Chuyende vật lý 11

đây là bài viết các dạng toán lý 11 trong phần tính công suất và công suất cực đại trong mạch kín, chinh phục các bài 15 phút và một tiết đó các bạn...................................................................................................................................................................................................................

Lớp 11A – Nhóm - Đỗ Trọng Nhân Nguyễn Việt Toán Trần Ngọc Tâm CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT ĐIỆN, CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI TRONG MẠCH KÍN Cơ sở lý thuyết Câu 1: Một nguồn điện có điện trở r, suất điện động E, điện trở mạch R thay đổi Chọn R để cơng suất mạch ngồi Giải : Ta có cơng suất mạch ngồi :     E 2  E 2   R = Pngoài = I R =   Rr   Rr    R   Rr  phải đạt giá trị nhỏ Để Pngoài đạt giá trị lớn   R  Rr R r r r    R 2 R 2 r Mà R R R R R r Dấu xảy R  R=r R Vậy, điện trở mạch ngồi điện trở nguồn cơng suất mạch đạt giá trị lớn Câu : Đặt hiệu điện không đổi U vào giữ hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở giống mắc nối tiếp cơng suất tiêu thụ mạch ngồi 10W, điện trở mắc song song với mắc vào hiệu điện cơng suất tiêu thụ mạch Giải : Khi mạch mắc nối tiếp : Pngoài = U2 2R (Rtd = 2R) Khi mạch mắc song song : P’ngoài 2U = R (Rtd = R ) Ta có : Pngồi P ' U2  R2  2U R => P’ngoài = 4.Pngoài = 4.10 = 40 (W) Vậy, điện trở mắc song song cơng suất tiêu thụ mạch 40W -Câu : Hãy xác định suất điện động E điện trở r acquy, biết phát dòng điện I1=15A cơng suất mạch ngồi P1=136W, I2=6A cơng suất mạch P2=64,8W Giải : Để làm trước tiên ta phải xác định công thức đơn giản dễ tính theo cơng thức tính P cơng thức P=U.I phù hợp P1 P1=U1.I1 => I = E – I1.r (1) P2 P2=U2.I2 => I =E – I2.r (2)  E 12  r 0,2 Từ (1),(2), ta :  Vậy, suất điện động điện trở nguồn 12V 0,2Ω Bài : Có 40 nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động 6V, điện trở Ω Các nguồn mắc hỗn hợp tạo thành n hàng hàng có m nguồn mắc nối tiếp Dùng điện trở cực đại có giá trị 2,5 Ω Khi cơng xuất mạch ngồi cực đại ? Giải : Ta có cơng suất mạch :      E 2 E 2   R = Pngoài = I R =   R  rb   R  rb     R   R  rb   phải đạt giá trị nhỏ Để Pngồi đạt giá trị lớn   R  R  rb r r r R   b  R  b 2 R b 2 rb Mà R R R R R r Dấu xảy R  b  R = rb  R = rb = 2,5 (Ω) R Mà m m r  rb 2,5 n n (1) Và m.n = 40 (2)  m 10 Từ (1),(2) =>   n 4 => Eb = mE = 10.6 = 60 (V)  60   = 360(W) Khi : Pngồi =    2,5  Vậy, cơng suất mạch ngồi cực đại 360W -Bài : Có hai điện trở ghi 2Ω -1W 5Ω -2W Khi mắc nối tiếp thành cơng suất tỏa nhiệt lớn ? Giải : Ta Idm1= Idm2= t thấy Idm2 < Idm1 mà mạch mạch nối tiếp nên để hai điện trở hoạt động bình thường đạt cơng suất tối đa I1=I2=Idm2 Ptm = P1 + P2 = Idm22.