm t¾t kiÕn thøc 1/. Dßng ®iÖn, nguån ®iÖn: - Muèn duy tr× mét dßng ®iÖn l©u dµi trong mét vËt dÉn cÇn duy tr× mét ®iÖn tr­êng trong vËt dÉn ®ã. Muèn vËy chØ cÇn nèi 2 ®Çu vËt dÉn víi 2 cùc cña nguån ®iÖn thµnh m¹ch kÝn. - Cµng gÇn cùc d­¬ng cña nguån ®iÖn thÕ cµng cao. Quy ø¬c ®iÖn thÕ t¹i cùc d­¬ng cña nguån ®iÖn , ®iÖn thÕ lµ lín nhÊt , ®iÖn thÕ t¹i cùc ©m cña nguån ®iÖn b»ng 0. Quy ­íc chiÒu dßng ®iÖn lµ chiÒu chuyÓn dêi cã h­íng cña c¸c h¹t mang ®iÖn tÝch d­¬ng, Theo quy ­íc ®ã ë bªn ngoµi nguån ®iÖn dßng ®iÖn cã chiÒu ®i tõ cùc d­¬ng, qua vËt dÉn ®Õn cùc ©m cña nguån ®iÖn (chiÒu ®i tõ n¬i cã ®iÖn thÕ cao ®Õn n¬i cã diÖn thÕ thÊp). - §é chªnh lÖch vÒ ®iÖn thÕ gi÷a 2 ®iÓm gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a 2 ®iÓm ®ã : VA-VB= UAB. Muèn duy tr× mét dßng ®iÖn l©u dµi trong mét vËt dÉn cÇn duy tr× mét H§T gi÷a 2 ®Çu vËt dÉn ®ã ( U=0 I =0) 2/. M¹ch ®iÖn: a. §Þnh luËt «m: I = U/R b. §o¹n m¹ch ®iÖn m¾c song song: *§Æc ®iÓm: m¹ch ®iÖn bÞ ph©n nh¸nh, c¸c nh¸nh cã chung ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi. C¸c nh¸nh ho¹t ®éng ®éc lËp. *TÝnh chÊt: 1. U chung 2. c­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh b»ng træng c­êng ®é dßng ®iÖn trong c¸c m¹ch rÏ I=I1+I2+ +In 3.NghÞch ®¶o cña ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng b»ng tæng c¸c nghÞch ®¶o cña c¸c ®iÖn trë thµnh phÇn 1/R=1/R1+1/R2+ +1/Rn -Tõ t/c 1 vµ c«ng thøc cña ®Þnh luËt «m I1R1=I2R2= =InRn=IR - Tõ t/c 3 §o¹n m¹ch gåm n ®iÖn trë cã gi¸ trÞ b»ng nhau vµ b»ng r th× ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch m¾c song song lµ R=r/n. - Tõ t/3 ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña ®o¹n m¹ch m¾c song song lu«n nhá h¬n mçi ®iÖn trë thµnh phÇn.( R1 Rt® Rt® >R2>R1) R1 M R2 A B3 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9 R5 R3 N R4
  4. d.M¹ch cÇu : M¹ch cÇu c©n b»ng cã c¸c tÝnh chÊt sau: R1 R3 - VÒ ®iÖn trë: ( R5 lµ ®­êng chÐo cña cÇu) R2 R4 -VÒ dßng: I5=0 -VÒ H§T : U5=0 I1 R3 I 2 R4 suy ra I1 = I2 ; I3 = I4 ; ; ; U1 = U3 ; U2 = U4 I 3 R1 I 4 R2 R1 R3 M¹ch cÇu kh«ng c©n b»ng: I5 kh¸c 0; U5kh¸c 0 R2 R4 * Tr­êng hîp m¹ch cÇu cã 1 sè ®iÖn trë cã gi¸ trÞ b»ng 0; ®Ó gi¶i bµi to¸n cÇn ¸p dông c¸c quy t¾c biÕn ®æi m¹ch ®iÖn t­¬ng ®­¬ng ( ë phÇn d­íi ) *Tr­êng hîp c¶ 5 ®iÖn trë ®Òu kh¸c 0 sÏ xÐt sau. 3/. Mét sè quy t¾c chuyÓn m¹ch: a/. ChËp c¸c ®iÓm cïng ®iÖn thÕ: - "Ta cã thÓ chËp 2 hay nhiÒu ®iÓm cã cïng ®iÖn thÕ thµnh mét ®iÓm khi biÕn ®æi m¹ch ®iÖn t­¬ng ®­¬ng." (Do VA-Vb = UAB=I RAB Khi RAB=0;I 0 hoÆc R AB 0,I=0 Va=VbTøc A vµ B cïng ®iÖn thÕ) C¸c tr­êng hîp cô thÓ: C¸c ®iÓm ë 2 ®Çu d©y nèi, khãa K ®ãng, Am pe kÕ cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ §­îc coi lµ cã cïng ®iÖn thÕ. Hai ®iÓm nót ë 2 ®Çu R5 trong m¹ch cÇu c©n b»ng b/. Bá ®iÖn trë: - Ta cã thÓ bá c¸c ®iÖn trë kh¸c 0 ra khái s¬ ®å khi biÕn ®æi m¹ch ®iÖn t­¬ng ®­¬ng khi c­êng ®é dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn trë nµy b»ng 0. C¸c tr­êng hîp cô thÓ: c¸c vËt dÉn n»m trong m¹ch hë; mét ®iÖn trë kh¸c 0 m¾c song song víi mét vËt d·n cã ®iÖn trë b»ng 0( ®iÖn trë ®· bÞ nèi t¾t) ; v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín (lý t­ëng). 4/. Vai trß cña am pe kÕ trong s¬ ®å: * NÕu am pe kÕ lý t­ëng ( Ra=0) , ngoµi chøc n¨ng lµ dông cô ®o nã cßn cã vai trß nh­ d©y nèi do ®ã: Cã thÓ chËp c¸c ®iÓm ë 2 ®Çu am pe kÕ thµnh mét ®iÓm khi biÐn ®æi m¹ch ®iÖn t­¬ng ®­¬ng( khi ®ã am pe kÕ chØ lµ mét ®iÓm trªn s¬ ®å) - NÕu am pe kÕ m¾c nèi tiÕp víi vËt nµo th× nã ®o c­êng ®é d/® qua vËt®ã. - Khi am pe kÕ m¾c song song víi vËt nµo th× ®iÖn trë ®ã bÞ nèi t¾t ( ®· nãi ë trªn). - Khi am pe kÕ n»m riªng mét m¹ch th× dßng ®iÖn qua nã ®­îc tÝnh th«ng qua c¸c dßng ë 2 nót mµ ta m¾c am pe kÕ ( d­¹ theo ®Þnh lý nót). * NÕu am pe kÕ cã ®iÖn trë ®¸ng kÓ, th× trong s¬ ®å ngoµi chøc n¨ng lµ dông cô ®o ra am pe kÕ cßn cã chøc n¨ng nh­ mét ®iÖn trë b×nh th­êng. Do ®ã sè chØ cña nã cßn ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Ia=Ua/Ra . 4 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  5. 5/. Vai trß cña v«n kÕ trong s¬ ®å: a/. Tr­êng hîp v«n kÕ cã ®iÖn trá rÊt lín ( lý t­ëng): *V«n kÕ m¾c song song víi ®o¹n m¹ch nµo th× sè chØ cña v«n kÕ cho biÕt H§T gi÷a 2 ®Çu ®o¹n m¹ch ®ã: UV=UAB=IAB. RAB *Trong tr­êng hîp m¹ch phøc t¹p, HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a 2 ®iÓm m¾c v«n kÕ ph¶i ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc céng thÕ: UAB=VA-VB=VA- VC + VC- VB=UAC+UCB *Cã thÓ bá v«n kÕ khi vÏ s¬ ®å m¹ch ®iÖn t­¬ng ®­¬ng . *Nh÷ng ®iÖn trë bÊt kú m¾c nèi tiÕp víi v«n kÕ ®­îc coi nh­ lµ d©y nèi cña v«n kÕ ( trong s¬ ®å t­¬ng ®­¬ng ta cã thÓ thay ®iÖn trë Êy b»ng mét ®iÓm trªn d©y nèi), theo c«ng thøc cña ®Þnh luËt «m th× c­êng ®é qua c¸c ®iÖn trë nµy coi nh­ b»ng 0 ,( IR=IV=U/ =0). b/. Tr­êng hîp v«n kÕ cã ®iÖn trë h÷u h¹n: - Trong s¬ ®å ngoµi chøc n¨ng lµ dông cô ®o v«n kÕ cßn cã chøc n¨ng nh­ mäi ®iÖn trë kh¸c. Do ®ã sè chØ cña v«n kÕ cßn ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc UV=Iv.Rv 6/.§Þnh lý nót : Tæng c¸c dßng ®iÖn ®i vµo mét nót b»ng tæng c¸c dßng ®iÖn ®i ra khái nót ®ã. B. Bµi tËp .l Chuyªn ®Ò 1: C«ng thøc ®iÖn trë R S 5 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  6. Bµi 1: Mét d©y dÉn ®ång tÝnh cã chiÒu dµi l. NÕu gÊp nã l¹i lµm ®«i, råi gËp l¹i lµm bèn, th× ®iÖn trë cña sîi d©y chËp 4 Êy b»ng mÊy phÇn ®iÖn trë sîi d©y ban ®Çu. ( §/S:R1=1/16R) HD: §iÖn trë d©y dÉn tØ lÖ thuËn víi chiªï dµi, tØ lÖ nghÞch víi tiÕt ®iÖn cña d©y. Theo ®Ò bµi, chiÒu dµi gi¶m 4 lÇn,lµm ®iÖn trë gi¶m 4 lÇn. MÆt kh¸c tiÕt diÖn l¹i t¨ng 4 lÇn lµm ®iÖn trë gi¶m thªm 4 lÇn n÷a thµnh thö ®iÖn trë cña sîi d©y chËp 4 gi¶m 16 lÇn so víi d©y ban ®Çu. Bµi 2: Mét ®o¹n d©y ch× cã ®iÖn trë R. Dïng m¸y kÐo sîi kÐo cho ®­êng kÝnh cña d©y gi¶m ®i 2 lÇn , th× ®iÖn trë cña d©y t¨ng lªn bao nhiªu lÇn.(§S: 16 lÇn) HD: d' = d/2 ; TiÕt diÖn gi¶m 4 lÇn, chiÒu dµi t¨ng 4 lÇn => R t¨ng 16 lÇn. Bµi 3: §iÖn trë suÊt cña ®ång lµ 1,7. 10-8 m, cña nh«m lµ 2,8.10-8 m.NÕu thay mét d©y t¶i ®iÖn b»ng ®ång , tiÕt diÖn 2cm2 b»ng d©y nh«m, th× d©y nh«m ph¶i cã tiÕt diÖn bao nhiªu? khèi l­îng ®­êng d©y gi¶m ®i bao nhiªu lÇn. (D ®ång=8900kg/m3, D nh«m= 2700kg/m3). HD: N .lN d .ld RN Rd S N S d - LËp tû sè R® / RN ( Cïng chiÒu dµi, ®iÖn trë xuÊt ®· biÕt, ®iÖn trë b»ng nhau) 2 => SN =3,294 cm - Khèi l­îng cña d©y gi¶m theo tû lÖ: ( mN = k . md ; m = D.S.l) D.S N => k = 1,9977 lÇn D.S Dd Bµi 4: Mét cuén d©y ®ång ®­êng kÝnh 0,5 mm,quÊn quanh mét c¸i lâi h×nh trô dµi 10cm, ®­êng kÝnh cña lâi lµ 1cm vµ ®­êng kÝnh cña 2 ®Üa ë 2 ®Çu lâi lµ 5cm. BiÕt r»ng c¸c vßng d©y ®­îc qu¸n ®Òu vµ s¸t nhau. H·y tÝnh ®iÖn trë cña d©y. HD: - TÝnh sè vßng trong mçi líp: n=100/0,5=200 vßng TÝnh ®é dµy phÇn quÊn d©y: ((5-1)/ 2).10=20 cm Sè líp p=20: 0,5=40( líp) Tæng sè vßng d©y: N=n.p=8000 vßng §­êng kÝnh t/b cña mçi vßng: d=(5+1):2=3cm - ChiÒu dµi mçi vßng lµ d, cña n vßng d©y lµ .d.n ChiÒu dµi cñad©y: l= dn=753,6m .d 2 TiÕt diÖn t/b cña d©y: S = 4 .l §iÖn trë cña d©y: R = s => R = 65,3  6 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  7. Chuyªn ®Ò 2: ghÐp ®iÖn trë-tÝnh ®iÖn trë Bµi 1: Cã 3 ®iÖn trë gièng hÖt nhau, hái cã thÓ t¹o ®­îc bao nhiªu gi¸ trÞ ®iÖn trë kh¸c nhau. - NÕu 3 ®iÖn trë cã gi¸ trÞ kh¸c nhau R1, R2, R3 th× t¹o ®­îc bao nhiªu? HD: - Víi 1 ®iÖn trë, ta ®­îc mét gi¸ trÞ: R1 = R - Víi hai ®iÖn trë ta ®­îc hai gi¸ trÞ víi 2 c¸ch m¾c: ghÐp nèi tiÕp, ghÐp song song. R2 = Rn.t = 2R ; R3 = Rss = R/2 - Víi 3 ®iÖn trë ta ®­îc 4 gi¸ trÞ: + GhÐp 3 ®iÖn trë song song: R4 =R/3 + GhÐp 3 ®iÖn trë nèi tiÕp : R5 = 3R + Hai ®iÖn trë song song, råi nèi tiÕp víi c¸i thø 3: R6 = 3R/2 + Hai ®iÖn trë ghÐp nèi tiÕp, rßi song song víi c¸i thø 3: R7 = 2R/3 * VËy víi ba ®iÖn trë gièng nhau, th× ta t¹o ®­îc bÈy gi¸ trÞ ®iÖn trë s¾p xÕp tõ nhá ®Õn lín nh­ sau: R/3 ; R/2 ; 2R/3 ; R ; 3R/2 ; 2R ; 3R * NÕu 3 ®iÖn trë R1 , R2, R3 kh¸c nhau, th× ta t¹o ®­îc 2 + 3.5 = 17 gi¸ trÞ ®iÖn trë kh¸c nhau ( trõ 2 c¸ch ghÐp: 3 c¸i cïng song song, 3 c¸i cïng nèi tiÕp, n¨m c¸ch cßn l¹i ®Òu ghÐp ®­îc ba gi¸ trÞ kh¸c nhau) Bµi 2. Cã hai lo¹i ®iÖn trë: R1=20 , R2=30 . Hái cÇn ph¶i cã bao nhiªu ®iÖn trë mçi lo¹i ®Ó khi m¾c chóng: a. Nèi tiÕp th× ®­îc ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R=200 ? b. Song song th× ®­îc ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R= 5 . HD: a. Khi m¾c nèi tiÕp, gäi x lµ sè ®iÖn trë R1 = 20; y lµ sè ®iÖn trë R2 = 30 Ta cã: 20x + 30y = 200 => x + 3y/2 = 10 §Æt y/2 = t => x = 10 - 3t §K: x,y lµ sè nguyªn d­¬ng, x≥ 0 => t t = 0,1,2,3 -LËp b¶ng ta ®­îc: t 0 1 2 3 x 10 7 4 1 y 0 2 4 6 b. Khi m¾c song song: 1/R = 1/RI + 1/RII víi RI = R1/x RII = R2/ y => 1/R = x/R1 + y/R2 1/5 = x/20 + y/30 30x + 20y = 120 => x + 2y/3 = 4 ®Æt y/3 = t => x = 4 - 2t ; x≥ 0 => t = 0,1,2 . - Ta cã b¶ng sau: t 0 1 2 7 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  8. x 4 2 0 y 0 3 6 Bµi 3: Ph¶i lÊy Ýt nhÊt bao nhiªu ®iÖn trë r= 1  ®Ó m¾c thµnh ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R=0,6 . HD: - V× R R1 = 3/2. - Ta thÊy R1 >r nªn R1 ph¶i lµ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña mét ®iÖn trë r m¾c song song víi R2 .Ta cã: R1 = r + R2 => R2 = 1/2 - V× R2 R1 = 1. - Ta thÊy R3 = 1 = R VËy m¹ch ®iÖn cã d¹ng : { r // [ r nt ( r // r )]} Bµi 4: Mét d©y dÉn cã ®iÖn trë 200 «m. a, Ph¶i c¾t d©y thµnh 2 ®o¹n cã ®iÖn trë lµ R1 vµ R2 nh­ thÕ nµo ®Ó khi m¾c chóng song song ta ®­îc ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng lµ lín nhÊt. b, Ph¶i c¾t d©y dÉn thµnh bao nhiªu ®o¹n nh­ nhau ®Ó khi m¾c chóng song song ta ®­îc ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng lµ 2 «m. c, Ph¶i lÊy Ýt nhÊt bao nhiªu ®iÖn trë cã gi¸ trÞ r = 1 «m ®Ó m¾c thµnh ®o¹n m¹ch ®iÖn cã ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng lµ R = 3/5 «m? VÏ s¬ ®å c¸ch m¾c. HD: a. §Ó cã Rt® lµ lín nhÊt : - Gäi ®iÖn trë mçi ®o¹n lµ R1 vµ R2 th× : R = R1 + R2 vµ Rt® = (R1.R2)/(R1+R2) 2 => Rt® = (R1(R - R1)/R = (RR1 - R1 )/R 2 2 2 Ta thÊy: RR1 - R1 = R /4 - (R/2 - R1) 2 2 => Rt® = [R /4 - (R/2 - R1) ] / r 2 - R kh«ng ®æi, muèn Rt® cùc ®¹i th× (R/2 - R1) = 0 => R1 =R/2 => Rt® = R/4 = 50 => R1=R2 = 50 VËy ph¶i c¾t R thµnh hai ®o¹n b»ng nhau. b. ®Ó Rt® = 1 ph¶i c¾t R thµnh mÊy ®o¹n b»ng nhau: Gäi n lµ sè ®o¹n cÇn c¾t. ®iÖn trë mèi ®o¹n lµ: r = R/n - §iÖn trë t­¬ng ®­¬ng khi m¾c chóng song song lµ: 2 Rt® = r/n = R/n => n = (R / Rtd ) = 10 VËy ph¶i c¾t thµnh 10 ®o¹n b»ng nhau. c. Sè ®iÖn trë r = 1 vµ c¸ch m¾c: - V× R R1 = 3/2. - Ta thÊy R1 >r nªn R1 ph¶i lµ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña mét ®iÖn trë r m¾c song song víi R2 .Ta cã: R1 = r + R2 => R2 = 1/2 8 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  