Bài 12. Đoạn mạch nối tiếp, song song Vở thực hành Khoa học tự nhiên 9

12.1

Có hai bóng đèn, một số dây nối, nguồn điện. Mắc các đèn như thế nào vào hai cực của nguồn điện mà khi một bóng đèn bị cháy thì bóng đèn kia vẫn sáng? Vẽ sơ đồ mạch điện

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết:

Mắc các đèn song song với nhau vào hai cực của nguồn điện mà khi một bóng đèn bị cháy thì bóng đèn kia vẫn sáng

12.2

Quan sát thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm của đoạn mạch nối tiếp (Hình 12.2 SGK KHTN 9) và thực hiện yêu cầu sau: Rút ra kết luận về cường độ dòng điện tại mọi điểm trong đoạn mạch nối tiếp

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm, quan sát và trả lời câu hỏi

Lời giải chi tiết:

Cường độ dòng điện tại mọi điểm trong đoạn mạch nối tiếp đều như nhau

12.3

Có hai điện trở \({R_1} = 2\Omega ,{R_2} = 3\Omega \) được mắc nối tiếp. Biết cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁ là 1 A. Xác định:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

c) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch

Phương pháp giải:

a) Áp dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp: \({R_{td}} = {R_1} + {R_2}\)

b) Áp dụng công thức của Định luật Ohm: U = I.R

c) Áp dụng công thức tính hiệu điện thế của đoạn mạch nối tiếp: \(U = {U_1} + {U_2}\)  hoặc U = I.R_tđ

Lời giải chi tiết:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: \({R_{td}} = {R_1} + {R_2} = 2 + 3 = 5\Omega \)

b) Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ là: \({U_1} = I.{R_1} = 1.2 = 2V\)

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₂ là: \({U_2} = I.{R_2} = 1.3 = 3V\)

c) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: \(U = {U_1} + {U_2} = 2 + 3 = 5V\)

12.4

Quan sát thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm của đoạn mạch song song (Hình 12.4 SGK KHTN 9) và thực hiện yêu cầu sau: So sánh cường độ dòng điện trong mạch chính và tổng cường độ dòng điện trong các mạch nhánh

Phương pháp giải:

Thực hiện thí nghiệm và đưa ra nhận xét

Lời giải chi tiết:

Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong các mạch nhánh

12.5

Hai điện trở 20 \(\Omega \) và 40 \(\Omega \) được mắc song song vào mạch điện có hiệu điện thế là 24 V

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính

Phương pháp giải:

a) Áp dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song: \({R_{td}} = \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\)

b) Áp dụng công thức tính cường độ dòng điện của đoạn mạch song song: \(I = {I_1} + {I_2}\) hoặc \(I = \frac{U}{{{R_{td}}}}\)

Lời giải chi tiết:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: \({R_{td}} = \frac{{{R_1}.{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{20.40}}{{20 + 40}} = \frac{{40}}{3}\Omega \)

b) Cường độ dòng điện trong mạch chính là: \(I = \frac{U}{{{R_{td}}}} = \frac{{24}}{{\frac{{40}}{3}}} = 1,8A\)

12.6

Giải thích vì sao các thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn, ti vi, tủ lạnh,... sử dụng trong gia đình lại được mắc song song.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đoạn mạch nối tiếp, song song

Lời giải chi tiết:

Các thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn, ti vi, tủ lạnh,... sử dụng trong gia đình lại được mắc song song vì:

- Điện áp ổn định: Khi các thiết bị được mắc song song, mỗi thiết bị sẽ nhận được một điện áp ổn định bằng với điện áp của nguồn điện. Điều này là quan trọng vì hầu hết các thiết bị điện trong gia đình đều được thiết kế để hoạt động ở một mức điện áp cố định (ví dụ: 220V). Nếu mắc nối tiếp, điện áp sẽ được chia sẻ giữa các thiết bị, khiến chúng không hoạt động đúng cách.

- Hoạt động độc lập: Khi các thiết bị được mắc song song, chúng có thể hoạt động độc lập với nhau. Điều này có nghĩa là bạn có thể tắt hoặc bật một thiết bị mà không ảnh hưởng đến các thiết bị khác. Nếu các thiết bị được mắc nối tiếp, khi một thiết bị bị tắt hoặc hỏng, dòng điện sẽ không thể tiếp tục chạy qua, dẫn đến việc các thiết bị khác cũng không hoạt động.

- An toàn và tiện lợi: Mắc song song giúp đảm bảo rằng nếu có sự cố xảy ra với một thiết bị (như bị hỏng hoặc quá tải), các thiết bị khác vẫn có thể hoạt động bình thường. Điều này tăng cường tính an toàn và tiện lợi trong việc sử dụng điện trong gia đình.

12.7

Đánh dấu x vào ô trống trước nhận định đúng.

1. Các điện trở mắc nối tiếp đều chung nhau điểm đầu và chung nhau điểm cuối.

2. Cường độ dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp là như nhau.

3. Các điện trở mắc nối tiếp thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là như nhau.

4. Các điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với độ lớn giá trị điện trở.

5. Các điện trở mắc song song thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là như nhau.

6. Một đoạn mạch gồm nhiều điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở là như nhau.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đoạn mạch nối tiếp, song song

Lời giải chi tiết:

❌ 1. Các điện trở mắc nối tiếp đều chung nhau điểm đầu và chung nhau điểm cuối.

✔️ 2. Cường độ dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp là như nhau.

❌ 3. Các điện trở mắc nối tiếp thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là như nhau.

✔️ 4. Các điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với độ lớn giá trị điện trở.

✔️ 5. Các điện trở mắc song song thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là như nhau.

❌ 6. Một đoạn mạch gồm nhiều điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở là như nhau.

12.8

Một đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ = 1,5R₁ mắc nối tiếp với nhau. Cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này thì thấy hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ là 3 V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu?

A. 1,5 V.

B. 3 V.

C. 4,5 V.

D. 7,5 V.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đoạn mạch nối tiếp, song song

Lời giải chi tiết:

Một đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ = 1,5R₁ mắc nối tiếp với nhau nên ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{{{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{{R_2}}}{{{R_1}}} = 1,5 \Rightarrow {U_2} = 1,5.3 = 4,5V\\ \Rightarrow U = {U_1} + {U_2} = 3\,V + 4,5\,V = 7,5\,V\end{array}\)

Đáp án D

12.9

Cho sơ đồ mạch điện như hình bên, biết R₁ = 10 Ω; R₂ = 10 Ω; R₃ = 15 Ω và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U = 24 V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đoạn mạch nối tiếp, song song

Lời giải chi tiết:

a)

\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{R_{12}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} \Rightarrow \frac{1}{{{R_{12}}}} = \frac{1}{{10}} + \frac{1}{{10}} = \frac{2}{{10}} = \frac{1}{5} \Rightarrow {R_{12}} = 5\,{\rm{\Omega }}\\{R_{td}} = {R_{12}} + {R_3} = 5\,{\rm{\Omega }} + 15\,{\rm{\Omega }} = 20\,{\rm{\Omega }}\end{array}\)

b)

\(I = \frac{U}{{{R_{td}}}} = \frac{{24\,}}{{20\,}} = 1,2\,A\)