Chào các bạn học của Kiến Guru, hôm nay mình quay trở lại và tiếp tục đem đến cho các bạn các bài tập về mạch điện lớp 11 – phần định luật ôm. Các bài tập dưới đây đều thuộc dạng cơ bản, thường gặp nhất trong các kì thi và các bài kiểm tra của các bạn.
Để giải được các dạng bài tập về mạch điện lớp 11 vận dụng định luật Ôm các bạn cần nắm chắc nội dung Định luật Ôm, công thức, cách tính Cường độ dòng điện [I], Hiệu điện thế [U] và Điện trở tương đương [R] trong các đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song.
Bây giờ chúng ta cùng bắt đầu vào bài viết.
I. Bài tập về mạch điện lớp 11 [Cơ bản]
1. Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 [Ω] được mắc với điện trở 4,8 [Ω] thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 [V]. Cường độ dòng điện trong mạch là bao nhiêu?
2. Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 [Ω] được mắc với điện trở 4,8 [Ω] thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 [V]. Suất điện động của nguồn điện là bao nhiêu?
3. Người ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở có thể thay đổi từ 0 đến vô cực. Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 [V]. Giảm giá trị của biến trở đến khi cường độ dòng điện trong mạch là 2 [A] thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4 [V]. Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện là bao nhiêu?
4. Một nguồn điện có suất điện động E = 6 [V], điện trở trong r = 2 [Ω], mạch ngoài có điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 [W] thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu ?
5. Dùng một nguồn điện để thắp sáng lần lượt hai bóng đèn có điện trở R1 = 2 [Ω] và R2 = 8 [Ω], khi đó công suất tiêu thụ của hai bóng đèn là như nhau. Điện trở trong của nguồn điện là bao nhiêu?
6. Một nguồn điện có suất điện động E = 6 [V], điện trở trong r = 2 [Ω], mạch ngoài có điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 [W] thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu?
7. Một nguồn điện có suất điện động E = 6 [V], điện trở trong r = 2 [Ω], mạch ngoài có điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu?
8. Biết rằng khi điện trở mạch ngoài của một nguồn điện tăng từ R1 = 3 [Ω] đến R2 = 10,5 [Ω] thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn tăng gấp hai lần. Điện trở trong của nguồn điện đó là bao nhiêu?
9. Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 [V], điện trở trong r = 2,5 [Ω], mạch ngoài gồm điện trở R1 = 0,5 [Ω] mắc nối tiếp với một điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu
II. Hướng dẫn giải giải bài tập vật lý 11 cơ bản
1. Hướng dẫn: Cường độ dòng điện trong mạch là
2. Cường độ dòng điện trong mạch sẽ là
Suất điện động của nguồn điện sẽ là E = IR + Ir = U + Ir = 12 + 2,5.0,1 = 12,25 [V].
3. Hướng dẫn:
Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 [V]. Suy ra suất điện động của nguồn điện là E = 4,5 [V].
Áp dụng công thức E = U + Ir với I = 2 [A] và U = 4 [V] ta tính được điện trở trong của nguồn điện là r = 0,25 [Ω].
4. Hướng dẫn: Công suất tiêu thụ mạch ngoài là P = R.I2 , cường độ dòng điện trong mạch là
P = 4 [W] ta tính được là R = 1 [Ω].
5. Hướng dẫn: Áp dụng công thức [ xem câu 4], khi R = R1 ta có
, theo bài ra P1 = P2 ta tính được r = 4 [Ω].
6. Hướng dẫn: Áp dụng công thức [Xem câu 4] với E = 6 [V], r = 2 [Ω]
và P = 4 [W] ta tính được R = 4 [Ω].
7. Hướng dẫn: Áp dụng công thức [Xem câu 4] ta được
8. Hướng dẫn:
Khi R = R1 = 3 [Ω] thì cường độ dòng điện trong mạch là I1 và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là U1, khi R = R2 = 10,5 [Ω] thì cường độ dòng điện trong mạch là I2 và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là U2. Theo bài ra ta có U2 = 2U1 suy ra I1 = 1,75.I2.
Áp dụng công thức E = I[R + r], khi R = R1 = 3 [Ω] ta có E = I1[R1 + r], khi R = R2 = 10,5 [Ω] ta có E = I2[R2 + r] suy ra I1[R1 + r] = I2[R2 + r].
Giải hệ phương trình:
I1=1,75.I2 I1[3+r]=I2.[10,5+r]
ta được r = 7 [Ω].
9. Hướng dẫn:
Điện trở mạch ngoài là RTM = R1 + R
Xem hướng dẫn câu 7 Khi công suất tiêu thụ mạch ngoài lớn nhất thì RTM = r = 2,5 [Ω].
Vậy là chúng ta đã cùng nhau bước những bài tập về mạch điện lớp 11 trong phần định luật ôm.
Nếu như các bạn chưa biết thì các dạng bài tập vận dụng định luật ôm là một trong những nội dung khá là quan trọng để các bạn hiểu rõ hơn phần lý thuyết trong các bài học trước và cũng là nền tảng giúp các bạn dễ dàng tiếp thu tốt các nội dung nâng cao về dòng điện sau này.
Hãy học thật chăm chỉ lý thuyết và thực hành thật nhuần nhuyễn các bài tập về mạch điện lớp 11 nhé.
Hẹn gặp các bạn vào các bài tập tiếp theo của Kiến Guru.
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 5: Đoạn mạch song song giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
a] Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b] Tính số chỉ của các ampe kế.
Tóm tắt:
R1 = 15Ω; R2 = 10Ω; UV = 12V
a] Rtđ = ?
b] IA = ?; IA1 = ?; IA2 = ?
Lời giải:
a] Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
b]Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
Vì R1 mắc song song với R2 nên U1 = U2 = UV = 12V
→ I1 = U1/R1 = 12/15 = 0,8A.
I2 = U2/R2 = 12/10 = 1,2A.
Vậy ampe kế ở mạch chính chỉ 2A, ampe kế 1 chỉ 0,8A, ampe kế 2 chỉ 1,2A.
a] Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch
b] Tính cường độ dòng điện ở mạch chính
Tóm tắt:
R1 = 5Ω; R2 = 10Ω; IA1 = 0,6A
a] UAB = ?
b] I = ?
Lời giải:
Do hai điện trở mắc song song với nhau nên hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa mỗi đầu đoạn mạch rẽ:
Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:
UAB = U1 = I1 × R1 = 0,6 × 5 = 3V.
b] Điện trở tương đương của mạch điện:
Cường độ dòng điện ở mạch chính là:
Tóm tắt:
R1 = 20Ω; R2 = 30Ω; IA = 1,2A; IA1 = ?; IA2 = ?
Lời giải:
Ta có:
Vì R1 và R2 mắc song song nên UAB = U1 = U2 = IA.RAB = 1,2.12 = 14,4 V.
Số chỉ của ampe kế 1 là:
Số chỉ của ampe kế 2 là:
A. 40V
B. 10V
C. 30V
D. 25V
Tóm tắt:
R1 = 15Ω; I1max = 2A
R2 = 10Ω; I2max = 1A
R1 và R2 mắc song song. Umax = ?
Lời giải:
Chọn câu B: 10V.
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R1 là:
U1max = R1.I1max = 15.2 = 30V
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R2 là:
U2max = R2.I2max = 10.1 = 10V
Vì hai điện trở ghép song song nên hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở phải bằng nhau. Vì vậy hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
Umax = U2max = 10 V
Lưu ý: nhiều bạn nhầm lẫn là dùng Umax là U lớn nhất [tức là dùng U1max = 30V] như vậy là không chính xác do nếu dùng Umạch = 30 V thì khi đó R2 có hiệu thế vượt quá định mức sẽ bị hỏng luôn, còn nếu dùng Umạch = 10V thì R2 hoạt động đúng định mức, R1 có hiệu điện thế nhỏ hơn định mức nên vẫn hoạt động mà không bị hỏng]
a] Tính điện trở R2
b] Số chỉ của các ampe kế A1 và A2 là bao nhiêu?
Tóm tắt:
R1 = 30Ω; UV = 36V; IA = 3A
a] R2 = ?
b] IA1 = ?; IA2 = ?
Lời giải:
a] Điện trở tương đương của toàn mạch là:
Vì R1 mắc song song R2 nên ta có:
b] Vì R1 mắc song song R2 nên U1 = U2 = UV = UMN = 36V
Số chỉ của ampe kế 1 là:
Số chỉ của ampe kế 2 là:
a] Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b] Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và qua từng mạch rẽ.
Tóm tắt:
R1 = 10Ω; R2 = R3 = 20 Ω; U = 12V
a] Rtđ = ?
b] IA1 = ?; IA2 = ?
