Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều bài 8 Đoạn mạch nối tiếp

MỞ ĐẦU 

Vì sao các đèn LED trong đoạn mạch điện trang trí như hình 8.1 có thể đồng loạt thay đổi độ sáng? 

Bài làm chi tiết:

• Nguồn điện điều chỉnh có thể thay đổi điện áp cung cấp cho các đèn LED. 
• Bộ điều khiển LED có thể thay đổi cường độ dòng điện chạy qua các đèn LED. 
• Khi điện áp hoặc cường độ dòng điện thay đổi, độ sáng của tất cả các đèn LED trong mạch sẽ đồng loạt thay đổi.

I. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

Câu 1: Vẽ sơ đồ hình 8.3 khi đóng công tắc và biểu diễn chiều dòng điện trong mạch.

Bài làm chi tiết:

Câu 2: Với mạch điện hình 8.2, nếu một đèn trong mạch bị đứt dây tóc và không sáng, đèn còn lại có sáng không? Vì sao?

Bài làm chi tiết:

Dựa vào hình ảnh sơ đồ mạch điện bạn gửi, đèn còn lại sẽ không sáng nếu một đèn trong mạch bị đứt dây tóc và không sáng. Vì:

+ Sơ đồ mạch điện trong hình là mạch điện nối tiếp. 

+ Mạch điện nối tiếp là mạch điện chỉ có một đường đi cho dòng điện. 

Câu 3: Vẽ sơ đồ mạch điện nguồn một nguồn điện, công tắc, một bóng đèn và một điện trở mắc nối tiếp

Bài làm chi tiết:

Câu 4: Dòng điện trong kim loại là dòng các electron chuyển dời ngược chiều dòng điện. Trong đoạn mạch MN hình 8.4, các electron dịch chuyển qua các điện trở và các ampe kế theo chiều từ N tới M. Căn cứ vào đó, hãy dự đoán mối liên hệ của cường độ dòng điện tại các điểm khác nhau trong đoạn mạch nối tiếp.

Bài làm chi tiết:

Cường độ dòng điện tại mọi điểm trong đoạn mạch nối tiếp đều có giá trị như nhau.

Câu 5: Cho mạch điện gồm hai điện trở R, và R, mắc nối tiếp. Biết R₁ = 3 Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ là U₁ = 3 V. Xác định cường độ dòng điện chạy qua R₂

Bài làm chi tiết:

Rtđ = R1 + R2

=> I1 = U1/R1 = 1 (A)

=> I = I1 = I2 = 1 (A)

II. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

Câu 1: Dựa vào kiến thức đã biết về dòng điện và điện trở, lập luận để so sánh độ lớn điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp với độ lớn của mỗi điện trở thành phần.

Bài làm chi tiết:

Câu 2: Cho ba điện trở R₁ = 3 Ω, R₂ = 4 Ω và R₃ = 6 Ω. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm ba điện trở này mắc nối tiếp.

Bài làm chi tiết:

Rtđ = R1 + R2 + R3 = 3 + 4 + 6 = 3 + 4 + 6 = 13 (Ω)

Câu 3: Một mạch điện gồm hai điện trở R₁ = 30 Ω và R₂ = 60 Ω được mắc nối tiếp vào nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 V. 

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

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

Bài làm chi tiết:

a) Rtđ = R1 + R2 = 30 + 60 = 90 (Ω)

I = U /Rtđ = 12 / 90 = 2/15 (A) = I1 = I2

b) U1 = I1 x R1 = 2/15 x 30 = 4 (V)

U2 = I2 x R2 = 2/15 x 60 = 8 (V)

Câu 4: Biết rằng dây đèn trang trí trong hình 8.1 là một mạch điện gồm các đèn mắc nối tiếp. Hãy trả lời câu hỏi được đặt ra ở hoạt động mở đầu.

Bài làm chi tiết:

• Nếu bạn sử dụng nguồn điện 12V để cung cấp cho 10 đèn LED mắc nối tiếp, mỗi đèn LED sẽ nhận được 1,2V. 
• Nếu bạn sử dụng bộ điều khiển LED để giảm điện áp xuống 6V, mỗi đèn LED sẽ chỉ nhận được 0,6V. 
• Do đó, độ sáng của tất cả các đèn LED sẽ giảm xuống một nửa.

Vận dụng: Nêu tác dụng của cầu chì và từ đó cho biết cầu chì được mắc như thế nào với các thiết bị điện cần được bảo vệ.

Bài làm chi tiết: 

Tác dụng của cầu chì:

+ Cầu chì là một thiết bị điện có chức năng bảo vệ các thiết bị điện khỏi nguy cơ cháy nổ do quá tải hoặc chập điện. 

+ Cầu chì hoạt động dựa trên nguyên tắc nóng chảy của dây chì.

+ Khi dòng điện chạy qua cầu chì vượt quá mức cho phép, dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch điện, ngăn chặn dòng điện tiếp tục chảy và gây nguy hiểm cho các thiết bị điện.

Cách mắc cầu chì với các thiết bị điện: Cầu chì được mắc nối tiếp với các thiết bị điện cần được bảo vệ. Có hai cách mắc cầu chì phổ biến: 

+ Cách 1: Mắc cầu chì vào dây nóng của nguồn điện. 

+ Cách 2: Mắc cầu chì vào dây pha của nguồn điện.