Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch

Vận dụng định luật Jun-Len xơ và định luật bảo toàn năng lượng, thiết lập mối liên hệ giữa suất điện động E của nguồn điện với cường độ dòng điện Itrong mạch và điện trở R, r của

Định luật Ôm đối với toàn mạch

Yêu cầu:

Thảo luận nhóm

Vận dụng định luật

Jun-Len xơ và định luật bảo

toàn năng lượng, thiết

lập mối liên hệ giữa suất

điện động (E) của nguồn

điện với cường độ dòng

điện (I)trong mạch và

điện trở (R, r) của của

mạch điện.

R

E, r

A B

R1

I

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch

-Công của nguồn điện:

A = q E = UIt

(13.1)

*Xét trong một khoảng

thời gian (t) ta có:

-Nhiệt lượng tỏa ra ở

điện trở ngoài R và điện

trở trong r:

Q = I2Rt + I2rt

(13.2)

-Theo định luật bảo toàn năng lượng: Q = A

-Từ đó ta có: E = IR + Ir

(13.3)

hay E = I(R +r)

(13.4)

A = qE = UIt

(13.1)

Q = I2Rt + I2rt

(13.2)

E = IR + Ir

(13.3)

E = I(R +r)

(13.4)I = E

R+r

-Từ công thức 13.4 ta rút ra:

(13.5)

* Phát biểu định luật Ôm đối với toàn mạch

**Yêu cầu: Tìm mối quan hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài và suất điện động của nguồn điện

U = E - Ir →Nhận xét:

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

R = 100 

E = 2V, r = 0,1

I

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch

Yêu cầu: Hãy trả lời câu hỏi C1

dưới dạng câu hỏi trắc nghiệm

sau

E = 2V, r

R = 100 

Biểu thức tính hiệu điện thế

giữa hai cực của nguồn điện

trong hình vẽ bên là:

=1,98 (V)

R+r

A).

R- r

C).

R- r

B).

R+r

D).

D) Định luật bảo toàn năng lượng sẽ không

còn đúng nữa.

C) Dòng điện trong mạch sẽ có giá trị lớn nhất,

B) R = 0 thì không tồn tại mạch điện.

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

R

E, r

A B I

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch

-Biểu thức: I = E

R+r

C5) Hiện tượng nào sâu

đây sẽ xây ra nếu điện trở

mạch ngoài có giá trị rất

nhỏ (R 0)? ≈

I = E

r

Không có dòng điện chạy trong mạch

A).

2) Hiện tượng đoãn mạch

- Là hiện tượng xảy ra khi

điện trở mạch ngoài có giá

trị nhỏ không đáng kể (R 0) ≈

và khi đó dòng điện qua mạch có giá trị lớn nhất.

I = E

r

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

R

E, r

A B I

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch

-Biểu thức: I = E

R+r

I = E

r

2) Hiện tượng đoãn mạch

R

Ep, rp

3) Trường hợp mạch ngoài có

máy thu điện

Yêu cầu: Tương tự như mục 1 Đọc SGK mục 3, thảo luận theo nhóm, ghi kết quả vào phiếu học tập sau đó theo yêu cầu của giáo viên, nhóm cử đại diện lên bảng trình bày kết quả

Trong trường hợp này có thêm điện năng tiêu thụ ở máy thu điện, theo công thức (12.13) ta có: A’ = EpIt + I2rpt

Vì vậy điện năng tiêu thụ trên toàn mạch là: Q + A’

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q + A’ từ đó ta rút

ra được:

p

p

I

R r r

=

+ +

E - E

(13.9)

0

15 20 40

45 50

10

Hết giờ

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

E, r

A B I

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch

-Biểu thức: I = E

R+r

I = E

r

2) Hiện tượng đoãn mạch

R

Ep, rp

3) Trường hợp mạch ngoài có

máy thu điện

Trong trường hợp này có thêm điện năng tiêu thụ ở máy thu điện, theo công thức (12.13) ta có: A’ = EpIt + I2rpt

Vì vậy điện năng tiêu thụ trên toàn mạch là: Q + A’

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q + A’ từ đó ta rút

ra được:

p

p

I

R r r

=

+ +

E - E

(13.9)

4) Hiệu suất của nguồn điện

Công toàn phần của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và ở mạch trong A = E It

Công toàn phần của nguồn điện: A = E It

Trong đó chỉ có công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là công có ích Acó ích = UIt

Công có ích của nguồn điện: Acó ích = UIt

Tỷ số công có ích chia công toàn phần được gọi là hiệu suất của nguồn điện Ký hiệu bằng chữ H.Hiệu suất của nguồn điện:

có ích

A U

A

= =

E (13.10)

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch I = E

R+r

I = E

r

2) Hiện tượng đoản mạch

3) Trường hợp mạch ngoài có

máy thu điện

4) Hiệu suất của nguồn điện

Công toàn phần của nguồn điện: A = E It

Công có ích của nguồn điện: Acó ích = UIt

Hiệu suất của nguồn điện: (13.10)

p

p

I

R r r

=

+ +

E - E

Yêu cầu: Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi C2 vào phiếu học tâp trong thời gian 2 phút sau đó mời đại diện của hai nhóm lên bảng trình bày kết quả của nhóm.

120 119 110 111

109 Stop 99 10 11 987654321

Trả lời C2 Xét trong trường hợp tổng quát ta có:

A

= =

E

pIt I r t I Rtp p+Irp IR p+Irp IR+Ir-Ir H

It

+ + + +

= E = E = E

Kết hợp với (13.8) ta được p+Irp IR+Ir-Ir r

H + 1 I

= E = −

18. Định luật Ôm đối với toàn mạch

1) Định luật Ôm đối với toàn mạch I = E

R+r

I = E

r

2) Hiện tượng đoãn mạch

3) Trường hợp mạch ngoài có

máy thu điện

4) Hiệu suất của nguồn điện

p

p

I

R r r

=

+ +

E - E 120 109 Stop 119 110 111 99 10 11 987654321

Xét trong trường hợp tổng quát ta có:

được:

có ích

A U

A

= =

E

pIt I r t I Rtp p+Irp IR p+Irp IR+Ir-Ir

H

It

+ + + +

= E = E = E

Trả lời C3:

p+Irp IR+Ir-Ir r

H + 1 I

= E = −

Trong trường hợp mạch ngoài chỉ có điện trở R thì công thức tính hiệu suất của nguồn điện là:

H

R r

=

+

H

r R

=

R r H

R r

−

=

+

H

R r

=

+

Kết hợp với (13.8) ta được

120 119 110 111

109 Stop 99 10 11 987654321

CŨNG CỐ

C1) Người ta mắc hai cực của một

nguồn điện với một biến trở Thay đổi

điện trở của biến trở, đo hiệu điện thế U

giữa hai cực của nguồn điện và cường

độ dòng điện I chạy qua mạch, người ta

vẽ được đồ thị như hình vẽ bên Từ đó

tìm được giá trị của suất điện động E và

điện trở trong của nguồn là:

4,0 4,5

U (V)

CŨNG CỐ

Làm việc cá nhân giải bài tập 3

trong sách giáo khoa

Lược giải:

-Hiệu điện thế giữa hai cực của

E , r

I

R

-Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta xác định được suất điện động của nguồn điện bằng:

E = U + Ir = 12 + 2,5.0,1 = 12,25 (V)

nguồn điện cũng là hiệu điện thế giữa hai đầu mạch ngoài do

đó Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần ta có: