Lý 9 Bài 5: Đoạn mạch song song
Bài này nằm trong chương 1 của Vật lý 9. Bài này giúp học sinh tìm hiểu thêm về một cách mắc mạch khác ngoài cách mắc nối tiếp ở bài trước, đó là mắc mạch điện song song. Cách mắc này có điện trở tương đương và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở như thế nào thì bài này sẽ giải đáp cho chúng ta.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song
- Đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song được biểu diễn như hình vẽ:
Trong đó:
- R1, R2, ..., Rn là các điện trở
- UAB là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
- 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 trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các đoạn mạch rẽ: IAB = I1 + I2 +...+ In
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: UAB = U1 = U2 = ... = Un
- Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: \(\frac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \frac{{{R_2}}}{{{R_1}}} \)
1.2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song
- Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần: \(\frac{1}{{{R_{t{\rm{d}}}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} \Rightarrow {R_{t{\rm{d}}}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} \)
- Mở rộng với đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song: \(\frac{1}{{{R_{t{\rm{d}}}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ... + \frac{1}{{{R_n}}} \)
1.3. Liên hệ thực tế
Những đường dây điện trung thế, cao thế chạy ngoài trời thường không có vỏ bọc cách điện. Chim chóc khi bay thường hay đậu lên những đường dây điện này mà không bị điện giật chết ⇒ Khi chim đậu lên đường dây điện, cơ thể chim tạo thành một điện trở mắc song song với đoạn dây điện giữa hai chân chim. Do điện trở Rc của cơ thể chim lớn hơn rất nhiều so với điện trở Rđ của đoạn dây dẫn giữa hai chân chim nên cường độ dòng điện qua cơ thể chim rất nhỏ và không gây tác hại đến chim.
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Xác định hiệu điện thế tối đa ở hai đầu đoạn mạch
Cho hai điện trở, R1 = 15 Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2 A và R2 = 10 Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
U1 = I1.R1 = 2.15 = 30 V; U2 = I2.R2 = 1.10 = 10 V.
Vì R1//R2 nên hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
U = U1 = U2 = 10 V
2.2. Dạng 2: Tìm điện trở tương đương của đoạn mạch
Hai điện trở R1 và R2 = 4R1 được mắc song song với nhau. Khi tính theo R1 thì điện trở tương đương của đoạn mạch này là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Ta có điện trở tương đương tính theo R1 là:
\({R_{t{\rm{d}}}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{{R_1}.4{{\rm{R}}_1}}}{{{R_1} + 4{{\rm{R}}_1}}} = \frac{{4{{\rm{R}}_1}}}{5} = 0,8{R_1} \)
3. Luyện tâp
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Hai điện trở R1 và R2 được mắc song song với nhau, trong đó R1 = 6 , dòng điện mạch chính có cường độ I = 1,2 A và dòng điện đi qua điện trở R2 có cường độ I2 = 0,4 A. Tính R2.
Câu 2: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 6 Ω , R2 = 3 Ω mắc song song với nhau vào hai điểm có hiệu điện thế 6 V. Điện trở tương đương và cường độ dòng điện qua mạch chính là bao nhiêu?
Câu 3: Cho hai điện trở, R1 = 15 chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2 = 10 chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song là bao nhiêu?
Câu 4: Ba điện trở R1, R2, R3 được mắc song song vào hai điểm A và B. Biết cường độ dòng điện qua R2 là 0,6 A và R1 = 20 Ω , R2 = 30 Ω , R3 = 60 Ω . Tính cường độ dòng điện qua R1, R3 và qua mạch chính.
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với điện trở R2 mắc vào mạch điện. Gọi U, U1, U2 lần lượt là hiệu điện thế của toàn mạch, hiệu điện thế qua R1, R2. Biểu thức nào sau đây đúng?
A. U = U1 = U2
B. U = U1 + U2
C. U ≠ U1 = U2
D. U1 ≠ U2
Câu 2: Phát biểu nào dưới đây không đúng đối với đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song?
A. Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong các mạch rẽ.
B. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
D. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện trở đó.
Câu 3: Biểu thức nào sau đây xác định điện trở tương đương của đoạn mạch có hai điện trở R1, R2 mắc song song?
A. \(\frac{1}{{{R_{t{\rm{d}}}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} \) B. \({R_{t{\rm{d}}}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} - {R_2}}} \)
C. \({R_{t{\rm{d}}}} = {R_1} + {R_2} \) D. \({R_{t{\rm{d}}}} = {R_1} - {R_2} \)
Câu 4: Đặt một hiệu điện thế UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tương ứng là U1, U2. Hệ thức nào sau đây là đúng?
A. RAB = R1 + R2
B. IAB = I1 = I2
C. \(\frac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \frac{{{R_2}}}{{{R_1}}} \)
D. UAB = U1 + U2
4. Kết luận
Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Đoạn mạch song song cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó… Các em cần phải nắm được:
- Nắm được đặc điểm cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song.
- Nắm được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song.
Tham khảo thêm
- doc Lý 9 Bài 1: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 2: Điện trở của dây dẫn- Định luật Ôm
- doc Vật lý 9 Bài 3: Thực hành: Xác định điện trở của một dây dẫn bằng ampe kế và vôn kế
- doc Lý 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp
- doc Lý 9 Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm
- doc Lý 9 Bài 7: Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 10: Biến trở- Điện trở dùng trong kĩ thuật
- doc Lý 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 12: Công suất điện
- doc Lý 9 Bài 13: Điện năng- Công của dòng điện
- doc Lý 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng
- doc Lý 9 Bài 15: Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện
- doc Lý 9 Bài 16: Định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun- Lenxơ
- doc Lý 9 Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q~ I2 trong định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện
- doc Lý 9 Bài 20: Tổng kết chương I Điện Học