Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch nối tiếp này được tính như thế nào?
I. Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc nối tiếp [nội dung Vật lý lớp 7] thì:
- Cường độ dòng điện [I] có giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I1=I2
- Hiệu điện thế giữa [U] hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi bóng đèn: U=U1+U2.
2. Đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp.
* Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1 [SGK], cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào?
* Hướng dẫn giải Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- R1, R2 và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau.
* Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.
* Hướng dẫn giải Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- Ta có: và ,
- Mặt khác, trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = IR1 = IR2
⇒
II. Điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp
1. Điện trở tương đương
- Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.
2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có 2 điện trở mắc nối tiếp
- Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: Rtđ = R1 + R2
* Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđcủa đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là Rtđ = R1 + R2.
* Hướng dẫn giải Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2
- Ta có: U = U1+ U2 = I1.R1 + I2.R2 = I.[R1 + R2] [vì I = I1 = I2, tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp]
- Mà U = I.Rtđ ⇒ I.[R1 + R2] = I.Rtđ
- Chia hai vế cho I ta được Rtđ = R1 + R2 [Đpcm].
• Lưu ý: Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện,nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch mắc nối tiếp.
III. Vận dụng tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở trong mạch nối tiếp
* Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 [SGK].
- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?
- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao?
* Hướng dẫn giải Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9:
° Cả 3 trường hợp các Đèn đều không hoạt động vì:
- Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.
- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua chúng.
- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua nó.
* Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: a] Cho hai điện trở R1 = R2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a [SGK]Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.
b] Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên [hình 4.3b SGK] thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.
* Hướng dẫn giải Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9:
a] Vì mạch mắc nối tiếp nên điện trở tương đương của đoạn mạch là:
RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω
b] Theo hình, điện trở R3 được mắc nối tiếp với R2 nên khi đó mạch điện mới gồm 3 điện trở mắc nối tiếp. Do đó, điện trở tương đương mới của đoạn mạch là:
RAC = R1 + R2 + R3 = RAB + R3 = 40 + 20 = 60 Ω
So sánh: RAC > R1, RAC > R2, RAC > R3
Cường độ dòng điện [I], Hiệu điện thế [U] và Điện trở [R] trong Mạch Điện Nối Tiếp - Vật lý 9 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.
Công thức tính cường độ dòng điện được VnDoc chia sẻ dưới đây. Nội dung chi tiết bao gồm định nghĩa các công thức tính cường độ dòng điện kèm theo các bài tập minh họa giúp các em nắm chắc kiến thức, áp dụng tốt vào giải bài tập. Mời các em tham khảo chi tiết dưới đây
Một số tài liệu đề thi giữa học kì 1 tham khảo:
- Bộ Đề thi giữa học kì 1 lớp 9 môn Vật lý năm 2020 - 2021
- Bộ 9 đề thi giữa kì 1 môn hóa lớp 9 năm 2021 - 2022 Có đáp án
- Bộ đề kiểm tra giữa học kì 1 môn Toán lớp 9
Các công thức tính cường độ dòng điện và bài tập cơ bản
- I. Công thức cường độ dòng điện
- 1. Định nghĩa cường độ dòng điện
- 2. Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi
- 3. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:
- 4. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm
- 5. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm
- 6. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
- II. Ví dụ vận dụng công thức tính cường độ dòng điện giải bài
- III. Bài tập vận dụng tính cường độ dòng điện
I. Công thức cường độ dòng điện
1. Định nghĩa cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện chính là đại lượng đặc trưng cho sự tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện. Cường độ dòng điện còn được xác định bằng thương số giữa điện lượng ∆q được dịch chuyển qua tiết diện thẳng của 1 vật dẫn trong 1 khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó..
Cường độ dòng điện không đổi
Cường độ dòng điện không đổi là cường độ dòng điện có giá trị không thay đổi theo thời gian.
Cường độ dòng điện hiệu dụng
Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.
2. Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi
I = q / t [A]
- I là cường độ dòng điện không đổi [A]
- q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn [ C]
- t thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn [s]
3. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện hiệu dụng
- I0 là cường độ dòng điện cực đại
4. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm
Trong đó:
I: Cường độ dòng điện [đơn vị A]
U: Hiệu điện thế [đơn vị V]
R: Điện trở [đơn vị Ω]
5. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm
a. Đoạn mạch mắc nối tiếp
Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi thời điểm
Nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In
b. Đoạn mạch mắc song song
Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ.
Song song: I = I1 + I2 + … + In
6. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ [ U=0, I=0]
Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng [hoặc giảm] bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng [hoặc giảm] bấy nhiêu lần
Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây đẫn đó.
