Giải bài 11 vật lí 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
Ở các tiết học trước, KhoaHoc đã giới thiệu đến bạn đọc nội dung kiến thức trọng tâm của chương 2: Dòng điện không đổi. Trong tiết học này, KhoaHoc tiếp tục hướng dẫn các bạn phương pháp giải bài toán về toàn mạch. Hi vọng với phương pháp và hướng dẫn chi tiết một số bài tập điển hình sẽ giúp bạn đọc có thể vận dụng vào giải bài tập.
A. Lý thuyết
I. Phương pháp
1. Kiến thức trọng tâm
Toàn mạch: mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động
Mạch ngoài gồm các điện trở hoặc các vật dẫn được coi như điện trở nối liền hai cực của nguồn điện.
Định luật Ôm cho toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghich với điện trở toàn phần của mạch đó.
Các công thức cần nhớ:
$U = I.R_{N} = \varepsilon - I.r$ (V).
2. Phương pháp
B1: Phân tích cấu tạo của mạch, xem mạch mắc nối tiếp? Hay song song? Vẽ sơ đồ mạch điện.
B2: Tính các điện trở tương đương của mạch.
B3: Áp dụng định luật Ôm để tính cường độ dòng điện trong mạch.
B4: Tính các tham số còn lại của bài toán và kết luận.
II. Bài tập áp dụng
Bài tập 1:
Một mạch điện có sơ đồ như hình 11.1, trong đó nguồn điện có suất điện động
a. Tính điện trở RN của mạch ngoài.
b. Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U.
c. Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1.
Hướng dẫn giải
Mạch gồm R1 nt R2 nt R3;
a. Điện trở của mạch ngoài là: RN = R1 + R2 + R3 = 5 + 10 + 3 = 18
b. Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có:
Cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện là:
Hiệu điện thế mạch ngoài là:
c. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là: U1 = I.R1 = 0,3.5 = 1,5 (V).
Bài tập 2:
Một mạch điện có sơ đồ như Hình 11.2, trong đó nguồn điện có suất điện động
a. Chứng tỏ rằng khi điều chỉnh biến trở Rb có trị số là 8
b. Tính công suất Png và hiệu suất H của nguồn khi đó.
Hướng dẫn giải
Mạch gồm Đ1 // (Rb nt Đ2).
a. Điện trở của mỗi đèn là:
Khi Rb = 8
R2b = R2 + Rb = 8 + 8 = 16
Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
Hiệu điện thế mạch ngoài là: UN = I.RN = 1,25.9,6 = 12 (V).
Cường độ dòng điện trong mỗi nhánh là:
Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là:
IĐ1 = I1 = 0,5 (A). (1)
IĐ2 = I2b = 0,75 (A). (2)
Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn là:
Từ (1), (2), (3) và (4), ta có: Dòng điện chạy qua mỗi bóng đèn đúng bằng dòng điện định mức của mỗi bóng, do đó các đèn sáng bình thường.
b. Công suất của nguồn là:
Hiệu suất của nguồn là:
Bài tập 3:
Có tám nguồn điện cùng loại với cùng suất điện động
a. Vẽ sơ đò mạch điện kín gồm bộ nguồn và bóng đèn mạch ngoài.
b. Tính cường độ I của dòng điện thực sự chạy qua bóng đèn và công suất điện Pđ của bóng đèn khi đó.
c. Tính công suất Png của bộ nguồn, công suất Pi của mối nguồn trong bộ và hiệu điện thế Ui giữa hai cực của mỗi nguồn đó.
Hướng dẫn giải
a. Mạch gồm hai dãy mắc song song, mỗi dãy gồm có 4 nguồn điện mắc nối tiếp.
Sơ đồ mạch điện:
b. Suất điện động của bộ nguồn là:
Điện trở trong của bộ nguồn điện:
Điện trở của bóng đèn là:
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có cường độ dòng điện chạy qua đèn là:
Công suất của bóng đèn là: P = I2.R = (0,75)2.6 = 3,375 (W).
c. Công suất của bộ nguồn là:
Công suất của mỗi nguồn là Pi = 0,5625 W.
Hiệu điện thế giữa hai đầu nguồn là: Ui = 1,125 V.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK trang 62:
Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 11.3, trong đó nguồn điện có suất điện động
a. Tính điện trở tương đương của mạch ngoài
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài.
Câu 2: SGK trang 62:
Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 11.4, trong đó các acquy có suất điện động
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch.
b. Tính công suất tiêu thụ của mỗi điện trở.
c. Tính công suất của mỗi acquy và năng lượng mà mỗi acquy cung cấp trong 5 phút.
Câu 3*: SGK trang 62:
Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 11.5, trong đó nguồn điện có suất điện động
a. Điện trở x phải có trị số là bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là lớn nhất?
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.
=> Trắc nghiệm vật lý 11 bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
Xem thêm bài viết khác
- Điểm khác nhau chính giữa nguyên tử đôno và axepto đối với silic là gì?
- Một ion bay theo quỹ đạo tròn bán kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức của một từ trường đều. Khi độ lớn vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo là bao nhiêu?
- Độ lớn của suất điện động tự cảm phụ thuộc vào những đại lượng nào?
- 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.
- Trong mạch điện kín, hiệu điện thế mạch ngoài UN phụ thuộc như thế nào vào điện trở RN của mạch ngoài?
- Giải bài 32 vật lí 11: Kính lúp sgk Vật lí 11 trang 205-208
- So sánh lực điện và lực từ.
- Giải câu 10 bài 29: Thấu kính mỏng sgk Vật lí 11 trang 190
- Tính i
- Đo cường độ dòng điện bằng đơn vị nào sau đây?
- Phát biểu định nghĩa đường sức từ.
- Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào và có thể gây ra những tác hại gì? Có cách nào để tránh được hiện tượng này?