1/Gía trị x phải bằng bao nhiêu để đèn RX A cường độ dòng điện qua phần biến trở A § 2/ Từ trường hợp của câu 1, nếu dịch R M thì độ sáng của đèn thay đổi như thế 0 3/ Từ trường hợp của [r]
(1)BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN HỌC 1: Cho mạch điện hình vẽ: UAB = 132 V không đổi, các điện trở có giá trị Dùng vôn kế đo hiệu điện hai điểm A; C thì vôn kế 44V Nếu dùng vôn kế đo hiệu điện hai điểm A; D thì vôn kế bao nhiêu vôn? 2: Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 10 V, R1 = Ω , Ra = Ω , Rv vô cùng lớn, RMN = Ω Con chạy đặt vị trí nào thì ampe kế 1A Lúc này vôn kế bao nhiêu ? 3:Cho mạch điện hình vẽ Rb là biến trở, UAB = 10 V không đổi, RA = 0, K mở, chạy C M, điều chỉnh Rb vị trí mà công suất Rb tiêu thụ trên nó là lớn Khi đó phần biến trở tham gia vào mạch điện là Rx Sau đó đóng K, di chuyển chạy C thấy ampe kế có số nhỏ là 0,5A Xác định R, Rx A M C K Đ2 Đ1 M : Cho mạch điện hình vẽ Đèn Đ1 là loại 12V - 6W Đèn Đ2 là loại 12V - 12W Công suất tiêu thụ trên đèn Đ3 là 3W; R1 = Ω Biết các đèn cùng sáng bình thường Xác định hiệu điện trên đèn Đ3, điện trở R2 và điện trở tương đương mạch điện Đ3 R1 R1 E N R2 R2 M N A 6: Cho mạch điện hình vẽ: Biết UMN = 12 V ; R1 = 18 ; R2 = R là biến trở có tổng điện trở đoạn CE và CF là 36 Bỏ qua điện trở Ampe kế và các dây nối Xác định vị trí chạy C biến trở để : a) Ampe kế 1A b) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn CE cường độ dòng điện chạy qua đoạn CF biến trở R? B R Để thắp sáng bóng đèn Đ (6V – 3W) hai điểm có hiệu điện trì là 10V, người ta mắc hai sơ đồ mạch điện hình bên ( H.1a; H.1b) Trong đó điện trở toàn biến trở là R = 10 a Xác định điện trở đoạn MC sơ đồ cho đèn sáng bình thường b Tính hiệu suất mạch điện trường hợp Từ đó cho biết sơ đồ nào có lợi U U N N C H.1a 8: M C M H.1b Một đoạn mạch gồm đoạn dây đồng chất nối tiếp hình vẽ Các đoạn dây đồng có cùng chiều dài tiết diện là 2mm2, 4mm2, 6mm2, 8mm2 Đặt hiệu điện 100V vào hai đầu đoạn mạch AB Tính hiệu điện hai đầu đoạn dây B A 9: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ UAB = 9V, R0 = 6 §Ìn § thuéc lo¹i 6V-6W, Rx lµ biÕn trë trë cña AmpekÕ vµ d©y nèi Bá qua ®iÖn (2) a Con ch¹y cña biÕn trë ë vÞ trÝ øng víi Rx = 2 Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm công suất tiêu thụ đèn đó b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển chạy biến trở phía nào? Tính R x để thoả mãn điều kiện đó c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn là có ích) 10: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ, UMN = 5V C«ng suÊt tiªu thô trªn c¸c đèn: P1=P4=4W, P2=P3=3W, P5=1W Bỏ qua điện Atrở dâyRX nèi TÝnh § § điện trở các bóng đèn và cờng