Chuyên đề Vật lý lớp 9

nối tiếp và hỗn hợpCông thức b/ Đoạn mạch nối tiếp:( có 2 điện trở):a) Cường độ dòng điện: b) Hiệu điện thế: c) Điện trở tương đương Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở nối tiếp.c/ Đoạn mạch có 2 điện trở mắc song song:a) Cường độ dòng điện: b) Hiệu điện thế: c) Điện trở tương đương Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở song song d) Đoạn mạch hỗn hợp:	- Trong mạch hỗn hợp cần phân tích đoạn mạch nào mắc nối tiếp, những đoạn mạch nào mắc song song mà dùng các công thức trên cho đúng.- VD: Cho mạch điện sau: R1R2R3	Dùng công thức mạch song song áp dụng cho điện trở R2 và R3 	Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng cho điện trở R1 và R2,3R2R1R3 	Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng điện trở R1 và R2	Dùng công thức mạch song song áp dụng cho điện trở R12 và R 3 Mạch điện hỗn hợp trong 2 VD trên là mạch điện cơ bản nhất, các mạch điện hỗn hợp khác ta cũng đưa về 2 dạng trên để giải.R1R4R2R3R5Ta đưa về dạng sau:R1R45R23-VD: 2/ Phương pháp giải: Tóm tắt bằng các bước sau: - Bước1: Đọc đề bài, vẽ hình, vẽ chiều dòng điện( Hoặc đề bài cho sẵn hình vẽ)- Bước 2: Phân tích cấu trúc mạch điện:	Những điện trở nào mắc nối tiếp, mắc song song, cụm điện trở nào song song, nối tiếp với cụm điện trởø nào?- Bước 3: Phân tích trong mạch có bao nhiêu hiệu điện thế? Có bao nhiêu cường độ dòng điện.	Cường độ dòng điện nào chạy qua điện trở nào? Hiệu điện thế nào giữa 2 đầu điện trở nào?- Bước 4: Phân tích giả thiết, kết luận của bài toán, những đại lưọng vật lý nào đã có, chưa có.Ghi những dữ liệu bài toán cho lên sơ đồ .- Bước 5:Phương pháp giải:	 Vận dụng hệ thống công thức cho phù hợp	 Tìm hiểu cách giải theo sơ đồ sau:Bài toán hỏi gì? Công thức nào? U nào?I nào?R nào?CóKhông cóTìm bằng công thức nào ? VD: Bước 5/ Aùp dụng các công thức sao cho phù hợpTính RTM? Rtm = R1 + R23Tính I?cócóR1R2R3I1I2IACBTìm:Tính I1 chạy qua R2? Tìm UCB = U - UAC Tìm UAC = IR1 CóR1R2R3I1I2IACBTính I2 chạy qua R3?CóCóHoặc I2 = I – I1R1R2R3I1I2IACB3/ Phân loại bài tập:	a)Dạng 1: Bài tập vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp song và hỗn hợp. Bài toán chỉ liên quan 3 đại lượng I,U,R. Mạch nối tiếp: Sử dụng thành thạo công thức định luật ôm và 3 công thức I, U, Rtd trong mạch nối tiếp để tính Rtd, tính I mạch chính và U1,U2, hoặc tính R1, R2.  Mach song song: Sử dụng thành thạo công thức định luật ôm và 3 công thức I, U, Rtd trong mạch song song để tính Rtd ,tính I mạch chính và I1,I2 ,hoặc tính R1, R2 . Mạch điện hỗn hợp: Dùng công thức định luật ôm và các công thức trong đoạn mạch nối tiếp song song để giải, chú ý để bài toán đơn giản ta đưa về mạch nối tiếp, song song để giải.R1R2R3Ta đưa về mạch nối tiếpR1R23Thay R2 và R3 bằng R23R2R1R3Ta đưa về mạchsong song R12R3Thay R1 và R2 bằng R12* Công suất, công, điện năng , nhiệt lượng:a) Công suất: P = UI , P = I2R , Hoặc P = U2/Rb) Công, điện năng: A = P tChú ý: - Khi t tính bằng s thì công A tính bằng J	- Khi t tính bằng h thì công A ( điện năng)tính bằng KW.hc) Nhiệt