Bài 10.17 SBT Khoa học tự nhiên 9 - Cánh diều: Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo hình 10...

Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức là U_Đ = 6 V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ là I_Đ = 0,75 A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16 Ω và đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U = 12 V.

a) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho ở trên.

b) Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo hình 10.2 thì phần điện trở R của biến trở bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Vận dụng kiến thức về điện

a) Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua biển trở và hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở khi đèn và biến trở được mắc nối tiếp với nhau là:

I_B = I_Đ = 0,75 (A).

U_B = U – U_Đ = 12 – 6 = 6 (V).

Điện trở của biển trở khi đó là: \({R_B} = \frac{{{U_B}}}{{{I_B}}} = \frac{6}{{0,75}} = 8(\Omega )\)

b) Đèn mắc song song với R₁ và đoạn mạch song song này sẽ mắc nối tiếp với điện trở có giá trị là: R₂ = 16 – R₁

Khi đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế giữa hai đầu R₂:

U₂ = U – U_Đ = 12 – 6 = 6 (V)

Cường độ dòng điện qua R₂ là: \({I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{6}{{{R_2}}}\)

Hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ là: U₁ = U_Đ = 6 (V).

Cường độ dòng điện qua R₁ là: I₁ = I₂ – I_Đ = \(\frac{6}{{{R_2}}} - 0,75 = \frac{6}{{16 - {R_1}}} - 0,75(A)\)

Giá trị điện trở R₁ là: \({R_1} = \frac{{{U_1}}}{{{I_1}}} = 6:\left( {\frac{6}{{16 - {R_1}}} - 0,75} \right) \Rightarrow {R_1} = 8\sqrt 2 (\Omega )\)