Chương II: Bài tập định luật Ôm mạch chứa điện trở

Chương II: Bài tập định luật Ôm cho toàn mạch

Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở. Các dạng bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở. Phương pháp giải bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở chương trình vật lý phổ thông lớp 11 cơ bản, nâng cao.

Dạng bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở cơ bản
Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch:

I = \frac{U}{R} => U = I R

Trong đó:

I: cường độ dòng điện qua đoạn mạch (A)
U: điện áp giữa hai đầu đoạn mạch (V)
R: điện trở tương đương của toàn mạch (Ω)

Trường hợp mạch có nhiều điện trở R1; R2 … thì cường độ dòng điện tương ứng qua các điện trở là I1; I2 … Điện áp (hiệu điện thế) giữa hai đầu mỗi điện trở là U1; U2 …
Đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

R=R1 + R2 +….
U=U1 + U2 + …
I=I1=I2=…

Đoạn mạch có các điện trở mắc song song

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

U=U1=U2=…
I=I1 + I2 + …

Nếu có 2 điện trở mắc song song

R_{12} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}}

Nếu có 3 điện trở mắc song song

R_{123} = \frac{R_{1} R_{2} R_{3}}{R_{1} R_{2} + R_{2} R_{3} + R_{3} R_{1}}

Dạng bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch phức tạp
Phân tích đoạn mạch AB thành các đoạn mạch nhỏ bằng cách sử dụng các phương pháp sau
– Giả sử dòng điện chạy từ A đến B, nếu dòng không bị phân nhánh => đoạn mạch đó nối tiếp, tại một điểm nào đó mạch bị phân nhánh => đoạn mạch đó mắc song song (bài tập 1)
– Tại những đoạn mạch không có điện trở điện thế tại đó bằng nhau nên bạn có thể chập lại làm 1 điểm. (bài tập 2)
– Đặt tên cho các điểm phân nhánh, vẽ lại mạch từ trái qua phải để thu được mạch đơn giản hơn (bài tập 3, bài tập 4, bài tập 5)

Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở
Bài tập 1. Cho mạch điện như hình vẽ

R1=R2=4 Ω; R3=6 Ω; R4=3 Ω; R5=10 Ω; U = 24 V.
Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua từng điện trở.

Phân tích bài toán

Bài tập định luật Ôm mạch chứa điện trở, vật lý phổ thông

R1=R2=4 Ω; R3=6 Ω; R4=3 Ω; R5=10 Ω; UAB=24 V
Giả sử chiều dòng điện từ A đến B, I qua R1 không bị phân nhánh => R1 mắc nối tiếp
Tại M, I bị phân nhánh; I’ qua R2; R3 không phân nhánh => (R2 nt R3)//R5; I qua R4 không phân nhánh => đoạn mạch: R1 nt [(R2 nt R3)//R5] nt R4
Giải
R23=R2 + R3=10 Ω;
R235 =

\frac{R_{23} R_{5}}{R_{23} + R_{5}}

= 5 Ω;
R=R1 + R235 + R4=12 Ω;
I1=I4=I235=I=

\frac{U}{R}

=2 A;
U235=U23=U5=I235R235=10 V;
I5=

\frac{U_{5}}{R_{5}}

=1 A;
I2=I3=I23=

\frac{U_{23}}{R_{23}}

=1 A.

Bài tập 2. Cho mạch điện như hình vẽ.

R1=2,4 Ω; R3=4 Ω; R2=14 Ω; R4=R5=6 Ω; I3=2 A.
Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở.

Phân tích bài toán
R1=2,4 Ω; R3=4 Ω; R2=14 Ω; R4=R5=6 Ω; I3=2 A
Giữa hai điểm M,N không có điện trở => ta có thể chập lại thành một điểm khi đó mạch trở thành

=> đoạn mạch: R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5)
Giải
R24 =

\frac{R_{2} R_{4}}{R_{2} + R_{4}}

=4,2 Ω
R35 =

\frac{R_{3} R_{5}}{R_{3} + R_{5}}

=2,4 Ω
R=R1 + R24 + R35=9 Ω;
U3=U5=U35=I3R3=8 V;
I35=I24=I1=I=

\frac{U_{35}}{R_{35}}

=10/3 A;
U2=U4=U24=I24R24=14 V;
U1=I1R1=8 V.

