Bài tập tự luận về định luật Ôm lớp 9

10:39:0313/07/2019

Các dạng bài tập vận dụng Định luật ôm là một trong những nội dung tương đối quan trọng để các em hiểu rõ hơn nội dung lý thuyết trong các bài trước, và đây cũng là nền tảng giúp các em dễ dàng tiếp thu tốt hơn các nội dung nâng cao về dòng điện sau này.

Để giải được các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm các em 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.

I. Tóm tắt lý thuyết về Định luật ôm

1. Phát biểu, công thức cách tính định luật ôm

• Nội dung Định luật ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây, tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

- Hệ thức (công thức) định luật ôm: 

- Trong đó:

 U: Hiệu điện thế, đơn vị là Vôn, ký hiệu (V).

 I: Cường độ dòng điện, đơn vị là ampe, ký hiệu (A).

 R: Điện trở, đơn vị là ôm, ký hiệu (Ω).

• Các công thức rút ra từ công thức định luật ôm:

- Công thức tính Hiệu điện thế: 

- Công thức tính điện trở: 

2. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp:

 - Cường độ dòng điện: I = I1 = I2 = ... = In

 - Hiệu điện thế: U = U1 + U2 + ... + Un

 - Điện trở tương đương: Rtđ = R = R1 + R2 + ... + Rn

3. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song:

 - Cường độ dòng điện: I = I1 + I2 + ... + In

 - Hiệu điện thế: U = U1 = U2 = ... = Un

 - Điện trở tương đương:

II. Các dạng Bài tập vận dụng định luật Ôm

♦ Dạng 1: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp.

° Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9: cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.1, trong đó R1 = 5 Ω. Khi K đóng, vôn kế chỉ 6 V, ampe kế chỉ 0,5 A.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Tính điện trở R2.

* Lời giải Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9: 

° Cách 1:

a) Áp dụng định luật Ôm, ta tính được điện trở tương đương của đoạn mạch:

 

b) Vì đoạn mạch gồm hai điện trở ghép nối tiếp nên ta có:

 Rtđ = R1 + R2 ⇒ R2 = Rtđ - R1 = 12 - 5 = 7 (Ω).

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

- Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.

 I = I1 = I2 = 0,5 (A).

⇒ hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là: U1 = I1.R1 = 0,5.5 = 2,5V

Mà UAB = U1 + U2 = 6V ⇒ U2 = 6 – 2,5 = 3,5 (V).

⇒ 

♦ Dạng 2: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc song song

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song.

º Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.2, trong đó R1 = 10 Ω, ampe kế A1 chỉ 1,2 A, ampe kế A chỉ 1,8 A.

a) Tính hiệu điện thế UAB của đoạn mạch.

b) Tính điện trở R2.

* Lời giải bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9:

a) Vì mạch gồm hai điện trở R1 và R2 ghép song song với nhau và song song với nguồn nên:

 UAB = U2 = U1 = R1.I1 = 10.1,2 = 12 (V).

b) Cường độ dòng điện chạy qua R2 là I2 = I - I1 = 1,8 - 1,2 = 0,6 (A).

⇒ Điện trở R2:

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

- Theo câu a, ta tìm được UAB = 12 (V).

⇒ Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

- Mặt khác ta có: 

 

♦ Dạng 3: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp (nối tiếp + song song)

* Phương pháp giải: Phân tích bài toán đoạn nào mạch mắc nối tiếp để áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp, đoạn nào mạch mắc song song để áp dụng Định luật ôm cho mạch mắc song song.

° Bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.3 (hình dưới), trong đó R1 = 15 Ω, R2 = R3 = 30 Ω, UAB = 12 V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB.

b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

* Lời giải bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9:

° Cách 1:

a) Nhận xét: Đoạn mạch gồm hai đoạn mạch con AM (chỉ gồm R1) ghép nối tiếp với MB (gồm R2 // R3).

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

 

- Với 

; 

- Nên có:

b) Cường độ dòng điện qua điện trở R1 chính là cường độ dòng điện qua mạch chính:

- Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R1 là: U1 = R1.I1 = 15.0,4 = 6 (V).

- Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R2 và R3 là:

 U2 = U3 = UMB = UAB – UAM = 12 – 6 = 6 (V).

- Vì R2 = R3 nên cường độ dòng điện qua R2 và R3 là:

° Cách 2: Áp dụng cho câu b (có sử dụng kết quả câu a)

- Vì R1 ghép nối tiếp với đoạn mạch RMB nên ta có:

 

 (vì MB chứa R2 // R3 nên UMB = U2 = U3).

- Mà U1 + UMB = UAB ⇒

⇒ Cường độ dòng điện qua các điện trở là:

 

 

;

 

 hoặc I3 = I1 - I2 = 0,4 - 0,2 = 0,2 (A).

Hy vọng với bài viết hệ thống Các dạng Bài tập vận dụng Định luật Ôm và lời giải ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Bài tập vận dụng định luật Ôm là một bài hệ thống lại kiến thức về các dạng mạch điện thuộc chương I Vật lý 9. Cunghocvui xin gửi tới các bạn bài tham khảo tổng hợp lý thuyết và các dạng các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm. Hy vọng với bài viết bài 6 bài tập vận dụng định luật Ôm, các bạn sẽ hiểu sâu và áp dụng định luật Ôm vào các bài tập!

A. Một số kiến thức cần phải nhớ để áp dụng vào bài tập vận dụng định luật Ôm

1. Với đoạn mạch được mắc có dạng nối tiếp

Trong đoạn mạch được mắc dạng nối tiếp, ta có một số đặc điểm về điện trở, hiệu điện thế và cường độ của dòng điện như sau:

- Với cường độ dòng điện: Với các đoạn mạch được mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện mạch chính đúng bằng các cường độ mà dòng điện chạy qua các mạch rẽ.

\(I_{AB}=I_{1}=I_{2}=I_{n}\)

- Với hiệu điện thế: Với các đoạn mạch được mắc nối tiếp thì tổng hiệu điện thế ở vị trí các mạch rẽ bằng giá trị hiệu điện thế ở vị trí hai đầu đoạn mạch.

\(U_{AB}=U_{1}+U_{2}+...+U_{n}\)

- Với điện trở tương đương: Với các đoạn mạch được mắc nối tiếp thì điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần có trong đoạn mạch.

\(R_{AB}=R_{1}+R_{2}+...R_{n}\)

2. Với đoạn mạch được mắc dạng song song 

Trong đoạn mạch được mắc dạng song song, ta có một số đặc điểm về điện trở, hiệu điện thế và cường độ của dòng điện như sau:

- Với cường độ dòng điện: Với các đoạn mạch được mắc dạng song song thì cường độ dòng điện mạch bằng tổng các cường độ mà dòng điện chạy qua các mạch rẽ.

\(I_{AB}=I_{1}+I_{2}+...+I_{n}\)

- Với hiệu điện thế: Với các đoạn mạch được mắc dạng song song thì hiệu điện thế ở vị trí giữa hai đầu đoạn mạch đúng bằng các hiệu điện thế giữa các mạch rẽ.

\(U_{AB}=U_{1}=U_{2}=U_{n}\)

- Với điện trở tương đương: Với các đoạn mạch được mắc dạng song song thì nghịch đảo điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo điện trở thành phần có trong đoạn mạch.

\(\dfrac{1}{AB}=\dfrac{1}{R_{1}}+\dfrac{1}{R_{2}}+...+\dfrac{1}{R_{n}}\)

B. Các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm

1. Dạng 1: Dạng mạch hỗn hợp giữa đoạn mạch được mắc kết hợp giữa hai dạng là song song và nối tiếp

a, Cách giải bài tập vận dụng định luật Ôm

Trong đoạn mạch hỗn hợp, ta chia nhỏ đoạn mạch thành nhiều phần sao cho trong mỗi phần của đoạn mạch chỉ có 1 cách mắc. Trên mỗi đoạn mạch thành phần, áp dụng định luật Ôm để tìm các giá trị về điện trở, cường độ của dòng điện và hiệu điện thế.

