GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Chương 4: NHỮNG ĐỊNH LUẬT CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Bài 19: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI - NGUỒN ĐIỆN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Dòng điện – Tác dụng của dòng điện a) Định nghĩa Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Các điện tích có thể là electron tự do, ion âm, ion dương, chúng còn được gọi là các hạt tải điện. b) Chiều dòng điện Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương. Trong dây dẫn kim loại chiều dòng điện ngược với chiều dịch chuyển của các electron. c) Các tác dụng của dòng điện + Tác dụng nhiệt + Tác dụng hóa học + Tác dụng sinh lý + Tác dụng từ: đây là tác dụng của mọi dòng điện. 2. Cường độ dòng điện a) Định nghĩa Cường độ dòng điện là đại lượng đo bằng thương số của điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian nhỏ ∆t và khoảng thời gian đó: q I t ∆ = ∆ Trong thực tế có khi dòng điện không đổi là dòng điện một chiều. b) Đơn vị cường độ dòng điện Trong hệ SI: cường độ dòng điện là ampe, ký hiệu A. µ − − = = 3 6 1 ( ) 10 1 ( ) 10 mA miliampe A A microampe A c) Đo cường độ dòng điện Người ta dùng ampe kế để đo cường độ dòng điện. Quy tắc dùng ampe kế: + Chọn ampe kế có giới hạn đo và thang đo thích hợp. + Mắc ampe kế nối tiếp với vật dẫn cần đo cường độ dòng điện. + Mắc ampe kế vào mạch sao cho dòng điện đi vào chốt dương của ampe kế và đi ra chốt âm của ampe kế. 3. Nguồn điện Nguồn điện là thiết bị tạo ra hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Nguồn điện luôn có hai cực là cực dương (+) và cực âm (-); giữa hai cực đó có duy trì một hiệu điện thế. Khi ta nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín, thì trong mạch có dòng điện. Các electron từ cực âm của nguồn điện chạy qua vật dẫn đến cực dương. Bên trong nguồn điện các hạt tải điện ngoài lực Coulomb thì còn chịu tác dụng của lực lạ. Lực lạ có tác dụng duy trì dòng điện trong mạch kín. Bên trong nguồn điện các hạt tải điện đi từ cực âm đến cực dương, chuyển động này ngược với chiều của lực điện trường giữa hai cực. Do đó phải có nguồn năng lượng bên trong nguồn điện, nguồn năng lượng này tạo ra lực lạ đó là hóa năng trong pin, acquy, năng lượng bức xạ Mặt Trời (pin Mặt Trời), … GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 4. Suất điện động của nguồn điện Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đo bằng thương số của công A mà nguồn thực hiện để làm dịch chuyển điện tích dương q trong mạch kín: A q ξ = Đơn vị: von, ký hiệu V. Bên trong suất điện động có điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện. 5. Một số nguồn điện a) Pin Pin Volta là nguồn điện được chế tạo đầu tiên và duy trì khá lâu. Pin thông dụng hiện nay là pin Leclanché. Pin có cực âm là kẽm, cực dương là thanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp đã nén chặt gồm mângn dioxit MnO 2 và graphit để khử cực và tăng độ dẫn điện. Dung dịch điện phân là dung dịch amoni clorua. Suất điện động của pin khoảng 1,5 V. Để tiện dùng người ta chế tạo pin Leclanché dưới dạng pin khô. Khi đó dung dịch NH 4 Cl được trộn với một loại hồ đặc rồi đóng vào trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin này là cực âm. b) Acquy Acquy đơn giản là acquy chì (acquy axit) gồm một bình đựng dung dịch axit sunfuric trong có nhúng hai tấm chì, trên mặt phủ một lớp chì oxit