Giáo án Hình học lớp 11 - Bài 12: Định luật ohm đối với toàn mạch

Bài 12: ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH Định luật Ohm đối với toàn mạch: Lập công thức của định luật: Xét một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động là E, điện trở trong là r, mạch ngoài có điện trở tương đương R như hình vẽ. + Giả sử cường độ dòng điện trong mạch là I thì trong thời gian t điện lượng tải qua mạch là q = I.t và công của nguồn điện được tính là: A = q.E = E.I.t (1) + Theo định luật Juole – Lenx, nhiệt lượng tỏa ra trên toàn mạch trong thời gian t là: Q = I2.R.t + I2.r.t (2) + Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: A = Q E.I.t = I2.R.t + I2.r.t E = I.R + I.r (3) Từ (3) ta có nhận xét: Suất điện động có giá trị bằng tổng các độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. (4) Công thức (4) biểu thị định luật Ohm cho toàn mạch (định luật Ohm cho mạch kín) Định luật: Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch. Hiện tượng đoản mạch: + Nếu điện trở mạch ngoài không đáng kể thì hiện tượng đoản mạch. Từ (4) ta có: cường độ dòng điện trong mạch lớn nhất. + Đối với Pin, suất điện động nhỏ và điện trở trong r khá lớn nên khi có hiện tượng đoản mạch thì dòng điện trong Pin không lớn lắm nhưng mau hết điện. + Đối với Acquy, suất điện động lớn hơn và điện trở trong r khá nhỏ nên khi có đoản mạch dòng điện trong Acquy không lớn lắm chỉ làm nóng Acquy. Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện: + Trong trường hợp mạch ngoài có điện trở R và máy thu (Ep, rp) mắc nối tiếp thì điện năng tiêu thụ trên toàn mạch là: At = Ep.I.t + rp.I2 + R. I2.t + r. I2.t (5) + Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: An = At (6) Từ (1), (5) và (6): (7) IV: Hiệu suất của nguồn: + Hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện: U = E – Ir. + Hiệu suất của nguồn điện: TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Chọn phát biểu đúng: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện và mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài: A.Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện trong mạch. B. Tỉ lệ nghịch với cuờng độ dòng điện trong mạch. C. Tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng. D. Giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng. 2 4,5 4,0 I(A) U(A) Câu 2: Chọn câu đúng. Người ta mắc 2 cực của nguồn điện với một biến trở. Thay đổi điện trở của biến trở, đo hiệu điện thế U giữa 2 cực của nguồn điện và cường độ dòng điện I chạy qua mạch, ta có đồ thị như hình vẽ. Giá trị của suất điện động và điện trở của nguồn là: E = 4,5V và r = 4,5. E = 4,5V và r = 0,25. E = 4,5V và r = 1. E = 9V và r = 4,5. Câu 3: Chọn kết quả đúng. Trong một mạch điện kín, hiệu Điện thế mạch ngoài U phụ thuộc điện trở mạch ngoài R. U tăng khi R tăng. U tăng khi R giảm. U tăng không phụ thuộc vào R. U ban đầu giảm, sau đó tăng dần lên khi R tăng. Câu 4: Chọn phát biểu đúng. Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi: Sử dụng các dây dẫn quá ngắn để mắc điện. Nối 2 cực của nguồn điện bằng một dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Mắc cầu chì cho mạch điện kín. Dùng Pin hay Acquy cho một mạch điện kín. Câu 5: Chọn kết quả đúng. Trong một mạch điện kín hiệu điện thế mạch ngoài tuân theo biểu thức: U = E + I.r U = I(R+r) U = E - I.r Cả A, B, C đều đúng. C D A B E, r BÀI TẬP: Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ: R = 1, R1 = R2 = 4, R3 = R5 = 8, R4 = 12. RA = 0. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở số chỉ của ampe kế và hiệu điện giữa 2 cực của nguồn điện. A B N E,r R3 R2 R4 R1 M ĐS: 1A; 0,75A, 0,5A; 0,25A; 0,5A; 0,25A; 11V Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 2,4V, r = 1, R1 = 4,4, R2 = R4 = 2, R3 =4. Tính hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồnĐiện và hiệu điện thế giữa 2 điểm M, N. ĐS: 2,36V; 1,96V. E,r K Đ2 Đ1 R A B Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 15V, R = 5, Đ1 (6V – 9W). a/ K mở, đèn Đ1 sáng bình thường. Tìm số chỉ của ampe kế và điện trở trong của nguồn. b/ K đóng. Ampe kế chỉ 1A và đèn Đ2 sáng bình thường. Hỏi đèn Đ1 sáng thế nào? Tính công suất định mức của Đ2. ĐS: a/ 1,5A ; 1; b/ 5W. R1 R2 R3 E, r Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R2 = 6, R3 = 3, r = 5, RA = 0. Ampe kế A1 chỉ 0,6. Tính suất điện động của nguồn và số chỉ của Ampe kế A2. ĐS: 5,2V ; 0,4A.