Vậ lý lớp 11 Nguồn điện và mắc nguồn điện thành bộ pot

NGUỒN ĐIỆN.MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ. A.Lí thuyết: I.NGUỒN ĐIỆN: 1.Định nghĩa: -Nguồn điện là một cơ cấu (thiết bị )dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. -Mỗi nguồn điện có cấu tạo gồm hai cực là cực âm và cực dương. 2.Kí hiệu: ( ) ;r ξ Trong đó:- ξ là suất điện động của nguồn -r là điện trở trong của nguồn 3.Suất điện động của nguồn Bên trong nguồn điện có lực là thực hiện công để tách các điện tích âm và điện tích dương trong nguồn tạo thành hai điện cực.Lực lạ thực hiện một công là A.Khi đó,đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện được gọi là suất điện động của nguồn điện.Nó chính là công của lực lạ khi di chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn từ cực âm sang cực dương. A q ξ = II.MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ: 1.Mắc nối tiếp nguồn điện thành bộ: *mắc nối tiếp nguồn điện thành bộ là cách mắc các nguồn điện mà cực dương của nguồn này mắc với cực âm của nguồn kia liên tiếp thành một dãy không phân nhánh.(như hình vẽ) E 1 ,r E 2 ,r E 3 ,r E n ,r E b ,r b *Suất điện động của bộ nguồn là: 1 2 3 b n ξ ξ ξ ξ ξ = + + + + *Điện trở của bộ nguồn là: 1 2 3 b n r r r r r= + + + + Nếu có n nguồn giống hệt nhau ( ;r ξ )thì ta có: . . b b n r n r ξ ξ =   =  2.Mắc song song nguồn điện giống nhau thành bộ: *mắc song song n nguồn điện giống nhau thành bộ là cách mắc các nguồn điện mà cực dương của các nguồn này mắc vào cùng một điểm ,cực âm của các nguồn này mắc vào cùng một điểm.(như hình vẽ) *Suất điện động của bộ nguồn là: 1 2 3 b n ξ ξ ξ ξ ξ ξ = = = = = = *Điện trở của bộ nguồn là: b r r n = 3.Mắc hỗn hợp nguồn điện thành bộ: Nếu có N nguồn giống hệt nhau ( ;r ξ ) được mắc thành m dãy , mỗi dãy có n nguồn (như hình vẽ) thì ta có: E 1 ,r 1 E 2 ,r 2 E 1 ,r 1 E 2 ,r 2 2 2 . . . . . b b N n m n r N r n r r m m N ξ ξ ξ  = =     = = =   Tổng số nguồn trong bộ nguồn: N = n.m 4.Mắc xung đối: *mắc xung đối là cách mắc các máy điện mà cực dương của máy này mắc với cực dương của nguồn kia hoặc cực âm của máy này mắc với cực âm của máy kia hay tổng quát là các cực cùng tên mắc với nhau liên tiếp thành một dãy không phân nhánh.(như hình vẽ) *Suất điện động của bộ nguồn là: 1 2b ξ ξ ξ = − *Điện trở của bộ nguồn là: 1 2b r r r = + Chuyên đề : NGUỒN ĐIỆN.MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ. A. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM: Câu 1:Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho: A.khả năng tích điện cho hai cực của nó B.khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện C.khả năng thực hiện công của nguồn điện D.khả năng tác dụng lực của nguồn điện Câu 2:Trong nguồn điện hóa học có sự chuyển hóa: A.từ nội năng thành điện năng B.từ cơ năng thành điện năng C.từ hóa năng thành điện năng D.từ quang năng thành điện năng Câu 3: Suất điện động của nguồn điện được đo bằng : A.lượng điện tích dịch chuyển qua nguồn điện trong một giây B.công lực lạ thực hiện trong một giây C.công lực lạ thực hiện khi di chuyển một điện tích dương ngược chiều điện trường. D.