Bài 11 Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch C1 trang 59 SGK Vật Lí 11 a) Hãy cho biết cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp có đặc điểm gì? b) Viết công thức tín[.]
Bài 11: Phương pháp giải số toán tồn mạch C1 trang 59 SGK Vật Lí 11: a) Hãy cho biết cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp có đặc điểm gì? b) Viết cơng thức tính điện trở tương đương đoạn mạch gồm điện trở R1, R2 R3 mắc nối tiếp c) Hiệu điện U1,U2 U3 hai đầu điện trở R1, R2 R3 mắc nối tiếp có quan hệ nào? Lời giải: a) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp b) Điện trở tương đương đoạn mạch: Rtđ = R1 + R2 + R3 (11.1) c) Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện thành phần Thật vậy, hai vế (11.1) với cường độ dòng điện ta được: U = U1 + U2 + U3 C2 trang 59 SGK Vật Lí 11: a) Hãy cho biết hiệu điện hai đầu điện trở R1, R2 R3 mắc song song có đặc điểm ? b) Cường độ dịng điện I chạy qua mạch I1, I2, I3 chạy qua mạch rẽ đoạn mạch gồm điện trở R1, R2, R3 mắc song song có mối quan hệ nào? c)Viết cơng thức tính điện trở tương đương đoạn mạch gồm điện trở R1, R2 R3 mắc song song Lời giải: a) Hiệu điện hai đầu điện trở U = U1 = U2 = U3 b) Cường độ dịng điện mạch I tổng cường độ dòng điện chạy qua mạch rẽ: I = I1 + I2 + I3 (11.2) c) Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chứa điện trở đưa biểu thức (11.2) ta có U U1 U U R R1 R R Suy điện trở tương đương đoạn mạch song song tính biểu thức sau: 1 1 R R1 R R C3 trang 60 SGK Vật Lí 11: Hãy phân tích cho biết điện trở mạch ngồi mạch điện có sơ đồ hình 11.1 mắc với Từ nêu cách tính điện trở tương đương mạch ngồi Hình 11.1 Lời giải: Quan sát hình 11.1 ta thấy điện trở có điểm chung => Các điện trở hình 11.1 mắc nối tiếp với => điện trở tương đương mạch là: RN = R1 + R2 + R3 C4 trang 60 SGK Vật Lí 11: Nhận dạng đèn Đ1, Đ2 biến trở Rb mắc với mạch ngồi mạch điện kín cho Lời giải: Ta thấy hình 11.2, + biến trở đèn Đ2 có điểm chung => Rb nối tiếp với Đ2 + hai đầu đèn Đ1 có điểm chung với mạch gồm biến trở đèn Đ2 => (Rb nối tiếp với Đ2) song song với Đ1 C5 trang 61 SGK Vật Lí 11: Tính cường độ định mức I1, I2 dòng điện chạy qua đèn đèn sáng bình thường Trong nguồn điện có suất điện động E = 12,5V có điện trở r = 0,4Ω; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V - 6W; bóng đèn Đ2 loại 6V- 4,5W; Rb biến trở Lời giải: Cường độ định mức I1, I2 dòng điện chạy qua đèn đèn sáng bình thường là: I1 P1 0,5A U1 12 I2 P2 4,5 0,75A U2 C6 trang 61 SGK Vật Lí 11: Tính điện trở R1 R2 tương ứng đèn sáng bình thường Trong nguồn điện có suất điện động E = 12,5V có điện trở r = 0,4Ω; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V - 6W; bóng đèn Đ2 loại 6V- 4,5W; Rb biến trở Trả lời: Điện trở R1 R2 tương ứng đèn sáng bình thường R1 U1 12 24 I1 0,5 R2 U2 8 I 0,75 C7 trang 61 SGK Vật Lí 11: Viết cơng thức tính cơng suất Png hiệu suất H nguồn điện Tính công suất Png hiệu suất H nguồn điện Trong nguồn điện có suất điện động E = 12,5V có điện trở r = 0,4Ω; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V - 6W; bóng đèn Đ2 loại 6V- 4,5W; Rb biến trở Trả lời: Công suất nguồn: Png = E.I Hiệu suất nguồn điện: H UN I.R N RN E I.