Giải bài tập vật lý 9 bài 4 sbt năm 2024

Với giải sách bài tập Vật lí lớp 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp chi tiết được Giáo viên nhiều năm kinh nghiệm biên soạn bám sát nội dung sách bài tập Vật lí 9 giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 9 Bài 4. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lý lớp 9 bài 4: Đoạn mạch nối tiếp. Đây là tài liệu tham khảo hay được VnDoc.com sưu tầm nhằm giúp quá trình ôn tập và củng cố kiến thức chuẩn bị cho kì thi học kì mới môn Vật lý của các bạn học sinh lớp 9 trở nên thuận lợi hơn. Mời các bạn tham khảo

1. Bài C1 trang 11 sgk vật lí 9

C1. Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1, cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào?

Hướng dẫn:

Trong sơ đồ mạch điện hình 4.1 sgk, các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau

2. Bài C2 trang 11 sgk vật lí 9

C2. Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch nối tiếp R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

Hướng dẫn:

Trong mạch mắc nối tiếp, cường độ dòng điện chạy qua R1 và R2 là như nhau, ta có

I= U1\= U2từ đó suy raU1\= R1R2R2R1R2

3. Bài C3 trang 12 sgk vật lí 9

C3. Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđ của đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là: Rtđ = R1 + R2.

Hướng dẫn:

Trong mạch nối tiếp ta có U = U1 + U2 = IR1 + IR2 = I(R1 + R2).

Mặt khác, U = IRtđ. Từ đó suy ra: Rtđ = R1 + R2.

4. Bài C4 trang 12 sgk vật lí 9

C4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2.

+ Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?

+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?

+ Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? vì sao?

Hướng dẫn:

+ Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.

+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.

+ Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.

5. Bài C5 trang 13 sgk vật lí 9

C5. Cho hai điện trở R1 = R2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a.

1. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

2. Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.

Hướng dẫn:

1. Điện trở tương đương của đoạn mạch đó là Rtđ = R1 + R2 = 20 + 20 = 40Ω.

2. Đoạn mạch mới có ba điện tích mắc nối tiếp nhau, điện trở tương đương của nó là R = R1 + R2 + R3 = 20 + 20 + 20 = 60Ω.

\(\begin{array}{l} {U_1} = {{\rm{I}}_1}{{\rm{R}}_1} = 0,2.5 = 1V;\\ {U_2} = {{\rm{I}}_2}{{\rm{R}}_2} = 0,2.10 = 2V; \end{array}\)

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là:

\({U_{AB}} = {U_1} + {U_2} = 1 + 2 = 3V\)

Cách 2:

Vì R1 nối tiếp R2 nên điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} = 5 + 10 = 15{\rm{\Omega }}\)

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là:

\({U_{AB}} = {\rm{I}}{{\rm{R}}_{t{\rm{d}}}} = 0,2 \times 15 = 3V\)

2. Giải bài 4.2 trang 9 SBT Vật lý 9

Một điện trở 10Ω được mắc vào hiệu điện thế 12V

1. Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó.

2. Muốn kiểm tra kết quả tính ở trên, ta có thể dùng ampe kế để đo. Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được phải có điều kiện gì đối với ampe kế ? Vì sao ?

Phương pháp giải

1. Sử dụng biểu thức định luật Ôm: I=U/R để tính cường độ dòng điện

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

Hướng dẫn giải

1. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là:

I=U/R=12/10=1,2A

2. Điều kiện đối với ampe kế: Ampe kế phải có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch.

Vì: khi đó điện trở của ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở của đoạn mạch. Dòng điện chạy qua ampe kế chính là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đang xét.

3. Giải bài 4.3 trang 9 SBT Vật lý 9

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.1, trong đó điện trờ R1=10Ω, R2=20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 12V

1. Số chỉ của vôn kế và ampe kế là bao nhiêu?

2. Chỉ với hai điện trở trên đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện trong mạch lên gấp ba lần (có thế thay đổi UAB).

