1
CHƯƠNG I. ĐIỆN HỌC
I/. KIẾN THỨC CƠ BẢN.
1. Định luật Ôm cho đoạn mạch riêng lẽ.
R
U
I (1)
Trong đó: + I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đo bằng (A)
+ U là hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch đo bằng (V).
+ R là điện trở của đoạn mạch đo bằng (
). 1k
= 103
, 1M
= 106
.
Chí ý: Từ
R
U
I =>
I
U
R (1/) dùng để xác định R khi biết U và I
Hoặc U = I. R (1//) dùng để xác định U khi biết I và R.
Đồ thị sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I và hiệu điện thế U là một đường thẳng đi
qua gốc tọa độ. Khi biết đồ thị thì suy ra được I và U tại một điểm bất kì trên đồ thị.
2. Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp.
I = I1 = I2 = …..= In (2)
U = U1 + U2 +….+ Un (3)
R = R1 + R2 +….+ Rn (4)
2
1
2
1
R
R
U
Uhay
R
R
U
U11 (5)
Chú ý: + R > R1. R2, ..., Rn
+ Nếu R1 = R2 = ...= Rn thì U1 = U2 = ...= Un, R = nR1, U = nU1
3. Định luật Ôm cho đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song.
I = I + I2 +…+ In. (6)
U = U1 = U2 = …..= Un (7)
n
RRRR
1
....
111
21
(8)
1
2
2
1
R
R
I
I hay
1
1
R
R
I
I (9)
Chú ý: + R , R1, R2, ..., Rn
+ Nếu đoạn mạch chỉ có hai điện trở thì:
21
21.
RR
RR
R
(8’)
R
R
R
I
I
I
I
U
1
U
2
U
n
U
R
R
2
R
U
I
I
I
2
I
n
2
+ Nếu đoạn mạch gồm n điện trở
giống nhau mắc song song thì: I1 = I2 =...= In, I = n I1.
n
R
R1
(8’’)
+ RA rất nhỏ, mắc nối tiếp trong mạch điện còn RV rất lớn, mắc // với mạch điện thì A và V
không ảnh hưởng đến mạch điện.
4. Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản.
a. R1 nt (R2 //R3)
I = I1 = I2 + I3
UAB = U1 + U2 = U1 + U3.
32
32
1
.
RR
RR
RRRR CBACAB
b. (R1 nt R2) // R3
I = I1 + I3 = I2 + I3
U = U1 + U2 = U3
321
321
)(
).(
RRR
RRR
R
5. Điện trở của dây dẫn đồng chất chiều dài l, tiết diện S, điện trở suất
S
l
R
(10)
Chú ý: Dây dẫn thường có hình trụ, tiết diện là một hình tròn nên S tính bằng công thức: S
=
4
14,3.14,3
2
2d
r.
6. Công suất điện.
R
U
RIIUP
2
2.. (11)
Chú ý: + Các giá trị định mức: Uđm, Pđm, Iđm.
Khi sử dụng nếu U = Uđm => P = Pđm và I = Iđm thì dụng cụ hoạt động bình thường
Nếu U > Uđm => P > Pđm và I > Iđm thì dụng cụ hoạt động quá mức bình thường, có thể
cháy
Nếu U < Uđm => P < Pđm và I < Iđm thì dụng cụ hoạt động yếu hơn mức bình thường, có thể
không hoạt động và bị cháy.
R
1
R
R
I
2
I
3
I
I
C
C
A
B
I
R
B
R
R
I
I
I
I
3
+ Công suất tiêu thụ trên cả đoạn mạch bằng tổng công suất tiêu thụ trên các đoạn
mạch thành phần.
7. Điện năng – Công của dòng điện.
t
R
U
tRItIUtPA ......
2
2 (12)
Điện năng, công của dòng điện thường dùng đơn vị là Kw.h
Chú ý: Một số đếm của công tơ điện tương ứng với điện năng tiêu thụ là 1 kw.h = 3,6. 106J
8. Định luật Jun – Len xơ.
Q = I2.R.t = =U.I.t = t
R
U2 (J) (13)
1J = 0,24 cal
9. Một số công thức khác có liên quan:
Công thức tính nhiệt lượng mà vật thu vào khi tăng nhiệt độ từ t1 đến t2:
Q = c. m . (t2 – t1) (14)
Trong đó m là khối lượng của vật. c là nhiệt dung riêng của chất làm vật, t1 là nhiệt độ đầu,
t2 là nhiệt độ cuối
Công thức tính hiệu suất: %100.%100.
tp
i
tp
i
Q
Q
A
A
H = 0
0
100.