điện lượng lớn nhất mà nguồn điện có thể cung cấp khi phát điện Câu 4: Trong một mạch điện kín với nguồn điện hóa học thì dòng điện là: A.dòng điện có chiều không đổi nhưng có cường độ dòng điện giảm dần B.dòng điện không đổi. C.dòng điện có chiều không đổi nhưng có cường độ tăng giảm luân phiên D.dòng điện xoay chiều Câu 5: Một nguồn điện với suất điện động ξ ,điện trở trong r mắc với một điện trở ngoài R=r thì cường đọ dòng điện trong mạch là I. I.Nếu thay nguồn này bằng 5 nguồn giống hệt mắc song song nhau thì cường độ dòng điện trong mạch là: A.I’=I B.I’=5I C.I’=I/5 D.I’=5I/3 II.Nếu thay nguồn này bằng 9 nguồn giống hệt mắc nối tiếp nhau thì cường độ dòng điện trong mạch là: A.I’=I B.I’=I/9 C.I’=1,8I D.I’=9I Câu 6: Có n nguồn giống nhau mắc song song, mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r. Công thức nào sau đây đúng? A. E b = E; r b = r B. E b = E; r b = r/n C. E b = n. E; r b = n.r D. E b = n.E; r b = r/n Câu 7: Khi mắc n nguồn nối tiếp, mỗi nguồn có suất đện động E và điện trở trong r giống nhau thì suất điện động và điện trở của bộ nguồn cho bởi biểu thức: A. b b r n và r n = = E E . B. b b và r nr= =E E . C. b b n và r nr = = E E . D. b b r và r n = = E E . Câu 8: Khi mắc song song n dãy, mỗi dãy có m nguồn, mỗi nguồn có suất đện động E và điện trở trong r giống nhau thì suất điện động và điện trở của bộ nguồn cho bởi biểu thức: A. b b nr n và r m = = E E . B. b b nr m và r m = = E E . C. b b mr n và r n = = E E . D. b b mr m và r n = = E E . R n nguồn Hình 9 Câu 9: Cho mạch điện như hình vẽ, các pin giống nhau có cùng suất điện động E 0 và điện trở trong r 0 . Cường độ dòng điện qua mạch chính có biểu thức A. nr + = R E I B. r n + = R E I C. nr n + = R E I D. n r n + = R E I R n nhánh Hình 10 Câu 10: Cho mạch điện như hình vẽ, các pin giống nhau có cùng suất điện động E và điện trở trong r. Cường độ dòng điện qua mạch chính có biểu thức. A. r+ = R E I B. nr+ = R E I C. n r + = R E I D. n r n + = R E I R n nhánh m nguồn Hình 11 Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ, các pin có suất điện động E 0 và điện trở trong r 0 giống nhau. Cường độ dòng điện qua mạch chính có biểu thức A. 0 r m + = R 0 E I B. 0 mr m + = R 0 E I C. n mr m 0 + = R 0 E I D. m nr m 0 + = R 0 E I Câu 12: Mắc bộ nguồn từ a nguồn giống nhau và điện trở của bộ nguồn bằng điện trở của một nguồn thì số a phải là số: A.là một số nguyên. B. là một số lẻ. C. Là một số chẳn. D. là một số chính phương. Câu 13: Muốn mắc ba pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động 3V thành bộ nguồn 6V thì: A.phải ghép hai pin song song và nối tiếp với pin còn lại. B. ghép ba pin song song. C. ghép ba pin nối tiếp. D. không ghép được. Câu 14: Có 6 nguồn điện, mỗi nguồn có suất điện động 3V, điện trở trong 0,5Ω, được mắc thành bộ rồi nối với mạch ngoài có điện trở 1,5Ω thì công suất mạch ngoài bằng 24W. Hỏi các nguồn phải được mắc như thế nào? A. 6 nguồn mắc nối tiếp hoặc hai nhánh song song và mỗi nhánh có 3 nguồn mắc nối tiếp. B. 6 nguồn mắc song song hoặc hai nhánh song song và mỗi nhánh có 3 nguồn mắc nối tiếp. C. 6 nguồn mắc nối tiếp hoặc ba nhánh song song và mỗi nhánh có 2 nguồn mắc nối tiếp. D. 6 nguồn mắc song song hoặc ba nhánh song song và mỗi nhánh có 2 nguồn mắc nối tiếp. Câu 15: Một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, mắc với điện trở ngoài R = r tạo thành một mạch điện kín, khi đó cường độ dòng điện trong