Bài tập 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1=R3=R5=3 Ω; R2= 8 Ω; R4=6 Ω; U5=6 V.
Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở.

Phân tích bài toán
Mạch tương đối khó nhìn nên ta đặt tên các điểm cho các vị trí có phân nhánh như hình 1 dưới

Vẽ lại đoạn mạch trên thành

Phân tích đoạn mạch ở hình (1)
AP: không có điện trở; PM có R1; MN có R3 R4; NQ có R5; QP có R2 => đoạn mạch vẽ lại hoàn chỉnh như hình dưới

đoạn mạch: R2 // (R1 nt (R3//R4) nt R5)
Giải
R34 =

\frac{R_{3} R_{4}}{R_{3} + R_{4}}

=2 Ω
R1345=R1 + R34 + R5=8 Ω;
R =

\frac{R_{2} R_{1345}}{R_{2} + R_{1345}}

=4 Ω
I5=I1=I34=I1345=

\frac{U_{5}}{R_{5}}

= 2 A;
U3=U4=U34=I34R34=4 V;
I3=

\frac{U_{3}}{R_{3}}

=4/3 A;
I4=

\frac{U_{4}}{R_{4}}

=2/3 A;
U2=U=U1345=I1345R1345=16 V;
I2=

\frac{U_{2}}{R_{2}}

=2 A.

Bài tập 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1=8 Ω; R3=10 Ω; R2=R4=R5=20 Ω; I3=2 A.
Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB, hiệu điện thế và cường độ dòng điện trên từng điện trở.

Phân tích bài toán
R1=8 Ω; R3=10 Ω; R2=R4=R5=20 Ω; I3=2 A
Vẽ lại mạch như hình dưới

đoạn mạch: R4 nt (R2 // (R3 nt R5)) // R1.
Giải
R35=R3 + R5=30 Ω;
R235 =

\frac{R_{2} R_{35}}{R_{2} + R_{35}}

=12 Ω;
R4235=R4 + R235=32 Ω;
R =

\frac{R_{1} R_{4235}}{R_{1} + R_{4235}}

=6,4 Ω;
I5=I3=I35=2 A;
U2=U235=U35=I35R35=60 V;
I2=

\frac{U_{2}}{R_{2}}

=3 A;
I4=I235=I4235=

\frac{U_{235}}{R_{235}}

=5 A;
U1=U=U4235=I4235R4235=160 V;
I1=

\frac{U_{1}}{R_{1}}

=20 A.

Bài tập 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

a/ Nếu đặt vào AB hiệu điện thế 100 V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu CD một hiệu điện thế UCD=40 V và ampe kế chỉ 1 A.
b/ Nếu đặt vào CD hiệu điện thế 60 V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu AB hiệu điện thế UAB=15 V. Coi điện trở của ampe kế không đáng kể. Tính giá trị của mỗi điện trở.

Phân tích bài toán
a/ UAB > UCD => Dòng điện đi từ A đến B, vẽ lại mạch

đoạn mạch (R3 nt R2)// R1
UAB = 100V; UCD=40V; IA=1A
b/ UCD > UAB => Dòng điện đi từ C đến D, vẽ lại mạch

đoạn mạch (R3 nt R1)// R2
UAB = 15V; UCD=60V; IA=1A
Giải
a/
I3=I2=IA=1 A;
R2=

\frac{U_{C D}}{I_{2}}

=40 Ω;
UAC=UAB – UCD=60 V;
R3=

\frac{U_{A C}}{I_{3}}

=60 Ω.
b/
UAC=UCD – UAB=45 V;
I3=I1 =

\frac{U_{A C}}{R_{3}}

=0,75 A;
R1=

\frac{U_{A B}}{I_{1}}

=20 Ω.

Bài tập 6. Tính điện trở tương tương của những đoạn mạch điện hình biên dưới biết rằng các điện trở đều bằng nhau và bằng R = 12Ω

Bài tập 7. Tính điện trở tương đương của mạch điện trong các trường hợp sau
a/ Cho mạch điện như hình a: R1 = 1Ω; R2 = 2,4Ω; R3 = 2Ω; R4 = 5Ω; R5 = 3Ω
b/ mạch điện như hìh b, biết R1 = 1Ω; R2 = R3 = 2Ω; R4 = 0,8Ω

Bài tập 8. Cho mạch điện như hình vẽ

R1 = R2 = R3 = 6Ω, R4 = 2Ω. Tính điện trở tương đương của mạch trong các trường hợp sau.
a/ Nối M và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn
b/ Nối M và B bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ.

Chương II: Bài tập định luật Ôm mạch chứa điện trở

Bài tập 9. Cho mạch điện như hình vẽ

UAB = 18V, R1 = R2 = R3 = 6Ω; R4 = 2Ω.
a/ Nối M và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm số chỉ của vôn kế.
b/ Nối M và B bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ. Tìm số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế.

Bài tập 10. Cho mạch điện như hình vẽ

UMN = 4V; R1 = R2 = 2Ω; R3 = R4 = R5 = 1Ω; RA = 0; RV = ∞
a/ Tính RMN
b/ Tính số chỉ của ampe kế và vôn kế

Bài tập 11. Cho mạch điện như hình vẽ

UAB = 7,2V không đổi; R1= R2 = R3 = 2Ω; R4 = 6Ω. Điện trở của ampe kế và khóa K không đáng kể. Tìm số chỉ của ampe kế và UAN khi
a/ K mở
b/ K đóng

Bài tập 12. Cho mạch điện như hình vẽ

UAB = 24V; R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10Ω
a/ tìm RAB
b/ Tính số chỉ của ampe kế

Bài tập 13. cho mạch điện như hình vẽ

UAB =18V; R1 = R2 = R3 = R4 = 6Ω; điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế vô cùng lớn.
a/ Tính số chỉ của vôn kế, ampe kế
b/ Đổi chỗ ampe kế và vôn kế cho nhau. Tính số chỉ của ampe kế và vôn kế lúc này.

Bài tập 14. Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = R2 = 3Ω; R3 = 2Ω; R4 là biến trở. UBD không đổi. Ampe kế và vôn kế đều lý tưởng.
a/ Ban đầu khóa k mở, R4 = 4Ω thì vôn kế chỉ 1V. Xác định hiệu điện thế U của nguồn điện. Nếu đóng khóa k thì ampe kế và vôn kế chỉ bao nhiêu.
b/ Đóng khóa k và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sáng đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IAthay đổi như thế nào?

Bài tập 15. Cho mạch điện như hình vẽ

3 vôn kế giống nhau. Hỏi vôn kế V1 chỉ giá trị bao nhiêu biết UV = 5V và UV2 = 2V

Bài tập 16. Khi mắc điện trở R nối tiếp với mạch gồm hai ampe kế mắc song song vào nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi thì ampe A1 chỉ I1 = 2A; ampe kế A2 chỉ I2 = 3A. nếu chuyển hai ampe kế thành nối tiếp thì chúng đều chỉ I = 4A. Nếu chỉ mắc R vào nguồn điện trên thì dòng điện qua R là bao nhiêu.

Bài tập 17. Cho mạch điện như hình vẽ
ampe kế A1; A2; A3 có cùng điện trở RA; các điện trở R có cùng giá trị. Biết rằng ampe kế A1 chỉ 0,2A; ampe kế A2chỉ 0,8A. Hỏi ampe kế A3 chỉ bao nhiêu?

Bài tập 18. Một mạch điện gồm vo hạn những nhóm cấu tạo từ 3 điện trở giống nhau r như hình vẽ. Tính điện trở tương đương của mạch điện. Coi rằng việc bỏ đi nhóm điện trở (1) thì cũng không làm thay đổi điện trở tương đương của toàn mạch.

Bài tập 19. Cho 2013 ampke kế không lý tưởng; 2013 vôn kế giống nhau không lí tưởng mắc như hình, ampe kế A1 chỉ 2A; ampe kế A2 chỉ 1,5A; vôn kế V1 chỉ 503,5V. Hãy tìm tổng số chỉ của 2013 vôn kế trong mạch.

