Tổng hợp kiến thức ôn thi tuyển sinh môn vật lý lớp 10

CHƯƠNG I. ĐIỆN HỌC
I/. KIẾN THỨC CƠ BẢN.
1.
I

Định luật Ôm cho đoạn mạch riêng lẽ.
U
(1)
R

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 I 

U
R

=> R 

U
I

(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.

R1
R2

I = I1 = I2 = …..= In

(2)

U = U1 + U2 +….+ Un (3)
R = R1 + R2 +….+ Rn
U 1 R1
U
R
hay 1  1

U
R
U 2 R2

I

(4)

I

Rn
I

I

U1

U2

Un

(5)
U

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)
1
1
1
1


 .... 
(8)
R R1 R2
Rn
I 1 R2
I
R

hay 1 

R1
I R1
I2

I1

R1

I2

R2

(9)
In

Rn

Chú ý: + R , R1, R2, ..., Rn
+ Nếu đoạn mạch chỉ có hai điện trở thì:
R

R1 .R2
R1  R2

(8’)

I
U

1


+ Nếu đoạn mạch gồm n điện trở
giống nhau mắc song song thì: I1 = I2 =...= In, I = n I1.
R

R1
n

(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

II11

I = I1 = I2 + I3

R1

R2
R3

UAB = U1 + U2 = U1 + U3.
R AB  R AC  RCB  R1 

b.

I2

A

C

B
I3

R2 .R3
R2  R3

(R1 nt R2) // R3

I1

I2

I = I1 + I3 = I2 + I3
U = U1 + U2 = U3
R

( R1  R2 ).R3
( R1  R2 )  R3

R2

R1
I

B
I3

R3

5.

Điện trở của dây dẫn đồng chất chiều dài l, tiết diện S, điện trở suất 

R

l
S

(10)

Chú ý: Dây dẫn thường có hình trụ, tiết diện là một hình tròn nên S tính bằng công thức: S
= 3,14.r 2  3,14
6.

d2
.

4

Công suất điện.

P  U .I  I 2 .R 

U2
(11)
R

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.
2


+ 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.

A  P.t  U .I .t  I 2 .R.t 

U2
.t
R

(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 =

U2
t (J)
R

(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: H 

Ai
Q
P
.100%  i .100% = i .100 0 0
P
Atp
Qtp

(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:
3


R

U 44

 11()
I
4

R1

Mặt khác:
R = R1 + R2 + R3 = R1 
Suy ra: R1 

R1 R1 11

 R1
2

3
6

I

6.R 6.11

 6()
11
11

R2 = R1 / 2= 3 (  )

I1

R2
I3

I2U

U1

R3

U2

U3

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.

I(A)

(II)
(I)

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,

U(V)

4


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.

R1 

U1
U

; R2  2 . Khi I1 = I2 thì U1 > U2 => R1>R2 vậy (c) sai.
I1
I2

I(A)

I(A)

(II)

(II)
(I)

(I)

I2

I1=I2

I1

U1= U2

U(V)

U1

U2

U(V)

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:

R1

I1

Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song.

I

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
R

U 12

 15()
I 0,8

Ta có:
R .R

R .2 R
2R
R  1 2  1 1  1 
R1  R2 R1  2 R1
3

R2

I2

A
V

+ U -

3.R 3.15
R1 

 22,5()
2
2

R2 = 2R1 = 2.22,5 = 45(  )
b. Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế là:
5


I1 

U1 U

45


 2( A)
R1 R1 22,5

I2 

U2 U
45


 1( A)
R2 R2 45

I = I1 + I2 = 2 + 1 = 3 (A)
Bài 5.
Cho đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 15(  ), R2 = R3 =30(  ) mắc song song với
nhau.
a.

Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b.
Biết cường độ dòng điện qua điện trở R1 là 1A. Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu
đoạn mạch và cường độ dòng điện qua điện trở R2 và R3 và cường độ dòng điện qua mạch
chính.
Hướng dẫn:
a.

R R  R1 R3  R1 R2
1
1
1
1



 2 3
R R1 R2 R3
R1 R2 R3

R

R1 R2 R3
 7,5()
R2 R3  R1 R3  R1 R2

b. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
U = U1 = I1 R1 =1.15 = 15 (V)
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2, R3 và cường độ
dòng điện qua mạch chính là:
U
U
15
I2  2  1 
 0,5( A)
R2 R2 30

R1

I1
I

R2

I2

Vì R3 = R2 nên I3 = I2 = 0,5 (A)
I = I1 + I2 + I3 = 3(A)

I3

R3

Bài 6.
Cho mạch điện gồm 3 điện trở R1 = R2 = R3 = r =
36(  )
a.
Có mấy cách mắc ba điện trở này vào mạch? Vẽ sơ
đồ các cách mắc đó.
b.

Tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch nói trên.

+ U r

r

r

Giải:
a.

Vì 3 điện trở giống nhau nên có 4 cách mắc khác nhau. Sơ đồ mắc như hình vẽ.
6


b.

Điện trở tương đương:

Cách 1. RC1 = r + r +r = 3r = 108(  )
Cách 2. RC2

r

r
=  12()
3

Cách 3. RC3 =

r

(r  r ).r
2r

 36.2  24()
(r  r )  r 33

Cách 4. RC4 = r +

r
36
 36 
 54()
2
2

r

Bài 7.

r

Cho mạch điện như hình vẽ.

r

Biết r1= 5  , R2 = 15  , R3 = 12  , Rx có thể thay đổi
được. UAB= 48V.

r

r
r

a.
Khi Rx = 18  . Xác định cường độ dòng điện

chạy qua Rx và hiệu điện thế hai đầu điện trở R3.

b.
Xác định giá trị điện trở Rx để cho cường độ dòng điện chạy qua Rx nhỏ hơn hai lần
cường độ dòng điện chạy qua R1. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính khi đó và
điện trở tương đương của toàn mạch.
Giải.
a. Cường độ dòng điện chạy qua Rx
là: Ix = I3 =
U AB
U AB
48


 1,6( A)
R3 x
R3  Rx 30

I1

R1

I2

R2
B

A
I

I3

R3

Ix

Rx

Hiệu điện thế hai đầu điện trở R3 là:
U3 = I3 .R3 = 1,6. 12 = 19,2(V).
Muốn cường độ dòng điện chạy qua điện trở Rx nhỏ hơn hai lần cường độ dòng điện chạy
qua R1 thì R3 + Rx = 2(R1 + R2) => Rx = 2(R1 + R2) – R3 = 28(  )
Cường độ dòng điện chaỵ qua điện trở R1 là:
I1 

U AB
 2,4( A)
R1  R2

Cường độ dòng điện chaỵ qua điện trở Rx là:
Ix 

U AB
 1,2( A)
R3  R x

Cường độ dòng điện chaỵ qua mạch chính là:
7

I = I1 +Ix = 2,4 + 1,2 = 3,6 (A)
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
RAB=

U AB 4,8

 13,3()
I
3,6

Bài 8.
Cho hai bóng đèn loại (24V – 0,8A) và (24V – 1,2A)
a.

Các kí hiệu trên cho biết điều gì?

b.
Mắc nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 48V. Tính cường độ dòng điện
chạy qua hai đèn và nêu nhận xét về độ sáng của mỗi đèn.
c.
Để hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào và sử dụng hiệu điện
thế là bao nhiêu?
Giải.
a.
Con số 24V cho biết hiệu điện thế định mức của bóng đèn. Khi sử dụng nếu hiệu
điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn lớn hơn 24V thì đèn có thể bị cháy, nếu hiệu điện thế đặt
vào hai đầu bóng đèn nhỏ hơn 24V thì đèn sáng yếu hơống với khi nó sáng bình thường.
Con số 0,8A và 1,2A cho biết giá trị cường độ dòng điện định mức của bóng đèn. Khi sử
dụng bóng đèn đúng giá trị hiệu điện thế định mức thì cường độ dòng điện chạy qua đèn
đúng bằng giá trị cường độ dòng điện định mức.

b.

Điện trở của mỗi bóng đèn tính từ công thức:
R1 

U dm1 2,4

 30()
I dm1 0,8

R2 

U dm2 2,4

 20()
I dm 2 1,2

Khi mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = 30 + 20 = 50(  ).
Cường độ dòng điện qua mỗi đèn:
I = I1 = I2 =

U 48

 0,96( A)
R 50

Ta thấy I1 > Idm1 nên bóng đèn 1 sáng quá mức bình thường nên có thể bị cháy.
I2 < Idm2 nên bóng đèn 2 sáng yếu hơn so với bình thường.
Bài 9.
Cho mạch điện như hình

vẽ. Trong đó R1 = 15(  ), R2 =
3(  ), R3 = 7(  ), R4 = 10(  ),
UAB = 35V
a.
Tính điện trở
đương của toàn mạch.
b.

tương

I2
I

R1

R2

R3

I1
I4

A

D

C

R4
B

Tính cường độ dòng điện qua các điện trở.
8


c.