9. - V× R2 R1 = 1. - Ta thÊy R3 = 1 = R VËy m¹ch ®iÖn cã d¹ng : { r // [ r nt ( r // r )]} Chuyªn ®Ò 3: PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI MAÏCH CAÀU I/ MAÏCH CAÀU. - Maïch caàu laø loaïi maïch ñöôïc duøng phoå bieán trong caùc pheùp ño ñieän nhö ( Voân keá, am pe keá, oâm keá) 1. Hình daïng. R1 M R2 - Maïch caàu ñöôïc veõ: A B R5 Trong ñoù : Caùc ñieän trôû R1, R2, R3, R4 goïi laø ñieän trôû caïnh. R5 goïi laø ñieän trôû gaùnh R3 N R4 2. Phaân loaïi maïch caàu. Maïch caàu caân baèng - Maïch caàu Maïch caàu ñuû ( toång quaùt) Mach caàu khoâng caân baèng Maïch caàu khuyeát 3. Daáu hieäu ñeå nhaän bieát caùc loaò maïch caàu a/ Maïch caàu caân baèng. - Khi ñaët moät hieäu ñieän theá UAB khaùc 0 thì ta nhaän thaáy I5 = 0. - Ñaëc ñieåm cuûa maïch caàu caân baèng. R R R R + Veà ñieän trôû. 1 3 1 2 R2 R4 R3 R4 I1 R3 I 2 R4 + Veà doøng ñieän: I1 = I2 ; I3 = I4 Hoaëc ; I 3 R1 I 4 R2 U1 R1 U 3 R3 + Veà hieäu ñieän theá : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoaëc ; U 2 R2 U 4 R4 b/ Maïch caàu khoâng caân baèng. - Khi ñaët moät hieäu ñieän theá UAB khaùc 0 thì ta nhaän thaáy I5 khaùc 0. - Khi maïch caàu khoâng ñuû 5 ñieän trôû thì goïi laø maïch caàu khuyeát. R R II/ CAÙCH GIAÛI CAÙC LOAÏI MAÏCH CAÀU 1 M 2 1. Maïch caàu caân baèng. A B R5 * Baøi toaùn cô baûn. Cho maïch ñieän nhö HV. R3 N R4 Vôùi R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 6Ω, R5 = 5Ω. UAB=6V. Tính I qua caùc ñieän trôû? * Giaûi: R R 1 Ta coù : 1 3 => Maïch AB laø maïch caàu caân baèng. R2 R4 2 9 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  10. => I5 = 0. (Boû qua R5). Maïch ñieän töông ñöông: (R1 nt R2) // (R3 nt R4) - Cöôøng ñoä doøng ñieän qua caùc ñieän trôû U AB 6 U AB 6 I1 = I2 = 2A ; I3 = I4 = 0.67A R1 R2 1 2 R3 R4 3 6 2. Maïch caàu khoâng caân baèng. a. Mach caàu ñuû hay coøn goïi laø maïch caàu toång quaùt. R1 M R2 * Baøi toaùn cô baûn. Cho maïch ñieän nhö HV. A B R5 Vôùi R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 4Ω, R5 = 5Ω. UAB=6V. Tính I qua caùc ñieän trôû? R3 N R4 * Giaûi: Caùch 1. Phöông phaùp ñieän theá nuùt. -Phöông phaùp chung. + Choïn 2hieäu ñieän theá baát kì laøm 2 aån. + Sau ñoù qui caùc hieäu ñieän theá coøn laïi theo 2 aån ñaõ choïn. + Giaûi heä phöông trình theo 2 aån ñoù VD ta choïn 2 aån laø U1 vaø U3. -Ta coù: UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = U5 - Xeùt taïi nuùt M,N ta coù U1 U 3 U1 U AB U1 I1 + I5 = I2 (1) R1 R5 R2 U 3 U AB U 3 U 3 U1 I3 = I4 + I5 (2) R3 R4 R5 -Töø (1) vaø (2) ta coù heä phöông trình U U U U U U U U U U 1 3 1 AB 1 1 3 1 AB 1 R1 R5 R2 1 5 2 U U U U U U U U U U 3 AB 3 3 1 3 AB 3 3 1 R3 R4 R5 3 4 5 Giaûi ra ta ñöôïc U1 , U3. Tính U2 = UAB – U1 , U4 = UAB – U3. Aùp duïng ñònh luaät OÂm tính ñöôïc caùc doøng qua ñieän trôû. Caùch2. Ñaët aån laø doøng -Phöông phaùp chung. + Choïn 1 doøng baát kì laøm aån. + Sau ñoù qui caùc doøng coøn laïi theo aån ñaõ choïn. + Giaûi phöông trình theo aån ñoù - VD ta choïn aån laø doøng I1. Ta coù: UAB = U1 + U2 = I1R1 + I2R2 = I1 + 2I2 = 6 6 I1 I2 = 3 0.5I (1) 2 1 - Töø nuùt M. I5 = I2 – I1 = 3 -0.5I1 - I1 = 3 – 1.5I1 I5 = 3 – 1.5I1 (2) - Maét khaùc: U5 = UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 10 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  11. = I3R3 – I1R1 = 3I3 – I1=5I5 5I 5 I1 15 7.5I1 I1 15 6.5I1 => I3 = 3 3 3 15 6.5I1 I3 = (3) 3 15 6.5I1 6 11I1 - Töø nuùt N. I4 = I3 – I5 = - 3 – 1.5I1 = 3 3 6 11I1 I4 = (4) 3 -Maët khaùc. UANB = UAN + UNB = U3 + U4 = I3R3 + I4R4 = 3I3 + 4I4 = 6 15 6.5I 6 11I 3.1 + 4. 1 = 6 3 3 Giaûi ra ta ñöôïc I1 1.1 A. Theá vaøo (1), (2), (3), (4) ta tính ñöôïc caùc I coøn laïi. + Chuù yù: Neáu doøng ñi qua MN theo chieàu ngöôïc laïi thì seõ coù keát quaû khaùc. Caùch 3. Duøng phöông phaùp chuyeån maïch: -Phöông phaùp chung: +Chuyeån maïch sao thaønh maïch tam giaùc vaø ngöôïc laïi.(  ) +Veõ laïi maïch ñieän töông ñöông, roài duïng ñònh luaät Oâm, tính ñieän trôû toaøn maïch, tính caùc doøng qua caùc ñieän trôû a/ Phöông phaùp chuyeån maïch : => . - Loàng hai maïch vaøo nhau, sau ñoù tính x,y, z theo R1, R2, R3. A A A x R x R R1 R3 1 3 y z y z B B C B C C R R2 2 R1. R2 R3 Ta coù: RAB = X Y (1) R1 R2 R3 R2. R1 R3 RBC = Y Z (2) R1 R2 R3 R3. R1 R2 RAC = X Z (3) R1 R2 R3 Coäng 3 phöông trình theo veá roài chia cho 2 ta ñöôïc. R R R R R R 1 2 2 3 3 1 X Y Z (4) R1 R2 R3 Tröø (4) cho (1), (2), (3) ta ñöôïc: R .R R .R R .R Z = 2 3 ; X = 1 3 ; Y = 1 2 (5) R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 11 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9 A R1 R3 B C R2
