Bài tập ôn tập HKI

Công suất tiêu thụ của một số các thiết bị tiêu thụ điện a.. Xác định cường độ dòng điện chạy trong mạch b.. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính b.. Xác định cường độ dùng điện chạ

,r ' ,r'

R ,r

R

E, r E', r'

I

R

E, r

E, r

C

E, r

E, r

C I

DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU

I/ CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

1 Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch: A= Uq= UIt

- Công suất: P = A/t = U.I

2 Công và công suất của nguồn điện: A nguồn = I.t ; P nguồn = I

Anguồn = Ađiện + Alạ = Ađiện trong + Ađiện ngoài + Alạ = 0 + q

3 Công suất tiêu thụ của một số các thiết bị tiêu thụ điện

a Thiết bị tỏa nhiệt(điện trở R): Q = UIt = I 2 Rt = R t

U

2

; P Tỏa nhiệt = I 2 R

b Máy thu điện: A = A'+ Q = '.I.t + I 2 r't P máy = '.I + I 2 r'

Điện năng tiêu thụ biến thành = Dạng năng lượng khác(hóa năng, cơ năng) + Nhiệt năng

II/ ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH VÀ MẮC NGUỒN THÀNH BỘ

1 Định luật Ôm cho toàn mạch

a Tổng quát :

r+r' +Rngoai Chú ý: Ra cực nào dấu cực đó

b Mạch điện chỉ chứa nguồn:

r+Rngoai

U nguồn = I.R ngoài =  - I.r - Nếu mạch hở: I = 0 => U = 

- Nếu nguồn có r = 0 => U = 

2 Mắc nguồn thành bộ

a) Mắc nối tiếp: Eb = E 1 + E 2 + … + E n ; r b = r 1 + r 2 + … + r n

Nếu n nguồn giống nhau (mỗi nguồn có sđđ e, điện trở trong r) mắc nối tiếp thì: Eb= ne ; rb = nr

b) Mắc xung đối: Giả sử E1 > E2 thì Eb= E1 - E2 ; rb = r1 + r2

Nguồn có sđđ lớn hơn sẽ phát dòng, nguồn còn lại là máy thu

c) Mắc song song: n nguồn giống nhau: +Eb = e ( = sđđ của một dãy); r b =

r n

d) Mắc hỗn hợp đối xứng:

+ N nguồn giống nhau (mỗi nguồn có sđđ e, điện trở trong r) mắc song song thành n dãy, mỗi dãy gồm n

nguồn mắc nối tiếp Eb = me ; r b =

mr

n

III ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH

1 Đoạn mạch tổng quát: I AB=U AB+ξ−ξ '

Lấy ví dụ: UAB = IAB(R + r + r') – E + E' (Vào cực nào dấu cực đấy)

2 Các trường hợp riêng

) Chứa nguồn phát dòng :

a) UAB = E – Ir hay U BA = Ir – E (U BA lấy theo chiều dòng điện từ B đến A)

BA U I

r



b) UAB = E – I(R + r ) hay U BA = I(r + R) – E 

BA U I

r R







E

(U BA lấy theo chiều dòng điện từ B đến A)

) Chứa máy thu :

a) U AB = E + Ir (U AB lấy theo chiều dòng điện từ A đến B).

Ta cũng có thể viết:

AB U I

r



(U AB lấy theo chiều dòng điện từ A đến B)

b) U AB = E + I(R + r ) (U AB lấy theo chiều dòng điện từ A đến B) Ta

cũng có thể viết:

AB U I

r R







E

(U AB lấy theo chiều dòng điện từ A đến B).

