Sách bài tập KHTN 9 Bài 8 (Cánh diều): Đoạn mạch nối tiếp

Giải SBT KHTN 9 Bài 8: Đoạn mạch nối tiếp

Bài 8.1 trang 26 Sách bài tập KHTN 9: Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp

A. luôn lớn hơn các điện trở thành phần.

B. luôn nhỏ hơn điện trở thành phần nhỏ nhất.

C. lớn hơn điện trở thành phần nhỏ nhất nhưng nhỏ hơn điện trở thành phần lớn nhất.

D. có trường hợp lớn hơn điện trở thành phần lớn nhất nhưng cũng có trường họp nhỏ hơn điện trở thành phần nhỏ nhất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Khi đi qua nhiều điện trở hơn thì dòng chuyển dời này sẽ bị cản trở nhiều hơn khiến cho điện trở tương đương R của đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp sẽ lớn hơn mỗi điện trở thành phần.

Bài 8.2 trang 26 Sách bài tập KHTN 9: Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như hình 8.1, trong đó có điện trở R₁ = 5 $\Omega$, R₂ = 10 $\Omega$. Số chỉ ampe kế khi công tắc K đóng lớn hơn hay nhỏ hơn bao nhiêu lần so với khi công tắc K mở?

A. Nhỏ hơn 2 lần.

B. Lớn hơn 2 lần.

C. Nhỏ hơn 3 lần.

D. Lớn hơn 3 lần.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Khi công tắc K đóng, ta có đoạn mạch nối tiếp nên số chỉ của ampe kế là: $I=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{U}{5+10}=\frac{U}{15}\left(A\right)$

Khi công tắc K đóng, số chỉ của ampe kế là: $I^{\text{'}}=\frac{U}{R_1}=\frac{U}{5}\left(A\right)$

Ta có: $\frac{I}{I^{\text{'}}}=\frac{U}{15}.\frac{5}{U}=\frac{1}{3}\Rightarrow I^{\text{'}}=3I$

Số chỉ ampe kế khi công tắc K đóng lớn hơn 3 lần so với khi công tắc K mở.

Bài 8.3 trang 26 Sách bài tập KHTN 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 8.2. Điều kiện để đèn 1 sáng là

Hình 8.2. Sơ đồ mạch điện gồm hai đèn mắc nối tiếp

A. cầu chì không đứt, công tắc K đóng.

B. chỉ cần công tắc K đóng.

C. công tắc K đóng, cầu chì không đứt, dây tóc đèn 1 không đứt.

D. công tắc K đóng, cầu chì không đứt, dây tóc hai đèn không bị đứt.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong đoạn mạch nối tiếp, tại bất kì điểm nào của đoạn mạch chỉ có một dây dẫn đi qua. Vậy điều kiện để đèn 1 sáng là công tắc K đóng, cầu chì không đứt, dây tóc hai đèn không bị đứt.

Bài 8.4 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây không đúng đối với đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp?

A. Cường độ dòng điện là như nhau tại mọi vị trí của đoạn mạch.

B. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.

C. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.

D. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện trở đó.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Đối với đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.

Bài 8.5 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Từ hai loại điện trở R₁ = 1 $\Omega$ và R₂ = 5 $\Omega$, tìm số điện trở mỗi loại để khi mắc thành một mạch điện nối tiếp thì điện trở tương đương của đoạn mạch là 11 $\Omega$. Có bao nhiêu cách mắc như vậy?

Lời giải:

Có 3 cách:

- Cách 1: 11 điện trở R₁.

- Cách 2: 6 điện trở R_1; 1 điện trở R₂.

- Cách 3: 1 điện trở R₁; 2 điện trở R₂.

Bài 8.6 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Một điện trở 12 $\Omega$ được mắc vào hiệu điện thế 24 V.

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó.

b) Muốn kiểm tra kết quả tính ở trên có thể dùng ampe kế để đo. Để ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện thì ampe kế phải thoả mãn điều kiện gì và được mắc như thế nào? Vì sao?

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện chạy qua điện trở: $I=\frac{U}{R}=\frac{24}{12}=2\left(\Omega \right).$

b) Ampe kế phải có giới hạn đo lớn hơn 2 A và được mắc nối tiếp với điện trở. Chốt (+) của ampe kế phải được nối qua các vật dẫn và được mắc với cực (+) của nguồn vì cường độ dòng điện đoạn mạch nối tiếp là như nhau tại mọi điểm.

Bài 8.7 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế không đổi bằng dây dẫn ngắn thì đèn sáng bình thường. Nếu thay bằng dây dẫn khá dài có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu với dây dần ban đầu thì đèn sáng yếu hơn. Giải thích vì sao.

Lời giải:

Dây dẫn trong mạch điện có thể coi như là một điện trở. Khi đó, mạch điện có cấu tạo là một điện trở mắc nối tiếp với đèn, điện trở tương đương của mạch là tổng của hai điện trở này. Vì dây dẫn ngắn có điện trở nhỏ hơn dây dẫn dài nên mạch điện dùng dây dẫn ngắn có cường độ dòng điện lớn hơn khiến đèn sáng hơn.

Bài 8.8 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Cho hai điện trở R₁, R₂ mắc nối tiếp với nhau và được mắc vào hiệu điện thế U. Biết điện trở R₁ = 40 $\Omega$ chịu được cường độ dòng điện tối đa bằng 1,2 A, còn điện trở R₂ = 35 $\Omega$ chịu được cường độ dòng điện tối đa bằng 1,4 A. Nếu mắc nối tiếp hai điện trở này thì phải đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế tối đa bằng bao nhiêu để cả hai điện trở không bị hỏng?

Lời giải:

Cường độ dòng điện tối đa mà cả hai điện trở chịu được là 1,2 A. Do đó, để cả hai điện trở không bị hỏng thì hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu đoạn mạch là:

U = I.(R₁ + R₂) = 1,2.(40 + 35) = 90 (V).

Bài 8.9 trang 27 Sách bài tập KHTN 9: Cho hai điện trở R₁ = 10 $\Omega$ và R₂ = 20 $\Omega$ mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₂ là 30 V.

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế U.

b) Để cường độ dòng điện giảm đi 2 lần, người ta mắc nối tiếp thêm vào mạch một điện trở R₃. Tính R₃.

Lời giải:

a) Vì đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện trong mạch bằng cường độ dòng điện qua mỗi điện trở: $I=I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{30}{20}=1,5\left(A\right).$

Hiệu điện thế U = I.(R₁ + R₂) = 1,5.(10 + 20) = 45 (V).

b) Để cường độ dòng điện giảm đi 2 lần thì điện trở tương đương của mạch phải tăng 2 lần. Do đó, R₃ = R₁ + R₂ = 30 ($\Omega$).

Bài 8.10 trang 28 Sách bài tập KHTN 9: Dây tóc bóng đèn thường có dạng xoắn giống như chiếc lò xo. Khi dây tóc bóng đèn bị đứt sẽ tạo ra hai đoạn tách rời ở chỗ bị đứt. Có trường họp ta có thể lắc cho hai đoạn dây tóc dạng lò xo này móc lại với nhau và có thể sử dụng bóng đèn này thêm một thời gian nữa. Khi đó, độ sáng của bóng đèn lớn hon hay nhỏ hơn so với trước khi dây tóc bị đứt? Vì sao?

Lời giải:

Khi lắc cho hai đoạn dây tóc dạng lò xo này móc lại với nhau thì chiều dài tổng cộng của dây tóc giảm nên điện trở dây tóc giảm. Do đó, cường độ dòng điện qua dây tóc tăng khiến độ sáng của bóng đèn lớn hơn so với trước khi dây tóc bị đứt.

Bài 8.11 trang 28 Sách bài tập KHTN 9: Đặt một hiệu điện thế U = 12 V vảo hai đầu đoạn mạch gồm ba điện trở R₁ = 4 $\Omega$, R₂ = 8 $\Omega$ và R₃ = 12 $\Omega$ mắc nối tiếp

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở.

b) Trong số ba điện trở đã cho, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào là lớn nhất? Vì sao? Tính trị số của hiệu điện thế lớn nhất này.

c) So sánh giá trị của các điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu của chúng.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở của đoạn mạch đều bằng nhau và bằng cường độ dòng điện mạch chính: $I=\frac{U}{R_1+R_2+R_3}=\frac{12}{4+8+12}=0,5\left(A\right).$

b) Trong số ba điện trở đã cho, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₃ là lớn nhất vì R₃ có điện trở lớn nhất.

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₃ là: U₃ = I.R₃ = 6 (V).

c) R₁ < R₂ < R₃ và U₁ < U₂ < U₃.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 8: Đoạn mạch nối tiếp

I. Đoạn mạch nối tiếp

1. Sơ đồ đoạn mạch nối tiếp

Trong đoạn mạch nối tiếp, tại bất kì điểm nào của đoạn mạch chỉ có một dây dẫn đi qua.

2. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp

Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là như nhau.

I = I₁ = I₂

Tổng quát: Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện là như nhau tại mọi điểm.

I = I₁ = I₂ = … = I_n

II. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

1. Điện trở tương đương

Điện trở tương đương của đoạn mạch là điện trở thay thế cho các điện trở đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:

R = R₁ + R₂

Tổng quát: Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có nhiều điện trở mắc nối tiếp:

R = R₁ + R₂ + … + R_n

Mở rộng: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp: U_MN = U_MP + U_PN