  12. => Toång quaùt: Tích 2 ñieän trôû keà X, Y, X = Toång 3 ñieän trôû b/ Phöông phaùp chuyeån maïch :  => A A A X Y X R1 Y R2 R2 R3 R3 B C B C B C Z Z - Töø (5) ta chia caùc ñaúng thöùc theo veá. X R1 Z Y R1 Z R2 .R1 ; R3 .R1 Z R2 X Z R3 Y Khöû R2, R3 trong (5) suy ra: R R R R R R R R R R R R R R R R R R X 1 2 2 3 3 1 ; Y 1 2 2 3 3 1 ; Z 1 2 2 3 3 1 R3 R2 R1 =>Toång quaùt: Toång caùc tích luaân phieân X,Y,Z = Ñieän trôû vuoâng goùc c/ Aùp duïng giaûi baøi toaùn treân. * Theo caùch chuyeån tam giaùc thaønh sao R1 M R2 R1 M x A B y R5 A B z N R3 N R4 R3 12 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  13. - Maïch ñieän töông ñöông luùc naøy laø: [(R1nt X) // (R3 nt Y)] nt Y - Tính ñöôïc ñieän trôû toaøn maïch - Tính ñöôïc I qua R1, R3. - Tính ñöôïc U1, U3 +Trôû veà sô ñoà goác - Tính ñöôïc U2, U4. - Tính ñöôïc I2, I4 - Xeùt nuùt M hoaëc N seõ tính ñöôïc I5 * Theo caùch chuyeån sao thaønh tam giaùc. R1 M R2 X A B A Y Z R5 B R3 N R4 R3 N R4 Ta coù maïch töông ñöông: Goàm {(Y// R3) nt (Z // R4)}// X. - Ta tính ñöôïc ñieän trôû töông ñöông cuûa maïch AB. - Tính ñöôïc IAB. - Tính ñöôïc UAN = U3 , UNB = U4 - Tính ñöôïc I3 , I4 - Trôû veà sô ñoà goác tính ñöôïc I1 = IAB – I3 ; I2 = IAB – I4 - Xeùt nuùt M hoaëc N, aùp duïng ñònh lí nuùt maïch tính ñöôïc I5 3. Maïch caàu khuyeát: Thöôøng duøng ñeå reøn luyeän tính toaùn veà doøng ñieän khoâng ñoåi. a. Khuyeát 1 ñieän trôû ( Coù 1 ñieän trôû baèng khoâng vd R1= 0) M R2 R2 B A A R3 B R5 N R3 N R4 R4 R + Phöông phaùp chung. 5 - Chaäp caùc ñieåm coù cuøng ñieän theá, roài veõ laïi maïch töông ñöông. Aùp duïng ñònh luaät OÂm giaûi nhö caùc baøi toaùn thoâng thöôøng ñeå tính I qua caùc R. Trôû veà sô ñoà goác xeùt nuùt maïch ñeå tính I qua R khuyeát. - Khuyeát R1: Chaäp A vôùi M ta coù maïch töông ñöông goàm: {(R3 // R5) nt R4 } // R2 - Khuyeát R2: Chaäp M vôùi B ta coù maïch töông ñöông goàm: {(R4 // R5) nt R3 } // R1 13 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  14. - Khuyeát R3: Chaäp A vôùi N ta coù maïch töông ñöông goàm: {(R1 // R5) nt R2 } // R4 - Khuyeát R4: Chaäp N vôùi B ta coù maïch töông ñöông goàm: {(R2 // R5) nt R1 } // R3 - Khuyeát R5: Chaäp M vôùi N ta coù maïch töông ñöông goàm: {(R4 // R3) // (R2 //R4) b. Khuyeát 2 ñieän trôû. (coù 2 ñieän trôû baèng 0) R M 2 R2 A B A R5 B N R4 R4 - Khuyeát R1 vaø R3: chaäp AMN ta coù maïch töông ñöông goàm : R2 // R4 U AB U AB Vì I5 = 0 neân ta tính ñöôïc I2 = , I4 = , I1 = I2 , I3 = I4 R2 R4 - Khuyeát R2 vaø R4 töông töï nhö treân - Khuyeát R1 vaø R5 : chaäp AM luùc naøy R3 bò noái taét (I3 = 0), ta coù maïch töông ñöông goàm : R2 // R4. Aùp duïng tính ñöôïc I2, I4, trôû veà sô ñoà goác tính ñöôïc I1, I5 - Khuyeát R2 vaø R5 ; R3 vaø R5 ; R4 vaø R5 töông töï nhö khuyeát R1 vaø R5 c. Khuyeát 3 ñieän trôû. (coù 3 ñieän trôû baèng 0) R2 M R2 A B N R3 R3 - Khuyeát R1, R2, R3 ta chaäp AMN. Ta coù maïch töông ñöông goàm R2 // R4. Thì caùch giaûi vaãn nhö khuyeát 2 ñieän trôû - Khuyeát R1, R5, R4 ta chaäp A vôùi M vaø N vôùi B. Ta thaáy R2, R3 bò noái taét. Chuyªn ®Ò 4: M¹ch ®iÖn cã am pe kÕ, v«n kÕ: Bµi 1: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh 3.1, c¸c ®iÖn trë Gièng nhau, cã gi¸ trÞ lµ r ; ®iÖn trë cña c¸c am pe kÕ kh«ng ®¸ng kÓ; UAB cã gi¸ trÞ U0 kh«ng ®æi. X¸c ®Þnh sè chØ cña c¸c am pe kÕ khi a.C¶ 2 khãa cïng ®ãng. Chèt (+) cña am pe kÕ m¾c vµo ®©u? b. khi c¶ 2 khãa cïng më? HD 14 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  15. a. khi c¶ hai kho¸ cïng ®ãng, m¹ch ®iÖn cã d¹ng: [R1 nt( R2//R3//R4) - Sè chØ ampe kÕ A1 : IA1=I1 - I2 = I3 + I4 - Sè chØ ampe kÕ A2 : IA2= I2 + I3 b. Khi c¶ 2 kho¸ më: (R1ntR2ntR3ntR4), sè chØ c¸c ampe kÕ b»ng 0. Bµi 2: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh 3.3.2 ; R1=R4= 1 ; R2=R3=3 ; R5= 0,5 ; UAB= 6 v. a. X¸c ®Þnh sè chØ cña am pe kÕ? BiÕt Ra=0. b. Chèt (+) cña am pe kÕ m¾c vµo ®©u. HD: a. khi Ra = 0 - ChËp C víi D, m¹ch ®iÖn cã d¹ng: [(R3//R4) nt(R1//R2) nt R5 ] - TÝnh ®­îc: RAB = 0,2 - TÝnh ®­îc Im¹ch chÝnh = 3A - V× C vµ D lµ hai ®iÓm cã cïng hiÖu ®iÖn thÕ nªn : R1R2 UCF= UDF= IM . = 9/4V R1 R2 R3 R4 UCE= UDE = IM . = 9/4V R3 R4 => C­êng ®é dßng ®iÖn qua c¸c m¹ch rÏ: U FC 9 U FD 3 U CE 3 U DF 9 I1 = A ; I2= A ; I3= A ; I4= A R1 4 R2 4 R3 4 R4 4 - §Ó tÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn qua ampe kÕ ta xÐt nót C. T¹i C cã I1 > I3 nªn dßng ®iÖn qua ampe kÕ ph¶i lµ tõ C ®Õn D. => Ia = 1,5A b. DÊu céng(+) cña ampe kÕ ph¶i nèi víi C. Bµi 3: Mét ampekÕ cã Ra 0 ®­îc m¾c nèi tiÕp víi ®iÖn trë R0 =20 , vµo 2 ®iÓm M,N cã UMNkh«ng ®æi th× sè chØ cña nã lµ I1=0,6A. M¾c song song thªm vµo ampekÕ mét ®iÖn trë r=0,25 , th× sè chØ cña am pekÕ lµ I2=0,125A.X¸c ®Þnh Io khi bá ampekÕ ®i? HD: - Khi (Ra nt R0): UMN = I1. (Ra + R0) = 0,6( 20+ Ra) (1) - Khi [(Ra//r)nt R0] : + §iÖn trë cña m¹ch: R'MN = (Ra.r)/( Ra+r) + R0 = (20,25 Ra +5)/( Ra+0,25) + HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu am pe kÕ lµ: I2. Ra = I. (Ra .r)/( Ra + r) víi I lµ c­êng ®é dßng ®iÖn qua m¹ch chÝnh. nªn: I = I2. (Ra+r)/r = 0,125. (Ra +0,25)/0,25 + HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu m¹ch lµ: UMN = I.R'MN = [0,125. (Ra +0,25)/0,25]. [(20,25 Ra +5)/( Ra+0,25)] UMN = 0,125. [(20,25 Ra +5)/0,25] (2) - Tõ (1) vµ (2) ta cã: 0,125(20,25 Ra +5) = 0,25. 0,6( 20+ Ra) => Ra = 0,997 1 => UMN = 12,6V - Khi bá am pe kÕ ®i th× I0 = UMN/R0 = 0,63A 15 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  16. Bµi 4: Cã 2 ampekÕ ®iÖn trë lÇn l­ît lµ R 1 , R2 , mét ®iÖn trë R=3 , mét nguån ®iÖn kh«ng ®æi U.NÕu m¾c nèi tiÕp c¶ 2 ampekÕ vµ R vµo nguån th× sè chØ cña mçi ampekÕ lµ 4,05A.NÕu m¾c 2 ampekÕ song song víi nhau råi míi m¾c nèi tiÕp víi R vµo nguån th× AmpekÕ thø nhÊt chØ 3A, AmpekÕ thø 2 chØ 2A. a.TÝnh R1 vµ R2 ? b.NÕu m¾c trùc tiÕp R vµo nguån th× c­êng ®é dßng ®iÖn qua R lµ bao nhiªu? HD: - HiÖu ®iÖn thÕ cña ®o¹n m¹ch khi c¶ hai ampe kÕ m¾c nèi tiÕp: U = I(R1 + R2 + R) = 4,05(R1 + R2 + 3) (1) - HiÖu ®iÖn thÕ cña ®o¹n m¹ch khi c¶ hai ampe kÕ m¾c song song: R1R2 R1 R2 U = (I1 +I2) (R ) =(3 + 2) (3 ) (2) R1 R2 R1 R2 I 2 3 + MÆt kh¸c: R1.I1 = R2I2 => R1 = R2 = R2 (3) I1 2 - Thay vµo (1) ta ®­îc: U = 4,05(5 R2/3 + 3) (4) - Thay vµo (2) ta ®­îc: U =5(2R2/5 +3) (5) - Tõ (4) vµ (5) ta gi¶i ra ®­îc R2 = 0,6  , R1 = 0,4 b. Ta cã : U = 4,05(5 R2/3 + 3) = 16,2V - C­êng ®é dßng ®iÖn qua R khi kh«ng m¾c ®iÖn kÕ lµ: I = U/R = 5,4A Bµi 5: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ 3.3. 