lượng: Thường tính theo công thức:Q = I2Rt hoặc Q = P t , hoặc Q = UIt ( với t tính bằng s)GIẢI BÀI TẬP SAU: (hoạt động nhóm 5’) Bài 1/ Có 3 điện trở R1 , R2 ,R3. Biết R1 = 4 , R2 = 6 và R3 chưa biết giá trị của nó, và bộ nguồn 6 V không đổi.a/ Lấy R1 mắc nối tiếp với R2 . Tính điện trở toàn mạch, cường độ dòng điện trong mạch chính và hiệu điện thế giữa 2 đầu mỗi điện trở ? (nhóm 1 – 2)b/ Khi mắc song song R1 với R2 .Tính nhiệt lượng toả ra toàn mạch trong 15 phút? (nhóm 5 – 6)c/ Bây giờ mắc R1 nối tiếp với hệ thống R2 song song R3 .[R1 nt (R2 // R3 )] . Lúc này cường độ dòng điện I2 chạy qua điện trở R2 là 0,5A.Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1, R3và giá trị điện trở R3 ? (nhóm 3 – 4)Biết: R1 = 4  ; R2 = 6 và R3 ,; UAB = 6VR1nt R2  Rtd=? IAB ? U1 ; U2? b. R1//R2  Q=? ( t = 15’)c. [R1 nt (R2 // R3 ) ] . I2 là 0,5 A.I1 ; I3 và R3 ?R1R2R3R1R2ABR1R2ABABR2R3R1 Biết :R1= 4  R2 = 6 UAB = 6VR1nt R2  Rtd=? IAB ? U1 ; U2? R1R2ABĐiện trở tương đương của đoạn mạch AB là Rtd= R1+R2 = 4 + 6 = 10Cường độ dòng điện qua mạch chính là: Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là : Vì R1 nt với R2 nên I1 = I2 = I = 0,6AU1 = I1.R1= 0.6. 4 = 2,4VU2 = I2.R2 = 0.6. 6 = 3,6VBiết :R1= 4  R2 = 6 UAB = 6Vt = 15’= 900sb/ R1//R2 Q=?R1R2ABĐiện trở tương đương của đoạn mạch trên Nhiệt lượng do đoạn mạch trên toả ra trong 15’ Biết :R1= 4  R2 = 6 UAB = 6VI2 = 0,5 A.c/ [R1 nt (R2 // R3)] I1 ; I3 ?ø R3 ?Phân tích:I3I2ABR2R3R1I= I1 U2 = I2.R2 	= U3= U23 U1=UAB-U2I3 = I1 – I2Vì R1nt (R2// R3) I1 = I2+ I3Vì R1nt (R2// R3 )UAB = U1+ U23 Biết :R1= 4  R2 = 6 UAB = 6VI2 = 0,5 A.c/ [R1 nt (R2 // R3)] I1 ; I3 ?ø R3 ?Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 là:Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là : U1= UAB- U23 = 6 – 3 = 3(V)U2 = I2 . R2 = 0,5.6 = 3(V)Mà R2 // R3 nên U2 = U3 = U23 = 3(V )và R1 nt (R2 // R3 ) nên UAB = U1 + U23 I3I2ABR2R3R1I= I1Cường độ dòng điện qua R1 là :Vì R1 nt R23  I1 = I23 = 0,75 A mà I23 = I2+ I3 Cường độ dòng điện qua R 3 là:I3 = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A)Điện trở R3 là : b)Dạng 2: Bài tập biến trở và điện trở dây dẫn. Cung cấp cho HS kiến thức về biến trở:	Biến trở xem như một điện trở thay đổi được giá trị, khi dịch chuyển con chạy C nghĩa là đã thay đổi số vòng dây của biến trở.	Khi giá trị của biến trở thay đổi thì cường độ dòng điện trong mạch đó thay đổi theo:	+ Khi giá trị của biến trở tăng thì cường độ dòng điện trong mạch đó giảm và ngược lại.	+ Khi giá trị của biến trở giảm thì cường độ dòng điện trong mạch đó tăng.VD: Biến trở : RMN( 100  - 2A) MCNHiểu là: Giá trị lớn nhất của biến trở là 100 , cường độ dòng điện lớn nhất qua nó là 2A.Khi C ở tại M thì giá trị của nó bằng 0Khi C ở tại N thì giá trị của nó lớn nhất. Khi bài toán cho giá trị của biến trở, ta xem nó như 1 điện trở trong mạch. Khi tìm giá trị của phần biến trở tham gia vào mạch ta xem như 1 điện trở cần phải tìm: Khi tìm chiều dài, tiết diện,chất làm dây của điện trở hoặc biến trở ta sử dụng công thức điện trở dây dẫn:suy ra các đại lượng cần tính.