Lời giải:
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtđ
Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên ta có:
b. Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:
Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên U1 = U2 = U3 = U
Cường độ dòng điện chạy qua từng mạch rẽ là:
A. 5R1
B. 4R1
C. 0,8R1
D. 1,25R1
Lời giải:
Chọn C
Ta có điện trở tương đương tính theo R1 là:
A. 16Ω
B. 48Ω
C. 0,33Ω
D. 3Ω
Lời giải:
Chọn D
Ta có điện trở tương đương của đoạn mạch là:
A. Tăng
B. Không thay đổi
C. Giảm
D. Lúc đầu tăng, sau đó giảm.
Lời giải:
Chọn A. Vì khi giảm dần điện trở R2 , hiệu điện thế U không đổi thì cường độ dòng điện I2 tăng nên cường độ I = I1 + I2 của dòng điện trong mạch chính cũng tăng.
A. 0,33Ω
B. 3Ω
C. 33,3Ω
D. 45Ω
Tóm tắt:
R1 = 5Ω; R2 = 10 Ω; R3 = 30 Ω; Rtđ = ?
Lời giải:
Gọi điện trở tương đương của đoạn mạch là Rtđ
Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên ta có:
→ Rtđ = 3Ω
Chọn B.
a] Tính R2.
b] Tính hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch
c] Mắc một điện trở R3 vào mạch điện trên, song song với R1 và R2 thì dòng điện mạch chính có cường độ là 1,5A. Tính R3 và điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch này khi đó
Tóm tắt:
R1 = 6Ω; R2 song song R1; I = 1,2A; I2 = 0,4A;
a] R2 = ?
b] U = ?
c] R3 song song với R1 và R2; I = 1,5A; R3 = ?; Rtđ = ?
Lời giải:
a] R1 và R2 mắc song song nên:
I = I1 + I2 → I1 = I – I2 = 1,2 – 0,4 = 0,8A
Và
Và U = U2 = U1 = I1.R1 = 0,8.6 = 4,8V
→ Điện trở R2 là:
b] Hiệu điện thế U đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
U = U1 = U2 = I2 .R2 = 0,4.12 = 4,8V
c] Vì R3 song song với R1 và R2 nên:
U = U1 = U2 = U3 = 4,8V
I = I1 + I2+ I3 → I3 = I – I1 – I2 = 1,5 – 0,8 – 0,4 = 0,3A
Điện trở R3 bằng:
Điện trở tương đương của toàn mạch là:
Lời giải:
Trước tiên, mắc R và ampe kế nối tiếp nhau và mắc vào ngồn điện có hiệu điện thế U không đổi nhưng chưa biết giá trị của U như hình vẽ.
Đọc số chỉ của ampe kế lúc này ta được I
Áp dụng công thức: U = I.R ta tìm được được giá trị của U
+ Sau đó ta bỏ điện trở R ra ngoài và thay điện trở Rx vào:
Lúc này đọc số chỉ của ampe kế ta được Ix
Ta có: U = Ix.Rx , như vậy ta tìm được giá trị của Rx.
Tóm tắt:
U = 1,8 V; R1 nối tiếp R2 thì I1 = 0,2 A;
R1 song song với R2 thì I = I2 = 0,9 A; R1 = ?; R2 = ?
Lời giải:
R1 nối tiếp R2 nên điện trở tương đương của mạch lúc này là:
R1 song song với R2 nên điện trở tương đương của mạch lúc này là:
Lấy [1] nhân với [2] theo vế ta được R1.R2 = 18 → [3]
Thay [3] vào [1], ta được: R12 – 9R1 + 18 = 0
Giải phương trình, ta có: R1 = 3Ω; R2 = 6Ω hay R1 = 6Ω; R2 = 3Ω
a] Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b] Tính số chỉ I của ampe kế A và số chỉ I12 của ampe kế A1
Tóm tắt:
R1 = 9Ω, R2 = 18Ω và R3 = 24Ω, U =3,6V
a] Rtđ = ?
b] I = ?; I12 = ?
Lời giải:
a] R1 song song với R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch gồm R1 và R2 là:
R3 song song với R12 nên điện trở tương đương của toàn mạch là:
b] Số chỉ của ampe kế A là:
Vì cụm đoạn mạch R12 mắc song song với R3 nên U12 = U3 = U = 3,6V
Số chỉ I12 của ampe kế A1 bàng cường độ dòng điện