Bài tập lý 11 phần định luật ôm năm 2024
|
Trong trường hợp mạch có nhiều nguồn thì cần xác định xem các nguồn mắc với nhau như thế nào (nối tiếp hay song song). Tính \({E_b},{r_b}\) rồi thay vào biểu thức của định luật Ôm ta tìm được cường độ dòng điện I. Show Dạng 2: Tìm điện trở, hiệu điện thế, suất điện động của nguồn. Làm tương tự dạng 1. Khi đó bài cho cường độ dòng điện, hiệu điện thế trên mạch,…Từ đó, áp dụng định luật Ôm, suy ra các đại lượng cần tìm. - Hiệu điện thế mạch ngoài (hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện: \(U = E - I.r\) - Nếu điện trở trong r = 0 hay mạch hở (I = 0) thì U = E - Nếu điện trở mạch ngoài R = 0 thì \(I = \frac{E}{r}\) => đoản mạch. Bài tập ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ: Biết \(E = 6V,{R_1} = 6\Omega ,{R_2} = 3\Omega \). Tính:
Cho điện trở trong của nguồn điện không đáng kể. Hướng dẫn giải a) Ta có: \({R_1}//{R_2} \Rightarrow {R_N} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{6.3}}{{6 + 3}} = 2\Omega \) Điện trở trong của nguồn coi không đáng kể. Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: \(I = \frac{E}{{{R_N}}} = \frac{6}{2} = 3A\) b) Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện: \({U_{AB}} = I.{R_N} = 3.2 = 6V\) c) Do \({R_1}//{R_2} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}U = {U_1} = {U_2}\\I = {I_1} + {I_2}\end{array} \right.\) \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}6{I_1} = 3{I_2}\\{I_1} + {I_2} = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{I_1} = 1{\rm{A}}\\{I_2} = 2{\rm{A}}\end{array} \right.\) Vậy cường độ dòng điện chạy qua R1 là 1 A Dạng 3: Tính công suất cực đại mà nguồn có thể cung cấp cho mạch ngoài Ta cần tìm biểu thức của công suất P theo điện trở R, sau đó kháo sát biểu thức ta sẽ tìm được giá trị R để P max và giá trị Pmax. Ta có: \(P = {I^2}.R = {\left( {\frac{E}{{r + R}}} \right)^2}.R\) Biến đổi về biểu thức \(P = \frac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt R + \frac{r}{{\sqrt R }}} \right)}^2}}}\) Để P max thì \(\left( {\sqrt R + \frac{r}{{\sqrt R }}} \right)\) min xảy ra khi R = r (bất đẳng thhức Côsi). Khi đó, \({P_{\max }} = \frac{{{E^2}}}{{4r}}\) Bài tập ví dụ: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: Biết \(E = 12V,r = 1,1\Omega ,{R_1} = 0,1\Omega \)
Hướng dẫn giải a) Ta có, công suất tiêu thụ: \(P = {I^2}.(R + {R_1}) = {\left( {\frac{E}{{r + R + {R_1}}}} \right)^2}.\left( {R + {R_1}} \right)\) Chia cả tử và mẫu số của biểu thức cho (R + R1) ta được: \(P = \frac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}} \right)}^2}}}\) Để P max thì \(\left( {\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}} \right)\) min. Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số dương \(\sqrt {R + {R_1}} \) và \(\frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}\) ta có: \(\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} \ge 2\sqrt {R + {R_1}} .\frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} = 2r\) Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow \sqrt {R + {R_1}} = \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} \Rightarrow R + {R_1} = r = 1,1\Omega \) \( \Rightarrow R = 1,1 - {R_1} = 1,1 - 0,1 = 1\Omega \) b) Công suất lớn nhất là: \({P_{\max }} = {\left( {\dfrac{E}{{r + R + {R_1}}}} \right)^2}.\left( {R + {R_1}} \right) \\= {\left( {\dfrac{{12}}{{1,1 + 1 + 0,1}}} \right)^2}(1 + 0,1) = 32,7{\rm{W}}\) Trong phần giải bài tập trang 54 Vật lí 11 về Định luật ôm đối với toàn mạch dưới đây, mời cùng nhau tìm hiểu cách giải và ôn lại lý thuyết đã học nhằm nâng cao hiểu biết về Vật Lí lớp 11 và đạt kết quả học tốt hơn. Giải câu 1 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Định luật Ôm áp dụng cho loại mạch điện kín nào? Mô tả định luật và viết phương trình biểu thị nó. Lời giải: - Định luật Ôm áp dụng cho mạch điện kín bao gồm nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r mắc với mạch ngoài, kết hợp với các vật dẫn có điện trở tương đương RN nối liền với hai cực của nguồn điện. - Phát biểu định luật: 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 của mạch. - Biểu thức biểu diễn như thế nào? Giải câu 2 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch là khái niệm gì? Mô tả mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và độ giảm điện thế của các đoạn mạch trong mạch điện kín. Giải bài 3 trang 54 SGK Vật lý 11 - Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch được xác định bằng tích của cường độ dòng điện với điện trở của đoạn mạch đó. - Mối liên quan: Suất điện động của nguồn điện bằng tổng của độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong. Giải câu 3 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Khi nào xảy ra hiện tượng đoản mạch và có thể gây những hậu quả gì? Có biện pháp nào để ngăn chặn tình trạng này không? Lời giải: Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi dòng điện không kiểm soát, có thể làm nóng và cháy các thiết bị điện, thậm chí gây hỏa hoạn. Để tránh tình trạng này, thường sử dụng các cầu chì hoặc thiết bị tự động để ngắt kết nối khi dòng điện tăng đột ngột. Giải câu 4 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Trong mạch điện kín, hiệu điện thế mạch ngoài UN phụ thuộc vào điện trở tổng của mạch ngoài như thế nào?
Lời giải: Chọn A. Giải câu 5 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Khi kết nối một điện trở 14 Ω vào hai cực của nguồn điện có điện trở trong là 1 Ω, hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4 V.
Lời giải: Giải câu 6 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Điện trở trong của một acquy là 0,06 Ω và trên vỏ ghi là 12V. Khi kết nối một bóng đèn ghi 12V - 5W vào hai cực của acquy, chứng minh rằng bóng đèn lúc đó sáng gần như bình thường và tính công suất tiêu thụ thực tế của nó. Lời giải:
Lời giải: Giải bài 7 trang 54 SGK Vật lý 11Yêu cầu: Nguồn điện có suất điện động là 3V và điện trở trong là 2 Ω. Khi mắc song song hai bóng đèn như nhau có cùng điện trở là 6 Ω vào hai cực của nguồn điện này.
Lời giải: Điện năng - Công suất điện là chủ đề quan trọng trong Chương I, Điện tích, Điện trường. Hãy xem gợi ý giải bài tập trang 49 Vật lí 11 để hiểu sâu kiến thức. Chương I, Điện tích, Điện trường - Trong chương này, Vật lí 11 sẽ trình bày về Dòng điện không đổi, Nguồn điện, và cung cấp giải bài tập trang 44, 45 để học sinh nắm vững kiến thức. Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc và tăng trải nghiệm khách hàng. |
