Đơn giản là vì vôn kế dùng để đo hiệu điện thế trong mạch. Trong mạch song song thì hiệu điện thế bằng nhau nên mắc song song để đo hiệu điện thế của mạch Theo thiết kế thì Vôn kế có điện trở rất lớn. Nếu mắc vôn kế nối tiếp mạch thì dòng điện sẽ không chạy ra được vì điện trở của Vôn kế quá lớn [ I = U/R, R rất lớn, U không đổi thì I xem như bằng 0] Như vậy sẽ không đo được điện áp của đoạn mạch chạy qua Ampe kế thì ngược lại. Trong mạch nối tiếp thì cường độ dòng điện bằng nhau, nên phải lắp ampe kế nối tiếp để đo cường độ dòng điện
Nếu mắc Ampe kế song song thì trong mạch cũng ko có dòng chạy qua, do điện trở của Ampe kế được thiết kế vô cùng nhỏ nên dòng sẽ " ưu tiên" chạy qua Ampe kế chứ ko chạy qua mạch cần đo, lúc đó ta cũng ko đo được dòng của mạch cần đo
Chú ý: Tham khảo thêm các bài bên dưới! Thấy hay thì like và chia sẻ ngay nhé.
6. Cho biết cách mắc vôn kế, ampe kế để đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch điện.
Cách mắc vôn kế [mắc song song với dụng cụ điện]: Ở mạch điện cần đo hiệu điện thế, chốt [+] của vôn kế được nối với cực [+] của nguồn qua khóa K, chốt [-] của vôn kế nối với cực [-] của nguồn.
Cách mắc ampe kế [mắc nối tiếp với dụng cụ điện]: Ở mạch điện cần đo cường độ dòng điện, chốt [+] của ampe kế được nối với cực [+] của nguồn qua khóa K, chốt [-] của ampe kế nối với một đầu của dụng cụ điện. Đầu kia của của dụng cụ điện được nối với cực âm của nguồn.
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
- Ampe kế mắc nối tiếp với điện trở R, để đo dòng điện chạy qua nó, số chỉ của ampe kế là cường độ dòng điện chạy qua R.
- Vôn kế mắc song song với điện trở R, để đo hiệu điện thế hai đầu điện trở R, số chỉ của vô kế là hiệu điện thế hai đầu R.
Quảng cáo
Lưu ý:
+ Nếu điện trở của vôn kế không phải rất lớn [bằng vô cùng] thì dòng điện vẫn chạy qua vôn kế V nên không thể bỏ đoạn mạch chứa vôn kế được.
+ Nếu ampe kế có điện trở đáng kể thì xem ampe kế như một điện trở.
Ví dụ 1: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Trong đó các điện trở R1 = 2Ω, R2 = 3Ω, R3 = 6Ω, các ampe kế có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch UAB = 6V. Tìm số chỉ của các ampe kế.
Hướng dẫn:
Gọi C là giao điểm của [R2, R3], D là giao điểm của [R1, R2]
Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên:
+ A và C có cùng điện thế → chập C và A lại.
+ B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.
Mạch điện được vẽ lại như sau:
Ta có: [R1 // R2 // R3]
Số chỉ ampe kế 1: I = I1 + IA1 ⇒ IA1 = I - I1 = 3A
Số chỉ ampe kế 2: I3 + IA2 = I ⇒ IA2 = I - I3 = 5A
Quảng cáo
Ví dụ 2: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Trong đó các điện trở R1 = 40Ω, R2 = 40Ω, R3 = 30Ω, R4 = 40Ω, ampe kế có điện trở không đáng kể, cường độ dòng điện chạy trong mạch chính I = 1,2 A. Tìm số chỉ của các ampe kế và cường độ dòng điện qua mỗi trở.
Hướng dẫn:
Gọi C là giao điểm của [R2, R3]; D là giao điểm của [R1, R2]
Vì các ampe kế có điện trở không đáng kể nên:
+ A và C có cùng điện thế → chập C và A lại.
+ B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.
Mạch điện được vẽ lại như sau:
Ta có: [[R1 // R2]] // R3
⇒ U = I.RAB = 1,2.20 = 24V
Mà I = I124 + I3 ⇒ I124 = I - I3 = 1,2 - 0,8 = 0,4A = I4 = I12
u12 = I12.R12 = 0,4.20 = 8V
Để tìm số chỉ ampe kế ta dựa vào mạch ban đầu: I = I1 + IA ⇒ IA = I - I1 = 1,2 - 0,2 = 1A
Quảng cáo
Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = 12Ω, R2 = 6Ω, R3 = R4 = 4Ω, UAB = 18V. Biết điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Tìm số chỉ của các ampe kế.
Hướng dẫn:
Gọi C là giao điểm của [R2, R3], D là giao điểm của [R1, R2], E là giao điểm của [R1, R4, A1]. Vì E và C có cùng điện thế → chập C và E lại, B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.
Mạch điện được vẽ lại như sau:
Ta có: [R4 nt [R1 // R2 // R3]]
⇒ R123 = 2Ω ⇒ RAB = R4 + R123 = 6Ω
⇒ U4 = I4.R4 = 3.4 = 12V ⇒ U123 = U - U4 = 6V
Số chỉ ampe kế 1: I4 = I1 + IA1 ⇒ IA1 = I4 - I4 = 2,5A
Số chỉ ampe kế 2: I3 + IA2 = I ⇒ IA2 = I - I3 = 1,5A
Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = R2 = 8Ω, R3 = 12Ω, R4 = 24Ω, R5 = 1,2Ω, RA = 0, UAB = 24V. Tính:
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Cường độ dòng điện qua các điện trở.
c. Số chỉ ampe kế.
Hướng dẫn:
Gọi C là giao điểm của [R1, R2], D là giao điểm của [R3, R4]
Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên C và D có cùng điện thế → chập C và D lại.
Mạch điện được vẽ lại như sau:
a. Ta có: [[R1 // R3] nt [R2 // R4]] nt R5
→ R = R13 + R24 + R5 = 4,8 + 6 + 1,2 = 12Ω
b.
⇒ I13 = I24 = I5 = I = 2A
Cường độ dòng điện qua R1 và R3:
Cường độ dòng điện qua R2 và R4:
c. Giả sử chiều dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D [như hình vẽ]. Khi đó tại nút C ta có: I1 = IA + I2 ⇒ IA = I1 - I2 = 1,2 - 1,5 = -0,3A . Dấu " - " chứng chỏ rằng: dòng điện phải chạy từ D đến C và số chỉ của ampe kế là 0,3A.
Ví dụ 5:Cho mạch điện như hình vẽ: trong đó R1 = 8Ω, R2 = 12Ω, R3 = 3Ω, R5 = 4Ω. R4 là biến trở. Biết UAB = 34V và RV rất lớn.
1. Với R4 = 3Ω. Tính:
a. RAB.
b. Cường độ dòng điện ở mạch chính.
c. Số chỉ vôn kế. Cực dương Vôn kế phải nối với điểm nào?
2. Điều chỉnh R4 để [V] chỉ 0V. Tính R4.
Hướng dẫn:
Vì vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện không chạy qua vôn kế. Mạch điện được vẽ lại như sau:
1. Với R4 = 3Ω.
a] Ta có: R5 nt [[R1 nt R2] // [R3 nt R4] ]
R12 = R1 + R2 = 18Ω, R34 = R3 + R4 = 6Ω
→ R = R5 + R1234 = 4 + 4,5 = 8,5Ω
b. Cường độ dòng điện trong mạch chính:
c. I5 = I1234 = I = 4A → U5 = I5.R5 = 4.4 = 16V ⇒ U1234 = U - u5 = 18V
Từ hình vẽ ta có: UMN = UMC + UCN = -R1I1 + R3I3 = -6.1 + 3.3 = 3V
Mà: nên cực dương của [V] mắc với M và cực âm mắc với N.
2. Điều chỉnh R4 để [V] chỉ 0V
Ta có: UMN = UMC + UCN = – UCM + UCN = 0 ⇒ UCM = UCN ⇔ I1R1 = I3R3 [1]
Mặt khác: UMN = UMB + UBN = UMB – UNB = 0 ⇒ UMB = UNB ⇔ I1R2 = I3R4 [2]
Lấy [1] chia [2] ta được:
Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10Ω, UAB = 30V, RA = 0. Tìm:
a. RAB.
b. Cường độ dòng điện qua các điện trở.
c. Số chỉ Ampe kế
Hướng dẫn:
Gọi C là giao điểm của [R2, R4, R5], D là giao điểm của [R1, R3, R4]
Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên B và C có cùng điện thế → chập C và B lại [dòng điện không chạy qua R5 nên I5 = 0] . Mạch điện được vẽ lại như sau:
a] Ta có: [[R3 // R4] nt R1] // R2
b]
+ Ta có U134 = U2 = UAB = 30V
+ Dòng điện chạy qua đoạn R2:
+ Dòng điện chạy qua đoạn R1 – R34:
Lại có: I1 = I34 = I134 = 2A nên: U34 = UAB – U1 = UAB – I1R1 = 30 – 2.10 = 10V
Vì U3 = U4 = U340 = 10V, mà R3 = R4 = 10Ω
c] Để tìm số chỉ ampe kế A ta phải tìm I2 và I4, sau đó xác định chiều của I4 rồi suy ra số chỉ của A.
Ta có: I1 > I3 nên từ mạch gốc, ta thấy tại D dòng qua I4 phải có chiều từ D đến C vậy I2 và I4 qua chảy qua A nên: IA = I2 + I4 = 3 + 1 = 4 A.
Bài 1: Cho mạch điện có sơ đồ như hình. Biết R1 = 10Ω và R2 = 3R3. Ampe kế A1 chỉ 4A. Tìm số chỉ của các ampe kế A2 và A3.