5 Trong ®ã R /=4R, v«n kÕ cã ®iÖn trë Rv, UMN kh«ng ®æi. Khi k ®ãng vµ khi K më , sè chØ cña v«n kÕ cã gi¸ trÞ lÇn l­ît lµ 8,4V vµ 4,2 V. TÝnh U vµ Rv theo R. ( 98/nc9/XBGD) HD:- ChËp C víi D - §iÖn trë ®o¹n m¹ch MC lµ RV .R' 4RRV RMC = RV R' RV 4R - Sè chØ cña v«n kÕ khi k ®ãng vµ khi k më lÇn l­ît lµ: 4R.R U. V R 4R U = V 8,4 (1) 1 4RR V 0,8R RV 4R 4RRV .U U2 = 4,2 (2) 4RRV 4R(4R RV ) - Gi¶i (1) vµ (2) ta ®­îc RV = 6R vµ U = 11,2V 16 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  17. Bµi 6: .Mét m¹ch ®iÖn gåm mét ampekÕ cã ®iÖn trë Ra, mét ®iÖn trë R=10  vµ mét v«n kÕ co ®iÖn trë Rv=1000V,m¾c nèi tiÕp.§Æt vµo 2 ®Çu ®o¹n m¹ch mét hiÖu ®iÖn thÕ U, th× sè chØ cña v«n kÕ lµ 100V. nÕu m¾c v«n kÕ song song víi R th× sè chØ cña nã vÉn lµ 100V. TÝnh Ra vµ U HD: - Khi m¾c v«n kÕ nèi tiÕp víi ®iÖn trë R th× ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng toµn phÇn cña m¹ch lµ: Rt = Ra + R + RV + Sè chØ cña v«n kÕ lµ: RV U1 = .U 100 (1) Ra R RV - Khi m¾c v«n kÕ song song víi ®iÖn trë R th× ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña R vµ RV lµ: R.RV R1 = R RV +Sè chØ cña v«n kÕ lµ: R.R V .U R RV R.RV .U U2 = 100 hay 100 (2) R.RV R.Ra RV .Ra R.RV Ra R RV - Tõ (1) vµ (2) ta cã ph­¬ng tr×nh: R R.R .U V .U V Ra R RV R.Ra RV .Ra R.RV 2 2 => R.Ra+RVRa+RRV = RRa+R +RRV => RVRa = R => Ra = 0,1 - Thay Ra vµo (1) ta ®­îc U = 101,01V. Bµi 7 Hai ®iÖn trë R1 , R2 ®­îc m¾c nèi tiÕp víi nhau vµo 2 ®iÓm A vµ B cã hiÖu ®iÖn thÕ UAB kh«ng ®æi. M¾c mét v«n kÕ song song víi R1 , th× sè chØ cña nã lµU1 . m¾c v«n kÕ song song víi R2 th× sè chØ cña nã lµ U2 . a. Chøng minh : U1 /U2 =R1 /R2 . b. BiÕt U=24V, U1 =12V, U2 = 8V. TÝnh c¸c tØ sè Rv/R1 ;Rv/R2 ;®iÖn trë Rv cña v«n kÕ,vµ hiÖu ®iÖn thÕ thùc tÕ gi÷a 2 ®Çu R1 vµ R2 ? HD: - Gäi R1 lµ ®iÖn trë cña v«n kÕ. khi v«n kÕ m¾c song song víi R1 th× ®iÖn trë ®o¹n m¹ch ®ã lµ: R1RV R1V = R1 RV - §iÖn trë toµn m¹ch lµ: R1R2 R1RV R2 RV Rt = R1V +R2 = R1 RV Ta cã : U R R R 1 1V V 1 (1) U AB Rt R1R2 (R1 R2)RV * Khi v«n kÕ m¾c song song víi R2, t­¬ng tù ta cóng cã: U R R 2 V 2 (2) U AB R1R2 (R1 R2)RV 17 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  18. Chia vÕ víi vÕ cña hai ph­¬ng tr×nh 1 vµ hai ta ®­îc: U R 1 1 (§pcm) (3) U 2 R2 b. Khi v«n kÕ m¾c song song víi R1 vµ chØ 12 V th× hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu R2 còng lµ 12V vµ ®iÖn trë hai ®o¹n m¹ch ®ã b»ng nhau. ta cã: R1 R1RV R2 R1 RV = R2 do ®ã: R R R R R R 1 V V 1 V 1 1 RV - MÆt kh¸c tõ (3) víi U1 = 12V, U2 = 8V, ta suy ra R1 = 1,5R2 R R vµ 1 1,5. 2 RV RV R1 R2 - §Æt k1 = , k2 = vµ thÕ vµo ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc: RV RV 1,5k2 k2 = => k2 = 1/3 vµ RV = 3R2 1,5k2 1 R1 k1 = = 1/2 ; RV = 2R1 RV - HiÖu ®iÖn thÕ thùc tøc lµ hiÖu ®iÖn thÕ khi kh«ng m¾c v«n kÕ, gi÷a hai ®Çu R1 vµ R2 lµ: R1 U01 = UAB. 14,4V R1 R2 R2 U02 = UAB. 9,6V R1 R2 Bµi 8: Cho mạch điện như hình vẽ: C A3 M A _N + 2 A A4 1 D Các ampe kế giống nhau và có điện trở RA , ampekế A3 chỉ giá trị I3= 4(A), ampe kế A4 chỉ giá trị I4= 3(A) Tìm chỉ số của các ampe kế còn lại? Nếu biết UMN = 28 (V). Hãy tìm R, RA? HD: - *Tìm I1 và I2: Ta có dòng điện đi vào chốt M và đi ra chốt N Ta thÊy: U3 = UCN = 4RA 18 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  19. U4 = UDN = 3RA tức là :UCN >UDN hay VC > VD Nên dòng điện đi qua A2 có chiều từ C sang D UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA =>I2 = 1 (A ) Xét tại nút D ta có : I1 + I2 = I4 = I1 + 1 = 3 (A) =>I1 = 2 (A) *Tìm R, RA: Ta viết phương trình hiệu điện thế. UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA => RA = 5,6 (Ω) Tương tự ta cũng có : UMN= UMC + UCN 28 = 5.R + 4.5,6 ( vì IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A và RA = 5,6 Ω ) => 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω) Chuyªn ®Ò 5: §iÖn n¨ng-C«ng suÊt cña dßng ®iÖn: 1. TÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i: Bµi 1: Ng­êi ta lÊy ®iÖn tõ nguån MN cã hiÖu ®iÖn thÕ U ra ngoµi ë 2 chèt A,B qua mét ®iÖn trë r ®Æt trong hép nh­ h×nh vÏ 1.1.M¹ch ngoµi lµ mét ®iÖn trë R thay ®æi ®­îc, m¾c vµo A vµ B. a. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña R ®Ó m¹ch ngoµi cã c«ng suÊt cùc ®¹i. TÝnh gi¸ trÞ cùc ®¹i ®ã? b. Chøng tá r»ng, khi c«ng suÊt m¹ch ngoµi nhá h¬n c«ng suÊt cùc 2 ®¹i(Pc®) th× ®iÖn trë R cã thÓ øng víi 2 gi¸ trÞ lµ R1 vµ R2 vµ R1.R2 =r . HD: a. TÝnh R ®Ó m¹ch ngoµi lµ cùc ®¹i: U - C­êng ®é dßng ®iÖn qua R lµ: I = (1) R r - C«ng suÊt m¹ch ngoµi R lµ: P = I2.R (2) U 2 .R - Thay (1) vµo (2) ta cã: P = (3) (R r) 2 U 2 .R.4r U 2 (r R) 2 => P = = [1 ] (4) 4r.(R r) 2 4r (r R) 2 (r R) 2 - §Ó P cùc ®¹i th× 0 => r - R = 0 => R =r (5) (r R) 2 U 2 => Pc® = (6) 4r b. Tõ (3) ta cã: P(R+r)2 =U2R => PR2 - (U2 -2rP)R+r2P = 0 (7) = U2(U2- 4rP) (8) 2 Thay U = 4rPc® vµo (8) ta ®­îc: 2 = 4r Pc® (Pc® - P) (9) - Khi P 0, ph­¬ng tr×nh (7) cã 2 nghiÖm riªng biÖt lµ R1 vµ R2: (U 2 2rP) (U 2 2rP) R1 = ; R2 = 2P 2P 19 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  20. 