Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

Giải VBT Lí 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp

Lí thuyết trang 12 VBT Vật Lí 9

I - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

1. Nhớ lại kiến thức lớp 7

Đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc nối tiếp:

- Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I₁ = I_2.

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi đèn: U = U₁ + U_2.

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp

C1. Điện trở R₁, R₂ và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau.

C2. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I₁ = I₂

Ta có: $I_1=\frac{U_1}{R_1}$và $I_2=\frac{U_2}{R_2}$

Từ đó ta suy ra: $\frac{U_1}{R_1}=\frac{U_2}{R_2}\Rightarrow \frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$

II - ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

1. 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 gồm hai điện trở mắc nối tiếp

C3. Chứng minh R_tđ = R₁ + R₂?

Trong đoạn mạch gồm hai điện trở nối tiếp thì: I₁ = I₂ = I

và U = U₁ + U₂ = I₁.R₁ + I₂.R₂ 

Suy ra: U = I.(R₁ + R₂)

Mà U = I.R_td $\Rightarrow$I.(R₁ + R₂) = I.R_tđ

Chia hai vế cho I ta được R_td = R₁ + R₂ (đpcm)

3. Thí nghiệm kiểm tra

- Khi hai điện trở mắc nối tiếp thì I_AB = 0,5A

- Khi thay hai điện trở đó bằng một điện trở tương đương I’_AB = 0,5A

So sánh: Cường độ dòng điện trong hai trường hợp là bằng nhau.

4. Kết luận

Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần R_tđ = R₁ + R₂.

Chú ý: Các điện trở và bóng đèn dây tóc có thể được mắc nối tiếp với nhau khi chúng chịu được cùng một cường độ dòng điện không vượt quá một giá trị xác định. Giá trị xác định đó gọi là cường độ dòng điện định mức. Các dụng cụ dùng điện sẽ hoạt động bình thường khi chúng có cường độ dòng điện chạy qua bằng cường độ dòng điện định mức.

III - VẬN DỤNG

C4.

+ 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.

C5.

+ Đoạn mạch gồm R₁ nối tiếp R₂ có R_tđ = R₁₂ = R₁ +R₂ = 20 + 20 = 40 Ω

+ Đoạn mạch gồm R₁ nối tiếp R₂ nối tiếp R₃ có R_tđ = R₁₂ + R₃ = R₁ + R₂ + R₃ = 20 + 20 + 20 = 60 Ω

Chú ý: Khi có ba điện trở mắc nối tiếp thì điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần.

Nếu có 3 điện trở bằng nhau mắc nối tiếp thì R_tđ = 3.R