độ dòng điện qua mçi đèn A B § 11: Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban Đ M N R đó bị đầu là 200C Sau phút thì nhiệt độ nớc lên đến 450C Ngay sau 400C bÕp điện phút Vì nhiệt độ nớc giảm xuống, còn lại tiếp tục đun nớc sôi Xác định: § § a Khèi lîng níc cÇn ®un b Thêi gian cÇn thiÕt tõ b¾t ®Çu ®un cho tíi níc s«i Biết nhiệt lợng nớc toả môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.độ 12: Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ UAB = 9V, R0 = 6 §Ìn § thuéc lo¹i 6V-6W, Rx lµ biÕn trë Bá qua ®iÖn trë cña AmpekÕ vµ d©y nèi a Con ch¹y cña biÕn trë ë vÞ trÝ øng víi Rx = 2 Tính số Ampekế Độ sáng đèn nh nào? Tìm công suất tiêu thụ đèn đó b Muốn đèn sáng bình thờng cần di chuyển chạy biến trở phía nào? Tính R x để thoả mãn điều kiện đó c Khi đèn sáng bình thờng Tính hiệu suất mạch điện (coi điện làm sáng đèn là có ích) 13:Cho mạch điện hình vẽ biến trở có điện trở toàn phần R0 = 24 Ω , bóng đèn Đ loại 12V-6W, hiệu điện U = 30V Đặt x là giá trị phần biến trở MC 1/Gía trị x phải bao nhiêu để đèn RX A cường độ dòng điện qua phần biến trở A § 2/ Từ trường hợp câu 1, dịch R M thì độ sáng đèn thay đổi 3/ Từ trường hợp câu 1, dịch phía(hoặc phía M, phía N) thì cường độ dòng điện qua phần biến trở MC thay đổi nào? Giải thích 14: Cho mạch điện hình vẽ cho biết hiệu điện U = 24V các điện trở R0 = Ω , R1 = 18 Ω , Rx là gía trị tức thời biến trở đủ lớn, dây nối có điện trở không đáng kể 1/Tính Rx cho công suất tiêu hao trên nó 13.5W và tính hiệu suất mạch điện Biết tiêu hao lượng trên R1, RX là có ích, trên R0 là vô ích 2/Với gía trị nào RX thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại? Tính công suất cực đại này Đ M B C N sáng bình thường Tìm R0 MC chuyển chạy C phía nào U chuyển chạy C R0 R1 C Rx 15:Một ấm điện nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25 oC Muốn đun sôi lượng nước đó 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước là C = 4200J/kg.K Nhiệt dung riêng nhôm là C = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả môi trường xung quanh HƯỚNG DẪN GIẢI : Gọi điện trở vôn kế là RV giá trị điện trở là r mắc vôn kế vào A;C ta có: RAC = rRv r + Rv U và UAC = U R AC R CB+ R CB RV =44 V RV +2 r thay số và giải R V = 2r (3) mắc vôn kế vào A; D thì RAD = UAD = U R AD R AD + RDB RV r = r R V +r thay số và tính đúng UAD = 24 2: Vị trí D chạy và số vôn kế Vì Ra = nên UAC = UAD = U1 = R1I1 = 2V Gọi điện trở phần MN là x thì: I x = UDN = (1 − 2x ) ( − x ) 2 ; IDN = I1 + IX = 1+ x x ; UAB = UMD + UDN = 10 x = 2, chạy phải đặt vị trí chia MN thành phần MD có giá trị Ω lúc này vôn kế 8V( đo UDN) 3: Khi K mở: PRb = I2Rx= √ và DN có giá trị Ω , RX + R ¿2 ¿ R R X+ ¿ √RX ¿ ¿ U2 ¿ Lập luận PRb lớn RX =R U R X + RMN Khi K mở: cường độ dòng điện mạch chính: I = Vậy I nhỏ RNM lớn nhất, có RMN = R MC RCN R Lập luận tìm RMN lớn RMC = RCN = 0,5R RMN = 0,25R dựa vào giá trị nhỏ cường độ dòng điên, tìm R = 16 Ω RX = 16 Ω 4: Vì các đèn sáng bình thường nên IĐ1= 0,5A; IĐ2= 1A Vậy chiều dòng điện từ N tới M IĐ3 = IĐ1 - IĐ2 = 0,5A Tính RĐ3 = 12 Ω Tính UNM = 6V; UAN = UAM - UNM = 6V UAB = UAM + UMB = 24V; UNB = UAB - UAN = 18V Có IR1 = U AN = (A ) từ đó tính IR2 = R1 A cường độ dòng điện mạch chính I = IĐ1 + IR1 = và R2 = 108 Ω A Tính RĐ = 28,8 Ω 5: - Lập luận mạch điện có tính đối xứng - Vẽ mạch điện đơn giản là hình tứ diện U U N N C H.1a C M H.1b M (4) a Điện trở đoạn MC biến trở Theo bài ta có: Uđ = 6V Iđ = Pđ/Uđ = 3/6 = 0,5 (A) Gọi điện trở RMC = x U U d 10 8() I 0,5 Trong sơ đồ H.1a Ta có x = Trong sơ đồ H.1b điện trở đoạn NC là: RNC = 10 – x Cường độ dòng điện qua đoạn NC: I NC Ud RNC 10 x 22 x Cường độ mạch chính I =IMC = Iđ + INC = 10 x 20 x (1) Hiệu điện UMC = U – Uđ = 10 – = (V) Điện trở MC là: U MC 4(20 x) x 30 x 80 0 I 22 x x = MC => x = và x 27 (loại) Vậy điện trở đoạn MC 3 b Hiệu suất mạch điện Trong sơ đồ hình H.1a H1 Pd U d 100% 100% 60% Ptm U 10 Trong sơ đồ H.1b H2 Pd P d Ptm I U Với x = thay vào (1) ta có I 1,36 (A) H2 Pd P d 100% 22% Ptm I U 1,36.10 => Ta thấy H2 < H1, nghĩa là hiệu suất thắp sáng sơ đồ H.1a cao 8:- Gọi điện trở các đoạn giây có tiết diện S 1, S2, S3, S4 tương ứng là: R1, R2, R3, R4 Ta có: R S R 4 = = 4R S R1 = R S R R = 4 = = 2R S R S R R = 4 = =4R S Điện trở đoạn mạch AB là: Rtđ = R1 + R2 + R3 + R4 = 4R4 + 2R4 + 4/3R4 + R4 Rtđ = 25R4/3 Cường độ dòng điện qua mạch chính: I = U = 100.3 = 12 R 25.R R td 4 Hiệu điện hai đầu đoạn dây thứ nhất: U1 = I.R1= (12/R4).4R4 = 48V Hiệu điện hai đầu đoạn dây thứ hai: U2 = I.R2= (12/R4).2R4 = 24V Hiệu điện hai đầu dây thứ ba: U3 = I.R3= (12/R4).(4R4/3 )= 16V Hiệu điện hai đầu dây thứ tư: U4 = I.R4= (12/R4).R4 = 12V 14: a)R tương dương R1 và Rx: R1x = R1 R x R 1+ R x = 18 R x 18+ R x (5) R toàn mạch : R = R0 + R1x = + I qua mạch chính : I = U/R = Ta có : Ix Rx = I R1x P hao phí trên Rx: Px = I ❑x Rx = 18 R x 18+ R x = 18+ R x 4,5+ R x R1x Rx ⇒ Ix = I ( 18 4,5+ R x 24(4,5+ R x ) 18+ R x = 18 4,5+ R x ) Rx Mà theo bài Px = 13,5 W Ta có pt bậc R ❑x - 15 Rx + 20,25 = Giải pt bậc ta nghiệm Rx = 13,5 Ω và Rx = 1,5 Ω Pi I R x R1 x = = Pt R I R 18 R x + Với Rx = 13,5 Ω ta có H = = 56,25% 24(4,5+ R x ) 18 R x + Với Rx = 1,5 Ω ta có H = = 18,75% 24( 4,5+ R x ) Hiệu suất mạch điện H = b) P tiêu thụ trên Rx: x Px = I ❑ Rx = ( 18 4,5+ R x 324 ) Rx = Rx + 20 , 25 +9 Rx Để Px cực đại thì mẫu số phải cực tiểu, tích số không âm: 20 , 25 Rx