PbO. Ngoài acquy axit còn có acquy kiềm, có hiệu suất thấp hơn acquy axit nhưng nhẹ hơn và bền hơn. Acquy tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng và giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng. Dung lượng của acquy là điện lượng lớn nhất mà acquy có thể cung cấp điện khi nó phát điện. Dung lượng của acquy được tính bằng ampe giờ (A.h). Điện năng tổng cộng mà acquy tích trữ được được tính bằng Wh (hay J) hoặc Wh/kg. B. BÀI TẬP B.1. Câu hỏi 1. Dòng điện là gì ? Cường độ dòng điện là gì ? Chiều của dòng điện được xác định như thế nào ? Hướng dẫn Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. Các điện tích có thể là electron tự do, ion âm, ion dương, chúng còn được gọi là các hạt tải điện. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Cường độ dòng điện là đại lượng đo bằng thương số của điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian nhỏ ∆t và khoảng thời gian đó: q I t ∆ = ∆ I: cường độ dòng điện (A) ∆q : điện lượng (C) ∆t : thời gian (s) Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương. 2. Nêu các tác dụng của dòng điện. Hướng dẫn Dòng điện có các tác dụng: + Tác dụng nhiệt + Tác dụng hóa học + Tác dụng sinh lý + Tác dụng từ: đây là tác dụng của mọi dòng điện. 3. Nguồn điện là gì ? Nêu định nghĩa suất điện động của nguồn điện. Hướng dẫn Nguồn điện là thiết bị tạo ra hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đo bằng thương số của công A mà nguồn thực hiện để làm dịch chuyển điện tích dương q trong mạch kín: A q ξ = Đơn vị von, ký hiệu V. Bên trong suất điện động có điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện. B.2. Bài tập 1. Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây nếu có điện lượng 15 C chuyển qua tiết diện đó trong 30 giây. Hướng dẫn Cường độ dòng điện qua dây dẫn: 19 19 15 : 3,125.10 ( ) 1,6.10 .30 q I và I ne t q Suy ra n electron et − = = = = = 2. Một điện lượng 6,0 mC dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2,0 s. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này. Hướng dẫn Cường độ dòng điện 3 3 6.10 3.10 2 q I A t − − = = = . 3. Trong khoảngt thời gian đóng công tắc để chạy một tủ lạnh thì cường độ dòng điện trung bình đo được là 6 A. Khoảng thời gian đóng công tắc là 0,50 s. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ tủ lạnh. Hướng dẫn Từ . 6.0,5 3 q I q I t C t ∆ = ⇒ ∆ = ∆ = = ∆ . 4. Suất điện động của một pin là 1,5 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích + 2 C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện. Hướng dẫn Công của lực lạ: 1,5.2 3A q J ξ = = = . GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Bài 20: ĐỊNH LUẬT OHM – SỰ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO NHIỆT ĐỘ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Định luật Ohm – Điện trở - Đặc tuyến Volt – Ampe của vật dẫn a) Định luật Ohm – Điện trở - Phát biểu định luật Ohm: Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó. I = kU hoặc U I R = Đại lượng nghịch đảo của k là điện trở của vật dẫn: U R I = R đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của vật. - Định luật Ohm chỉ đúng với các vật dẫn kim loại, than chì và dung dịch điện phân với cực dương tan ở một nhiệt độ nhất định. - Công thức tính điện trở một dây dẫn đồng tính, hình trụ, tiết diện S ở nhiệt độ xác định: l R S ρ = Trong đó ρ là điện trở suất của chất làm dây dẫn ở nhiệt độ đang xét. Đơn