Tính các hiệu điện thế UAC và UAD.

Giải:
a.

R23 = R2 + R3 = 10(  )

R234 

R23 .R4
10.10

 5()
R23  R4 10  10

RAB = R1 + R234 = 15 + 5 = 20(  )
b.

Cường độ dòng điện qua các điện trở:

I1 = I =

U AB 35


 1,75( A)
R AB 20

UAC = I1 R1 = 1,75.15 = 26,25(V)
UCB = UAB – UAC = 35 – 26,25 = 8,75(V)
I4 

U 4 U CB 8,75


 0,875( A)
R4
R4
10

I2 = I3 = I1 – I4 = 1,75 – 0,875 = 0,875(A)
c.

UAC= I1 R1 = 1,75.15 = 26,25(V)

UAD = UAC + UCD = UAC + I2R2 = 26,25 + 0,875.3 = 28,875(V)
Bài 10.
Trên hình vẽ là một đoạn dây dẫn đồng chất tiết diện đều, hai điểm M và N chia dây
dẫn thành ba đoạn theo tỷ lệ sau: AM =

1
1
AB; AN  AB. Đặt vào hai dầu dây dẫn một hiệu
3

5

điện thế UAB = 45V.
a.

Tính hiệu điện thế UMN.

b.
So sánh hiệu điện thế UAN và
UMB.

A

M

N

B

Giải:
Gọi điện trở của các đoạn AB, MN, AN, MB lần lượt là RAB, RMN, RAN, RMB.
Ta có thể coi dây dẫn AB gồm các điện trở RAM, RMN, RNB mắc nối tiếp với nhau. Vì đoạn
mạch mắc nối tiếp thì hiệu điện thế tỷ lệ với điện trở mà điện trở lại tỷ lệ thuận với chiều
dài nên hiệu điện thế sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài.
a.

Ta có: MN =AB - (AM +NB) = AB – (

AB AB
7


)
AB
3
5
15

U MN RMN MN
7
7
7



 U MN  U AB  .45  21(V )
U AB
R AB
AB 15
15
15

b.

Tương tự ta có:
9


U AN
AN 4
4


  U AN  U AB  36(V )
U AB
AB 5
5
U MB MB 2
2

  U MB  U AB  30(V )
U AB
AB 3
3

Tỷ số:

U AN 36

 1,2  U AN  1,2U MB
U MB 30

Bài 11.
Cho mạch điện như hình vẽ. MN là biến trở con chạy C. Lúc đầu đẩy con chạy C về
sát N để biến trở có điện trở lớn nhất.
C
a.
Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì
độ sáng bóng đèn thay đổi thế nào?
+ M
N
b.

Bóng đèn ghi (12V – 6W). Điện trở toàn
phần của biến trở là R = 52(  ) và con chạy C nằm
chính giữa MN. Hiệu điện thế do nguồn cung cấp
là 25V. Bóng đèn sáng bình thường không? Tại
sao?

Rđ

Giải:
a.
Khi dịch chuyển con chạy C về phía M thì điện trở của biến trở giảm làm cho điện
trở tương đương của toàn mạch giảm (R = Rđ + Rb). Kết quả là cường độ dòng điện qua
đèn tăng dần (I = U / R), đèn sáng dần lên.
b.
Đèn sáng bình thường khi Uđ = Uđm hoặc Iđ = Iđm. Vì C nằm chính giữa MN nên
phần điện trở của biến trở có dòng điện chạy qua là Rb = R / 2 = 52 / 2 = 26(  ).
Điện trở của bóng đèn tính từ công thức: Rd 

U 2 dm
12 2

 24()
Pdm
6

Điện trở toàn mạch là: R = Rb + Rđ = 26 + 24 = 50(  )
Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là: Iđ = I =
Cường độ dòng điện định mức của bóng đèn là:

U 25


 0,5( A)
R 50

I dm 

Pdm
6

 0,5( A)
U dm 12

Vì cường độ dòng điện chạy qua đèn đúng bằng cường độ dòng điện định mức nên bóng
đèn sáng bình thường.
Cách khác: Ib = I = U / R = 0,5(A)
Ub = Ib. Rb = 0,5 . 25 = 13(V).
Uđ = U – Ub = 25 – 13 = 12(V) = Uđm vậy đèn sáng bình thường.
Bài 12.
10