Advertisements (Quảng cáo)
Bài 2.43 trang 28 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 nâng cao
Cho mạch điện như Hình 2.28, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 6,6 V, điện trở trong \(r = 0,12\Omega \); bóng đèn \({Đ_1}\) loại 6V – 3W; bóng đèn \({Đ_2}\) loại 2,5V – 1,25W.
a, Điều chỉnh \({R_1}\) và \({R_2}\) sao cho đèn \({Đ_1}\) và đèn \({Đ_2}\) sáng bình thường. Tính các giá trị của \({R_1}\) và \({R_2}\).
b, Giữ nguyên giá trị của \({R_1}\) điều chỉnh biến trở \({R_2}\) sao cho nó có giá trị \({R’_2} = 1\Omega .\) Khi đó độ sáng của các bóng đèn thay đổi như thế nào so với trường hợp a ?
Giải :
Cường độ dòng điện định mức và điện trở của các bóng đèn :
\(\eqalign{
& {I_{đ{_1}}} = {{{P_1}} \over {{U_1}}} = 0,5A;{R_{_{{_1}}}} = {{U_1^2} \over {{P_1}}} = 12\Omega \cr
& {I_{đ{_2}}} = {{{P_2}} \over {{U_2}}} = 0,5A;{R_{{_2}}} = {{U_2^2} \over {{P_2}}} = 5\Omega \cr} \)
a, Vì các đèn sáng bình thường, ta có :
\({U_{CB}} = {U_1} = 6V;{U_2} = 2,5V\)
Suy ra \({U_{{R_2}}} = {U_{CB}} – {U_2} = 3,5V\)
Hơn nữa :
\({I_{{R_2}}} = {I_{{_2}}} = 0,5A\)
Suy ra \({R_2} = {{{U_{{R_2}}}} \over {{I_{{R_2}}}}} = 7\Omega \)
Ngoài ra \(I = {I_{đ{R_1}}} = {I_{đ{_1}}} + {I_{đ{_2}}} = 1A\)
Từ đó:
Advertisements (Quảng cáo)
\({U_{AB}} = E – Ir = 6,6 – 1.0,12 \) \(= 6,48V\)
\({U_{{R_1}}} = {U_{AC}} = {U_{AB}} – {U_{CB}} \) \(= 6,48 – 6 = 0,48V\)
Suy ra: \({R_1} = {{{U_{{R_1}}}} \over {{I_{{R_1}}}}} = 0,48\Omega \)
b, Với \(R{‘_2} = 1\Omega \) , ta có :
\(\eqalign{
& {R_{CB}} = {{{R_{đ{_1}}}\left( {R{‘_2} + {R_{đ{_2}}}} \right)} \over {{R_{đ{_1}}} + {R_2} + {R_{đ{_2}}}}} = 4\Omega \cr
& {R_{AB}} = {R_1} + {R_{CB}} = 4,48\Omega \cr} \)
Cường độ dòng điện trong mạch chính :
\(I = {E \over {{R_{AB}} + r}} = 1,43A\)
Từ đó \({U_{CB}} = I{R_{CB}} = 5,74V\)
Hiệu điện thế trên đèn \({Đ_1}\) bây giờ là :
\(U{‘_1} = {U_{CB}} = 5,74V\)
Vì \(U{‘_1} < {U_1}\) nên đèn \({Đ_1}\) sáng hơn trước.
Cường độ dòng điện qua đèn \({Đ_2}\) bây giờ là :
\(I{‘_2} = {{{U_{CB}}} \over {R{‘_2} + {R_{đ{_2}}}}} = 0,95A\)
Như vậy \(I{‘_2} > {I_{đ{_2}}}\), đèn \({Đ_2}\) bây giờ sáng hơn trước nhiều và có thể bị cháy.