2 2 (U 2rP) 2 => R1.R2 = r (§pcm) 4P 2 Bµi 2: BiÕt hiÖu ®iÖn thÕ nguån giòa 2 ®iÓm A,B cña hép lÊy diÖn lµ U = 12 V. a, Khi R = 0 «m, ng­êi ta l¾p m¹ng ®iÖn gåm 6 bãng ®Ìn ( 2 bãng lo¹i 6V – 4W vµ 4 bãng lo¹i 6V – 2W). X¸c ®Þnh c¸ch ghÐp ®Ó c¸c bãng ®Ìn s¸ng b×nh th­êng. VÏ c¸c s¬ ®å ghÐp bãng? b, Khi R = 1 «m, tÝnh sè bãng ®Ìn lo¹i 3V – 3W tèi ®a cã thÓ m¾c vµo M,N ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng HD: U 12 a. Khi R =0, Sè côm m¾c trong m¹ch: n = M 2 (Côm) U D 6 - Tæng c«ng suÊt cña c¸c ®Ìn lµ: Pt = 2.4 + 4.2 = 16 w Pt - C«ng suÊt cho mçi côm ®Ìn lµ: P1côm = 8 (w) n - VËy ®Ó c¸c ®Ìn s¸ng b×nh th­êng th× ta ph¶i m¾c 2 lo¹i bãng ®Ìn trªn thµnh 2 côm nèi tiÕp, mçi côm cã c«ng suÊt lµ 8w. ta cã 2 c¸ch sau: + C¸ch 1: Côm 1: 2 ®Ìn 6V-4w m¾c song song Côm 2: 4 bãng ®Ìn lo¹i 6V - 2w m¾c song song. + C¸ch 2: Côm 1: 1 ®Ìn 6V-4w vµ 2 bãng 6V - 2w m¾c song song Côm 2: 1 ®Ìn 6V-4w vµ 2 bãng 6V - 2w m¾c song song b. Khi r = 1, gäi R lµ ®iÖn trë m¹ch ngoµi U - C­êng ®é dßng ®iÖn qua R lµ: I = (1) R r - C«ng suÊt m¹ch ngoµi R lµ: P = I2.R (2) U 2 .R - Thay (1) vµo (2) ta cã: P = (3) (R r) 2 U 2 .R.4r U 2 (r R) 2 => P = = [1 ] (4) 4r.(R r) 2 4r (r R) 2 (r R) 2 - §Ó P cùc ®¹i th× 0 => r - R = 0 => R =r (5) (r R) 2 U 2 122 => Pc® = = = 36w 4r 4.1 - Sè ®Ìn 3V – 3W tèi ®a cã thÓ m¾c vµo M,N ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng lµ: P 36 N = CD 12 bãng ®Ìn. PD 3 2. C¸ch m¾c c¸c ®Ìn ( to¸n ®Þnh møc). Bµi 1: (bµi77/121):Cho m¹ch Nh­ h×nh vÏ bªn:UMN=24v, r=1,5  a.Hái gi÷a 2 ®iÓm AB cã thÓ m¾c tèi ®a bao nhiªu bãng ®Ìn lo¹i 6V- 6w ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng. b.NÕu cã 12 bãng ®Ìn lo¹i 6V-6w th× ph¶i m¾c thÕ nµo ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng? Ph­¬ng ph¸p gi¶i a TÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i cña m¹ch ngoµi sè bãng tèi ®a 20 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  21. .( nh­ phÇn b bµi 2 ë trªn) KQ: Pc® = 96w N = 16 bãng ®Ìn b.- (XÐt c¸ch m¾c ®èi xøng m d·y, mçi d·y cã n ®iÖn trë m¾c nèi tiÕp cã 3 ph­¬ng ph¸p) -LËp ph­¬ng tr×nh vÒ dßng:I=U/(r+R) Theo 2 Èn sè m vµ n,Trong ®ã m n=12 -®Æt ph­¬ng tr×nh c«ng suÊt:P=PAB+PBN Theo 2 biÕn sè m vµ n trong ®ã m n=12 -§Æt ph­¬ng tr×nh thÕ: U=UMB+Ir theo 2 biÕn sè m,n trong ®ã m n=12 HD: - C­êng ®é dßng ®iÖn ¹ch chÝnh: I=U/(r+R) (1) - C«ng suÊt m¹ch ngoµi khi N =12 ®Ìn s¸ng b×nh th­êng: 2 P = R.I = N.P® =72w 2 => R = P/I (2) - Thay (2) vµo (1) ta ®­îc: I = I P r I 2 r.I2 - U.I + P = 0 1,5I2 -24.I + 72 = 0 => I1 = 12A, I2 = 4A - Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña ®Ìn: I® = P®/ U® = 1A - Sè d·y song song: n = I/I® * C¸ch m¾c 1: n1 = I1/I® = 12 d·y => p1 = 1 ®Ìn ( 12 bãng ®Ìn m¾c song song) * C¸ch m¾c 2: n1 = I2/I® = 4 d·y => p2 = 3 ®Ìn ( 4 d·y song song, mçi d·y cã 3 ®Ìn nèi tiÕp) Bµi 2:Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ, trong ®ã UMN=10V,r =2 , H§T ®Þnh møc cña c¸c bãng lµ U®=3V, C«ng suÊt ®Þnh møc cña c¸c bãng cã thÓ tïy chän tõ 1,5 3W. TÝm sè bãng,lo¹i bãng, c¸ch ghÐp c¸c bãng ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng? Ph­¬ng ph¸p gi¶i: XÐt c¸ch m¾c N bãng ®Ìn thµnh m d·y, mçi d·y cã n bãng m¾c nãi tiÕp *§Æt ph­¬ng tr×nh thÕ:UMN=UMB+UBN 12=nU® +UBN kho¶ng x¸c ®Þnh cña n={1,2,3} (1) 2 * §Æt ph­¬ng tr×nh c«ng suÊt: PAB=NP® NP®=15n-4,5n kho¶ng x¸c ®Þnh cña N: 1 5 n 4 , 5 2 1 5 n 4 , 5 2 n N n (2) 3 1 , 5 t×m sè d·y m: m=N/n (3) T×m P®= (4) lËp b¶ng gi¸ trÞ cña N,m P® Trong c¸c tr­êng hîp n=1; n=2, n=3. ®¸p sè HD: * NÕu ghÐp song song: m d·y, mçi d·y n=1 bãng víi sè bãng N = 4,5,6,7 - Lo¹i bãnh cã c«ng suÊt t­¬ng øng víi c¸c nghiÖm lµ: + N=4 => P® = 2,625w + N=5 => P® = 2,1w + N=6 => P® = 1,75w + N=7 => P® = 1,5w 21 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  22. * Mçi d·y cã 2 bãng: Sè bãng N = 4 6 8 Lo¹i bãng cã P = 3w 2w 1,5w C¸ch ghÐp GhÐp song song *. Mçi d·y cã 3 bãng: NghiÖm lµ 3 bãng ghÐp nèi tiÕp lo¹i 3V - 1,5w Bµi 3: Cã 5 bãng ®Ìn cïng hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc 110v,c«ng suÊt cña chóng lÇn l­ît lµ 10,15,40, 60, 75 o¸t.Ph¶i ghÐp chóng nh­ thÕ nµo ®Ó khi m¾c vµo m¹ch ®iÖn 220v th× chóng ®Òi s¸ng b×nh th­êng? Ph­¬ng ph¸p gi¶i:§iÒu kiÖn ®Ó c¸c ®Ìn s¸ng b×nh th­êng lµU ®=110V. ph¶i m¾c c¸c ®Ìn thµnh 2 côm sao cho c«ng suÊt tiªu thô cña chóng b¾ng nhau. tõ gi¶ thiÕt 10+15+75=40+60 c¸ch m¾c c¸c ®Ìn Bµi 4: Cã 2 lo¹i ®Ìn cïng hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc 6V, nh­ng cã c«ng suÊt lµ 3w,vµ 5 w. hái a. ph¶i m¾c chóng nh­ thÕ nµo vµo hiÖu ®iÖn thÕ 12V ®Ó chóng s¸ng b×nh th­êng? b. C¸c ®Ìn ®ang s¸ng b×nh th­êng, nÕu 1 ®Ìn bÞ háng th× ®é s¸ng cña c¸c ®Ìn cßn l¹i t¨ng hay gi¶m nh­ thÕ nµo? ( xem bµi 120 nc9) Ph­¬ng ph¸p gi¶i: a.Kh«ng thÓ m¾c nèi tiÕp 2 lo¹i ®Ìn víi nhau( v× sao?) cã thÓ m¾c m bãng®Ìn lo¹i 3w song song víi nhau thµnh mét cum vµ n bãng ®Ìn 5 w song song víi nhau thµnh mét côm,råi m¾c 2 côn ®Ìn trªn nèi tiÕp nhau sao cho hiÖu ®iÖn thÕ ë 2 ®Çu c¸c côm ®Ìn lµ 6V c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn cña c¸c côm ®Ìn ph¶i b»ng nhau ph­¬ng tr×nh: 3m = 5n nghiÖm cñaph­¬ng tr×nh (* ph­¬ng ¸n 2:M¾c2 lo¹i ®Ìn thµnh 2 côm , mçi côm cã c¶ 2 lo¹i ®Ìn *ph­¬ng ¸n 3: m¾c 2 lo¹i®Ìn thµnh m d·y, trong mçi d·y cã 2 ®Ìn cïng lo¹i m¾c nèi tiÕp ) b. gi¶ thiÕt mét ®Ìn trong côm ®Ìn 3WbÞ ch¸y ®iÖn trë cñatoµn m¹ch b©y giê ? c­êng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh? hiÖu ®iÖn thÕ ë 2 ®Çu c¸c côm ®Ìn b©y giê thÕ nµo? kÕt luËn vÒ ®é s¸ng cña c¸c ®Ìn? (Chu ý: muèn biÕt c¸c ®Ìn s¸ng nh­ thÕ nµo cÇn ph¶i so s¸nh hiÖu®iÖn thÕ thùc tÕ ë 2 ®Çu bãng ®Ìn víi hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc) 3 .