Giải Lý lớp 11 Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

Giải Lý lớp 11 Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

Giải Lý lớp 11 Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

C1 trang 59 SGK:

a)Hãy cho biết cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp có đặc điểm gì?

b)Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R1,R2 và R3 mắc nối tiếp.

c)Hiệu điện thế U₁,U₂, U₃ giữa hai đầu các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc nối tiếp có quuan hệ như thế nào?

Trả lời:

a) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp luôn bằng nhau.

b) Điện trở tương đương của đoạn mạch :R_tđ=R₁+R₂+ R₃    (11.1)

c) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế thành phần. Thật vậy, nếu hai vế của (11.1) với cường độ dòng điện ta được:

U=U₁+U₂+U₃

C2 trang 59 SGK:

a) Hãy cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song có đặc điểm gì ?

b) Cường độ dòng điện I chạy qua mạch chính và I₁,I₂, I₃ chạy qua các mạch rẽ của một đoạn mạch gồm các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song có mối quan hệ như thế nào?

c) Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R₁,R₂, R₃ mắc song song.

Trả lời:

a) Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở đều bằng nhau U=U₁=U₂=U₃.

b) Cường độ dòng điện mạch chính I bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ:I=I₁+I₂+I₃    (11.2)

c) Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở và đưa và biểu thức (11.2) ta có

Suy ra điện trở tương đương của đoạn mạch song song

được tính bằng biểu thức sau :

C3 trang 60 SGK:

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.1, trong đó nguồn điện có suất điện động Ɛ=6V và có điện trở trong r=2Ω, các điện trở R₁=5Ω,R₂=10Ω và R₃=3Ω.

a)Phân tích và cho biết các điện trở mạch ngoài của mạch điện có sơ đồ như hình 11.1 được mắc với nhau như thế nào? Từ đó nêu cách tìm điện trở tương đương của mạch ngoài này.

b)Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn và hiệu điện thế mạch ngoài U.

c)Tính hiệu điện thế U₁ giữa hai đầu điện trở R₁

Trả lời:

Các điện trở hình 11.1 được mắc nối tiếp với nhau nên điện trở tương đương của mạch ngoài là:R_N=R₁+R₂+R₃

a)Điện trở RN của mạch ngoài: => R_N=18 Ω

b)Cường độ dòng điện I chạy qua nguồn :

Hiệu điện thế mạch ngoài U: U=R_N.I=18.0,3=5,4V

c)Hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R₁:

U₁=R₁.I=5.0,3=1,5V

C4 trang 60 SGK:

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ2 loại 6V-4,5W; Rb là một biến trở .

Hãy nhận dạng các đèn Đ1,Đ2 và biến trở Rb của mạch điện có sơ đồ như hình 11.2 được mắc với nhau như thế nào?

Trả lời:

Ta thấy hình 11.2

[(Rb nối tiếp với Đ2) song song với Đ1].

C5 trang 61 SGK:

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ2 loại 6V-4,5W; R_b là một biến trở .

Tính cường độ định mức I₁,I₂ của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường .

Trả lời:

Cường độ định mức I₁,I₂ của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường

C6 trang 61 SGK:

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ2 loại 6V-4,5W; Rb là một biến trở .

Tính điện trở R₁ và R₂ tương ứng của các đèn khi sáng bình thường .

Trả lời:

Điện trở R₁ và R₂ tương ứng của các đèn khi sáng bình

C7 trang 61 SGK:

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất đện động ε = 12,5V và có điện trở trong r=0,4Ω ; bóng đèn Đ₁ có ghi số 12V-6W; bóng đèn Đ₂ loại 6V-4,5W; Rb là một biến trở .

Viết công thức tính công suất ?ng và hiệu suất H của nguồn điện

Trả lời:

Trong đó:

I= I₁,I₂=0,5+0,75=1,25A cường độ dòng điện chạy qua mạch chính UN=U₁=12V

C8 trang 61 SGK:

Có tám nguồn điện cùng lại với cùng suất điện động ε=11,5V và điện trở trong r=1Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V-6W . Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường.

Tính suất điện động εb và rb của bộ nguồn như đề bài đã cho

Trả lời:

Suất điện động εb và rb của bộ nguồn.

εb=m. ε và rb=m.r/n

Trong đó : m=4; n=2

=> εb=4 ε=4.1,5=6V

Và rb=4.r/2=2Ω

C9 trang 61 SGK:

Có tám nguồn điện cùng lại với cùng suất điện động ε=11,5V và điện trở trong r=1Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V-6W . Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường.

Viết công thức tính P_b’ của bộ nguồn, P_i của mỗi nguồn và hiệu điện thế U_i giữa hai cực của mỗi nguồn đó.

Trả lời:

Bài 1 (trang 62 SGK Vật Lý 11)

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.4, trong đó nguồn điện có suất điện động ?=6V và có điện trở trong không đáng kể. Các điện trở R₁=R₂=30Ω,R₃=7,5Ω.

a)Tính điện trở tương đương R_N của mạch ngoài.

b)Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài.

Lời giải:

a) Các điện trở mạch ngoài được mắc song song nhau.

b) Do nguồn điện có điện trở trong không đáng kể nên hiệu điện thế hai đầu nguồn điện U=?=6V

Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở :

Đáp án: a) R_N=5Ω ;I₁=0,2A; b) I₂=0,2 A; I₃=0,8A

Bài 2 (trang 62 SGK Vật Lý 11)

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.5, trong đó các ắc quy có suất điện động ?1=12V; ?2=6V và có điện trở không đáng kể. Các điện trở R₁=4Ω;R₂=8Ω

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 ắc quy và năng lượng mà mỗi ắc quy cung cấp trong 5 phút.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện trong mạch :

b) Công suất tiêu thụ của mỗi điện trở :

c) Công suất của mỗi ắc quy:

Năng lượng mỗi ắc quy cung cấp trong 5 phút :

Bài 3 (trang 62 SGK Vật Lý 11)

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.6. trong đó nguồn điện có suất điện động ?=12V và điện trở trong r=1,1Ω; điện trở R=0,1Ω.

a) Điện trở x phải có trị số là bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó.

b) Điện trở x phải có trị số là bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở điện trở này là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó.

Lời giải:

a)Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài

Để công suất mạch ngoài cực đại(?_max) thì mẫu số của biểu thức trên phải đạt cực tiểu, tức

 

Đáp án: a) R_x=1Ω ; b) R_x=1,2Ω ; P_max=30