b, Một số bài tập vận dụng định luật Ôm

Bài 1: Một đoạn mạch được cho dưới dạng hình vẽ (hình 5) được cho với các dữ liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\), \(R_{4}\) và \(R_{5}\) lần lượt nhận các giá trị là \(10\Omega\), \(3\Omega\), \(6\Omega\), \(6\Omega\) và \(4\Omega\). Biết rằng mạch chính có dòng điện chạy qua với một cường độ là 6A. Hỏi qua mỗi điện trở thành phần, dòng điện chạy qua với một cường độ là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải bài tập bài 1 dạng mạch hỗn hợp: 

Điện trở toàn mạch có dạng mắc là [\(R_{1}\) nt (\(R_{2}\) // \(R_{3}\))] // \(R_{4}\) // \(R_{5}\)

- Với nhánh 1 bao gồm đoạn mạch \(R_{1}\) nt (\(R_{2}\) // \(R_{3}\))

Ta có điện trở toàn mạch được tính bằng: \(R_{123}\) = \(R_{1}\) + \(\dfrac{R_{2}.R_{3}}{R_{2}+R_{3}}\) = \(10\) + \(\dfrac{3.6}{3+6}\) = \(12\Omega\)

- Với toàn mạch AB ta có:

\(\dfrac{1}{AB}=\dfrac{1}{R_{123}}+\dfrac{1}{R_{4}}+\dfrac{1}{R_{5}}\) = \(\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{4}\) = \(\dfrac{1}{2}\) => \(R=2\Omega\)

Vậy hiệu điện thế ở vị trí hai đầu đoạn mạch của mạch hỗn hợp AB là: 

\(U_{AB}=I.R_{AB}\) = \(6.2\) = \(6.2\)

Với điện trở \(R_{1}\), dòng điện chạy qua với cường độ là:

\(I_{1}=\dfrac{U_{AB}}{R_{123}}\) = \(\dfrac{2}{3}A\)

Vì \(R_{1}\) nt (\(R_{2}\) // \(R_{3}\)) => \(I_{23}=I_{1}\)

Ta có với đoạn mạch gồm hai điện trở là \(R_{2}\) và \(R_{3}\) sẽ có hiệu điện thế là: \(U_{23}=I_{23}.R_{23}\) = \(1.2\) = \(2V\)

Trong đoạn mạch \(R_{2}\) // \(R_{3}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{12}=\dfrac{U_{23}}{R_{2}}\) = \(\dfrac{2}{3}A\), \(I_{3}=\dfrac{U_{23}}{R_{3}}\) = \(\dfrac{1}{3}A\)

Với điện trở \(R_{4}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{4}=\dfrac{U_{4}}{R_{4}}\) = \(\dfrac{12}{6}A\) = \(2A\)

Với điện trở \(R_{5}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{5}=\dfrac{U_{AB}}{R_{5}}\) = \(\dfrac{12}{4}A\) = \(3A\)

Bài 2: Một đoạn mạch được cho dưới dạng hình vẽ (hình dưới) được cho với các dữ liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\), \(R_{4}\) với các giá trị được nhận lần lượt là \(10\Omega\), \(20\Omega\), \(20\Omega\), \(8\Omega\). Biết rằng mạch chính có hiệu điện thế ở vị trí giữa hai đầu đoạn mạch là 12V. Hỏi:

a, Điện trở của toàn mạch điện hỗn hợp là bao nhiêu?

b, Khi đi qua các điện trở thì hiệu điện thế và dòng điện có cường độ là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải bài tập bài 2 dạng mạch hỗn hợp:

Điện trở toàn mạch có dạng mắc là [(\(R_{1}\) nt \(R_{2}\)) // \(R_{3}\))] nt \(R_{4}\)

a, Với nhánh 1 bao gồm đoạn mạch (\(R_{1}\) nt \(R_{2}\)) // \(R_{3}\)

\(R_{123}=\dfrac{(R_{1}+R_{2}).R_{3}}{R_{1}+R_{2}+R_{3}}\) = \(\dfrac{(10+20).30}{10+20+30}\) = \(12\Omega\)

