Phương pháp tư duy giải các bài tập định luật Ôm, vật lí phổ thông
Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch có trong chương trình vật lí lớp 9, mãi đến chương trình vật lí lớp 11 mới được nhắc lại nên nhiều em mất hết cách tư duy giải loại bài tập này. Dưới dây là hướng dẫn cơ bản để các em biết cách tư duy giải bài tập định luật Ôm.

Muốn giải các bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch trước hết nhớ rõ mối liên hệ giữa các I, U cho ba loại mạch chính sau

Loại mạch gồm các điện trở nối tiếp:

Dòng điện giống như dòng nước chảy A → B, dòng qua R₁ có cường độ I₁; tương tự có I₂; I₃; I là cường độ dòng điện mạch chính (dòng đi từ A)
Ta thấy dòng đi từ A → B: không bị phân nhánh lần nào

=> I = I₁ = I₂ = I₃
R$_{AB}$ = R₁ + R₂ + R₃
=> I × R$_{AB}$ = I₁R₁ + I₂R₂ + I₃R₃ => U$_{AB}$ = U₁ + U₂ + U₃​

Loại mạch gồm các điện trở mắc song song (mạch nhánh)

Điểm nút (M; N) là giao của tối thiểu 2 nhánh. Dòng điện từ mạch chính đi vào điểm nút sẽ bị rẽ nhánh, mối liên hệ giữa dòng điện mạch chính và mạch nhánh thông qua quy tắc điểm nút

Quy tắc điểm nút: tổng dòng đi vào điểm nút = tổng dòng đi ra khỏi điểm nút

Điện trở tương đương của mạch song song: $R_{AB}=\dfrac{tích}{tổng}$

• Mạch có R₁//R₂ =>

R$_{12}$ = $\dfrac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$
I = I₁ + I₂ => U = U₁ = U₂ = U$_{12}$​

• Mạch có R₁//R₂//R₃ =>

R$_{123}$ = $\dfrac{R_1R_2R_3}{R_1R_2 + R_2R_3+R_3R_1}$
I = I₁ + I₂ + I₃ => U = U₁ = U₂ = U₃ = U$_{123}$​

Loại mạch hỗn hợp R₁ nt (R₂//R₃)

$R_{23}=\dfrac{R_2R_3}{R_2+R_3}$ => R$_{AB}$ = R₁ + R$_{23}$​

Đoạn mạch trên tương đương với mạch R₁ nt R$_{23}$ =>

I = I₁ = I$_{23}$ = I₂ + I₃ = $\dfrac{U_{AB}}{R_{AB}}$ = $\dfrac{U_1}{R_1}$
U₁ + U$_{23}$ = U
R₂//R₃ => U₂ = U₃ = U$_{23}$ = I$_{23}$R$_{23}$ = I₂R₂ = I₃R₃​

Tư duy giải các bài toán định luật Ôm cơ bản
phần lớn các bài toán định luật Ôm đối với đoạn mạch cơ bản (chứa R) đều xoay quanh vấn đề tính I (tương đương với xác định số chỉ của Ampe kế) tính U (tương đương với xác định số chỉ của vôn kế) và tính điện trở R.
Hai cách tư duy để giải bài tập đinh luật ôm tìm I (hoặc U hoặc R)

• Cách 1: tính trực tiếp I (hoặc U hoặc R) theo định luật Ôm: I = U/R
• Cách 2: tính gián tiếp I (hoặc U hoặc R) theo tính chất của mạch chứa I, U, R (song song, nối tiếp, hỗn hợp)

Áp dụng hình vẽ 1 cho tất cả các bài tập dưới đây (biết ampe kế là lý tưởng)

Bài tập 1: R₁ = 3Ω; R₂ = 6Ω; R₃ = 12Ω, U$_{AB}$ = 14V
a/ Tính điện trở tương đương của đoạn
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết

Hướng dẫn:
Bước 1: tính các giá trị tính được ngay
R$_{23}$ = R₂R₃/(R₂ + R₃) = 4Ω => R$_{AB}$ = 7Ω => I = 2A
Bước 2: tính các giá trị yêu cầu của đầu bài theo phương pháp tư duy 2 cách ở trên.
Tính trực tiếp I₁ = U₁/R₁ (không được vì U₁ chưa biết có thể xác định U₁ qua U$_{23}$ và U$_{AB}$ nhưng cũng không ổn)
Tính gián tiếp I₁ = I = 2A => U₁ = I₁R₁ = 6V
Tính trực tiếp I₂ = U₂/R₂ (trong đó U₂ = U₃ = U$_{23}$ = U – U₁ => xong)

Bài tập vận dụng mạch hỗn hợp với phương pháp tư duy 2 cách.
Bài tập 2: R₁ = 4Ω; R₂ = 3Ω; R₃ = 6Ω, U$_{MN}$ = 9V
a/ Tính điện trở tương đương của đoạn
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
Bài tập 3: R₁ = 1,5Ω; R₂ = 3R₃ = 18Ω; ampe kế A₁ chỉ 1A.
a/ Tính điện trở tương đương và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
Bài tập 4: R₁ = 1,5Ω; 3R₂ = R₃ = 18Ω; ampe kế A₂ chỉ 1A.
a/ Tính điện trở tương đương và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
Bài tập 5: 7,5R₁ = 2R₂ = 3R₃ = 18Ω; ampe kế A₃ chỉ 0,5A.
Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
Bài tập 6: R₁ = R₂ = R₃ = R, U$_{AB}$ = 12V; ampe kế A₃ chỉ 1A.
a/ Xác định R.
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
Bài tập 7: R₁ = 4Ω; R₂ = 3R₃ = R; U$_{AB}$ = 12V; U$_{MN }$= 6V
a/ Xác định R
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
Bài tập 8: R₂ = 3R₃ = 12Ω; U$_{AB}$ = 12V; U$_{MN }$= 6V
a/ Xác định R₁
b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 11 chương dòng điện không đổi

nguồn: vật lí phổ thông