Rèn luyện kỹ năng giải bài toán mạch điện bằng phương pháp điện thế nút – Định luật Kiếc-Sốp môn Vật Lý 9

GIẢI MẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT -

ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT KIẾC SỐP

a. Định luật về nút mạng

- Từ công thức:

I = I₁ + I₂ + … + I_n (đối với mạch mắc song song), ta có thể phát biểu tổng quát:

“ Ở mỗi nút, tổng các dòng điện đi đến điểm nút bằng tổng các dòng điện đi ra khỏi nút”.

b. Trong mỗi mạch vòng hay mắt mạch

- Công thức:

U = U₁ + U₂ + … + U_n (đối với các điện trở mắc nối tiếp) được hiểu là đúng không những đối với các điện trở mắc nối tiếp mà có thể mở rộng ra:

“ Hiệu điện thế U_AB giữa hai điểm A và B bằng tổng đại số tất cả các hiệu điện thế U₁, U₂,… của các đoạn kế tiếp nhau tính từ A đến B theo bất kỳ đường đi nào từ A đến B trong mạch điện ”

* Vậy có thể nói:

“Hiệu điện thế trong mỗi mạch vòng (mắt mạng) bằng tổng đại số độ giảm thế trên mạch vòng đó”

Trong đó độ giảm thế: U_K = I_K.R_K (với K = 1, 2, 3, …)

* Chú ý: + Dòng điện I_K mang dấu (+) nếu cùng chiều đi trên mạch

+ Dòng điện I_K mang dấu (–) nếu ngược chiều đi trên mạch.

* Các bước tiến hành giải

Bước 1: Chọn chiều dòng điện đi trong mạch

Bước 2: Viết tất cả các phương trình cho các nút mạng

Bước 3: Giải hệ các phương trình vừa lập để tìm các đại lượng dòng điện và hiệu điện thế trong mạch.

Bước 4: Biện luận kết quả. Nếu dòng điện tìm được là:

I_K > 0: ta giữ nguyên chiều đã chọn.

I_K < 0: ta đảo chiều đã chọn.

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Biết: U = 10V, R₁ = 2Ω, R₂ = 9Ω, R₃ = 3Ω, R₄ = 7Ω, điện trở của vôn kế là R_V = 150Ω. Tìm số chỉ của vôn kế.

Giải

- Ta có các phương trình:

U_AB = U_AC + U_CD + U_DB = 2I₁ + 150I₂ + 7(I - I₁ + I₂) = -5I₁ + 157I₂ + 7I = 10 (1)

U_AB = U_AC + U_CB = 2I₁ + 9(I₁ - I₂) = 11I₁ - 9I₂ = 10 (2)

U_AB = U_AD + U_DB = 3(I - I₁) + 7(I - I₁ + I₃) = -10I₁ + 7I₂ + 10I = 10 (3)

- Giải ba hệ phương trình trên ta có:

I₁ ≈ 0,915A; I₂ ≈ 0,008A; I ≈ 1,910A.

- Số chỉ của vôn kế:

U_v = I₂R₂ = 0,008.150 = 1,2(V)

Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ 9:

Biết R₁ = R₂ = R₃ = R, đèn Đ có điện trở R_đ = k_R với k là hằng số dương. R_x là một biến trở, với mọi R_x đèn luôn sáng. Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi đặt vào A và B. Bỏ qua điện trở các dây nối.

1. Điều chỉnh R_x để công suất tiêu thụ trên đèn bằng 9W. Tìm công suất trên R₂ theo k.

2. Cho U = 16V, R = 8Ω, k = 3, xác định R_x để công suất trên R_x bằng 0,4W.

Đáp án:

1. Giả sử chiều dòng điện qua R_x có chiều từ C đến D.

2. R_x = 10Ω

Bài 2: Trong sơ đồ mạch điện hình bên, Ampe kế A₂ chỉ 2A, các điện trở R₁, R₂, R₃, R₄ có trị số khác nhau và chỉ nhận một trong 4 giá trị là 1Ω, 2Ω, 3Ω, 4Ω. Xác định trị số các điện trở đó và số chỉ của Ampe kế A₁. Biết Vôn kế V chỉ 10V và số chỉ Ampe kế A₁ là số nguyên, Vôn kế có điện trở rất lớn, các Ampe kế có điện trở không đáng kể.

Đáp án:

Các trị số điện trở tương ứng trên bằng:

R₁ = 2(Ω); R₂ = 3(Ω); R₃ = 4(Ω); R₄ = 1(Ω)

Số chỉ của Ampe kế A₁: 5A

...

------(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Rèn luyện kỹ năng giải bài toán mạch điện bằng phương pháp điện thế nút – Định luật Kiếc-Sốp môn Vật Lý 9 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tập tốt !