mạch là I. Nếu ta thay nguồn điện đó bằng 3 nguồn điện giống hệt nó mắc song song thì cường độ dòng điện trong mạch là A. I B. 1,5I C. I/3 D. 0,75I Câu 16: Một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r mắc với điện trở ngoài R = r tạo thành một mạch điện kín, khi đó cường độ dòng điện trong mạch là I. Nếu ta thay nguồn điện đó bằng 3 nguồn điện giống hệt nó mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch là A. 3I B. 2I C. 1,5I D. I/3 hình 17 Câu 17: Cho bộ nguồn gồm 7 pin mắc như hình vẽ, suất điện động và điện trở trong của các pin giống nhau và bằng E o , r 0 . Ta có thể thay bộ nguồn trên bằng một nguồn có E b và r b là A. E b = 7E o ; r b = 7r 0 B. E b = 5E o ; r b = 7r 0 C. E b = 7E 0 ; r b = 4r 0 D. E b = 5E o ; r b = 4r 0 hình 18 Câu 18:Cho bộ nguồn gồm 12 pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động 2V và điện trở trong 0,5Ω mắc như hình vẽ. Thay 12 pin bằng một nguồn có suất điện động E b và điện trở trong r b có giá trị là bao nhiêu? A. E b = 24V; r b = 12Ω B. E b = 16V; r b = 12Ω C. E b = 24V; r b = 4Ω D. E b = 16V; r b = 3Ω Câu 194: Có 9 pin giống nhau được mắc thành bộ nguốn có số pin trong mỗi dãy bằng số dãy thì thu được bộ nguồn 6V – 1Ω. Suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn. A.2V – 1Ω. B. 2V - 2Ω. C. 2V – 3Ω. D. 6V - 3Ω. Câu 20: Nếu ghép 3 pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động 3V thành một bộ nguồn thì bộ nguồn sẽ không đạt được giá trị suất điện động : A.3V. B. 6V. C. 9V. D. 5V. Câu 21: Nếu ghép 3 pin giống nhau nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 9V và có điện trở trong 2 Ω thành một bộ nguồn thì điện trở trong của bộ nguồn là : A.6Ω. B. 4Ω. C. 3Ω. D. 2Ω. Câu 22: Nếu ghép 3 pin giống nhau nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 3V và có điện trở trong 1 Ω thành một bộ nguồn thì suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là : A.9V và 3Ω. B. 3V và 3Ω. C. 9V và 1/3Ω. D. 3V và 1/3Ω. Câu 202: Nếu song song ghép 3 pin giống nhau, loại 9V - 1 Ω thì suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là A.3V - 3Ω. B. 9V - 3Ω. C. 3V -1Ω. D. 3V - 1/3Ω. Câu 23: Nếu ghép 3 pin giống nhau nối tiếp thu được bộ nguồn 7,5V – 3Ω thì khi mắc ba pin đó song song thu được bộ nguồn: A.2,5V – 1/3Ω. B. 7,5V - 1Ω. C. 7,5V -3Ω. D. 2,5V - 3Ω. Câu 24: Người ta mắc một bộ ba pin giống nhau song song thì thu được một bộ nguồn có suất điện động 9V và điện trở trong 3Ω. Mỗi pin có suất điện động và điện trở trong là: A.27V - 9Ω. B. 9V - 3Ω. C. 9V - 9Ω. D. 3V - 3Ω. Câu 25: Có 10 pin 2,5V, điện trở trong 1Ω mắc thành 2 dãy có số pin bằng nhau. Suất điện động và điện trở trong của bộ pin này là: A.12,5V – 2,5Ω. B. 12,5V - 5Ω. C. 5V – 2,5Ω. D. 5V - 5Ω. Câu 26:Người ta mắc nối tiếp 3 pin có sđđ lần lượt là 2,2V;1,1V;0,9V và các điện trở trong là 0,2 Ω ;0,4 Ω ;0,5 Ω tạo thành nguòn điện cho mạch.Trong mạch có dòng điện cường độ 1A chạy qua.Điện trở ngoài của mạch này : A.5,1 Ω B.4,5 Ω C.3,8 Ω D.3,1 Ω . Câu 27: Có 16 pin mỗi pin có ξ = 1,8V;r=0,4 Ω mắc thành hai dãy:dãy thứ nhất có x pin mắc nối tiếp,dãy thứ hai có y pin mắc nối tiếp.Nếu chọn mạch ngoài có R=6 Ω thì dòng không qua dãy thứ hai.Số pin ở mỗi dãy là: A.x=6;y=10 B.x=10;y=6. C.x=8;y=8 D.x=12;y=4 Câu 28: Có 40 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 6V, điện trở trong 1Ω. I. Các nguồn được mắc hỗn hợp thành n hàng (dãy) mỗi hàng có m nguồn mắc nối tiếp. Số cách mắc khác nhau là A. 5 B. 6 C.7 D. 8 II. Dùng điện trở mạch ngoài có giá trị 2,5Ω thì phải chọn cách mắc nào để công suất mạch ngoài lớn nhất? A. n = 5; m = 8 B. n = 4; m = 10 C. n = 10; m = 4 D. n = 8; m =5 III. Khi đó, công suất cực đại bằng A. 360W B. 200W C. 300W D. 400W Câu 29: Một điện trở R=3Ω được mắc giữa hai đầu bộ nguồn mắc hỗn hợp gồm n dãy mỗi dãy có m pin ghép nối tiếp (các pin giống nhau). Suất điện động và điện trở trong mỗi pin 2V và 0,5Ω. Số nguồn ít nhất cần dùng để dòng điện qua R có cường độ 8A là A. 96 B. 69 C. 36 D. 63 Câu 30: Một bộ nguồn gồm 36 pin giống nhau ghép hỗn hợp thành n hàng (dãy), mỗi hàng gồm m pin ghép nối tiếp, suất điện động mỗi pin E=12V, điện trở trong r=2Ω. Mạch ngoài có hiệu điện thế U=120V và công suất P=360W. Khi đó m, n bằng A. n = 12; m = 3 B. n = 3; m = 12 C. n = 4; m = 9 D. n = 9; m =4 E b , r b R R 1 A B A 1 A 2 R 2 hình 31 Câu 31: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó bộ nguồn có suất điện động E b =42,5V và điện trở trong r b =1Ω, điện trở R 1 =10Ω; R 2 = 15Ω, bỏ qua điện trở am pe kế và các đoạn dây nối. I. Biết bộ nguồn gồm các pin giống nhau mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng, mỗi pin có suất điện động E 0 =1,7V, điện trở trong r 0 = 0,2Ω. Hỏi bộ nguồn này gồm bao nhiêu dãy song song, mỗi dãy có bao nhiêu pin mắc nối tiếp? A. Có 5 dãy mắc song song, mỗi dãy có 25 pin mắc nối tiếp. B. có 5 dãy mắc song song, mỗi dãy có 10 pin mắc nối tiếp. C. Có 10 dãy mắc song song, mỗi dãy có 10 pin mắc nối tiếp. D. có 10 dãy mắc song song, mỗi dãy có 25 pin mắc nối tiếp. II. Biết am pe kế A 1 chỉ 1,5A, số chỉ am pe kế A 2 là A. 0,5A B. 1A C. 1,5A D. 2A III. Giá trị của điện trở R là A. 8 Ω B. 10Ω C. 12Ω D. 14Ω A R 2 R 1 K C E 1 ,r 1 E 2 ,r 2 hình 32 IV. Công suất toả nhiệt trên R có giá trị là A. 50W B. 62, 5W C. 75W D. 87,5W Câu 32: Cho mạch điện như hình vẽ, bỏ qua điện trở của dây nối. Cho E 1 =18V;E 2 =10,8V;r 1 =4Ω ; r 2 =2,4Ω; R 1 =1Ω; R 2 =3Ω; R A =2Ω ; C= 4µF. I. Khi K đóng am pe kế chỉ: A. 1,6A B. 1,8A C. 1,2A D. 0,8A II. Điện tích tích trên tụ là A.0,266.10 -6 C B. 21,6.10 6 C C. 26,1.10 -6 C D. 2,16.10 -6 C III. Khi K mở ampe kế chỉ: A. 0,2A B. 0,4A C. 0A D. 0,1A IV. Điện tích tích trên tụ là A. 7,2.10 -5 C B. 2,7.10 -5 C C. 2,6.10 -5 D. 6,2.10 -5 C Câu 33: Hãy xác định suất điện động E và điện trở trong r của một ác quy, biết rằng nếu nó phát dòng điện I 1 = 15A thì công suất mạch ngoài là P 1 =136W, còn nếu nó phát dòng điện I 1 =15A thì công suất mạch ngoài là P 1 =136W, còn nếu phát dòng điện I 2 =6A thì công suất mạch ngoài là P 2 = 64,8W. A. E = 12V; r = 0,2Ω B. E = 12V ; r = 2Ω C. E = 2V; r = 0,2Ω D. E = 2V; r = 1Ω Câu 34: Cho 6 acquy moãi acquy ξ =2V; r = 1Ω,R=3,5Ω. Tính ξ b , r b . I.Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn và hiệu điện thế của đoạn BC là: A. ξ b = 5ξ=10V ; r b = 6r=6Ω; U BC =2V B. ξ b = 2ξ=3V ; r b = 3r=4,5Ω; U BC =4V C. ξ = 3ξ =6V; 3 2 b r r = =1,5Ω; U BC =1V D.