Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn được xác định bởi công thức
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 11 Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: C1 trang 51 SGK: Trong thí nghiệm hình 9.2 trang 50 SGK, mạch điện phải như thế nào để cường độ dòng điện I =0 và tương ứng U=Uo? Taị sao Uo có giá trị lớn nhất và bằng suất điện động của nguồn điện : Uo=E. Trả lời: Khi mạch ngoài để hở hoặc mạch ngoài có điện trở vô cùng lớn thì cường độ dòng điện I=0 và tương ứng U=Uo Ta có: U=IR= -Ir Khi I=0 thì U=Uo=E=Umax C2 trang 51 SGK: Từ hệ thức:UN=I.RN= -Ir, hãy cho biết trong những trường hợp nào thì hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động E nó? Trả lời: -Khi điện trở trong của nguồn điện bằng không (r = 0); -Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng không (I = 0) nếu điện trở ngoài RN rất lớn. C3 trang 52 SGK: Một pin có số ghi trên vỏ là 1,5V và có điện trở trong là 1,0 Ω. Mắc một bóng đèn có điện trở R=4Ω vào hai cực của pin này để thành mạch điện kín. Tính cương độ dòng điện chạy qua đèn khi đó và hiệu điện thế giữa hai đầu của nó. Trả lời: Cường độ dòng điện qua đèn: Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn: U = I.R = 0,3.4 = 1,2(V) Đáp số: I = 0,3A ; U=1,2V C4 trang 52 SGK: Hãy cho biết vì sao rất nguy hiểm nếu để xảy ra hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đình. Biện pháp nào được sử dụng để tránh không xảy ra hiện tượng này? Trả lời: Sẽ rất nguy hiểm nếu xảy ra hiện tượng đoạn mạch đối với mạng điện gia đình vì khi đó cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn điện và các thiết bị điện rất lớn sẽ làm hư hỏng thiết bị và thậm chí gây cháy nổ các thiết bị đó dẫn đến gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Biện pháp phòng tránh: -Mỗi thiết bị điện cần sử dụng công tắc riêng: -Tắt các thiết bị điện (rút phích cắm) ngay khi không còn sử dụng: -Nên lắp cầu trì ở mỗi công tắc, nó có tác dụng ngắt mạch ngay khi cường độ dòng điện qua cầu chì quá lớn C5 trang 53 SGK: Từ công thức : Hãy chứng tỏ rằng trong trường hợp mạch ngoài chỉ gồm điện trở thuần RN thì hiệu suất của nguồn điện có điện trở trong r được tính bằng công thức: Trả lời: Nếu mạch ngoài chỉ có điện trở thuần: Ta có: UN = I.RN và E = I.(RN + r) Hiệu suất của nguồn điện khi này: Bài 1 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Định luật ôm đối với toàn mạch đề cập tới loại mạch điện kín nào? Phát biểu định luật và viết hệ thức biểu thị định luật đó.Lời giải: *Định luật ôm đối với toàn mạch đề cập tới loại mạch điện kín đơn giản nhất gồm nguồn điện có suất điện động và điện trở trong r, mạch ngoài gồm các vật dẫn có điện trở tương đương RN *Phát biểu định luật Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó. *Hệ thức biểu thị định luật : Bài 2 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch là gì ? Phát biểu mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và các độ giảm điện thế của các đoạn mạch trong mạch điện kín.Lời giải: *Độ giảm điện thế trên một đoạn mạch là tích của cường độ dòng điện chạy trong mạch với điện trở của mạch UN=I.RN *Mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và các độ giảm điện thế của các đoạn mạch trong mạch điện kín: Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong. =I.RN+I.r
Bài 3 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào và có thể gây ra các tác hại gì? Có cách nào để tránh được hiện tượng này?Lời giải: Hiện tượng đoản mạch xảy ta khi nối hai cực của một nguồn điện bằng một dây dẫn có điện trở rất nhỏ . Khi đó dòng điện trong mạch có cường độ rất lớn và có hại Biện pháp phòng tránh: Mỗi thiết bị điện cần sử dụng công tắc riêng; Tắt các thiết điện (rút phích cắm) ngay khi không còn sử dụng; Nên lắp cầu chì ở mỗi công tắc. nó có tác dụng ngắt mạch ngay khi cường độ dòng điện qua cầu chì quá lớn
Bài 4 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Chọn câu trả lời đúngTrong mạch điện kín, hiệu điện thế mạch ngoài UN phụ thuộc như thế nào vào điện trở RN của mạch ngoài? A. UN tăng khi RN tăng B. UN giảm khi RN giảm C. UN không phụ thuộc vào RN D. UN lúc đầu giảm, sau đó tăng dần khi RN tăng dần từ 0 đến vô cùng. Lời giải: Đáp án: A Ta có: Khi RN tăng thì
Bài 5 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Mắc một điện trở 14 Ω vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là 1Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V.a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện. b) Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó. Lời giải: a) Cường độ dòng điện trong mạch: I = UN/R = 8,4/14 = 0,6A Suất điện động của nguồn điện: E = UN + I.r = 8,4 + 0,6.1 = 9V b) Công suất mạch ngoài : Ρmạch = U.I = 8,4.0,6 = 5,04 W Công suất của nguồn điện: Ρnguồn = E. I = 9.0,6 = 5,4 W Đáp án: a)I = 0,6A; b) E = 9V; c) Ρmạch = 5,04W ; Ρnguồn = 5,4 W
Bài 6 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Điện trở trong của một Ắc quy là 0,06Ω và trên vỏ của nó có ghi 12 V. Mắc vào hai cực của Ắc quy này một bóng đèn có ghi 12V- 5Wa)Hãy chứng tỏ rằng bóng đèn khi đó gần như sáng bình thường và tính công suất tiêu thụ điện thực tế của bóng đèn khi đó. b)Tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này. Lời giải: a) Bóng đèn có ghi 12V- 5W Uđm = 12V, Pđm = 5W Điện trở bóng đèn: Cường độ dòng điện chạy qua đèn: Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn khi này: U = I.R = 0,4158.28,8 = 11,975V Giá trị này gần bằng hiệu điện thế định mức ghi trên bóng đèn, nên ta sẽ thấy đèn sáng gần như bình thường. Công suất tiêu thụ của bóng đèn khi này là: P = U.I = 11,975.0,4158 4,98W b) Hiệu suất của nguồn điện là: Đáp án: a) P 4,98W ; b) H = 99,8%
Bài 7 (trang 54 SGK Vật Lý 11): Nguồn điện có suất điện động là 3V và có điện trở trong là 2Ω . Mắc song song hai bóng đèn như nhau có cùng điện trở là 6Ω vào hai cực của nguồn điện này.a)Tính công suất tiêu thụ điện của mỗi bóng đèn . b)Nếu tháo bỏ một bóng đèn thì bóng đèn còn lại sáng mạnh hơn hay yếu hơn so với trước đó. Lời giải: a) Điện trở tương đương của hai bóng đèn: Cường độ dòng điện trong mạch: Vì hai đèn giống nhau mắc song song nên cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: Iđ1 = Iđ2 = I/2 = 0,3A Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn: Pđ1 = Pđ2 = Rđ1.I2đ1 = 6. 0,32 = 0,54W b) Nếu tháo bỏ một bóng đèn (giả sử tháo bỏ đèn 2): Cường độ dòng điện trong mạch: Công suất tiêu thụ của bóng đèn 1: Pđ1 = Rđ1.I2đ1 = 6. 0,3752 0,84W Vậy đèn còn lại sẽ sáng hơn lúc trước Đáp án: a) Pđ = 0,54W; b)sáng mạnh hơn lúc đầu |