,r

C

R4

R3 V

R4

A

C

1 ,r1 2 ,r2

A

R2

R3

V 1

V

A

R1

R4

R2

R3 R5

R3

,r ,r

,r ,r

V

A

Đ

R4 A

R5

,r

) Chứa R : I AB=U AB

R

BÀI TẬP

Bài 1.Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

R1 = 8 ; R2 = 3; R3 = 6; R4 = 4; E = 15V, r = 1

C = 3F, Rv vô cùng lớn

a Xác định cường độ dòng điện chạy trong mạch

b Xác định số chỉ của Vôn kế

c Xác định điện tích của tụ

Bài 2 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

R1 = R3 =15 ; R2 = 10; R4 = 9; R5 = 3; E = 24V, r = 1,5

C = 2F, RA không đáng kể

a Xác định số chỉ và chiều dòng điện qua Ampe kế

b Xác định năng lượng của tụ

Bài 3.Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

R1 = 15 ; R2 = 10; R3 =20 ; R4 = 9; E1 = 24V,E2 =20V; r1 = 2; r2 =

1, RA không đáng kể; RV có điện trở rất lớn

a Xác định số chỉ Vôn kế V1 và A

b Tính công suất tỏa nhiệt trên R3

c Tính hiệu suất của nguồn 2

d Thay A bằng một vôn kế V2 có điện trở vô cùng lớn Hãy xác định số chỉ

của V2

Bài 4 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

R1 = 8 ; R2 = 6; R3 =12 ; R4 = 4; R5 = 6, E1 = 4V,E2 =6V; r1 = r2 =

0,5, RA không đáng kể; RV có điện trở rất lớn

a Tính cường độ dòng điện trong mạch chính

b Tính số chỉ của Vôn kế

c Tính số chỉ của Ampe kế

Bài 5 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

E = 6V, r = 2, R1 = 12; R2 = 10; R3 =15; Đ: 3V - 1W

C1 = 2nF, C2 = 8nF; Vôn kế có điện trở vô cùng lớn

Ampe kế có điện trở không đáng kể

a Xác định cường độ dùng điện chạy trong mạch chính

b Xác định số chỉ của V và Ampe kế

c Xác định điện tích trên tụ

Bài 6 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

Biết E = 12V; r = 0,4; R1 = 10, R2 = 15, R3 = 6, R4 =3, R5 =2

Coi Ampe kế có điện trở không đáng kể

a Tính số chỉ của các Ampe kế

b Tính hiệu điện thế UMN

Đ/S: I A = 1,52A; U MN = 7,2V

Bài 7 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ: R1= 4  ; R2 = 2  ; R3 = 6

 ,

R4= R5 = 6  , E= 15V , r = 1  ,E' = 3V , r’ = 1 

a Tính cường độ dòng điện qua mạch chính

b Tính số UAB; UCD; UMD

c Tính công suất của nguồn và máy thu

V

A R1

R2

R3

R4

,r

A1

A2

,r

1 ,r

2 ,r

R

1,r

2,r

1 ,r1

2 ,r2

R1 V

R

E, r

R1

E, r R

Đ/S: I = 1A; U AB = 4V; U CD = - 2/3V; U MD = 34/3V; P N = 15W, P MT = 4W

Bài 8: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

Biết E = 12V; r1 = 1; R1 = 12 ; R4 = 2; Coi Ampe kế có điện trở không

đáng kể Khi K mở thì Ampe kế chỉ 1,5A, Vôn kế chỉ 10V

a Tính R2 và R3

b Xác định số chỉ của các Ampe kế và Vôn kế khi K đóng

Đ/S: R2 = 4; R3 = 2; UV = 9,6V; IA = 0,6A

Bài 9: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

Biết r = 10; R1 = R2= 12; R3 = 6 ; Ampkế A1 chỉ 0,6A

a Tính E

b Xác định số chỉ của A2

Đ/S: 5,2V, 0,4A

Bài 10 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ Biết E1 = 10V; E2 = 32V; r1 = 2, r2 = 1;

R = 4 Tính cường độ dòng điện chạy trong các nhánh

Bài 11 Cho mạch điện có sơ đồ Cho biết 1 = 16 V; r1 = 2  ; 2 =1 V;

r2 = 1; R2 = 4; Đ : 3V - 3W

Đèn sáng bình thường, IA chỉ bằng 0

Tính R1 và R2

Đ/s: 1; 7

Bài 12 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ 3 nguồn E1 = 10V, r1 = 0,5;

E2 = 20V,r2 = 2; E3 = 12V, r3 = 2; R1 = 1,5 ; R2 = 4

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính

b Xác định số chỉ của Vôn kế

Bài 13 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2

a Cho R = 10 Tính công suất tỏa nhiệt trên R, nguồn, công suất của nguồn, hiệu

suất của nguồn

b Tìm R để công suất trên R là lớn nhất? Tính công suất đó?

c Tính R để công suất tỏa nhiệt trên R là 36W

Bài giải:

b) Tìm R để công suất mạch ngoài lớn nhất và tính công lớn nhất này (R = ? để PNmax ; PNmax = ?)

Ta có : Công suất mạch ngoài PN = RI2 =

2 2

R (R r) 

E

với IR r 

E

 PN =

R







Theo bất đẳng thức Cô-si (Cauchy), ta có:

 PNmax khi

r R R

 tức là khi R = r Dễ dàng tính được PNmax =  

2 2

2 r

E

=

2

4r

E

c) Tìm giá trị R ứng với một giá trị công suất tiêu thụ mạch ngoài xác định P (với P < Pmax =

2

4r

E

)

Từ P = RI2 =

2 2

R (R r) 

E

 Phương trình bậc 2 ẩn số R: PR2 – (E 2 – 2Pr)R + Pr2 = 0 tìm hai giá trị R1 và R2 Chú ý : Ta có : R1.R2 = r2

Bài 14 Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 5, R1 = 3, R2 = 6, R3 là

một biến trở

Đ

E0, r0

R

V

M

Rx

M A

Rx

B

B

D

A

E1, r1 E2, r2

C R1

V

.x C

Đ

B

C

x R1

a Cho R3 = 12 Tính công suất tỏa nhiệt trên R3

b Tìm R3 để công suất tiêu tỏa nhiệt trên nguồn là lớn nhất?