ξ b = 5ξ=10V ; r b = 4r=4Ω; U BC =8/3V. B. BÀI TẬP:R p đ N M B A R 2 R 1 Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn có E = 2V, r = 0,4Ω , R 1 = 0,2Ω, R 2 = 4Ω, đèn Đ(12V- 12W), bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 có R đp = 4Ω. Tính: a) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N, cường độ mạch chính, các nhánh, nhận xét độ sáng của đèn, hiệu suất của bộ nguồn. b) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây. Bài 2:R 1 R 3 A R 2 Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm m pin giống nhau mắc nối tiếp, mỗi pin có E = 1,5V, r = 0,25Ω, R 1 = 24Ω, R 2 = 12Ω, R 3 = 3Ω. Biết số chỉ ampe kế là 0,5A.Tính: a) Số pin của bộ nguồn. b) Cường độ dòng điện qua các nhánh. c) Công suất tiêu thụ trên R 2 . V R x R 1 R 2 B A Bài 3: Cho mạch điện, mỗi nguồn có E = 6V; r = 0,25Ω; R 1 = 5Ω; R 2 = 6Ω; Đ(12V-12W) a) Khi R x = 7Ω. Tính cđ d đ mạch chính, các nhánh, nhận xét đèn. b) Tính giá trị R x để đèn sáng bình thường. Tính số chỉ vôn kế. Bài 4:R 1 R 2 R pđ A B Đ Cho các nguồn giống nhau, mỗi nguồn có r = 1Ω, R 1 = 2,27Ω, R 2 = 2Ω, R đp = 3Ω, đèn Đ(6V-6W) a) Biết đèn sáng bình thường, tính suất điện động mỗi nguồn. b) Tính thời gian để lượng đồng bám vào catốt là 0,384g. c) Tính công suất và hiệu suất của bộ nguồn. Bài 5: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Trong đó các pin giống nhau, A B R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 C D mỗi pin có suất điện động E = 1,5V và có điện trở trong r = 0,5Ω. Các điện trở mạch ngoài R 1 = 6,75Ω, R 2 = 2Ω, R 3 = 4Ω, R 4 = R 5 = 3Ω. a. Tính Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. b. Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế U CD . c. Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài và công suất của mỗi pin. Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ. Các nguồn giống nhau, mỗi nguồn điện C D M N R 2 R 3 R 5 R 1 A P có suất điện động E = 6V, và điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở mạch ngoài R 1 = 3 Ω, R 2 = R 3 = 4Ω, R 5 = 6Ω. Điện trở của ampe kế không đáng kể. a. Điều chỉnh R 4 để số chỉ ampe kế là 0. Tìm R 4 , cường độ dòng điện qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, tìm U PN . b. Điều chỉnh R 4 để cường độ dòng điện qua R 2 bằng 0,5 A. Tìm số chỉ của ampe kế và công suất của mỗi nguồn điện. A B R Bài 7: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Trong đó các pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động E = 1,5V và có điện trở trong r = 1Ω. Điện trở của mạch ngoài R = 6Ω. a. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b. Tính hiệu điện thế U AB . c. Tính công suất của mỗi pin. V A R 1 R 2 R 3 M N Bài 8: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Trong đó các nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động ξ và có điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở mạch ngoài R 3 = 2,5Ω, R 2 = 12Ω. Biết ampe kế chỉ 4 A, vôn kế chỉ 48V. a.Tính giá trị R 1 và suất điện động của mỗi nguồn. Tính hiệu suất của mỗi nguồn. b.Tính hiệu điện thế U MN . . A q ξ = II.MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ: 1 .Mắc nối tiếp nguồn điện thành bộ: *mắc nối tiếp nguồn điện thành bộ là cách mắc các nguồn điện mà cực dương của nguồn này mắc. song nguồn điện giống nhau thành bộ: *mắc song song n nguồn điện giống nhau thành bộ là cách mắc các nguồn điện mà cực dương của các nguồn này mắc vào