VBT Vật lí lớp 9 Bài 5: Đoạn mạch song song

VBT Vật lí lớp 9 Bài 5: Đoạn mạch song song | Giải VBT Vật lí lớp 9

Lê trung chiến Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

561

Toptailieu.vn giới thiệu Giải vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song trang 14, 15, 16, 17 chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong VBT Vật lí lớp 9 . Mời các bạn đón xem:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song

Mục I - Phần A, Trang 14, 15 VBT Vật lí 9:

Trả lời:

1. Nhớ lại kiến thức lớp 7

Đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song:

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện qua các mạnh rẽ:

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ :

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

C1:

- Trong sơ đồ mạch điện hình 5.1, các điện trở R1, R2 được mắc .....

- Ampe kế dùng để .......... Vôn kế đo .........

Lời giải:

- Trong sơ đồ mạch điện hình 5.1, các điện trở R1, R2 được mắc song song với nhau.

- Ampe kế dùng để đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đồng thời đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.

C2: Chứng minh tồn tại hệ thức $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{R_{1}}{R_{2}}$

Lời giải:

Chứng minh tồn tại hệ thức $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{R_{1}}{R_{2}}$

Ta có, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ bằng hiệu điện thế giữa hai đầu R₂, tức là:

$U_{1} = U_{2} \Leftrightarrow I_{1} R_{1} = I_{2} R_{2} \Rightarrow \frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{R_{2}}{R_{1}}$

Mục II - Phần A, Trang 15 VBT Vật lí 9: Hoàn thành mục II - Điện trở tương đương của đoạn mạch song song.

Trả lời:

1. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

C3:

+ Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và các điện trở là:

I = \frac{U}{R_{t d}}; I_{1} = \frac{U_{1}}{R_{1}}; I_{2} = \frac{U_{2}}{R_{2}}

+ Mặt khác, mạch gồm hai điện trở R₁, R₂ mắc song song nên ta có:

$\{\begin{cases} U = U_{1} = U_{2} \\ I = I_{1} + I_{2} \end{cases} \Rightarrow \frac{U}{R_{t d}} = \frac{U}{R_{1}} + \frac{U}{R_{2}}$

$\Rightarrow \frac{1}{R_{t d}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}$

$\frac{1}{R_{t d}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} \Rightarrow \frac{1}{R_{t d}} = \frac{R_{2}}{R_{1} R_{2}} + \frac{R_{1}}{R_{1} R_{2}} = \frac{R_{1} + R_{2}}{R_{1} R_{2}}$

$\Rightarrow R_{t d} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$

2. Thí nghiệm kiểm tra

- Khi R₁ song song R₂ thì I_AB = 5A

- Khi thay điện trở trên bằng điện trở tương đương thì I’_AB = 5A

So sánh I_AB = I’_AB

3. Kết luận

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

* Chú ý: Các dụng cụ điện có cùng hiệu điện thế định mức thì người ta thường mắc song song với nhau. Khi hiệu điện thế của mạch bằng hiệu điện thế định mức thì cac dụng cụ này đều hoạt động bình thường và có thể được sử dụng độc lập với nhau.

Mục III - Phần A, Trang 15, 16 VBT Vật lí 9: Hoàn thành mục III - Vận dụng

Trả lời:

+ Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường vì hiệu điện thế của nguồn U = 220V. Hiệu điện thế định mức của đèn và quạt: U1 = U2 = 220V

+ Sơ đồ mạch điện:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 1)

+ Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho.

Vậy ampe kế ở mạch chính chỉ 2A, ampe kế 1 chỉ 0,8A, chỉ 1,2A.

C5:

+ Điện trở tương đương của mạch đó là:

$\frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} \Rightarrow R_{12} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{30.30}{30 + 30} = 15 Ω$

+ Điện trở tương đương của đoạn mạch mới là:

$\frac{1}{R_{t d}} = \frac{1}{R_{12}} + \frac{1}{R_{3}} \Rightarrow R_{t d} = \frac{R_{12} R_{3}}{R_{12} + R_{3}} = \frac{15.30}{15 + 30} = 10 Ω$

* Chú ý: Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm ba điện trở mắc song song được tính theo công thức:

$\frac{1}{R_{t đ}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}$

Nếu các điện trở bằng nhau mắc song song thì $R_{t đ} = \frac{R}{s ố đ i ệ n t r ở t h à n h p h ầ n}$

Câu 5.1 bài tập SBT, Trang 16, 17 VBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.1, trong đó R1=15Ω, R2=10Ω, vôn kế chỉ 12V.

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b. Tính số chỉ của các ampe kế.