Phương pháp giải

1. Tính điện trở tương đương theo công thức:

Rtđ=R1+R2

- Cường độ dòng điện được tính theo công thức:

I=UAB/Rtd

- Áp dụng công thức: U=I.R1 để tính số chỉ của vôn kế

2. Có hai cách thực hiện là giữ nguyên điện trở và giảm hiệu điện thế hoặc giữ nguyên hiệu điện thế và giảm điện trở

Hướng dẫn giải

1. Vôn kế đo giá trị hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1

Ta có: Điện trở tương đương của toàn mạch là

Rtđ=R1+R2=10+20=30Ω

- Cường độ dòng điện trong mạch là:

I=UAB/Rtd=12/30=0,4A

- Số chỉ của vôn kế là:

U=I.R1=0,4.10=4V

Vậy số chỉ của vôn kế là 4V, ampe kế là 0,4A

2. Có 2 cách thực hiện:

Cách 1: Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp nhưng tăng hiệu điện thế của đoạn mạch lên gấp 3 lần

Cách 2: Giảm điện trở tương đương của toàn mạch đi 3 lần bằng cách chỉ mắc điện trở R1 =10Ω ở trong mạch, giữ hiệu điện thế như ban đầu.

4. Giải bài 4.4 trang 9 SBT Vật lý 9

Cho mạch điện có sơ đổ như hình 4.2,trong đó điện trở R1 = 5Ω, R2 = 15Ω, vôn kế chỉ 3V

1. Số chỉ của ampe kế là bao nhiêu?

2. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.

Phương pháp giải

1. Tính số chỉ ampe kế theo công thức;

I=U2/R2

2. Trong đoạn mạch mắc nối tiếp điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần:

UAB=IRtđ=I(R1+R2)

Hướng dẫn giải

1. Số chỉ của ampe kế là: I=U2/R2=315=0,2A

2. Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:

UAB=IRtđ=I(R1+R2)=0,2.20=4V

5. Giải bài 4.5 trang 10 SBT Vật lý 9

Ba điện trở có các giá trị là 10Ω, 20Ω, 30Ω. Có thể mắc các điện trở này như thế nào vào mạch có hiệu điện thế 12V để dòng điện trong mạch có cường độ 0,4A ?

Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.

Phương pháp giải

- Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương:

Rtđ=U/I

- Có 2 cách mắc mạch điện như sơ đồ bên dưới

Hướng dẫn giải

Với U=12V; I=0,4A. Ta có:

- Điện trở của đoạn mạch là:

Rtđ=U/I=120,4=30Ω

- Vậy có ba cách mắc các điện trở đó vào mạch:

+ Cách thứ nhất là chỉ mắc điện trở R=30Ω trong đoạn mạch.

+ Cách thứ hai là mắc hai điện trỏ' R=10Ωvà R=20Ω nối tiếp nhau trong đoạn mạch.

6. Giải bài 4.6 trang 10 SBT Vật lý 9

Cho hai điện trở, R1=20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2=40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp với R2 là:

A.210V B.120V C.90V D.100V

Phương pháp giải

Tính hiệu điện thế tối đa theo công thức:

U=I.Rtđ

Hướng dẫn giải

- Khi R1,R2 mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ. Do đó đoạn mạch này chỉ chịu được cường độ dòng diện tối đa là 1,5A.

Vậy hiệu điện thế tối đa là: U=I.Rtđ=1,5.(20+40)=90V

- Chọn đáp án C

7. Giải bài 4.7 trang 10 SBT Vật lý 9

Ba điện trở R1=5Ω, R2=10Ω, R3=15Ω được mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế 12V

a.Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b.Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.

