Đề bài - bài 9.10 trang 25 sbt vật lí 11

Đề bài

Khi mắc điện trở R1= 500 Ω vào hai cực của một pin mặt trời thì hiệu điện thế mạch ngoài là U1= 0,10 V. Nếu thay điện trở R1bằng điện trở R2= 1 000 Ω thì hiệu điện thế mạch ngoài bây giờ là U2= 0,15 V.

a) Tính suất điện động E và điện trở trong rcủa pin này.

b) Diện tích của pin là S = 5 cm2và nó nhận được năng lượng ánh sáng với công suất trên mỗi xentimét vuông diện tích là w = 2 mW/cm2. Tính hiệu suất H của pin khi chuyển từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng ở điện trở ngoài R2.

Lời giải chi tiết

a) Áp dụng định luật Ôm dưới dạng:

\({U_N} = E - {\rm{Ir}} = E - {\dfrac{U_N}{R}}r\)

Từ các số liệu của đầu bài ta đi tới hai phương trình là:

\(0,1 = E - 0,0002r\) và \(0,15 = E - 0,00015r\)

Nghiệm của hệ hai phương trình này là :

\(E = 0,3 V\) và \(r = 1000 Ω\)

b) Pin nhận được năng lượng ánh sáng với công suất là

\(p_{tp}= wS = 0,01 W =10^{-2}W\)

Công suất toả nhiệt ở điện trở R2là \(P_{nh}= 2,25.10^{-5}W.\)

Hiệu suất của sự chuyển hoá từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng trong trường hợp này là :

\(H =\dfrac{P_{nh}}{P_{tp}} = 2,25.10^{-3}= 0,225%.\)