( R là điện trở của mạch ngoài ; E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn ) .
Quảng cáo
2. Mạch kín gồm nhiều nguồn điện và máy thu mắc nối tiếp với điện trở thuần:
Trong đó : R là điện trở tương tự của mạch ngoài ;
E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn ;
E ’, r ’ là suất điện động và điện trở trong của máy thu điện
với quy ước : nguồn khi dòng điện đi vào từ cực âm và đi ra từ cực dương ; máy thu khi dòng điện đi vào từ cực dương và đi ra từ cực âm .
3. Mạch kín gồm nhiều nguồn giống nhau (E, r) mắc thành bộ và điện trở thuần:
+ Nếu n nguồn giống nhau mắc tiếp nối đuôi nhau thì : Eb = nE ; rb = nr .
+ Nếu n nguồn giống nhau mắc song song thì :
+ Nếu mắc hỗn hợp đối xứng gồm m dãy, mỗi dãy có n nguồn thì :
Quảng cáo
Ví dụ 1: Đèn 3V – 6W mắc vào hai cực acquy (E = 3V, r = 0,5Ω). Tính điện trở đèn, cường độ dòng điện, hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của đèn.
Hướng dẫn:
Điện trở của đèn:
Cường độ dòng điện qua đèn:
Hiệu điện thế của đèn : U = IR = 1,5. 1,5 = 2,25 V .
Công suất tiêu thụ của đèn : P = RI2 = 1,5. 1,52 = 3,375 W .
Ví dụ 2: Hai điện trở R1 = 2Ω, R2 = 6Ω mắc vào nguồn (E, r). Khi R1, R2 nối tiếp, cường độ trong mạch IN = 0,5A. Khi R1, R2 song song, cường độ mạch chính IS = 1,8A. Tìm E, r.
Hướng dẫn:
– Khi [ R1 nt R2 ] ⇒ RN = R1 + R2 = 2 + 6 = 8 Ω
– Khi [R1 // R2]
Từ (1) và (2), suy ra:
Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình. Biết nguồn điện có suất điện động E = 12V và có điện trở trong r = 1Ω, các điện trở R1 = 10Ω, R2 = 5Ω và R3 = 8Ω.
a ) Tính tổng 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 .
d ) Tính hiệu suất H của nguồn điện .
Quảng cáo
Hướng dẫn:
a ) RN = R1 + R2 + R3 = 23 Ω
b)
UN = I.RN = 0,5. 23 = 11,5 V
c ) U1 = I.R 1 = 0,5. 10 = 5 V
d)
Ví dụ 4: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 12V và có điện trở trong r = 0,5 Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = 4,5Ω, R2 = 4Ω, R3 = 3Ω. Hãy tìm số chỉ của ampe kếhiệu suất của nguồn điện khi
a ) K mở .
b ) K đóng .
Hướng dẫn:
a ) Khi K mở mạch gồm R1 tiếp nối đuôi nhau R2 tiếp nối đuôi nhau R3 : Rtđ = R1 + R2 + R3 = 11,5 Ω
b ) Khi khóa K đóng, A và B cùng điện thế nên chập A, B, mạch điện vẽ lại như hình
Rtđ = R1 + R2 = 7,5 Ω
Quảng cáo
Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 9V và điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = R3 = 3Ω, R4 = 6Ω.
a ) Tính cường độ dòng điện chạy qua những điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở .
b ) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D.
c ) Tính hiệu điện thế 2 đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện .
Hướng dẫn:
a ) Ta có : R23 = R2 + R3 = 6 Ω
Rng = RAB + R4 = 8Ω;
U4 = I4. R4 = 6 ( V )
UAB = I.RAB = 2 ( V ) ⇒ U1 = U23 = 2 ( V )
b ) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D : UAB = U3 + U4 = 1 + 6 = 7 ( V )
c ) Hiệu điện thế hai đầu nguồn : U = E – Ir = 9 – 1 = 8V
Hiệu suất của nguồn:
Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình: E = 12 V, r = 1 Ω, R1 = R2 = 4 Ω, R3 = 3 Ω, R4 = 5 Ω.
a ) Tìm điện trở tương tự mạch ngoài .
b ) Tìm cường độ dòng điện mạch chính và UAB .
c ) Tìm cường độ dòng điện trong mỗi nhánh và UCD.