vị của ρ là Ohm.met, ký hiệu Ωm . b) Đặc tuyến Volt – Ampe của vật dẫn - Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I và U được gọi là đặc tuyến Volt – Ampe (hay đường đặc trưng Volt – Ampe) của vật dẫn. - Đối với vật dẫn kim loại ở nhiệt độ không đổi, đặc tuyến Volt – Ampe là đoạn thẳng. Nếu đặc tuyến Volt – Ampe kế là đường cong thì điện trở R = U/I có trị số khác nhau đối với các giá trị khác nhau của U và điện trở của vật phụ thuộc hiệu điện thế U đặt vào đó. 2. Điện trở của vật dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ Bằng thực nghiệm, người ta thiết lập được hệ thức biểu thị sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở suất và điện trở của kim loại. 0 (1 ) t t ρ ρ α = + 0 (1 ) t R R t α = + 0 0 , à , t t v R R ρ ρ tương ứng là trị số của điện trở suất và điện trở ở 0 0 C và ở nhiệt độ t. α là hệ số nhiệt của điện trở, đơn vị K -1 . Điện trở suất ρ và hệ số α của một số vật liệu Vật liệu ρ (Ωm) α (K -1 ) Bạc 1,62.10 -8 4,1.10 -3 Đồng 1,69.10 -8 4,3.10 -3 Nhôm 2,75.10 -8 4,4.10 -3 Sắt 9,68.10 -8 6,5.10 -3 3. Hiện tượng siêu dẫn GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 - Khi nhiệt độ hạ xuống dưới một nhiệt độ T C nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không. - Hiện tượng này gọi là hiện tượng siêu dẫn. Hiện tượng siêu dẫn được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực: tạo nam châm điện, … B. BÀI TẬP B.1. Câu hỏi 1. Điện trở của kim loại phụ thuộc nhiệt độ như thế nào? Hướng dẫn Điện trở kim loại phụ thuộc nhiệt độ theo biểu thức: 0 (1 ) t R R t α = + 2. Nêu đặc điểm của vật siêu dẫn và khả năng ứng dụng của chúng trong kỹ thuật. Hướng dẫn Vật siêu dẫn có điện trở bằng không, vì vậy nó có thể duy trì dòng điện trong một thời gian dài. Có tính chất này nên vật siêu dẫn được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật: chế tạo nam châm điện có thể tạo ra từ trường mạnh trong một thời gian dài. B.2. Bài tập 1. Một sợi dây đồng có điện trở 74 Ω ở 50 0 C. Điện trở của sợi dây đó ở 100 0 C là bao nhiêu ? Hướng dẫn: Điện trở dây dẫn ở 50 0 C: 0 1 0 1 1 (1 ); 50R R t t C α = + = (1) Điện trở dây dẫn ở 100 0 C: 0 2 0 2 2 (1 ); 100R R t t C α = + = (2) Lấy (2) chia (1), ta được: 3 2 2 3 1 1 1 1 4,3.10 .100 1 1 4,3.10 50 R t R t α α − − + + = = + + suy ra: R 2 = 87 (Ω) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Bài 21: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT JOULE – LENZ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Công và công suất của dòng điện ở một đoạn mạch điện – Định luật Joule – Lenz a) Công và công suất của dòng điện Công suất của dòng điện ở một đoạn mạch điện: P UI = Công dòng điện sinh ra trên đoạn mạch: A Pt UIt = = b) Định luật Joule – Lenz Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua. 2 Q RI t = 2. Công và công suất của nguồn điện a) Công và công suất của nguồn điện Công của nguồn điện: A q It ξ ξ = = Công suất của nguồn điện: P I ξ = b) Hiệu suất của nguồn điện 'P H P = 3. Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện a) Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt Điện năng tiêu thụ: 2 2 U A UIt RI t t R = = = Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt được tính theo công thức: 2 2 A U P UI RI t R = = = = b) Suất phản điện của máy thu điện ' ' A q ξ = - Nếu q = 1 C thì ' 'A ξ = . Như vậy suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác (không phải nhiệt năng) khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy. - Đơn vị: V. - Khi máy thu điện là nguồn điện đang được nạp điện thì suất phản điện có trị số bằng suất điện động của nguồn lúc phát điện, dòng điện nạp đi vào cực dương của máy thu điện. c) Điện năng và công suất tiêu thụ của máy thu điện Điện năng tiêu thụ của máy thu điện trong thời gian t: 2 ' ' ' 'A A Q It r I t UIt ξ = + = + = Với: Q’: điện năng cung cấp cho máy chuyển hóa thành nhiệt ở điện trở r’ của máy. A’: phần điện năng còn lại. U: hiệu điện thế đặt vào máy thu điện. Công suất của máy thu điện: 2 ' ' A P I r I t ξ = = + Trong đó: ' 'P I ξ = là công suất có ích của máy thu điện. d) Hiệu suất của máy thu điện Hiệu suất của máy thu điện: ' 1 r H I U = − U: hiệu điện thế đặt vào máy thu điện. I: dòng điện đi qua máy thu điện. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 B. BÀI TẬP B.1. Câu hỏi 1. Công của dòng điện là gì ? Hướng dẫn Công của dòng điện là công của lực điện trường làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch, được tính bằng các điện tích tự do trong đoạn mạch, được tính bằng tích số của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện đi qua. A Uq UIt = = 2. Phát biểu định luật Joule – Lenz. Dòng điện trong vật siêu dẫn có gây ra tác dụng nhiệt không ? Hướng dẫn Định luật Joule – Lenz: Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua. 2 Q RI t = Dòng điện chạy trong vật siêu dẫn không gây ra tác dụng nhiệt vì điện trở của vật siêu dẫn bằng không. 3. Suất phản điện của máy thu điện là gì ? Hướng dẫn Xem phần 3b mục tóm tắt lý thuyết. 4. Cùng một dòng điện chạy qua dây dẫn và dây tóc bóng đèn. Tại sao dây tóc thì nóng đến sáng trắng mà dây dẫn lại hầu như không nóng lên? Hướng dẫn Cùng một dòng điện chạy qua dây dẫn và dây tóc của bóng đèn nhưng điện trở của dây tóc rất lớn còn điện trở của dây dẫn nhỏ nên công suất tỏa nhiệt (P = RI 2 ) trên dây tóc lớn làm nó nóng đến sáng trắng còn dây dẫn hầu như không nóng lên. B.2. Bài tập 1. Hai bóng đèn có công suất định mức lần lượt là 25 W và 100 W đều làm việc bình thường ở hiệu điện thế 110 V. Hỏi: a) Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn? b) Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn? c) có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220 V được không? Đèn nào sẽ dễ hỏng (cháy)? Hướng dẫn a) Cường độ dòng điện qua hai bóng đèn: 1 1 1 1 25 : 0,227 ( ) 110 P P UI suy ra I A U = = = = 2 2 2 2 100 : 0,91 ( ) 110 P P UI suy ra I A U = = = = Vậy dòng điện qua bóng đèn có công suất 100 W lớn hơn bóng có công suất định mức 50 W. b) Điện trở của hai bóng: 2 2 2 1 1 1 1 1 1 (110) : 484 25 U U P suy ra R R P = = = = (Ω) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (110) : 121 100 U U P suy ra R R P = = = = (Ω) Ta thấy: R 1 > R 2 c) Khi ta mắc nối tiếp hai bóng đèn: 1 2 220 0,364 ( ) 484 121 U I A R R = = = + + Ta thấy: I > I 1 và I < I 2 nên mắc nối tiếp hai bóng đèn vào mạng điện thì bóng đèn 1 mau cháy, bóng 2 thì sáng kém. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 2. Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần lượt là U 1 = 110 V ; U 2 = 220 V. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đó bằng nhau. Hướng dẫn Công suất định mức của hai bóng đèn: 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 2 1 2 2 2 110 1 : : ( ) 220 4 U U P và P R R U U R U Mà P P nên suy ra R R R U = = = = = = = 3. Để bóng đèn loại 120 V – 60 W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế là 220 V, người ta mắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R. Tìm điện trở phụ đó. Hướng dẫn Cường độ dòng điện định mức qua bóng đèn: 60 0,5 ( ) 120 P P UI I A U = ⇒ = = = Điện trở của bóng đèn: 2 2 120 240 ( ) 60 d d d d U P R R = ⇒ = = Ω Để đèn sáng bình thường thì dòng điện trong mạch phải bằng dòng điện định mức của bóng. Theo định luật Ohm ta có: 220 0,5 200 ( ) 240 n n U I R R R R = = = ⇒ = Ω + + 4. Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1 A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ, biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này là 6 V. Hướng dẫn Điện năng tiêu thụ : A = UIt = 6.1.3600 = 21600 J. 5. Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220 V – 1000 W. a) Cho biết ý nghĩa các số ghi trên đây. b) Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220 V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 25 0 C. Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm là 90 % và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kgK. Hướng dẫn a) 220 V là hiệu điện thế định mức của ấm điện ; 1000 W là công suất định mức của ấm điện. b) Muốn đun sôi 2 lít nước từ 25 0 C cần nhiệt lượng : Q = mc(t 2 – t 1 ) = 4180.2(100 – 25) = 627 000 J Vì hiệu suất h = 90 % nên nhiệt lượng thực do bếp tỏa ra : 0 100 100 .627000 696666,67 90 90 Q Q J= = = . Ta có : 0 Q A Pt= = suy ra thời gian đun 0 697 Q t s P = ≈ . 6. Một nguồn điện có suất điện động là 12 V. Khi mắc nguồn điện thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ là 0,8 A. Tính công của nguồn điện này sinh ra trong thời gian 15 phút và tính công suất của nguồn điện khi đó. Hướng dẫn 12.0,8.15.60 8640A It J ξ = = = . 12.0,8 9,6W n P I ξ = = = . GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Bài 22 : ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Định luật Ohm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện ξ ξ − + = = + + AB BA U U I R r R r 2. Định luật Ohm cho toàn mạch Đối với một mạch điện kín gồm nguồn điện ξ và điện trở R: I R r ξ = + Định luật Ohm cho toàn mạch : Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở tổng cộng của mạch. 3. Định luật Ohm đối với đoạn mạch chứa máy thu điện Xét đoạn mạch AB có chứa máy thu điện ( ', 'r ξ ) và điện trở R. Hiệu điện thế hai đầu mạch là U AB = U, ta có: ' ( ' ) AB A B U V V r R I ξ = − = + + hay ' ' AB U I R r ξ − = + * Chú ý: dòng điện đi vào cực dương của máy thu điện. 4. Hệ thức tổng quát của định luật Ohm đối với các loại mạch điện Xét đoạn mạch AB có pin (acquy), ta có định luật Ohm cho các loại mạch điện: ( ) AB A B U V V r R I ξ = − = + − ξ : đại lượng đại số. 0 ξ > : khi I AB chạy qua pin (acquy) từ cực âm đến cực dương. 0 ξ < : khi I AB chạy qua pin (acquy) từ cực dương đến cực âm. 5. Mắc điện trở phụ trong các dụng cụ đo điện - Mắc sơn cho ampe kế (R s song song R g ): (1 ) g g s R I I R = + I : cường độ dòng điện đi vào ampe kế; I g : dòng điện đi vào điện kế. - Mắc điện trở phụ cho vôn kế (R p nối tiếp với R g ): (1 ) p p g R U U R = + U : hiệu điện thế giữa hai đầu vôn kế; U g : hiệu điện thế giữ hai đầu điện kế. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 B.1. Câu hỏi 1. Thiết lập định luật Ohm cho đoạn mạch chứa nguồn điện và cho đoạn mạch chứa máy thu điện. Hướng dẫn + Đoạn mạch chứa nguồn điện: Xét mạch điện kín gồm nguồn điện ξ và các điện trở R, R 1 mắc nối tiếp. Giả sử trong thời gian t có điện lượng q chuyển qua mạch. Nguồn điện đã thực hiện công: A q It ξ ξ = = . Cũng trong thời gian t đó, nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở R, R 1 và r là: 2 2 1 ( )Q R R I t rI t= + + . Theo định luật Bảo toàn năng lượng, ta có: 2 2 1 1 ( ) ( ) A Q It R R I t rI t Hay R R I rI ξ ξ = ⇔ = + + = + + Mà U AB = IR 1 (vì V A > V B ) nên: ( ) AB AB U U R r I I R r ξ ξ − = + + ⇒ = + Đó là định luật Ohm cho đoạn mạch AB có chứa nguồn điện. + Đoạn mạch chứa máy thu điện: Xét đoạn mạch AB có chứa máy thu điện ( ξ ' ' ,r ), hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U AB = U. Công suất điện cung cấp cho mạch: P = U AB I Công suất P gồm hai phần ξ ' I là công suất có ích, + ' 2 ( )r R I là công suất tỏa nhiệt. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng: 2 ' ( ' ) AB U I I r R I ξ = + + Ta có: ' ' ( ' ) ' AB AB A B U U V V r R I I R r ξ ξ − = − = + + ⇒ = + . Đó là định luật Ohm cho đoạn mạch AB chứa máy thu điện. 2. Thiết lập định luật Ohm cho đoạn mạch điện kín gồm một nguồn điện ( , r ξ ), một máy thu điện ( ', 'r ξ ) và một điện trở ngoài. Hướng dẫn Cho mạch kín như hình vẽ. Năng lượng tiệu thụ trên toàn mạch bao gồm nhiệt lượng Q tỏa ra ở các điện trở R và r: Q = (R+r)I 2 t và điện năng tiêu thụ ở máy thu: 2 ' ' 'A It r I t ξ = + . Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch phải bằng năng lượng: A It ξ = do nguồn điện cung cấp, tức là: 2 2 ' ' ' ( ) ' ' ( ') ' A A Q It It r I t R r I t R r r I I R r r ξ ξ ξ ξ ξ ξ = + ⇔ = + + + − ⇒ − = + + ⇒ = + + Công thức trên biểu thị định luật Ohm cho toàn mạch chứa nguồn và máy thu mắc nối tiếp. [...]... 1, 4 V) b) Tính cường độ dòng điện qua 1 , 1 và R (ĐS: 6 A; 1 A; 7 A) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 6 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết: 1 = 18 V ; r1 = 4 Ω; ξ 2 = 10 ,8V ; r2 = 2, 4 Ω; R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; RA = 2 Ω; C = 2 µ F Tính cường độ dòng điện qua 1 , ξ 2 , số chỉ của ampe kế, hiệu điện thế và điện tích trên tụ C trong hai trường hợp: a) K mở (ĐS: 1, 125 A; - 1, 125 A; 13 ,5... LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 b) Hiệu suất của bộ nguồn: IR N R A U 6 H= i = = = N = 10 0%=75% Aξ I(R +r) R +rN 6+2 N c) Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin: U P = ξ − Ir = 1, 5 − 0,375 .1 = 1, 125V d) Nếu tháo bớt một đèn thì cường độ dòng điện qua đèn còn lại là: 2ξ 2 .1, 5 I'= = = 0, 214 A R0 + 2r 12 + 2 .1 Vì I’ = 0, 214 A > I1 = 0 ,18 75 A nên đèn còn lại sẽ sáng hơn khi chưa tháo đèn kia GIẢI BÀI TẬP VẬT... biết: E 1 = 2,4 V; r1 = 0 ,1 Ω; E2 = 3 V; r2 = 0,2 Ω; R1 = 3,5 Ω; R2 = R3 = 4 Ω; R4 = 2 Ω Tính hiệu điện thế giữa A và B; giữa A và C (ĐS: 1, 5 V; -2 V) 10 Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn gồm 6 acquy mắc theo cách như hình vẽ Cho biết mỗi acquy có: E = 2 V; r = 1 Ω (ĐS: 6 V; 1, 5 Ω) A B GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 11 Cho mạch điện như hình vẽ Mỗi acquy có E = 2 V; r = 1 Ω Điện... ứng là 1 , r1 và ξ 2 , r2 ( 1 > ξ 2 ) 1 ξ 2 + r1 r2 a) Tìm biểu thức của UAB (ĐS: U AB = ) 1 1 1 + + R r1 r2 b) Với những giá trị nào của R thì nguồn ξ 2 là nguồn phát (I2 > 0), không phát không thu (I 2 = 0) và là máy thu ξ2 ξ2 ξ2 r1 ; R = r1 ; R > r1 ) (I2 < 0) ? (ĐA: R < 1 − ξ 2 1 − ξ 2 1 − ξ 2 5 