Ta có: U23 = U2 = U3 ⇔ I2.R2 = I3.R3 ⇔ I2.3R3 = I3.R3 ⇒ I3 = 3I2
Lại có: I = I1 = I2 + I3 ⇔ 4 = I2 + 3I2 ⇒ I2 = 1A ⇒ I3 = 3A
Bài 2: R1 = R3 =30Ω, R2 = 5Ω, R4 = 15Ω, RA = 0, UAB = 90V, RV rất lớn. Hình bên. Tìm:
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Số chỉ ampe kế và vôn kế.
Gọi C là giao điểm của [R1, R3], D là giao điểm của [R2, R3, R4]
Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên B và C có cùng điện thế → chập C và B lại. Vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện không chạy qua vôn kế. Mạch điện được vẽ lại như sau:
a] [R2 nt [R3 // R4]] // R1
b] Ta có U234 = U1 = UAB = 90V
+ Dòng điện chạy qua đoạn R1:
+ Dòng điện chạy qua đoạn R2 – R34:
Lại có: I2 = I34 = I234 = 6A nên: U34 = UAB – U2 = UAB – I2.R2 = 90 – 6.5 = 60V
Vì U3 = U4 = U34 = 60V
Số chỉ của ampe kế: IA = I1 + I3 = 3 + 2 = 5 A
Số chỉ của vôn kế: U4 = U34 = 60V
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 18V , R1 = R2 = R3 = 6Ω, R4 = 2Ω. Nối M và B bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ. Tìm số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế.
Khi nối ampe kế vào giữa M và B thì M và B được chập lại, mạch điện được vẽ lại:
[[R3 // R4] nt R1] // R2
⇒ R341 = R34 + R1 = 1,5 + 6 = 7,5Ω
+ Lại có:
⇒ I134 = I - I2 = 5,4 - 3 = 2,4A
+ Vì I134 = I1 = I34 = 2,4 ⇒ U1 = I1.R2 = 2,4.6 = 14,4V
⇒ U34 = U134 - U1 = 3,6V
+ Lại có R4 // R3 ⇒ U3 = U4 = U34 = 3,6 V ⇒ I3 = 0,6 A và I4 = 1,8 A
+ Vì I1 = I3 + I4 = 2,4 A nên dòng qua R3 từ N đến M do vậy: IA = I3 + I2 = 3,6 A
Bài 4: Cho mạch điện như hình:
UMN = 4V; R1 = R2 = 2Ω;
R3 = R4 = R5 = 1Ω; RA ≈ 0; RV = ∞ [rất lớn].
a] Tính RMN.
b] Tính số chỉ của ampe kế và vôn kế.
a] Mạch điện được vẽ lại như hình:
Từ hình thấy: {[[R5 nt R3] // R2] nt R4} // R1
Ta có: R35 = R3 + R5 = 1 + 1 = 2Ω
R4235 = R235 + R4 = 1 + 1 = 2Ω
b] Từ mạch gốc suy ra số chỉ của ampe kế A chính là cường độ dòng I4, theo mạch vẽ lại ta có:
Số chỉ vôn kế V là U3 = I3R3. Lại có: U35 = U - U4 = 4 - 2.1 = 2V
Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Cho biết: R1 = 1Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω, R4 = 5Ω, R5 = 0,5Ω, điện trở vôn kế rất lớn, dây dẫn và khóa K có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là UAB = 20V. Hãy tính điện trở tương đương của mạch toàn mạch, dòng điện qua các điện trở và số chỉ của vôn kế, trong các trường hợp sau:
a] Khóa K đang mở.
b] Đóng khóa K.
a] Khóa K mở, mạch vẽ lại như hình.
RAB = R23-4 + R1 + R5 = 2,5 + 1 + 0,5 = 4Ω
I1 = I5 = I23-4 = 5A ⇒ U23-4 = I23-4.R23-4 = 5.2,5 = 12,5V
Mà: U23 = U4 = U23-4 = 12,5V
Lại có: I4 = I1 - I23 = 5 - 2,5 = 2,5A
Từ hình ban đầu ta suy ra số chỉ của V chính là U4 ⇒ UV = U4 = 12,5V
b] Đóng khóa K, mạch điện như hình. Chập hai điểm A và D lại rồi thực hiện các bước vẽ lại mạch như bài trên ta vẽ được mạch sau:
Ta có:
Ta có: I5 = IAE = I = 8,125A ⇒ UAE = IAE.RAE = 15,9375 = U3 = U12-4
Dòng điện qua R3:
Dòng điện qua đoạn R12-4 là: I12-4 = I - I3 = 8,125 - 5,3125 = 2,8125A ⇒ I12 - I4 = 2,8125A
Hiệu điện thế giữa hai điểm A, C: UAC = U12 = I12.R12 = I4.R12 = 1,875V
Dòng điện qua R1:
Dòng điện qua R2: I2 = I12 - I1 = 2,8125 - 1,875 = 0,93751A
Từ hình ban đầu ta suy ra số chỉ của V chính là U4 ⇒ UV = U4 = I4.R4 = 14,0625V
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
dinh-luat-om-cho-doan-mach-chi-co-dien-tro-r.jsp