Vì [(\(R_{1}\) nt \(R_{2}\)) // \(R_{3}\))] nt \(R_{4}\) => \(R_{AB}\) = \(R_{123}\) + \(R_{4}\) = \(12+8\) = \(20\Omega\)

b, Vì [(\(R_{1}\) nt \(R_{2}\)) // \(R_{3}\))] nt \(R_{4}\) nên ta có: \(I_{123}\) = \(I_{4}\) = \(\dfrac{U}{R_{AB}}\) = \(\dfrac{12}{20}\) = \(0,6A\)

Vậy khi đi qua điện trở \(R_{4}\) thì hiệu điện thế sẽ bằng: \(U_{4}\) = \(I_{4}\).\(R_{4}\) = \(0,6.8\) = \(4,8V\)

Vì (\(R_{1}\) nt \(R_{2}\)) // \(R_{3}\) => \(U_{123}\) = \(U_{12}\) = \(U_{3}\) = \(U_{AB}\) - \(U_{4}\) = \(12 -4,8\) = \(7,2V\)

Với điện trở \(R_{3}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{3}=\dfrac{U_{3}}{R_{3}}\) = \(\dfrac{7,2}{20}\) = \(0,36A\)

Với điện trở \(R_{1}\) và \(R_{2}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{12}=I_{1}=I_{2}=\dfrac{U_{12}}{R_{1}+R_{2}}\) = \(\dfrac{7,2}{10+20}\) = \(0,24A\)

Vậy khi đi qua điện trở \(R_{1}\) thì hiệu điện thế sẽ bằng: \(U_{1}\) = \(I_{1}\).\(R_{1}\) = \(0,24.10\) = \(2,4V\)

Vậy khi đi qua điện trở \(R_{2}\) thì hiệu điện thế sẽ bằng: \(U_{2}\) = \(U_{12}\) -  \(U_{1}\) = \(7,2-2.4\) = \(4,8V\)

Bài 3: Với một mạch điện như hình vẽ (phía dưới) được cho với các dữ liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\), \(R_{4}\) với các giá trị được nhận lần lượt là \(8\Omega\), \(4\Omega\), \(4\Omega\), \(6\Omega\). Biết rằng mạch chính có hiệu điện thế ở vị trí giữa hai đầu đoạn mạch là 6V. Giả sử ampe kế, dây dẫn và khóa K có điện trở là không đáng kể thì điện trở của toàn mạch AB và ampe kế có chỉ số là bao nhiêu khi khóa K trong tình trạng đóng và mở?

Hướng dẫn giải bài tập bài 3:

a, Trường hợp 1: Khi khóa K trong tình trạng mở thì sơ đồ mạch sẽ được chuyển sang dạng như sau:

Đoạn mạch có dạng [(\(R_{1}\)nt \(R_{2}\)) // \(R_{4}\)] nt \(R_{3}\)

Với nhánh 1 bao gồm đoạn mạch [(\(R_{1}\)nt \(R_{2}\)) // \(R_{4}\)]

\(R_{124}=\dfrac{(R_{1}+R_{2}).R_{4}}{R_{1}+R_{2}+R_{4}}\) = \(\dfrac{(8+4).6}{8+4+6}\) = \(4\Omega\)

Vì [(\(R_{1}\)nt \(R_{2}\)) // \(R_{4}\)] nt \(R_{3}\) => \(R_{AB}=R_{124} +R_{3}\) = \(4+4=8\Omega\)

\(I_{A}=\dfrac{U_{AB}}{R_{AB}}\) = \(\dfrac{6}{8}\) = \(0,75A\)

b, Trường hợp 2: Khi khóa K trong tình trạng đóng thì sơ đồ mạch sẽ được chuyển sang dạng như sau:

Vì \(R_{2}\) = \(R_{3}\) => \(R_{DC}\) = \(\dfrac{R_{3}}{2}\) = \(2\Omega\)

\(R_{AB}=\dfrac{(R_{4}+R_{DC}).R_{1}}{R_{1}+R_{DC}+R_{4}}\) = \(4\Omega\)