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết 1 = 2 V ; r1 = 0 ,1 ; ξ 2 = 1, 5V ; r2 = 0 ,1 Ω; R =... cường độ dòng điện qua các mạch nhánh (ĐS: 1 A; 2 A; 0,8 Ω) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 10 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết: 1 = ξ 2 ; R1 = 3 Ω; R2 = 6 Ω; r2 = 0, 4 Ω Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn 1 bằng bằng không Tính r1 (ĐS: 2,4 Ω) 11 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết: R1 = R2 = R3 = R4 = 2 Ω; 1 = 1, 5V Cần phải mắc vào AB một nguồn điện ξ 2 có suất điện... dùng hai chốt 1 và 3 thì ampe kế đo được dòng lớn nhất I3 là bao nhiêu ? (ĐS: 2 ,1 A) 10 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Hiệu điện thế giữa A và B không đổi và bằng 12 0 V Các điện trở có trị số R1 = 10 00 Ω; R2 = 2000 Ω Hai vôn kế có điện trở như nhau, bằng R V = 4000 Ω Tìm số chỉ của hai vôn kế trong trường hợp K mở và K đóng (ĐS: 60 V; 45 V; 75 V) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 11 Cho mạch... A > I1 = 0,3 A nên bóng đèn còn lại sáng hơn trước Cường độ dòng điện qua nguồn : I = 6 = 3Ω 2 GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 Bài 23: CÁCH GHÉP NGUỒN ĐIỆN A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1 Ghép nối tiếp + Ghép nối tiếp: Ta có suất điện động tương đương: ξ =ξ +ξ Điện trở trong tương đương: r =r +r + +r + Ghép xung đối: b b 1 2 1 2 + +ξ n n Ghép hai nguồn 1 , ξ 2 thành bộ theo hình Ta có: ξb = 1 −... I = r1 + r2 ξ1r2 + ξ 2 r1 Áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch, ta có: U AB = 1 − Ir1 = r1 + r2 2 Tìm suất điện động và điện trở trong của nguồn điện gồm 6 acquy như hình vẽ Cho biết mỗi acquy có ξ = 2 V; r =1 Ω Hướng dẫn Ta thấy bộ nguồn được mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm gồm hai acquy mắc song song Suy ra: GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 ξb = 3ξ0 = 3ξ = 6 (V ) r rb = 3r0 = 3 = 1, 5...GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 B.2 Bài tập 1 Một nguồn điện có điện trở trong 0 ,1 Ω được mắc nối tiếp với điện trở 4,8 Ω thành mạch kín Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 V Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch Hướng dẫn U AB 12 = = 2,5 ( A) R 4,8 Định luật Ohm cho mạch kín: ξ = (r + R) I = (0 ,1 + 4,8).2,5 = 12 , 25 (V ) Hiệu điện... ampe kế (ĐS: 3 A; 1, 5 A; 0,75 A; 3 A; 1, 5 A; 0,75 A; 3 A; 4,5 A; 5,25 A) 18 Cho mạch điện có dạng như hình vẽ Cho biết: R1 = R4 = R6 = 1 Ω; R2 = R5 = 3 Ω; R7 = 4 Ω; R3 = 16 Ω a) Tính RAB (ĐS: 4 Ω) b) Cho UAB = 4 V Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ ampe kế (ĐS: 0,2 A; 0,8 A; 0 A) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 19 Cho mạch điện có dạng như hình vẽ Cho biết: R1 = 2 Ω; R2 = R4 . số vật liệu Vật liệu ρ (Ωm) α (K -1 ) Bạc 1, 62 .10 -8 4 ,1. 10 -3 Đồng 1, 69 .10 -8 4,3 .10 -3 Nhôm 2,75 .10 -8 4,4 .10 -3 Sắt 9,68 .10 -8 6,5 .10 -3 3. Hiện tượng siêu dẫn GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN. là: 0 2 2 .1, 5 ' 0, 214 2r 12 2 .1 I A R ξ = = = + + . Vì I’ = 0, 214 A > I 1 = 0 ,18 75 A nên đèn còn lại sẽ sáng hơn khi chưa tháo đèn kia. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 4 BÀI TẬP BỔ. ở 10 0 0 C: 0 2 0 2 2 (1 ); 10 0R R t t C α = + = (2) Lấy (2) chia (1) , ta được: 3 2 2 3 1 1 1 1 4,3 .10 .10 0 1 1 4,3 .10 50 R t R t α α − − + + = = + + suy ra: R 2 = 87 (Ω) GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