Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 30: Vận dụng định luật Ôm giải bài toàn mạch điện một chiều - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 30: Vận dụng định luật Ôm giải bài toàn mạch điện một chiều - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 30. VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM GIẢI BÀI TOÀN MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM E - Định luật Ôm đối với toàn mạch: I E I. R r U I .R E U I.r R r Trong đó E,r là suất điện động và điện trở trong của nguồn. R là điện trở tương đương của mạch ngoài. U,I là hiệu điện thế mạch ngoài và cường độ dòng điện trong mạch. 2 - Công suất tiêu thụ của nguồn điện: Png EI I . R r - Công suất tiêu thụ của mạch ngoài: P U.I I 2 R A P.t U - Hiệu suất của nguồn điện: H ci A Png .t E Ví dụ 1. (Tham khảo THPT QG 2019): Cho mạch điện như hình bên. Biết E1 3V;r1 1;E2 6V;r2 1; R 2,5 . Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối. Số chỉ của ampe kế là A. 0,67 A. B. 2,0 A. C. 2,57 A. D. 4,5 A. Hướng dẫn giải Eb E1 E2 3 6 9 V Hai nguồn mắc nối tiếp với nhau nên ta có: r r r 1 1 2  b 1 2 Chỉ số của ampe kế cho biết cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. Eb 9 Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I A I 2 A R rb 2,5 2 Số chỉ của ampe kế là 2 A. Đáp án B. Ví dụ 2. (THPT QG 2019): Một nguồn điện một chiều có suất điện động 8 V và điện trở trong 1  được nối với điện trở R 15 thành mạch điện kín. Bỏ qua điện trở dây nối. Công suất tỏa nhiệt trên R là A. 3,75 W.B. 1 W.C. 0,25 W.D. 4 W. Hướng dẫn giải E 8 Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I 0,5 A R r 15 1 Công suất tỏa nhiệt trên R là: P I 2 .R 0,52.15 3,75 W Đáp án A. Trang 1
2. Ví dụ 3. (THPT QG 2018): Cho mạch điện như hình bên. Biết E 12V;r 1; R1 5; R2 R3 10 . Bỏ qua điện trở của dây nối. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là A. 10,2 V. B. 4,8 V. C. 9,6 V. D. 7,6 V. Hướng dẫn giải Mạch ngoài gồm R1 / / R2 nt R3 . R1. R2 R3 5. 10 10 Điện trở tương đương của mạch ngoài là: R 4  R1 R2 R3 5 10 10 E 12 Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I 2,4 A R r 4 1 Hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là: U1 U I.R 2,4.4 9,6 V . Đáp án C. Ví dụ 4. (Tham khảo THPT QG 2018): Cho mạch điện có sơ đồ như hình bên: E 12V; R1 4; R2 R3 10 . Bỏ qua điện trở của ampe kế A và dây nối. Số chỉ ampe kế là 0,6 A . Giá trị điện trở trong r của nguồn điện là A. 1,2 .B. 0,5. C. 1,0. D. 0,6. Hướng dẫn giải Mạch ngoài gồm R1 nt R2 / /R3 . R2 .R3 10.10 Điện trở tương đương của mạch ngoài là: R R1 4 9  R2 R3 10 10 Số chỉ của Ampe kế là giá trị cường độ dòng điện chạy qua điện trở R3 , ta có: I3 0,6 A. U2 U3 U23 I3.R3 0,6.10 6 V Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là: U23 U23 6 I I1 I23 1,2 A R23 R2 .R3 10.10 10 10 R2 R3 E 12 Từ định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I 1,2 r 1  R r 9 r Đáp án C. Trang 2
3. Ví dụ 5. (THPT QG 2018): Để xác định suất điện động E của một nguồn điện, một học sinh thắc mắc điện như hình bên (H1). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C , kết quả đo được mô tả bởi 1 đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của (nghịch đảo I số chỉ ampe kế A) vào giá trị R của biến trở như hình bên (H2). Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là A. 5,0 V. B. 3,0 V. C. 4,0 V. D. 2,0 V. Hướng dẫn giải Từ định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: E I R R0 r E I.R I. R0 r Từ đồ thị ta có: 1 1 1 1 + R 80  50 I A E .80 . R0 r I 50 50 50 1 E 1,6 . R0 r (1) 50 1 1 1 1 + R 100  60 I A E .100 . R0 r I 60 60 60 5 1 E . R0 r (2) 3 60 1 E R r 1,6 . 0 1 R r 20  50 0 Từ (1) và (2), ta có: 5 1 E 2 V E . R0 r 2 3 60 Đáp án D. Trang 3