Cho mạch điện như hình vẽ ,bộ nguồn gồm hai pin mắc nối tiếp, mỗi pin
Câu hỏi
Nhận biếtCho mạch điện như hình vẽ ,bộ nguồn gồm hai pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động E = 10V và điện trở trong r = 3W, mach ngoài có biến trở R
1)Lúc đầu điều chỉnh để biến trở R=2
a, Tính cường độ dòng điện trong mạch.
b, Mắc thêm đèn 8V – 8W nối tiếp với biến trở R thì đèn sẽ sáng như thế nào?vì sao?
2)Tháo bỏ đèn, phải thay đổi R đến giá trị bằng bao nhiêu để công suất mạch ngoài có giá trị cực đại? Tính công suất của nguồn khi đó ?
Đáp án đúng:
Lời giải của Tự Học 365
Giải chi tiết:
1)
Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn Eb = 2E = 2.10 = 20 V; rb = 2r = 6 Ω.
a. Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = {{{E_b}} \over {R + {r_b}}} = {{20} \over {2 + 6}} = 2,5A\)
b. Điện trở của đèn: \({R_D} = {{U_{dm}^2} \over {{P_{dm}}}} = {{{8^2}} \over 8} = 8\Omega \)
Cường độ dòng điện trong mạch khi này là: \(I' = {{{E_b}} \over {{R_{td}} + {r_b}}} = {{20} \over {8 + 2 + 6}} = 1,25A\)
Vì mạch mắc nối tiếp nên IĐ = I’ = 1,25A > Iđm => đèn sáng mạnh hơn bình thường.
2) Công suất mạch ngoài được tính theo công thức:
\(P = {I^2}R = {{E_b^2} \over {{{\left( {R + {r_b}} \right)}^2}}}.R = {{E_b^2} \over {{{\left( {{{R + {r_b}} \over {\sqrt R }}} \right)}^2}}} = {{E_b^2} \over {{{\left( {\sqrt R + {{{r_b}} \over {\sqrt R }}} \right)}^2}}}\)
Để Pmax thì mẫu phải nhỏ nhất
Theo bất đẳng thức Cô-si ta có \({\left( {\sqrt R + {{{r_b}} \over {\sqrt R }}} \right)^2} \ge 4\sqrt R .{{{r_b}} \over {\sqrt R }} = 4{r_b}\)
Dấu “=” xảy ra khi \(\sqrt R = {{{r_b}} \over {\sqrt R }} \Leftrightarrow R = {r_b} = 6\Omega \)
* Công suất của nguồn điện khi đó là
\({P_{ng}} = {E_b}I = {E_b}{{{E_b}} \over {R + {r_b}}} = {{E_b^2} \over {2{r_b}}} = {{{{20}^2}} \over {12}} = {{100} \over 3}{\rm{W}}\)
Luyện tập
Câu hỏi liên quan
-
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng khi ta hạ nhiệt độ xuống dưới giá trị nào đó thì điện trở của vật dẫn
Khi tăng nhiệt độ của một kim loại sẽ làm tăng điện trở của kim loại này, nguyên nhân gây ra hiện hượng này là:
Đặt một hiệu điện thế U không đổi vào hai cực của bình điện phân. Xét trong cùng một khoảng thời gian, nếu kéo hai cực của bình ra xa sao cho khoảng cách giữa chúng tăng gấp 2 lần thì khối lượng chất được giải phóng ở điện cực so với lúc trước sẽ: