Một bóng đèn có điện trở R1 = 600Ω được mắc song song

Giải Vật Lí 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Video Giải Bài 3 (trang 33 SGK Vật Lí 9)

Bài 3 (trang 33 SGK Vật Lí 9): Một bóng đèn có điện trở R₁ = 600Ω được mắc song song với bóng đèn thứ hai có điện trở R₂ = 900Ω vào hiệu điện thế U_MN = 220V như sơ đồ hình 11.2. Dây nối từ M tới A và từ N tới B là dây đồng, có chiều dài tổng cộng là l = 200m và có tiết diện S = 0,2mm². Bỏ qua điện trở của dây nối từ hai bóng đèn tới A và B.

a) Tính điện trở của đoạn mạch MN.

b) Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn.

Tóm tắt:

R₁ = 600Ω; R₂ = 900Ω;

U_MN = 220V; dây đồng ρ = 1,7.10^-8Ω.m

l_MA + l_NB = l = 200m;

S = 0,2mm² = 0,2.10^-6m²

a) R_MN = ?

b) U_Đ1 = ?; U_Đ2 = ?

Lời giải:

Cấu tạo mạch: (R₁ // R₂) nt R_{dây nối}

a) Điện trở của dây nối từ M tới A và từ N tới B là

$$\begin{gathered} {\text{R}}_{dây nối}=\mathrm{\rho }.\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{S}} \\ =1{,7.10}^{-8}.\frac{200}{0{,2.10}^{-6}} \\ =17\mathrm{\Omega } \end{gathered}$$

Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm R₁ // R₂ là:

$R{}_{12}=\frac{{\mathrm{R}}_1{\mathrm{R}}_2}{{\mathrm{R}}_1+{\mathrm{R}}_2}=\frac{600.900}{600+900}=360\mathrm{\Omega }$

Điện trở của đoạn mạch MN là R_MN = R_{dây nối} + R₁₂ = 17 + 360 = 377Ω

b) Cách 1: Cường độ dòng điện mạch chính khi đó là:

$\mathrm{I}=\frac{{\mathrm{U}}_{\mathrm{MN}}}{{\mathrm{R}}_{\mathrm{MN}}}=\frac{220}{377}=0,584\mathrm{A}$

Vì R₁ // R₂ => U₁ = U₂ = U₁₂.

Mặt khác R₁₂ nt R_{dây nối}

=> I₁₂ = I_{dây nối} = I

Vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là:

U₁ = U₂ = U₁₂ = I₁₂.R₁₂ = I. R₁₂ = 0,584 . 360 = 210V

Cách 2: Vì dây nối từ M tới A và từ N tới B coi như một điện trở tổng cộng bên ngoài R_d mắc nối tiếp với cụm hai đèn (R₁//R₂) nên ta có hệ thức:

$$\begin{gathered} \frac{{\mathrm{U}}_{\mathrm{d}}}{{\mathrm{U}}_{12}}=\frac{\mathrm{R}{}_{\mathrm{d}}}{{\mathrm{R}}_{12}}=\frac{17}{360} \\ \Rightarrow {\mathrm{U}}_{\mathrm{d}}=\frac{17}{360}.{\mathrm{U}}_{12} \end{gathered}$$

(U₁₂ là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch R₁ // R₂: U₁₂ = U₁ = U₂)

Mà U_d + U₁₂ = U_MN = 220V

Vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu của mỗi đèn là U₁ = U₂ = 210V

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{17}{360}{\mathrm{U}}_{12}+{\mathrm{U}}_{12}=220\mathrm{V} \\ \Rightarrow {\mathrm{U}}_{12}=210\mathrm{V} \end{gathered}$$

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 9 hay, chi tiết khác:

Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lí 9): Một dây dẫn bằng nicrom dài 30m, tiết diện 0,3mm² được mắc...

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lí 9): Một bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở R₁ = 7,5Ω và...