P
Pi (15)
Thông thường Qi là nhiệt lượng mà nước thu vào để nóng lên, Qtp là nhiệt lượng do dòng
điện tỏa ra. Đoạn mach có bóng đèn thì Pi là công suất của các bóng đèn, Ptp là công suất
của cả mạch điện.
10. Phương pháp chung để giải bài toán vận dụng định luật Ôm:
- Bước 1. Tìm hiểu và tóm tắt đề bài, vẽ sơ đồ mạch điện.
- Bước 2. Phân tích mạch điện, tìm các công thức có liên quan đến các
đại lượng cần tìm.
- Bước 3. Vận dụng các công thức liên quan để giải bài toán.
- Bước 4. Kiểm tra, biện luận kết quả (nếu có).
II/. BÀI TẬP VẬN DỤNG.
Bài 1.
Ba đện trở R1, R2, R3 mắc nối tiếp với nhau vào hai đầu đoạn mạch có hiệu điện thế
44 V. Biết R1 = 2R2 = 3 R3=. Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là 4A. Tính giá trị
các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.
Giải:
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
4
U
R
1
R
2
R
3
I
I
1
I
2
I
3
U
1
U
2
U
3
)(11
4
44
I
U
R
Mặt khác:
R = R1 + R2 + R3 = 1
11
1
6
11
3
2
R
RR
R
Suy ra: )(6
11
11.6
11
.6
1 R
R
R2 = R1 / 2= 3 (
)
R3 = R1 / 3 = 2(
)
Hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là:
U1 = I1. R1 =I. R1 = 4.6 = 24 (V)
Hiệu điện thế hai đầu điện trở R2 là:
U2 = I2 . R2 = I . R2 = 4.3 = 12 (V).
Hiệu điện thế hai đầu điện trở R3 là:
U3 = I3.R3 = I.R3 = 4.2 = 8 (V) hoặc U3 = U – (U1 + U2) =44 – (24 + 12) = 8 (V)
Bài 2.
Từ hai loại điện trở R1 = 10
và R2 = 40
. Hãy chọn và mắc thành một đoạn
mạch nối tiếp để điện trở tương đương của đoạn mạch là 90
.
Giải:
Gọi x và y là số điện trở 10
và 40
cần để mắc vào mạch điện ta có:
10 x + 40 y = 90 => x = 9 – 4y với x, y là số nguyên dương và x
9; y
2 nên ta có ba
phương án để mắc các điện trở trên như sau:
+ y = 0 và x = 9 . (9 điện trở 10
mắc nối tiếp với nhau)
+ y = 1 và x = 5. (1 điện trở 40
với 5 điện trở 10
mắc nối tiếp)
+ y = 2 và x = 1. (2 điện trở 40
và 1 điện trở 10
mắc nối tiếp).
Bài 3.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường
độ dòng điện vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu
mỗi dây dẫn I và II như hình vẽ.
Hãy cho biết thông tin nào dưới đây
là đúng? là sai? Giải thích.
a. Khi đặt vào hai đầu các dây dẫn một hiệu
điện thế bằng nhau thì cường độ dòng điện qua
dây dẫn (II) lớn hơn,
(II)
(I)
I(A)
U(V)
5
A
V
R
1
R
2
+ U
-
I
1
I
2
I
b. Khi dòng điện qua hai dây dẫn bằng nhau thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn
(I) nhỏ hơn.
c. Điện trở của hai dây dẫn này bằng nhau.
Giải.
Nhìn vào đồ thị ta thấy:
a. Khi U1 = U2 thì I2 > I1 vậy (a) đúng
b. Khi I1 = I2 thì U1 > U2 vậy (b) sai
c.
2
2
2
1
1
1;I
U
R
I
U
R . Khi I1 = I2 thì U1 > U2 => R1>R2 vậy (c) sai.
Bài 4.
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R2 = 2R1; vôn kế chỉ 12V; ampekế chỉ 0,8A.
a. Tính R1, R2 và điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế khác có giá trị là 45V thì cường độ
dòng điện qua các điện trở và qua ampekế là bao nhiêu?
Giải:
Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song.
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
)(15
8,0
12 I
U
R
Ta có:

3
2
2
2.. 1
11
11
21
21 R
RR
RR
RR
RR
R
)(5,22
2
15.3
2
.3
1 R
R
R2 = 2R1 = 2.22,5 = 45(
)
b. Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế là:
U(V)
(II)
(I)
I(A)
U
1
= U
2
I
2
I
1
I
1
=I
2
(II)
(I)
I(A)
U
1
U
2
U(V
)