(R1+R2)= ( / )2.(5+2)=2.8(W) Vậy, công suất tỏa nhiệt lớn 2,8W -Bài : Muốn dùng quạt 100V-50W với mạng điện có hiệu điện U=200V người ta mắc nối tiếp quạt điện với bóng đèn với hiệu điện định mức 200V Để quạt điện hoạt động bình thường cơng suất định mức bóng đèn phải ? Giải : Để quạt hoạt động bình thường UQ=Udm từ suy PQ 50 IQ = Idm = U = = 0,5A 100 Q => Pdm đèn =Idm Udm = 0,5.200 = 100(W) Vậy công suất đèn phải 100W quạt điện hoạt động bình thường -Bài : Một nguồn điện có E=12(V), điện trở r=2,5Ω, mạch ngồi có điện trở R1=0,5Ω mắc nối tiếp với điện trở R2 Để công suất tiêu thụ R2 lớn R2 phải có giá trị ? Giải : Ta có mạch điện : P2 = E E2 E2 E2 R =  R  r  =  R2  R1  r  =  0,5  2,5  R2   R  r  2       R2 R2      Để công suất tiêu thụ R2 lớn  R2  đạt giá trị bé R2    R2   Theo bất đẳng thức Cô-si : R2  R2  3 Dấu xảy R2  R  R2 = 3(Ω) Vậy, R2 Ω cơng suất tiêu thụ R2 đạt giá trị lớn Bài : Cho mạch kín gồm nguồn điện có suất điện động E=12V điện trở r=3Ω, mạch gồm điện trở R1=12Ω mắc song song với điện trở R2 a) Để công suất tiêu thụ điện trở R2 đạt giá trị cực đại R2 phải mang giá trị là? b) Tính R2 để cơng suất tiêu thụ trên R1 đạt giá trị cực đại Ở dạng toán mạch mắc song song nên ta khơng thể áp dụng trực tiếp cơng thực P=I.R lúc Itm khác I1 I2 nên ta phải biết cách biến đổi Giải : E,r Vẽ mạch điện : R1 R2 a) Ta có : R1 R2 12 R2 Rtđ = R12 = R  R = 12  R 2 12(12  R2 ) E 12   12 R2 Rtđ  r 36  15R2 3 12  R2 12(12  R2 ) 12 R2 144 R2 U1 = U2 = U12 = I.R12 = 36  15R 12  R = 36  15R 2 I U2     144  144   => P2 = I22.R2 = R2  36  15 R2  36  15R2    R2  36  15R2 144 I2 = R = 36  15R 2 Để công suất R2 đạt giá trị lớn R2 R2 36 = R  15 R2 2 540 12 15 Dấu xảy 36 R2 15 R2  36 15R2  R2 2,4 ( Ω) 144 R b) Tương tự câu a lấy U  36  15R P1  U1 1728R2  12  36  75R2  Chuyển R22 xuống mẫu số , ta có: 2 phải giá trị nhỏ 36  15R2        P1 lớn 36  75 R2 nhỏ Áp dụng bất đẳng thức Cô-si ta tìm R2 giá trị bé phân số =75 => R2=0,48 Ω -Bài : Cho mạch điện hình vẽ : Bài 10 : Cho mạch điện hình vẽ: Bài 11 : Cho mạch điện hình vẽ Giải : Bài 12 : Cho mạch điện hình vẽ: -Bài 13 : Hai ắc quy có suất điện động 1=2=0 Ắc quy thứ cung cấp cơng suất cực đại cho mạch ngồi 20W.Ắc quy thứ hai cung cấp cơng suất cực đại cho mạch ngồi 10W Hai ắc quy ghép nối tiếp cung cấp cơng suất cực đại cho mạch ngồi Giải : Ta biết Pmax  R=r (đối với đoạn mạch điện trở trở lên) theo : Pmax = E2 R  r R  E2 E2 E2 R  r  4r 4r 4r E2 E2 => r1 = (1) r2 = (2) 4P1 4P2 Khi mạch nối tiếp : rb = r1 + r2 (3) Eb = E1 + E2 = 2E0 E2 Pmax = 4rb E2 => rb = (4) 4Pmax 1 Từ (1),(2),(3),(4), ta có : P  P  P max max max => Pmax = 80 (W) HẾT 