Rx = 4,5 Ω Rx = 20,25 (hàng số) → tổng chúng cực tiểu Rx = Lúc đó giá trị cực đại công suất : Pxmax = 324 4,5+4,5+ 20 , 25 Rx → = 18W 15: *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là: Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) (0,5đ) o o *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 25 C tới 100 C là: Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) *Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) *Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước ấm điện cung cấp thời gian 20 phút ( 1200 giây ) là: Q = H.P.t (2) ( Trong đó H = 100% - 30% = 70% ; P là công suất ấm ; t = 20 phút = 1200 giây ) Q 663000.100 789,3( W) 70.1200 *Từ ( ) và ( ) : P = H.t * Bài tập1: Hai thành phố A và B cách 300km Cùng lúc ô tô xuất phát từ A đến B với vận tốc 55 km/h, xe máy chuyển động từ B A với vận tốc 45 km/h a) Sau bao lâu hai xe gặp b) Nơi gặp cách A bao nhiêu km S = 300km V1 = 55 km/h Bài giải Quãng đường mà ô tô đến gặp là S = v1.t1 = 55 t1 Quãng đường mà xe máy đến gặp là S = v1.t2 = 45 t2 V2 = 45km/h a) t = ? b)Vị trí gặp cách A? km (6) Do hai xe chuyển động ngược chiều gặp nên ta có S = S + S2 Hay 300 = 55 t + 45t2 Mà thời gian hai xe đến gặp là nên t = t2 = t Suy 300 = 55 t + 45t = 100t t = 3(h) Vậy sau thì hai xe gặp b) Vị trí gặp cách A khoảng quãng đường mà ô tô gặp nên ta có S1 = v1.t1 = 55 t1 = 55 = 165(km) * Bài tập1: Cùng lúc xe xuất phát từ địa điểm A và B cách 60km, chúng chuyển động thẳng và cùng chiều từ A đến B Xe thứ từ A với vận tốc 30km/h, xe thứ hai từ B với vận tốc 40km/h a) Tìm khoảng cách xe sau 30 phút kể từ lúc xuất phát b) Hai xe có gặp không? Tại sao? c) Sau xuất phát 1h Xe thứ ( Đi từ A) tăng tốc và đạt tới vận tốc 50km/h Hãy xác định thời điểm xe gặp nhauvà vị trí chúng gặp nhau? Bài giải Sau 30ph xe từ A quãng đường S1 = v1 t1 = 30.0,5 = 15(km) SAB = 60km Sau 30 ph xe từ B quãng đường V1 = 30km/h S2 = v2 t1= = 40.0,5 = 20(km) V2 = 40km/h Sau 30 phút hai xe cách t1 = 30ph = h S = SAB - S1 + S2 = 60-15+20 =65(km) t2 = 1h b) Do xe sau xe mà v < v2 nên xe không V/1 = 50km/h gặp a)S1 =? c) Sau 1h xe quãng đường là b) 2xe có gặp không ? Xe1: S/1 = v1 t2 = 30.1 =30(km) c) t3 = ? Vị trí gặp Xe 2: S/2 = v2 t2 = 40.1 = 40(km) Khoảng cách xe lúc đó là / S = SAB - S/1 +S/2 = 60 - 30 +40 = 70(km) Sau h xe tắng vận tốc đạt tới V/1 = 50km/h Gọi t là thời gian xe đến lúc gặp Quãng đường xe đến lúc gặp là Xe1: S//1 = v/1 t = 50.t (km) Xe 2: S //2 = v/2 t = 40.t (km Do xe chuyển động cùng chiều gặp nên ta có S/ = S//1 - S//2 Hay 70 = 50.t - 40.t Giải tìm t = 7(h) Vậy sau 7h kể từ lúc tăng tốc thì xe gặp Vị trí gặp cách A khoảng L = S//1 + S/1 = 50.t + 30.t2 = 380(km) (7)