Hướng dẫn:
a ) Ta có :
b)
UAB = I.Rng = 9,6 V
c ) Do R12 và R34 bằng nhau, mà chúng mắc song song nên :
B. Bài tập
Bài 1. Xét mạch kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 2 V, điện trở trong r = 0,1 Ω mắc với điện trở ngoài R = 99,9 Ω. Tìm hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.
Hiển thị lời giải
+ Cường độ dòng điện trong mạch chính:
+ Ta có : E = U + Ir ⇒ U = E – Ir = 2 – 0,02. 0,1 = 1,998 V
Bài 2. Cho mạch điện trong đó nguồn điện có điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở của mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω mắc nối tiếp nhau. Dòng điện chạy trong mạch là 1A.
a ) Tính suất điện động của nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện .
b ) Tính hiệu suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trọng thời hạn t = 20 phút .
Hiển thị lời giải
a ) Điện trở tương tự mạch ngoài : Rtđ = R1 + R2 + R3 = 11 Ω
+ Ta có:
+ Hiệu điện thế mạch ngoài ( hiệu điện thế hai đầu cực của nguồn ) : U = IRtđ = 11V
+ Hiệu suất của nguồn:
b ) Công suất tỏa nhiệt ở mạch ngoài : P = I2Rtđ = 11W
+ Nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trong thời hạn t = 20 phút : Q = I2Rtđt = 13,2 kJ
Bài 3. Nguồn điện (E, r), khi điện trở mạch ngoài là R1 = 2Ω thì cường độ dòng điện qua R1 là I1 = 8A. Khi điện trở mạch ngoài là R2 = 5Ω thì hiệu điện thế hai đầu nguồn là U2 = 25V. Tìm E, r.
Hiển thị lời giải
Khi R = R1 = 2 Ω, ta có :
Khi R = R2 = 5 Ω :
⇒ 5E – 25 r – 125 = 0 ( 2 )
Từ (1) và (2), ta có:
Bài 4. Mạch kín gồm nguồn điện (E = 200 V, r = 0,5Ω) và hai điện trở R1 = 100 Ω, R2 = 500 Ω mắc nối tiếp. Một vôn kế mắc song song với R2, thì số chỉ của nó là 160 V. Tính điện trở của vôn kế.
Hiển thị lời giải
Giả sử điện trở của vôn kế không quá lớn so với điện trở của những điện trở thuần
+ Gọi RV là điện trở vôn kế .
+ Điện trở tương tự mạch ngoài :
+ Dòng điện trong mạch chính :
+ Lại có: I = I2 + Iv. Với:
+ Do đó ta có :
Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có E = 12V,và điện trở trong r = 0,1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2Ω, R3 = 4Ω, R4 = 4,4Ω.
a ) Tính cường độ dòng điện chạy qua những điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở .
b ) Tính hiệu điện thế UCD. Tính hiệu suất tiêu thụ của mạch ngoài và hiệu suất nguồn điện .
Hiển thị lời giải
a ) R23 = R2 + R3 = 6 Ω
→ RAB + R4 = 5,9 Ω
I4 = I = 2 A ⇒ U4 = I4. R4 = 8,8 V
UAB = I.RAB ⇒ U23 = U1
I2 = I3 = I23 = 0,5A
b ) Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D : UCD = U3 + U4 = 2 + 8,8 = 10,8 V
+ Công suất mạch ngoài : Pngoai = I2Rtđ = 22. 5,9 = 23,6 W
+ Hiệu suất nguồn:
Bài 6. Có mạch điện như hình vẽ. Các điện trở mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 5,5Ω. Điện trở của ampe kế và khóa K không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. Khi K mở vôn kế chỉ 6V. Khi K đóng vôn kế chỉ 5,75 V, tính E, r và số chỉ ampe kế khi đó.
Hiển thị lời giải
Khi khóa K mở, trong mạch không có dòng điện. Ta có : Uv = E = 6V
+ Khi đóng K, trong mạch có dòng điện:
+ Số chỉ vôn kế V chính là hiệu điện thế hai cực của nguồn nên :
+ Số chỉ của ampe kế A chính là dòng điện trong mạch chính nên : IA = I = 0,5 A
Xem thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác :
Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com
Đã có app VietJack trên điện thoại thông minh, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không lấy phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:
Theo dõi chúng tôi không lấy phí trên mạng xã hội facebook và youtube :
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