c Tính R3 để công suất tỏa nhiệt trên mạch ngoài là lớn nhất? Tìm công suất đó

d Tìn R3 để công suất tỏa nhiệt trên R3 là lớn nhất

Bài 15 Cho bộ nguồn như hình vẽ: Bộ nguồn gồm 16pin giống nhau mắc thành

hai dãy, mỗi dãy 8pin Suất điện động và điện trở trong của mỗi pin là E0 = 3V,

r0 = 1,5 Ω Đèn ghi 6V-3W

a) Biết đèn Đ sáng bình thường tìm giá trị của điện trở R và tính công suất tiêu

thụ của mỗi pin Với bộ nguồn nói trên phải mắc tối đa bao nhiêu bóng đèn loại

6V-3W để chúng sáng bình thường và phải mắc như thế nào? Tìm hiệu suất của

cách mắc này ?

Bài 16: Cho bộ nguồn như hình vẽ: Bộ nguồn gồm 10pin giống nhau mỗi pin có suất điện động và điện trở

trong là E0 = 2V, r0 = 2 Ω Mắc nối tiếp thành hai nhóm

+ Nhóm 1: có 6 pin mắc thành hai nhánh, mỗi nhánh 3 pin

+ Nhóm 2: có 4 pin mắc thành hai nhánh, mỗi nhánh 2 pin

Mạch ngoài mắc điện trở R =15Ω

1) Tính cường độ dòng điện qua R Tính hiệu điện thế hai đầu R

2) Dùng vôn kế mắc giữa hai điểm MC như hình vẽ Điểm C ở trên điện trở R

- Tìm chỉ số của V khi điểm C trùng với B

- Xác định vị trí của C (trên điện trở R) để vôn kế V chỉ số không

- Thay đổi điện trở R bằng biến trở Rx Xác định giá trị của Rx để côngg suất tiêu thụ của Rx cực đại Tính công suất cực đại này Cho điện trở của vôn kế rất lớn, bỏ qua điện trở của dây dẫn

Bài 17: Cho bộ nguồn như hình vẽ: Bộ nguồn gồm 8 pin giống nhau mắc thành hai dãy, mỗi dãy 4pin nối

tiếp Suất điện động và điện trở trong của mỗi pin là E0 = 3V, r0 = 1Ω

a/ Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

b/ Mắc bộ nguồn với biến trở Rx Cho Rx = 4Ω Tính cường độ dòng điện

qua Rx và tính hiệu điện thế giữa hai điểm MB

c/ Thay đổi biến trở Rx để hiệu suất bộ nguồn bằng 60% Tính Rx lúc này

Biết công suất Rx là có ích

Bài 18: Cho mạch điện như hình vẽ, các nguồn điện có suất điện động

và điện trở trong lần lượt là E1 = 6V , r1 = 1Ω; E2 = 4V, r2 = 2Ω Vôn kế

V có điện trở rất lớn, đầu C của vôn kế có thể trượt từ A đến B

1) Xác định chỉ số trên vôn kế khi

a) C trùng với A

b) Ở vị trí sao cho RAC= 1 Ω

2) Xác định vị trí của C để Vôn kế:

a) Chỉ số 0

b) Chỉ 1V

Bài 19: Trong đó điện trở của biến trở có con chạy C có giá trị lớn nhất là R = 12,

4 bóng đèn giống nhau, trên mỗi bóng có ghi 1,5V-0,75W:

a) Để con chạy C ở vị trí sao cho điện trở của đoạn x bằng 6,

tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi bóng đèn.

b) Phải để con chạy C ở vị trí nào để các bóng đền sáng bình thường.

ĐS: a) I = 0,25A; x = 12.

Bài 20 Cho mạch điện như hình vẽ Bộ nguồn gồm 10 pin giống nhau mắc thành 2 dãy mỗi dãy có 5 pin nối tiếp.

Mỗi pin có suất điện động và điện trở trong lần lượt là E = 1,8 V; r = 0,8 Bóng đèn Đ có điện trở

R đ = 2,25 , công suất ghi trên đèn là 9W Biến trở R 1 = 3 là một dây kim loại đồng

chất, tiết diện đều Bình điện phân dung dịch CuSO 4 có các điện cực bằng đồng có

điện trở R 2 = 1.

1 Để biến trở R 1 ở vị trí lớn nhất:

a Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn Đ?

Bóng đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao?

Giả thuyết điện trở trong toàn mạch thay đổi không đáng kể so với lúc đèn

sáng bình thường.

b Tính khối lượng của chất được giải phóng ra ở cực âm của bình điện phân

E0 , r 0

trong vòng 16 phút 5 giây

2 Dịch chuyển con chạy C của biến trở từ trái sang phải

Hãy khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dng điện của bóng đèn vào điện trở con chạy Ứng với vị trí nào

của điện trở thì đèn sáng bình thường ĐS: 1) 1.8 A; U< Uđm ; 0,134g; 2)1/3.