Phương pháp giải:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 3)

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song:

\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm:

I = \frac{U}{R}

Trả lời:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

R_{A B} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{15 \times 10}{15 + 10} = 6 Ω

b) Số chỉ của ampe kế là:

\begin{aligned} I_{A B} = \frac{U}{R_{A B}} = \frac{12}{6} = 2 A \\ I_{1} = \frac{U}{R_{1}} = \frac{12}{15} = 0, 8 A \\ I_{2} = \frac{U}{R_{2}} = \frac{12}{10} = 1, 2 A \end{aligned}

Vậy ampe kế ở mạch chính chỉ 2A, ampe kế 1 chỉ 0,8A, chỉ 1,2A.

Câu 5.2 bài tập SBT, Trang 16, 17 VBT Vật lí 9:Cho mạch điện có sơ đồ hình 5.2, trong đó R1=5Ω, R2=10Ω, ampe kế A1 chỉ 0,6A

a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.

b. Tính cường độ dòng điện ở mạch chính.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song:

\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm:

I = \frac{U}{R}

Trả lời:

a) Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:

U_{A B} = I_{1} . R_{1} = 0, 6.5 = 3 V

b) Cường độ dòng điện ở mạch chính là:

Ta có: $R_{t đ} = \frac{R_{1} . R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{5.10}{5 + 10} = \frac{10}{3} Ω$

Suy ra: $I_{A B} = \frac{U_{A B}}{R_{t đ}} = \frac{3}{\frac{10}{3}} = 0, 9 A$

Câu 5.3 bài tập SBT, Trang 16, 17 VBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ hình 5.3, trong đó R₁=20Ω, R₂=30Ω, ampe kế chỉ 1,2A. Tính số chỉ của các ampe kế A₁ và A₂.

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 4)

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song: $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}$

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm:

I = \frac{U}{R}

Trả lời:

Ta có: $R_{A B} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{20.30}{20 + 30} = 12 Ω$

Vậy $U_{A B} = I . R_{A B} = 1, 2.12 = 14, 4 V$

Số chỉ của ampe kế 1 là: $I_{1} = \frac{U_{A B}}{R_{1}} = \frac{14, 4}{20} = 0, 72 A$

Số chỉ của ampe kế 2 là: $I_{2} = \frac{U_{A B}}{R_{2}} = \frac{14, 4}{30} = 0, 48 A$

Câu 5.4 bài tập SBT, Trang 17 VBT Vật lí 9: Cho hai điện trở, R1=15Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2=10Ω 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:

A. 40V B. 10V C. 30V D. 25V

Trả lời:

Ta có: $U_{1} = I_{1} . R_{1} = 2_{.} 15 = 30 V$ ; $U_{2} = I_{2} . R_{2} = 1.10 = 10 V$

Vì R₁ // R₂ nên $U = U_{1} = U_{2} = 10 V$ .

=> Chọn B

Câu 5.5 bài tập SBT, Trang 17 VBT Vật lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.4, vôn kế chỉ 36V, ampe kế chỉ 3A, R1=30Ω.

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 5. Đoạn mạch song song | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 5)

a. Tính điện trở R2.

b. Tính số chỉ của các ampe kế A1 và A2.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song:

\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm:

I = \frac{U}{R}

Trả lời:

a) Điện trở R₂ là:

Ta có:

\frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{U}{I} = \frac{36}{3} = 12 Ω

Thay $R_{1} = 30 Ω$ ta được:

$\begin{aligned} \frac{30. R_{2}}{30 + R_{2}} = 12 \\ \Rightarrow 30 R_{2} = 12. (30 + R_{2}) \\ \Rightarrow 30 R_{2} = 360 + 12 R_{2} \\ \Rightarrow 30 R_{2} - 12 R_{2} = 360 \\ \Rightarrow 18 R_{2} = 360 \\ \Rightarrow R_{2} = \frac{360}{18} = 20 Ω \end{aligned}$

b) Số chỉ của ampe kế A1 là:

I_{1} = \frac{U}{R_{1}} = \frac{36}{30} = 1, 2 A

Số chỉ của ampe kế A₂là:

I_{2} = I - I_{1} = 3 - 1, 2 = 1, 8 A

Câu 5.6 bài tập SBT, Trang 17 VBT Vật lí 9:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và từng mạch rẽ là:

Trả lời:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

$\begin{array}{l} R_{23} = \frac{R_{2} R_{3}}{R_{2} + R_{3}} = \frac{20.20}{20 + 20} = 10 Ω \\ R_{t d} = \frac{R_{1} R_{23}}{R_{1} + R_{23}} = \frac{10.10}{10 + 10} = 5 Ω \end{array}$