Bài 1 trang 62 - Sách giáo khoa vật lý 11
Cho mạch điện như hình 11.3. Trong đó nguồn điện có ξ = 6V và có điện trở trong không đáng kể. Các điện trở R1 = R2 = 30 ; R3 = 7,5
a] Tính điện trở mạch tương đương RN của mạch ngoài.
b] Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài.
Giải:
a] Điện trở tương đương của mạch ngoài là RN= 5 .
b] Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài tương ứng là:
I1 = I2 = 0,2A; I3 = 0,8A
Bài 2 trang 62 - Sách giáo khoa vật lý 11
Cho mạch điện có sơ đồ như hinh 11.4, tron đó các acquy có suất điện động ξ1 = 12V; ξ2 = 6V và có các điện trở trong là không đáng kể.
Các điện trở R1 = 4 R2 = 8
a] Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch.
b] Tính công suất tiêu thụ điện của mỗi điện trở.
c] Tính công suất của mỗi acquy và năng lượng mà mỗi acquy cung cấp trong 5 phút.
Giải:
a] Tính cường độ dòng điện trong mạch:
- Suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp: ξb = ξ1 + ξ2 = 18 V.
- Điện trở tương đương của mạch ngoài gồm hai điện trở mắc nối tiếp:
RN = R1 + R2 = 12
Từ định luật Ôm đối với toàn mạch thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
I = ξb /[RN + rb] = 1,5A
b] Công suất tiêu thụ điện:
Của điện trở R1 là P1 = I2R1 = 9 W
Của điện trở R2 là P2 = I2R2 = 18 W.
c] Tính công suất và năng lượng mà acquy cung cấp:
- Công suất của acquy thứ nhất: Png[1] = ξ1I = 18W
Năng lượng mà acquy thứ nhất cung cấp trong năm phút :
Wng[1] = Png[1]t = 5 400 J
Tương tự với nguồn 2 ta được: Png[2] = 9 W, Wng[2]= 2700 J
Bài 3 trang 62 - Sách giáo khoa vật lý 11
Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.5, trong đó nguồn điện có suất điện động ξ = 12V, và điện trở trong là r = 1,1 ; điện trở R = 0,1 .
a] Điện trở x phải có trị số bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở ngoài mạch là lớn nhất?
b] Điện trở x phải có trị số bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở điện trở này là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó.
Giải:
a] Tính điện trở x để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là lớn nhất.
- Mạch ngoài gồm điện trở R mắc nối tiếp với điện trở x, có điện trở tương đương là: RN = R + x = 0,1 + x.
- Cường độ dòng điện trong trong mạch : I = ξ/ [R + r + x]
- Công suất tiêu thụ mạch ngoài:
Để công suất P trên đây lớn nhất thì mẫu số ở về phải là nhỏ nhát. từ bất đẳng thức cô si ta có R + x = r.
Từ đó suy ra: x = r R = 1 .
b] Công suất tiêu thụ trên điện trở x:
- Tính công suất tiêu thụ trên điện trở x này là lớn nhất:
+ Từ các tính toán trên, ta có công suất tiêu thu, điện trở x là:
+ Tương tự như đã làm ở trên đây, công suất Px lớn nhất khi x= R + r = 1,2 .
Giá trị của công suất lớn nhất này là:30 W.