(R N r) (R N r) UN = U1 = 12V Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính: I = I1 + I2 = 0,5 + 0,75 = 1,25A Hiệu điện hai đầu mạch là: UN = U1 = 12V => Công suất Png nguồn điện là: Png = E I = 12,5 1,25 = 15,625W Hiệu suất H nguồn điện là: H 12 0,96 96% 12,5 C8 trang 61 SGK Vật Lí 11: Tính suất điện động Eb rb nguồn đề cho Có tám nguồn điện lại với suất điện động E = 11,5V điện trở r = 1Ω Mắc nguồn thành nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V - 6W Coi bóng đèn có điện trở sáng bình thường Trả lời: Suất điện động Eb rb nguồn Eb = m.E = 4.1,5 = 6V rb = m.r r = 2Ω n C9 trang 61 SGK Vật Lí 11: Viết cơng thức tính Pb nguồn, Pi nguồn hiệu điện Ui hai cực nguồn Có tám nguồn điện lại với suất điện động ε = 11,5V điện trở r = 1Ω Mắc nguồn thành nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V-6W Coi bóng đèn có điện trở sáng bình thường Trả lời: Cơng suất nguồn là: Pb = Eb.I = 6.0,75 = 4,5W Vì nguồn giống nên cơng suất nguồn là: Pi = 4,5 = 0,5625W Cường độ dòng điện qua nguồn là: I 0,75 = 0,375A 2 Hiệu điện Ui hai cực nguồn: I1 = Ui = E – I.r = 1,5 – 0,375.1 = 1,125 V Bài trang 62 SGK Vật Lí 11: Cho mạch điện có sơ đồ hình 11.3, nguồn điện có suất điện động E = 6V có điện trở không đáng kể Các điện trở R1 = R2 = 30 Ω, R3 = 7,5 Ω a)Tính điện trở tương đương RN mạch ngồi b)Tính cường độ dịng điện chạy qua điện trở mạch Lời giải: a) Các điện trở mạch mắc song song Ta có: 1 1 R N R1 R R => 1 1 R N 30 30 7,5 => RN = Ω b) Do nguồn điện có điện trở không đáng kể nên hiệu điện hai đầu nguồn điện U = E = 6V Cường độ dòng điện qua điện trở: I1 I I3 U 0, 2A R 30 U 0,8A R 7,5 Đáp án: a) RN = Ω; I1 = 0,2A; b) I2 = 0,2A; I3 = 0,8A Bài trang 62 SGK Vật Lí 11: Cho mạch điện có sơ đồ hình 11.4, acquy có suất điện động E1 = 12V; E2 = 6V có điện trở khơng đáng kể Các điện trở R1 = Ω; R2 = Ω a) Tính cường độ dịng điện chạy mạch b) tính cơng suất tiêu thụ điện điện trở c) Tính cơng suất acquy lượng mà acquy cung cấp phút Lời giải: a) Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch ta được: Cường độ dịng điện mạch là: I E1 E2 12 1,5 A R1 R b) Vì điện trở ghép nối tiếp với nguồn nên I1 = I2 = I = 1,5A Công suất tiêu thụ điện trở: P1 = R1 I12 = 1,52 = 9W P2 = R2 I22 = 1,52 = 18W c) Công suất ắc quy: Ppin1 = E1.I = 12 1,5 = 18W Ppin2 = E2.I = 1,5 = 9W Năng lượng ắc quy cung cấp phút: Apin1 = Ppin1.t = 18.5.60 = 5400J Apin2 = Ppin2.t = 9.5.60 = 2700J Đáp án: a) I = 1,5A; b) P1 = 9W; P2 = 18W c) Ppin1 = 18W; Ppin2 = 9W; Apin1 = 5400J; Apin2 = 2700J Bài trang 62 SGK Vật Lí 11: Cho mạch điện có sơ đồ hình 11.5 nguồn điện có suất điện động E = 12V điện trở r = 1,1 Ω; điện trở R = 0,1 Ω a) Điện trở x phải có trị số để công suất tiêu thụ mạch ngồi lớn nhất? Tính cơng suất lớn b) Điện trở x phải có trị số để công suất tiêu thụ điện trở lớn nhất? Tính cơng suất lớn Lời giải: a) Cơng suất tiêu thụ mạch ngồi E E2 PN R N I R N R N r R 2r r N RN Để công suất mạch ngồi cực đại (Pmax) mẫu số biểu thức phải đạt cực r2 tiểu tức R N 2r R N r2 Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho số dương RN RN Ta có: r2 r2 R N 2r 2r R 4r N R R N N Dấu xảy RN = r ⇒ Rx = RN – R = r – R = 1,1 – 0,1 = Ω Giá trị cực đại cơng suất mạch ngồi: PN max = E 122 32,73W 4r 4.1,1 b) Công suất tiêu thụ điện trở Rx: E E2 Px R x I R x R x r R R 2(R r) (R r) x Rx (R r) Áp dụng đẳng thức Cô - si cho hai số dương Rx Rx Ta có: (R r)2 (R r) R x 2(R r) 2(R r) R x 4(R r) Rx Rx Dấu “=” xảy Rx = R + r = 1,2 Ω Giá trị cực đại cơng suất mạch ngồi: PN max = E2 122 30W 4(R r) 4.1,2 Đáp án: a) Rx = Ω; b) Rx = 1,2 Ω; Px max = 30W ... trang 60 SGK Vật Lí 11: Hãy phân tích cho biết điện trở mạch ngồi mạch điện có sơ đồ hình 11. 1 mắc với Từ nêu cách tính điện trở tương đương mạch ngồi Hình 11. 1 Lời giải: Quan sát hình 11. 1 ta... trở hình 11. 1 mắc nối tiếp với => điện trở tương đương mạch là: RN = R1 + R2 + R3 C4 trang 60 SGK Vật Lí 11: Nhận dạng đèn Đ1, Đ2 biến trở Rb mắc với mạch ngồi mạch điện kín cho Lời giải: Ta... điện Ui hai cực nguồn: I1 = Ui = E – I.r = 1,5 – 0,375.1 = 1,125 V Bài trang 62 SGK Vật Lí 11: Cho mạch điện có sơ đồ hình 11. 3, nguồn điện có suất điện động E = 6V có điện trở khơng đáng kể