( Chú ý cho HS các công thức suy ra, và đơn vị)c) Dạng 3: Bài toán nhiệt lượng và hiệu suất:	1/ Nhiệt lượng toàn phần toả ra của dây điện trở toả nhiệt:	Q = I2Rt, hoặc Q = Pt , hoặc Q = UIt ( với t tính bằng s)Khi áp dụng các công thức này để tính cần phân biệt U, I, R nào để thế vào cho đúng.	2/ Bài toán dùng nhiệt lượng toả ra của dây điện trở để nấu nước:- Khi nhiệt lượng mất mát không đáng kể.	 Q toả tp = Q thu của nước Với Q thu của nước = mc ( t2- t1)	Khi bài toán có liên quan đến hiệu suất:Với Qthu ich = mc ( t2 - t1) Q = I2Rt Q = Pt Q = UItVới Qthu ich = mc ( t2 - t1) Từ các phương trình cân bằng , ta có thể tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán3/ Bài toán tính công và điện năng tiêu thụ: Công của dòng điện:	A = I2Rt, hoặc A = Pt , hoặc A = UIt	( Các công thức trên khi t tính bằng s thì công A tính bằng J) Tính điện năng tiêu thụ:	Điện năng tiêu thụ chính bằng công của dòng điện, ta vẫn dùng các công thức tính công ,nhưng thời gian t tính bằng h, lúc này điện năng A tính bằng wh ,đổi ra kwh. Tính tiền điện phải trả: Tính điện năng tiêu thụ ra đơn vị kwh nhân với giá tiền của 1kwh.ABR1R2R3 a. [R1 nt (R2 // R3 ) ] . I là 0,5 A.I1 ; I2 và R3 ? Q =? Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song Vì R3 nt R12 nên I3 = I12 = I = 0,5 AU//= I// .R// = 0,5. 12 = 6 (V)Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 là U3 =UAB – U// = 12 – 6 = 6(V)Vì R1 //R2 nên U1 = U2 = 6( V)Cường độ dòng điện qua R 2 là : I2 = U2 / R2 = 6/ 30 = 0,2(A)I1 = I3 – I2 = 0,5 – 0.2 = 0.3(A)Điện trở R 3 là R3 = U3 / I3 = 6/ 0. 5= 12 ()Hoạt động nhóm 5 phútMột bếp điện có ghi ( 220V – 1000W ) đđược sử dụng nguồncó hiệu điện thế 220V. a. Tính điện trở của dây ấm.b. Tính nhiệt lượng do bếp toả ra trong 15 phút theo đơn vị Jun và Calo. c. Dùng bếp này để đun sôi 2 lít nước ở 200C thì sau bao lâu nước sôi . Biết rằng có 10% nhiệt lượng thất thoát ra môi trường bên ngoài . Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K. d. Người ta gấp đôi dây bếp lại rồi chập ở hai đầu và cũng dùng với hiệu điện thế trên thì nhiệt lượng của bếp toả ra lúc này như thế nào so với lúc chưa gấp ? Biết : Uđm= Utt= 220V	Pđm= Ptt= 1000Wb. Q= ? ( J) = ? (Cal)t =15’ = 900sc. Biết V= 2l  m = 2kgt1 = 200C; t2 = 1000CH=90% ; Cn= 4200J/kgKT=? d . l’=l/2 l’//l’  Utt= 220V so sánh Q và Q’ Câu a : Vì Uđm= Utt= 220V	 Pđm= Ptt= 1000W Điện trở của dây bếp là: Câu b: Nhiệt lượng do bếp toả ra trong 15 phút là:Q= P .t = 1000.900 =900000(J) = 0,24 . 900000 =216000(cal)a. Rb=?Biết : Uđm= Utt= 220V	Pđm= Ptt= 1000Wc.Biết V= 2l  m = 2kgt1 = 200C; t2 = 1000CH=90% ; Cn= 4200J/kgKt =? Câu c: Nhiệt lượng do nước thu vào Q1= m.C.t = 2.4200.80 =672000(J) Nhiệt lượng do bếp toả ra: Q 2 = P.t =1000.tTừ H = Theo PTCB nhiệt ta có: Q1 = 90% Q2 672000 = 0,9 . 1000.tBiết : Uđm= Utt= 220V	Pđm= Ptt= 1000W d . l’=l/2 l’//l’ so sánh Q và Q’ Ta có :Mà hai dây được chập lại nghĩa là hai dây mắc song song Nhiệt lượng do dây bếp toả ra lúc này là: Q’ = = 4 Pt = 4QVậy nhiệt lượng lúc này gấp 4 lần lúc chưa chập hai đầu dây.