§Þnh luËt Jun - len x¬ Tãm t¾t lý thuyÕt: C«ng thøc cña ®Þnh luËt: Q=I2Rt (j) hoÆc Q= 0,24 I2Rt (cal) 2 C¸c c«ng thøc suy ra: Q = u t UIt Pt R Trong ®o¹n m¹ch: Q=Q1+Q2+ +Qn Trong ®o¹n m¹ch m¾c song song: Q1R1=Q2R2= =QnRn Q Q Q Trong ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp : 1 2 . . . n R 1 R 2 R n H=Qi/Qtp Víi mét d©y ®iÖn trë x¸c ®Þnh: nhiÖt l­îng táa ra trªn d©y tØ lÖ thuËn víi thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua Q1/t1=Q2/t2= Qn/tn=P. Bµi t©p: 22 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  23. Bµi 1 Mét Êm ®un n­íc b»ng ®iÖn lo¹i(220V-1,1KW), cã dung tÝch1,6lÝt. Cã nhiÖt ®é ban 0 ®Çu lµ t1=20 C. a.Bá qua sù mÊt nhiÖt vµ nhiÖt dung cña Êm. H·y tÝnh thêi gian cÇn ®Ó ®un s«i Êm n­íc? ®iÖn trë d©y nung vµ gi¸ tiÒn ph¶i tr¶ cho 1lÝt n­íc s«i ?. b. Gi¶ sö ng­êi dïng Êm bá quªn sau 2 phót míi t¾t bÕp . hái lóc Êy cßn l¹i bao nhiªu n­íc trong Êm?( C=4200j/kg.k; L=2,3.106j/kg) HD: - NhiÖt l­îng cÇn thiÕt ®Ó ®un s«i n­íc: Q = m.c.(t2 - t1) = 537 600J - Thêi gian ®un n­íc: t =Q/P = 488,8s = 8ph 10s - §iÖn trë d©y nung: R =U2/P =44  - Gi¸ tiÒn ph¶i tr¶: T = P.t.(1/m).K = 74,7 ®ång . N¨ng l­îng do dßng ®iÖn to¶ ra trong 2 phót: A =P.t = 132 000J - L­îng n­íc bay h¬i: m =A/L = 0,05739kg - ThÓ tÝch n­íc bay h¬i lµ kho¶ng 0,06lit. - N­íc trong Êm cßn: 1,6 - 0,06 = 1,54 lÝt Bµi 2.Mét bÕp ®iÖn ho¹t ®éng ë H§T 220V, S¶n ra c«ng c¬ häc Pc=321W .BiÕt ®iÖn trë trong cña ®éng c¬ lµ r=4 .TÝnh c«ng suÊt cña ®éng c¬.( xem 132NC9) 2 2 Ph­¬ng ph¸p:-LËp ph­¬ng tr×nh c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn cña ®éng c¬:UI=I r+Pc 4r -220I+321=0 (*). Gi¶i(*)vaf lo¹i nghiÖm kh«ng phï hîp ®­îc I=1,5A c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn cña ®éng c¬:P=UI( còng chÝnh lµ c«ng suÊt toµn phÇn) HiÖu suÊtH=Pc /P ( chó ý r»ng c«ng suÊt nhÞªt cña ®éng c¬ lµ c«ng sót hao phÝ). Bµi 3 Dïng mét bÕp ®iÖn lo¹i (220V-1KW), Ho¹t ®éng ë H§T U=150V, ®Ó ®un s«i Êm n­íc . BÕp cãH=80%, Sù táa nhiÖt tõ Êm ra kh«ng khÝ nh­ sau: Thö ng¾t ®iÖn, mét phót sau 0 n­íc h¹ xuèng 0,5 C. Êm cã khèi l­îng m1=100g, C1=600j/kg.k,n­íc cã m2=500g, 0 C2=4200j/kg.k,t1=20 c.tÝnh thíi gian ®Ó ®un n­íc s«i? HD: - sö dông c«ng thøc P = U2/R ®Ó so s¸nh víi c«ng suÊt ®Þnh møc, Ta cã c«ng suÊt toµn phÇn cña bÕp lµ: P =9P0/16 - C«ng suÊt cã Ých cña bÕp: P1 =H.P = 450w (c1.m1.t1 c2 .m2 .t2 ).0,5 - C«ng suÊt to¶ nhiÖt ra kh«ng khÝ: P2 = 18 w 60 => (P1 -P2).t = (c1.m1 + c2.m2)(100 - 20) => t = 400s Bµi 4: Mét bÕp ®iÖn cã ghi 220V – 1200 W ®­îc nèi víi hiÖu ®iÖn thÕ 220 V dïng ®Ó ®un s«I 2l n­íc tõ 200c. BiÕt hiÖu suÊt sö dông bÕp lµ 80%, nhiÖt dung riªng cña n­íc lµ 4200 J/kg.K a, T×m thêi gian ®un n­íc. 23 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  24. b, BiÕt d©y ®iÖn trë cña bÕp cã ®­êng kÝnh 0,2 mm, ®iÖn trë suÊt 5.10 – 7 «m mÐt, ®­îc quÊn trªn mét lâi sø c¸ch ®iÖn h×nh trô cã ®­êng kÝnh 2 cm. TÝnh sè vßng d©y cña bÕp ®iÖn. HD: - T×m ®­îc nhiÖt l­îng cã Ých: Q1 = mc (t2 – t1 ) = 672000 J - T×m ®­îc nhiÖt l­îng toµn phÇn: Q = 840000 J - LËp luËn t×m ®­îc thêi gian ®un n­íc: t = 700 s = 11 ph 40 s - T×m ®­îc R = 121/3 «m - T×m ®­îc tiÕt diÖn d©y dÉn: S = 3,14. 10-8 m2 - T×m ®­îc chiÒu dµi d©y dÉn: l = 121/150. 3,14 m - T×m ®­îc chiÒu dµi cña 1 vßng d©y (chu vi cña lâi sø) C = 2.10-2.3,14 m - T×m ®­¬c sè vßng d©y : n = 40 vßng Chuyªn ®Ò 6: BiÕn trë- To¸n biÖn luËn: 6.1. Mét biÕn trë AB cã ®iÖn trë toµn phÇn R1 ®­îc m¾c vµo ®o¹n m¹ch MN, lÇn l­ît theo 4 s¬ ®å( h×nh 6.1). Gäi R lµ ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch CB (0 R R1 ). a.TÝnh ®iÖn trë cña ®o¹n m¹ch MN trong mçi s¬ ®å. b.Víi mçi s¬ ®å th× ®iÖn trë lín nhÊt vµ nhá nhÊt lµ bao nhiªu? øng víi vÞ trÝ nµo cña C? c. S¬ ®å 6.1c cã g× ®¸ng chó ý h¬n c¸c s¬ ®å kh¸c? 6.2 Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ 6.2. R=50 , R1 =12 , R2 =10  , hai v«n kÕ V1 , V2 cã ®iÖn trë rÊt lín, khãa K vµ d©y nèi cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ, UAB kh«ng ®æi. a. §Ó sè chØ cña 2 V«n kÕ b»ng nhau, ph¶i ®Æt con ch¹y C ë vÞ trÝ nµo? b. §Ó sè chØ cña V1,V2 , kh«ng thay ®æi khi K ®ãng còng nh­ khi k më, th× ph¶i ®Æt C ë vÞ trÝ nµo? c. BiÕt U=22V, tÝnh C§D§ ®i qua khãa K, Khi K ®ãng khi U1 = U2 vµ khi U1 =12V. a. Hai v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín, nªn khi ®ãng K, dßng ®iÖn chØ qua hai ®o¹n m¹ch AMC vµ CMB. V× cïng mét dßng ®iÖn ®i qua c¶ 2 ®o¹n m¹ch, nªn ®Ó sè chØ cña hai v«n kÕ b»ng nhau, th× ®iÖn trë cña hai ®o¹n m¹ch Êy ph¶i b»ng nhau. - Gäi k lµ tû sè ®iÖn trë cña hai ®o¹n m¹ch AC vµ AB, th× ®iÖn trë cña AC( ®èi víi R) lµ AC = k.R = 50k, cña CB lµ: CB =(1-k).R = (1-k).50 vµ ®iÖn trë hai ®o¹n m¹ch AC vµ CB lµ: R1.50k 600k RAC = R1 50k 12 50k R2 .(1 k).50 500.(1 k) RCB = R2 (1 k).50 10 50(1 k) - §Æt RAC = RCB (§èi víi m¹ch), ta cã ph­¬ng tr×nh : 24 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  25. 600k 500.