\(U_{AB}=\dfrac{R_{DC}}{R_{4}+R_{DC}}.U_{AB}\) = \(1,5V\)

Với điện trở \(R_{3}\) ta có dòng điện chạy qua từng điện trở có cường độ là:

\(I_{3}=I_{A}\) = \(\dfrac{U_{DC}}{R_{3}}\) = \(\dfrac{1,5}{4}\) = \(0,375(A)\)

Bài 4: Một đoạn mạch được cho dưới dạng hình vẽ (hình dưới) được cho với các dữ liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\), \(R_{4}\) và \(R_{5}\) với các giá trị được nhận lần lượt là \(10\Omega\), \(30\Omega\), \(10\Omega\), \(30\Omega\) và \(50\Omega\). Biết rằng mạch chính có hiệu điện thế ở vị trí giữa hai đầu đoạn mạch là 30V. Sáng tỏ rằng qua điện trở \(R_{5}\) thì dòng điện có cường độ bằng 0?

Hướng dẫn giải bài tập bài 5 dạng đoạn mạch hỗn hợp:

Theo sơ đồ của mạch điện ta có:

\(U_{MN}=U_{AN}+U_{MN}\) => \(U_{MN}=U_{AM}-U_{AN}​​\) = \(U_{1}-U_{2}​​\)

Mà ta lại có: \(U_{1}+U_{3}\) = \(U_{2}+U_{4}\) = \(U_{AB}\) 

=> \(U_{1}\) = \(U_{2}\) = \(U_{3}\) = \(U_{4}\) = \(\dfrac{1}{2}\)\(U_{AB}\)  => \(U_{1}-U_{2}​​\) = \(0\)

Vậy qua điện trở \(R_{5}\) thì dòng điện có cường độ bằng 0

2.  Một số câu hỏi trắc nghiệm bài 6 bài tập vận dụng định luật Ôm 

Câu 1: Với một mạch điện được cho bởi hình vẽ với các số liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\) với các giá trị được nhận lần lượt là \(9\Omega\), \(15\Omega\), \(10\Omega\). Biết rằng điện trở \(R_{3}\) có dòng điện chạy qua với một cường độ là 0,3A. Vậy ở vị trí giữa hai đầu mạch điện AB thì hiệu điện thế sẽ nhận giá trị là: 

\(A. 6,5V\)

\(B. 2,5V\)

\(C. 7,5V\)

\(D. 5,5V\)

Câu 2: Với một mạch điện được cho bởi hình vẽ với các số liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\) với các giá trị được nhận lần lượt là \(7\Omega\), \(12\Omega\). Biết rằng trên toàn mạch điện trở nhận giá trị \(R_{AB}=10\Omega\). Vậy ở vị trí \(R_{x}\) sẽ nhận giá trị điện trở bằng bao nhiêu?

\(A. 9\Omega\)

\(B. 5\Omega\)

\(C. 15\Omega\)

\(D. 4\Omega\)

Câu 3: Với một mạch điện được cho bởi hình vẽ với các số liệu như sau: Các điện trở \(R_{1}\), \(R_{2}\), \(R_{3}\)  \(14\Omega\), \(8\Omega\), \(24\Omega\). Trên điện trở \(R_{1}\) có một dòng điện với cường độ là 0,4A chạy qua. Vậy trên điện trở \(R_{2}\) và \(R_{3}\), cường độ của dòng điện chạy qua theo thứ tự lần lượt là bao nhiêu?

A. 0,1A và 0,3A

B. 3A và 1A

C. 0,1A và 0,1A

D. 0,3A và 0,1A

Câu hỏi	1	2	3
Đáp án	C	D	D

Tham khảo thêm >>> Giải bài tập vận dụng định luật Ôm lớp 9 (làm anchor text)

Cunghocvui đã đem đến cho các bạn bài tổng hợp lý thuyết và các dạng bài tập tự luận cũng như tự luận đầy đủ nhất về định luật Ôm thông qua bài viết bài tập vận dụng định luật ôm. Nếu có đóng góp hay thắc mắc gì về bài viết bài 6 bài tập vận dụng định luật Ôm, các bạn hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!