Bài tập 20. Cho mạch điện như hình vẽ
UAB = 90V; R1 = R3 = 45Ω; R2 = 90Ω. Tìm R4 biết K mở và khi k đóng cường độ qua R4 là như nhau.

Bài tập 21. Cho mạch điện như hình vẽ
Nếu đặt vào AB hiệu điện thế 100V thì UCD = 40V và khi đó dòng điện qua R2 là 1A. Ngược lại khi đặt vào CD hiệu điện thế 60V thì UAB = 15V. Xác định các điện trở R1; R2; R3

Bài tập 22. Cho mạch điện như hình vẽ
R2 = 10Ω. UMN = 30V. Biết khi k1 đóng; k2 mở ampe kế chỉ 1A. Khi k1 đóng; k2 đóng thì ampe kế A chỉ 2A. Tìm cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và số chỉ của ampe kế A khi cả 2 khóa k1 và k2 cùng đóng.

Bài tập 23. Có hai loại điện trở 5Ω và 7Ω. Tìm số điện trở mỗi loại sao cho khi ghép nối tiếp ta được điện trở tổng cộng 95Ω với số điện trở là nhỏ nhất.

Bài tập 24. Có 50 chiếc điện trở, gồm 3 loại 1Ω; 3Ω và 8Ω.
a/ Tìm số cách chọn số điện trở mỗi loại sao cho khi ghép nối tiếp ta được điện trở tổng cộng 100Ω
b/ Tìm cách chọn số điện trở mỗi loại sao cho khi ghép nối tiếp ta được điện trở tổng cộng là 100Ω và tổng số loại điện trở 1Ω và 3Ω là nhỏ nhất.

Bài tập 25. Có một điện trở r = 5Ω
a/ Phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3Ω. Xác định số điện trở r, lập luận, vẽ sơ đồ mạch.
b/ Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiệu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 7Ω. Xác định số điện trở r, lập luận và vẽ sơ đồ mạch.

Bài tập 26. Cho mạch điện như hình vẽ
Các điện trở chưa biết giá trị. Có một ôm kế (dụng cụ đo điện trở) Hãy xác định giá trị của Rx mà không tháo rời các điện trở khỏi mạch.

Bài tập 27. Cho mạch điện như hình vẽ
Trong hộp kín X có mạch điện ghép bởi các điện trở giống nhau, mỗi điện trở có giá trị Ro. Người ta đo điện trở giữa hai đầu dây ra 2 và 4 sao cho kết quả R24 = 0. Sau đó lần lượt đo cặp đầu dây còn lại cho kết quả R12= R14 = R23 = R34 =5Ro/3 và R13 = 2Ro/3. Xác định cách mắc đơn giản nhất các điện trở trong hộp kín trên.

Bài tập 28.Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = 16Ω; R2 = R3 = 24Ω; R4 là một biến trở. UAB = 48V
Mắc vào hai điểm CD vôn kế có điện trở rất lớn.
a/ Điều chỉnh biến trở để R4 = 20Ω. Tìm số chỉ của vôn kế. Cho biết cực dương của vôn kế phải mắc vào điểm nào
b/ Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ số 0. Tìm hệ thức giữa các điện trở R1; R2; R3; R4

Chuyên mục: Bài Tập Vật Lý Lớp 11

Chương II: Bài tập định luật Ôm mạch chứa điện trở

Thảo luận cho bài: Chương II: Bài tập định luật Ôm mạch chứa điện trở

Bài viết cùng chuyên mục

Chương VII: Bài tập kính hiển vi, kính thiên văn

Chương VII: Bài tập kính lúp, năng suất phân li của mắt

Chương VII: Bài tập mắt và cách khắc phục

Chương VII: Bài tập hệ hai thấu kính đồng trục

Chương VII: Bài tập dịch chuyển thấu kính

Chương VII: Bài tập thấu kính cơ bản

Chương VII: Bài tập quang hình học thấu kính

Chương VII: Bài tập lăng kính