(1 k)  5k2 – 17k + 6 = 0 (1) 12 50k 10 50(1 k) - Gi¶i (1) ta ®­îc k1 = 0,4; k2 = 3; - k ph¶i nhá h¬n 1 nªn k2 = 3 (lo¹i) => k = 0,4 , RAC = 20 (®èi víi ®iÖn trë R) b.§Ó sè chØ cña c¸c v«n kÕ V1, V2 kh«ng thay ®æi khi k ®ãng còng nh­ khi k ng¾t, th× cÇu ph¶o c©n b»ng, tøc lµ RAC , RCB ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: R R 12 6 AC 1 RCB R2 10 5 VËy ph¶i ®Æt C ë vÞ trÝ øng víi: RAC = 6R/11 = 27,27 c.TÝnh C­êng ®é dßng ®iÖn: *Khi U1 = U2 = 11V, Th× theo phÇn a AC = 20, CB= 30( ®èi víi ®iÖn trë R). - ®iÖn trë cña hai ®o¹n m¹ch AC vµ CB lµ: RAC = 7,5, RCB = 7,5( TÝnh theo c«ng thøc phÇn a) - C­êng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh lµ: I = U1/RAC = U2/RCB = 4,4/3 (A) - C­êng ®é dßng ®iÖn qua R1 vµ R2 lÇn l­ît lµ: 20 2,75 30 I1 = I A ; I2 = I 1,1A 12 20 3 10 30 Ta thÊy I2 >I1 . VËy dßng ®iÖn qua kho¸ k theo chiÒu tõ C ®Õn M vµ cã c­êng ®é: Ik = I2 – I1 = 0,183A *. Khi U1 = 12V th× U2 = 10V, con ch¹y C ë vÞ trÝ C’ sao cho : RAC’/RC’B = 12/10 =6/5 - Ta l¹i thÊy ®ã chÝnh lµ ®iÖu kiÖn cña cÇu c©n b»ng. vËy khi k ®ãng kh«ng cã dßng ®iÖn qua kho¸ k. 25 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  26. ®Ò thi kh¶o s¸t häc sinh giái lÇn 1 M«n: VËt lý 9 Thêi gian: 120phót C©u 1: Cho s¬ ®å m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ A R1 B R2 C BiÕt: R1=R4 =10, R2=R3=5 H·y vÏ s¬ ®å t­¬ng ®­¬ng ®Ó tÝnh: a. RAB R3 R4 b. RAC c.RBC D C©u 2: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ: R4 BiÕt UAB =4V, R1=3 A+ - B R1 R2=R3=R4 = 4 §iÖn trë cña ampe kÕ vµ c¸c d©y dÉn R3 kh«ng ®¸ng kÓ. A a. TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña m¹ch? R2 b. TÝnh sè chØ ampe kÕ? 26 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  27. C©u 3: Trªn bãng ®Ìn ®iÖn d©y tãc 1 cã ghi 110V- 100W vµ trªn bãng ®Ìn ®iÖn d©y tãc 2 cã ghi 110V- 25W. a. M¾c nèi tiÕp hai bãng ®Ìn trªn vµo hiÖu ®iÖn thÕ 110V th× ®Ìn nµo s¸ng h¬n? v× sao? Cho r»ng ®iÖn trë cña c¸c bãng cã gi¸ trÞ nh­ khi chóng s¸ng b×nh th­êng. b. LiÖu cã thÓ m¾c nèi tiÕp hai bãng ®Ìn trªn vµo hiÖu ®iÖn thÕ 220V kh«ng? V× sao? c. Cã thÓ m¾c nèi tiÕp hai bãng ®Ìn trªn vµo hiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt lµ bao nhiªu ®Ó chóng kh«ng bÞ háng? TÝnh c«ng suÊt cña mçi bãng ®Ìn khi ®ã? C©u 4: Cho 3 bãng ®Ìn cã ghi c¸c gi¸ trÞ nh­ sau: Bãng 1: 3V - 3W; Bãng 2: 3V - 1W; Bãng 3: 2,5V - 1,25W a. NÕu ghÐp 3 bãng nèi tiÕp th× hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc cña m¹ch lµ bao nhiªu? TÝnh c«ng suÊt cña mçi bãng khi ®ã? b. NÕu ghÐp 3 bãng song song th× hiÖu ®iÖn thÕ ®Þnh møc cña m¹ch lµ bao nhiªu? TÝnh c«ng suÊt cña mçi bãng khi ®ã? HÕt ®Ò thi kh¶o s¸t häc sinh giái lÇn 2 M«n: VËt lý 9 Thêi gian: 120phót C©u 1: Mét cuén d©y ®ång ®­êng kÝnh 0,5 mm,quÊn quanh mét c¸i lâi h×nh trô dµi 10cm, ®­êng kÝnh cña lâi lµ 1cm vµ ®­êng kÝnh cña 2 ®Üa ë 2 ®Çu lâi lµ 5cm. BiÕt r»ng c¸c vßng d©y ®­îc qu¸n ®Òu vµ s¸t nhau. H·y tÝnh ®iÖn trë cña d©y. C©u 2: . Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ : / Trong ®ã R =4R, v«n kÕ cã ®iÖn trë Rv, UMN kh«ng ®æi. Khi k ®ãng vµ khi K më , sè chØ cña v«n kÕ cã gi¸ trÞ lÇn l­ît lµ 8,4V vµ 4,2 V. TÝnh U vµ Rv theo R.) C©u 3: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ. R=50 , R1 =12 , R2 =10  , hai v«n kÕ V1 , V2 cã ®iÖn trë rÊt lín, khãa K vµ d©y nèi cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ, UAB kh«ng ®æi. a. §Ó sè chØ cña 2 V«n kÕ b»ng nhau, ph¶i ®Æt con ch¹y C ë vÞ trÝ nµo? b. §Ó sè chØ cña V1,V2 , kh«ng thay ®æi khi K ®ãng còng nh­ khi k më, th× ph¶i ®Æt C ë vÞ trÝ nµo? 27 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9
  28. c. BiÕt U=22V, tÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn ®i qua khãa K Khi K ®ãng khi U1 = U2 vµ khi U1 =12V. C©u 4: Cã 4 ®iÖn trë gièng hÖt nhau A B ®­îc m¾c nh­ h×nh vÏ. HiÖu ®iÖn thÕ ®Æt t¹i hai cøc A,B cña nguån kh«ng ®æi vµ b»ng 120V. M¾c 1 v«n kÕ V vµo 2 ®iÓm C, N th× v«n kÕ chØ 80V. C D M T×m sè chØ cña v«n kÕ khi m¾c nã N vµo 2 ®iÓm C,M vµ 2 ®iÓm C,D? V HÕt §Ò thi Häc sinh giái casio vËt lý 9 lÇn 1 N¨m häc 2008 – 2009 C©u 1: T¹i hai ®iÓm A vµ B trªn cïng mét ®­êng th¼ng c¸ch nhau 120km, cã hai « t« cïng khëi hµnh mét lóc.Xe ®i tõ A víi vËn tèc 50 km/h, xe ®i tõ B víi vËn tèc 30km/h. a. X¸c ®Þnh thêi ®iÓm vµ vÞ trÝ hai xe gÆp nhau. b. X¸c ®Þnh thêi ®iÓm vµ vÞ trÝ ®Ó hai xe c¸ch nhau 40km. C©u 2:Trong hai b×nh c¸ch nhiÖt cã chøa hai chÊt láng kh¸c nhau ë hai nhiÖt ®é ban ®Çu kh¸c nhau. Ng­êi ta dïng mét nhiÖt kÕ, lÇn l­ît nhóng ®i nhóng l¹i vµo b×nh mét, råi vµo b×nh 2. ChØ sè cña nhiÖt kÕ lÇn l­ît lµ 400C; 80C; 390C; 9,50C. a. §Õn lÇn nhóng tiÕp theo nhiÖt kÕ chØ bao nhiªu? b. Sau n lÇn( n rÊt lín) nhóng nh­ vËy, nhiÖt kÕ sÏ chØ bao nhiªu?. Bµi 3: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ: X Z Y BiÕt: - Bé X: gåm 3500 c¸c ®iÖn trë R1 = 3 , R2 = 5, R3 = 7, R4 =9 m¾c nèi tiÕp nhau. - Bé Y: gåm 30 ®iÖn trë R1’=2, R2’=4, R3’=8, R4’=16 m¾c nèi tiÕp - Bé Z gåm 25 ®iÖn trë t¨ng theo cÊp sè nh©n víi R3 = 24, R8=768 ®­îc m¾c nèi tiÕp nhau. TÝnh ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña toµn m¹ch? Bµi 4: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ: A B 28 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9 M N + A - R1 R2
  29. BiÕt: R1 =R2 = 3, RAB =8, Ra 0, UMN = 4,8V X¸c ®Þnh vÞ trÝ C ®Ó ampe kÕ chØ: a. 0,4A b. Sè kh«ng. HÕt 29 Chuyªn ®Ò båi d­ìng häc sinh giái VËt lý 9