II. Ví dụ vận dụng công thức tính cường độ dòng điện giải bài
Ví dụ 1: Cho điện trở R = 400 Ω. Để cường độ dòng điện chạt qua nó bằng 1mA thì phải mắc nó vào hiệu điện thế như thế bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải chi tiết
Đổi đơn vị: 1mA = 1.10-3 A
Áp dụng định luật Ôm ta có: U = I.R = 1.10-3 .400 = 0,4 [V]
Ví dụ 2: Mắc điện trở R vào hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua nó bằng 0,3A. Tính giá trị điện trở R?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Bài tóan cho biết hiệu điện thế U = 6V, cường độ dòng điện I = 0,3A. Yêu cầu tính điện trở R
Áp dụng dụng định luật Ôm:
I = U/R => R = U/I = 6/0,3 = 20 [Ω]
Ví dụ 3: Khi đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế 12V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 0,5A. Nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó tăng lên 24V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là bao nhiêu?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Bài toán cho biết:
U1 = 12V, I1 = 0,5A; U2 = 24V và hỏi I2
Vì U và I tỉ lệ thuận nên:
I2/I1 = U2/U1 => I2 = I1.U2/U1 = 0,5.24/12 = 1[A]
Ví dụ 4. Khi mắc một dây dẫn vào hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 1A. Để cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó bằng 0,5A thì phải mắc nó vào hiệu điện thế bằng bao nhiêu?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó
Ta có: I1/I2 = U1/U2 => U2 = I2.U1/I1 => U2 = 3 V
Ví dụ 5. Đặt một hiệu điện thế 12V vapf hai đầu điện trở R = 6. Để cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 1A thì phải tăng hay giảm hiệu điện thế U bao nhiêu vôn?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Áp dụng định luật ôm ta có, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn: I1 = U1/R = 12/6 = 2A
Khi cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 1A: I2 = I1 + 1 = 2 + 1 = 3A
Áp dụng định luật Ôm ta có: U2 = I2.R = 3.6 = 18V
Vậy hiệu điện thế U phải tăng thêm 6V
III. Bài tập vận dụng tính cường độ dòng điện
Bài 1: Trong khoảng thời gian là 2s có 1 điện lượng là 1,50C dịch chuyển qua 1 tiết diện thẳng của dây tóc 1 bóng đèn. Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn.
Bài 2: Có 1 bộ pin của 1 thiết bị điện có thể cung cấp 1 dòng điện là 2A liên tục trong vòng 1 giờ thì ta phải nạp lại.
a] Nếu bộ pin ở trên sử dụng liên tục trong vòng 4 giờ nhưng ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì mới phải nạp lại. Hãy tính cường độ dòng điện bộ pin này có thể cung cấp?
b] Hãy tính suất điện động của bộ pin nếu trong khoảng thời gian là 1 giờ nó sinh ra 1 công là 72 KJ.
Bài 3: Cho biết số electron dịch chuyển qua 1 tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2s là 6,25.1018 e. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu?
Bài 4: 1 đoạn mạch gồm có điện trở R1 = 300Ω được mắc song song với điện trở R2 = 600Ω trong mạch có hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch là 24V. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở ?
Bài 5: Cho 2 điện trở R1 = 6Ω và R2 = 4Ω được mắc nối tiếp với nhau và được mắc vào hiệu điện thế là 20V.
Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở, hiệu điện thế 2 đầu của mỗi điện trở?
Tính công suất tỏa nhiệt của mỗi điện trở và của đoạn mạch? Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R2 trong 10 phút?
.........................
Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 9. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.
Bài Công thức tính cường độ dòng điện được VnDoc chia sẻ trên đây sẽ giúp em học sinh nắm chắc định nghĩa cũng như công thức của cường độ dọng điện từ đó ứng dụng vào việc giải bài tập một cách hiệu quả nhất. Chúc các em học tốt
..............................................................
Ngoài Công thức tính cường độ dòng điện, các bạn học sinh còn có thể tham khảo các Vật lý lớp 9, Giải bài tập Vật Lí 9, Giải Vở BT Vật Lý 9, đề thi học kì 1 lớp 9, đề thi học kì 2 lớp 9 các môn Toán, Văn, Anh, Lý, Địa, Sinh mà chúng tôi đã sưu tầm và chọn lọc. Với Tài liệu học tập lớp 9 này giúp các bạn rèn luyện thêm kỹ năng giải đề và làm bài tốt hơn. Chúc các bạn ôn thi tốt