Phương pháp giải

1. Tính điện trở tương đương theo công thức:

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} + {R_3} \)

2. Áp dụng công thức: U=I.R để tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

Hướng dẫn giải

1. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} + {R_3} = 5 + 10 + 15 = 30\Omega \)

2. Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:

I=U/R=12/30=0,4A

(Vì ba điện trở ghép nối tiếp nên cường độ dòng điện qua mỗi điện trở bằng nhau)

⇒ Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là:

\(\begin{array}{l} {U_1} = I{R_1} = 0,4.5 = 2V\\ {U_2} = I{R_2} = 0,4.10 = 4V\\ {U_3} = I{R_3} = 0,4.15 = 6V \end{array}\)

8. Giải bài 4.8 trang 10 SBT Vật lý 9

Đặt hiệu điện thế U=12V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R1=40Ω và R2=80Ω mắc nối tiếp. Hỏi cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này là bao nhiêu?

A.0,1A B.0,15A

C.0,45A D.0,3A

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: I=U/Rtd để tính cường độ qua mạch

Với: \({R_{td}} = {R_1} + {R_2} \)

Hướng dẫn giải

- Điện trở tương đương của mạch là:

\({R_{td}} = {R_1} + {R_2} = 40 + 80 = 120\)Ω

- Cường độ dòng điện qua mạch là:

I=U/Rtd=12/120=0,1A

- Chọn đáp án A

9. Giải bài 4.9 trang 10 SBT Vật lý 9

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 3V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu ?

A.1.5V. B.3V.

C.4.5V. D.7.5V.

Phương pháp giải

Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch được tính theo công thức:

\(U = {U_1} + {U_2} \) với U2=1,5U1

Hướng dẫn giải

- Ta có:

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

- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là:

\(U = {U_1} + {U_2} = 3 + 4,5 = 7,5V\)

- Chọn đáp án: D

10. Giải bài 4.10 trang 10 SBT Vật lý 9

Phát biểu nào dưới 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.

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

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

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

Phương pháp giải

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

Hướng dẫn giải

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

\=> Phương án C - sai

- Chọn đáp án C

11. Giải bài 4.11 trang 11 SBT Vật lý 9

Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch không có đặc điểm nào dưới đây ?

1. Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở.

2. Đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở.

3. Dòng điện chạy qua các điện trở của đoạn mạch có cùng cường độ.

4. Đoạn mạch gồm những điện trở mắc liên tiếp với nhau và không có mạch rẽ.

Phương pháp giải

Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch có những điểm nối chung của hai hay nhiều điện trở

Hướng dẫn giải

- Vì đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở, nếu có điểm nối chúng của nhiều điện trở thì sẽ có nhiều nhánh rẽ, không phù hợp với đoạn mạch nối tiếp => Đáp án A sai .

- Chọn đáp án A

12. Giải bài 4.12 trang 11 SBT Vật lý 9

Đặt một hiệu điện thế UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tương ứng là U1, U2. Hệ thức nào dưới đây là không đúng?

\(\begin{array}{l} A.\,\,\,{R_{AB}} = {R_1} + {R_2}\\ B.\,\,\,{I_{AB}} = {I_1} = {I_2}\\ C.\,\,\,\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{R_2}}}{{{R_1}}}\\ D.\,\,{U_{AB}} = {U_1} + {U_2} \end{array}\)

Phương pháp giải

Sử dụng biểu thức định luật Ôm: U=I.R để suy ra các hệ thức phù hợp

Hướng dẫn giải

A, B, D - đúng

C - sai vì: \(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{I{R_1}}}{{I{R_2}}} = \frac{{{R_1}}}{{{R_2}}}\)

⇒ Chọn đáp án C

13. Giải bài 4.13 trang 11 SBT Vật lý 9

Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một đoạn mạch có sơ đồ như trên hình 4.5. Khi đóng công tắc K vào vị trí 1 thì ampe kế có số chỉ I1=I, khi chuyển công tắc này sang vị trí số 2 thì ampe kế có số chỉ là I2=I/3, còn khi chuyển K sang vị trí 3 thì ampe kế có số chỉ I3=I/8 . Cho biết R1=3Ω, hãy tính R2 và R3.