Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều bài 9 Đoạn mạch song song

MỞ ĐẦU 

Chiếc đèn đội đầu ở hình 9.1 có thể điều chỉnh để sáng đồng thời cả hai đèn hoặc chi sáng một đèn. Trong trường hợp này, hai đèn được mặc như thê nào để có thể điều chỉnh được như vậy?

Bài làm chi tiết:

Mắc song song

I. ĐOẠN MẠCH SONG SONG

Câu 1: a) Vẽ vào và sơ đó hình 9.3 khi đóng công tắc và biểu diễn chiều dòng điện trong mạch. 

b) Với chiếu dòng điện đã biểu diễn ở trên, các hạt mang điện sẽ dịch chuyển theo chiều nào trong đoạn mạch song song? Căn cứ vào đó, hãy dự đoán mỗi liên hệ của cường độ dòng điện qua các đoạn mạch khác nhau.

Bài làm chi tiết:

a) Vẽ các mũi tên chỉ chiều dòng điện từ cực dương của nguồn điện qua dây dẫn, qua bóng đèn 1, bóng đèn 2 và về cực âm của nguồn điện. Chiều dòng điện: từ A qua K, qua 1, qua 2, qua B và về nguồn điện.

b) 

• Do các electron di chuyển từ cực dương sang cực âm của nguồn điện, nên chiều dòng điện qua các nhánh của mạch song song cùng chiều. 
• Cường độ dòng điện qua mỗi nhánh phụ thuộc vào điện trở của nhánh đó. Nhánh nào có điện trở nhỏ hơn thì cường độ dòng điện qua nhánh đó lớn hơn. 
• Cường độ dòng điện qua mạch chính là tổng cường độ dòng điện qua các nhánh rẽ, vì tất cả các electron di chuyển qua mạch chính đều phải đi qua các nhánh rẽ.

Câu 2: Mạch điện gồm một nguồn điện, một công tắc, hai điện trở giống nhau mắc song song. Một ampe kế được mắc nối tiếp với một điện trở vào một mạch nhánh. Em hãy vẽ sơ đồ của mạch điện này. Nếu số chỉ của ampe kế là 0,2 A thì cường độ dòng điện trong mạch chính là bao nhiêu?

Bài làm chi tiết:

• I1 = 0,2 (A)
• R1 = R2 => Rtđ = ½ R1 
• U1 = U2 = U = I1 x R1 = 0,2 x 2 x Rtđ
• I = U / Rtđ = 0,2 x 2 x Rtđ / Rtđ = 0,4 (V)

II. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH SONG SONG

Câu 1: Chứng tỏ điện trở tương đương R của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song luôn nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần R1 và R2.

Bài làm chi tiết:

• Sử dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song: 
• R= R1 x R2/ ​ R1 + R2 ​
• ​Chứng minh bất đẳng thức: R < R 1 và R < R 2 ​ 
• Chứng minh: R < R1:

+ Ta có: R= (R1 x R2) / ​ (R1+ R2) ​​ < R1 x R1 / ​ (R1 + R1)​ ​ = R1² ​/ 2R1 ​ = R1 /2 ​ ​ 

+ Vì R1 ​> 0, ta có: 

          R 1/2 ​ ​ < R 1 ​ ⇒ R < R 1 ​ 

• Chứng minh tương tự với R2

Câu 2: Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 3 Ω và R2 = 6 Ω mắc song song.

Bài làm chi tiết:

Rtđ = R1xR2/R1+ R2 = 2 (Ω)

Câu 3: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 20 Ω và R2 = 30 Ω mắc song song vào nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 V. 

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. 

b) Tính cường độ dòng điện trong mạch chính. 

Bài làm chi tiết:

a) Rtđ = 20 x 30 / (20 + 30) = 12 (Ω)

b) I = U/Rtđ = 12/12 = 1 (A)

Câu 4: Biết rằng đèn đội đầu ở hình 9.1 dùng một pin gồm hai đèn mắc song song, hãy trả lời câu hỏi ở hoạt động mở đầu và vẽ sơ đồ mạch điện của đèn này.

Bài làm chi tiết:

Mắc song song

Vận dụng: Có 3 đèn pin, cần mắc các đèn như thế nào để nếu một đèn bị hỏng thì các đèn còn lại vẫn có thể sáng bình thường.

Bài làm chi tiết: 

Mắc song song