Giải SBT KHTN 9 KNTT Bài 12. Đoạn mạch nối tiếp, song song

Vì mạch điện gồm hai điện trở mắc nối tiếp nên I = I$_{1}$ = I$_{2}$ = 0,2 A.

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R$_{1}$ là: U$_{1}$ = R$_{1}$.I = 4 . 0,2 = 0,8 V.

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R$_{2}$ là: U$_{1}$ = R$_{2}$.I = 6 . 0,2 = 1,2 V.

Do hai bóng đèn giống nhau và được mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế bằng đúng hiệu điện thế định mức của mỗi đèn nên hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi bóng đèn sẽ bằng một nửa hiệu điện thế của nguồn điện.

Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi bóng đèn là:

U$_{1}$ = U$_{2}$ = $\frac{U}{2}=\frac{220}{2}=110V$

- Theo Hình 12.1, hai đầu A và C, 2 điện trở mắc nối tiếp nên: I$_{AC}$ = I = 3mA.

R$_{AC}$ = R$_{1}$ + R$_{2}$ = 5 + 1 = 6 $kΩ$

Vậy số chỉ của vôn kế khi lẩn lượt mắc vào hai đầu A và C là:

U$_{AC}$ = I$_{AC}$.R$_{AC}$ = $3.{10}^{-3}.6.{10}^{3}=18V$.

- Theo Hình 12.1, hai đầu A và B, có điện trở R$_{1}$ nên: I$_{AB}$ = I = 3mA.

Vậy số chỉ của vôn kế khi lẩn lượt mắc vào hai đầu A và B là:

U$_{AB}$ = I$_{AB}$.R$_{1}$ = $3.{10}^{-3}.5.{10}^{3}=15V.$

- Theo Hình 12.1, hai đầu B và C, có điện trở R$_{2}$ nên: I$_{BC}$ = I = 3mA.

Vậy số chỉ của vôn kế khi lẩn lượt mắc vào hai đầu B và C là:

U$_{BC}$ = I$_{BC}$.R$_{2}$ = $3.{10}^{-3}.1.{10}^{3}=3V.$

Vôn kế chỉ 1,5 V, nghĩa là U$_{2}$ = 1,5V

Suy ra ${I}_{2}=\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}=\frac{1{,}5}{8}=01875A$

Theo Hình 12.2, ba điện trở mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện qua các điện trở bằng nhau nên số chỉ của ampe kế là 0,1875A.

Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là: R$_{tđ}$ = R$_{1}$ + R$_{2}$ + R$_{3}$ = 5 + 8 + 15 = 28 $Ω$

Vậy hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là: U = I.R$_{tđ}$ = 0,1875 . 28 = 5,25 V.

Vì số chỉ của vôn kế là 2 V nên cường độ dòng điện qua điện trở R là: $I=\frac{U}{R}=\frac{2}{R}A.$

Nếu điện trở của đèn lớn gấp hai lần điện trở R thì R$_{đ}$ = 2R $Ω$.

Do đèn và điện trở R mắc nối tiếp nên I$_{đ}$ = I = $\frac{2}{R}A$.

Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là U$_{đ}$ = I$_{đ}$.R$_{đ}$ = $\frac{2}{R}.2R=4V$.

Hiện tượng xảy ra khi gỡ một trong các bóng đèn ra khỏi mạch điện:

- Nếu gỡ bóng đèn Đ$_{1}$ thì bóng đèn Đ$_{2}$ và Đ$_{3}$ đều tắt.

- Nếu gỡ bóng đèn Đ$_{2}$ hoặc bóng đèn Đ$_{3}$ thì các bóng đèn còn lại vẫn sáng, nhưng tối hơn trước vì điện trở toàn mạch tăng lên.

Theo Hình 12.5, hai điện trở mắc song song nên điện trở tương đương của đoạn mạch là: R$_{tđ}$ = $\frac{{R}_{1}.{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}=\frac{0{,}5.3}{0{,}5+3}=\frac{3}{7}Ω$

Nếu vôn kế chỉ 4 V thì I$_{tđ}$ = $\frac{U}{{R}_{tđ}}=\frac{4}{\frac{3}{7}}\approx 9{,}33A.$

Theo Hình 12.5, I$_{tđ}$ = I$_{1}$.

Vậy số chỉ của ampe kế A$_{1}$ nếu vôn kế chỉ 4 V là ${I}_{1}\approx$9,33A.

Ampe kế A chỉ 6 A, vôn kế V chỉ 220 V nên R = $\frac{U}{I}=\frac{220}{6}=\frac{110}{3}Ω$

Theo Hình 12.6 , hai điện trở mắc song song nên:

$\frac{1}{R}=\frac{1}{{R}_{1}}+\frac{1}{{R}_{2}}\Rightarrow {R}_{2}=\frac{R.{R}_{1}}{{R}_{1}-R}=\frac{\frac{110}{3}.100}{100-\frac{110}{3}}=57{,}8Ω$

${I}_{1}=\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{220}{100}=2{,}2A$.

${I}_{2}=I-{I}_{1}=6-2{,}2=3{,}8A.$

Đáp án đúng là: C

Theo Hình 12.7, ta có:

${R}_{1}□{R}_{2}$: ${R}_{12}=\frac{{R}_{1}.{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}=\frac{4.4}{4+4}=2Ω$

R$_{12}$ nt R$_{3}$: R$_{AB}$ = R$_{12}$ + R$_{3}$ = 2 + 2 = 4 $Ω$

Vậy điện trở đoạn mạch AB là 4 $Ω$.