12 Một ampe kế, volt kế nguồn điệnđiện trở chưa biết giá trị, dây nối Làm để đo giá trị điện trở với độ xác lớn 13 Có công tác, đèn 75W-220V, đèn 15W - 220V Hãy thiết lập sơ đồ điện thỏa mãn điều kiện sau: Khi đóng mạch có bóng 75W sáng, còpn đóng mặt bóng tắt bóng 15W sỏng mng in dựng 220V Câu4: (4điểm) Nờu mt phương án thực nghiệm xác định điện trở ampe kế Dụng cụ gồm: nguồn điện có hiệu điện không đổi, ampe kế cần xác định điện trở, điện trở R0 biết giá trị, biến trở chạy R b có điện trở tồn phần lớn R0, hai cơng tắc điện K1 K2, số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào ngun - Bố trí mạch điện nh hình vẽ (hoặc mô tả cách mắc) 0.5 - Bớc 1: Chỉ đóng K1 , số am pe kế I1 Ta cã: U = I1(RA + R0) 1.0 - Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến trở tham gia A vào mạch điện có giá trị R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K1 K2, số ampe kế I2 + K K _ U R 0.5 R b Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: RA = (2 I1 − I ) R0 2( I − I1 ) Bài 12: Cho mạch điện hình vẽ : R = R = ( Ω ) ; R = ( Ω ) ; R biến trở ; K khóa điện Nguồn điện mắc vào hai đầu B, D có hiệu điện U khơng đổi Ampe kế vơn kế lý tưởng Các dây nối có điện trở khơng đáng kể a Ban đầu khóa K mở, R = ( Ω ) vơn kế (V) - Xác định hiệu điện U nguồn điện - Nếu đóng khóa K ampe kế vôn kế ? b Đóng khóa K di chuyển chạy C biến trở R từ đầu bên trái sang đầu bên phải số ampe kế I A thay đổi ? Vẽ đồ thị I A theo vị trí chạy C Giải: a Ban đầu khóa K mở, R = ( Ω ) vơn kế (V) - Xác định hiệu điện U nguồn điện R 12 = R + R = ( Ω ) R 34 = R + R = ( Ω ) 0.5 0.5 0.5 0.5 I1 = I = U U U U = I R = 2.I = Ta có : U = I R = 3.I = Giả sử V M > V N ta có : U MN = U - U = U U U U ⇒ U V = U NM = − = − 6 ⇒ U = U V = 6.1 = (V) - Khi khóa K đóng : R1 R3 3.2 = = 1,2 ( Ω ) = R1 + R3 3+ R2 R4 3.4 12 = = R 24 = (Ω ) R2 + R4 + 12 20,4 R BD = R 13 + R 24 = 1,2 + = (Ω ) 7 R 13 = U Cường độ dòng điện mạch : I = RBD U 13 = U = U = I R 13 = I1 = 42 21 = ≈ 2,06 (A) 20 ,4 = = 20,4 10,2 21 1,2 = 2,47 (V) 10,2 U1 2,47 = = 0,823 (A) R1 U 24 = U = U = I R 24 = 21 12 = 3,53 (V) 10,2 U2 3,53 = = 1,18 (A) R2 Ta có : I > I ⇒ I A = I - I = 1,18 - 0,823 = 0,357 (A) I2 = Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M có cường độ I A = 0,357 (A) Vôn kế (V) b Đóng khóa K di chuyển chạy C biến trở R từ đầu bên trái sang đầu bên phải số ampe kế I A thay đổi ? Vẽ đồ thị I A theo vị trí chạy C Ta có : R 13 = R1 R3 3.2 = = 1,2 ( Ω ) = R1 + R3 3+ Đặt NC = x R2 x 3.x = R2 + x 3+ x 3.x 4,2 x + 3,6 R BD = 1,2 + = 3+ x 3+ x U 6(3 + x) I = = 4,2 x + 3,6 = RBD 4,2 x + 3,6 3+ x R 24 = 6(3 + x) 7,2(3 + x) 1,2 = 4,2 x + 3,6 4,2 x + 3,6 7,2(3 + x) U 13 2,4(3 + x) I1 = = 4,2 x + 3,6 = R1 4,2 x + 3,6 6(3 + x) 3.x 18.x U 24 = I.R 24 = = 4,2 x + 3,6 + x 4,2 x + 3,6 18.x U 24 6.x I2 = = 4,2 x + 3,6 = R2 4,2 x + 3,6 U 13 = I R 13 = * Xét hai trường hợp : - Trường hợp : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N Khi : I A = I - I = 2,4(3 + x) 6.x 7,2 − 3,6 x = 4,2 x + 3,6 4,2 x + 3,6 4,2 x + 3,6 (1) Biện luận : Khi x = → I A = (A) Khi x tăng (7,2 - 3,6.x) giảm ; (4,2.x + 3,6) tăng I A giảm Khi x = → I A = 7,2 − 3,6.2 = 4,2.2 + 3,6 - Trường hợp : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M Khi : I A = I - I = 6.x 2,4(3 + x) 4,2 x + 3,6 4,2 x + 3,6 = 7,2 x = 3,6 4,2 + x 3,6 x − 7,2 4,2 x + 3,6 3,6 − IA (2) Biện luận : 7,2 3,6 giảm I A tăng x x 7,2 3,6 + Khi x lớn ( x = ∞ ) tiến tới Do I A ≈ 0,86 (A) cường độ x x + Khi x tăng từ ( Ω ) trở lên dòng chạy qua điện trở R nhỏ ; Sơ đồ mạch vẽ hình bên * Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện I A chạy qua ampe kế vào giá trị x biến trở R có dạng hình vẽ 15:Một ấm điện nhơm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25 oC Muốn đun sơi lượng nước 20 phút ấm phải có cơng suất bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước C = 4200J/kg.K Nhiệt dung riêng nhôm C1 = 880J/kg.K 30% nhiệt lượng toả môi trường xung quanh Bài 10 Một ấm điện có điện trở R1 R2 Nếu R1 R2 mắc nối tiếp với thời gian đun sơi nước đựng ấm 50 phút Nếu R1 R2 mắc song song với thời gian đun sơi nước ấm lúc 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường điều kiện đun nước nhau, hỏi dùng riêng điện trở thời gian đun sơi nước tương ứng ? Cho hiệu điện U không đổi Bài gi¶i : * Gọi Q (J) nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sơi nước Q ln khơng đổi trường hợp Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 t4 theo thứ tự thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 dùng R2 theo định luật Jun-lenxơ ta có : U t U t U t1 U t U t Q= = = = = R1 R2 R R1 + R2 R1 R2 (1) R1 + R2 * Ta tính R1 R2 theo Q; U ; t1 t2 : + Từ (1) ⇒ R1 + R = U t1 Q U t U t1 t ( R1 + R2 ) = Q Q2 Theo định lí Vi-et R1 R2 phải nghiệm số phương trình: U t1 U t1.t R2 R + = (1) Q Q2 U4 Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) giải ta có ∆ = 102 ⇒ Q + Cũng từ (1) ⇒ R1 R2 = 10.U Q U t1 10.U + U2 U2 ⇒ R1 = Q R2 = 20 (t1 + 10).U 30 Q = = Q Q 2.Q Q.R1 Q.R2 * Ta có t3 = = 30 phút t4 = = 20 phút Vậy dùng riêng U U2 điện trở thời gian đun sơi nước ấm tương ứng 30ph 20 ph ∆ = ... điện trở R1 R2 Nếu R1 R2 mắc nối tiếp với thời gian đun sơi nước đựng ấm 50 phút Nếu R1 R2 mắc song song với thời gian đun sơi nước ấm lúc 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường điều kiện đun nước... t2 ; t3 t4 theo thứ tự thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 dùng R2 theo định luật Jun-lenxơ ta có : U t U t U t1 U t U t Q= = = = = R1 R2