Một nguồn điện có suất điện động \(E\) và điện trở trong \(r\) mắc với mạch ngoài là biến trở \(R\). Khi biến trở nhận các giá trị là \(4\,\,\Omega \) và \(1\,\,\Omega \) thì công suất tỏa nhiệt trên mạch ngoài đều bằng \(16\,\,W\). Tìm cường độ dòng điện khi nối tắt hai cực của nguồn điện.
-
A.
\(I = 5\,\,A\).
-
B.
\(I = 10\,\,A\).
-
C.
\(I = 8\,\,A\).
-
D.
\(I = 6\,\,A\).
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{E}{{R + r}}\)
Công suất tiêu thụ của mạch ngoài: \(P = {I^2}R\)
Công suất tỏa nhiệt trên mạch ngoài là:
\(P = {I^2}R = \frac{{{E^2}R}}{{{{\left( {R + r} \right)}^2}}} = \frac{{{E^2}}}{{R + \frac{{{r^2}}}{R} + 2r}}\)
Khi điện trở mạch ngoài \({R_1} = 4\Omega \) và \({R_2} = 1\Omega \), mạch ngoài có cùng công suất, ta có:
\(\begin{array}{l}{P_1} = {P_2} \Rightarrow \frac{{{E^2}}}{{{R_1} + \frac{{{r^2}}}{{{R_1}}} + 2r}} = \frac{{{E^2}}}{{{R_2} + \frac{{{r^2}}}{{{R_2}}} + 2r}}\\ \Rightarrow {R_1} + \frac{{{r^2}}}{{{R_1}}} = {R_2} + \frac{{{r^2}}}{{{R_2}}} \Rightarrow {R_1} - {R_2} = {r^2}.\left( {\frac{1}{{{R_2}}} - \frac{1}{{{R_1}}}} \right)\\ \Rightarrow {R_1} - {R_2} = {r^2}.\frac{{{R_1} - {R_2}}}{{{R_1}.{R_2}}} \Rightarrow {R_1}{R_2} = {r^2}\\ \Rightarrow r = \sqrt {{R_1}{R_2}} = 2\,\,\left( \Omega \right)\end{array}\)
Công suất của mạch ngoài khi đó là:
\({P_1} = \frac{{{E^2}{R_1}}}{{{{\left( {{R_1} + r} \right)}^2}}} \Rightarrow 16 = \frac{{{E^2}.4}}{{{{\left( {4 + 2} \right)}^2}}} \Rightarrow E = 12\,\,\left( V \right)\)
Khi nối tắc hai cực của nguồn điện, cường độ dòng điện trong mạch là:
\(I = \frac{E}{r} = \frac{{12}}{2} = 6\,\,\left( A \right)\)
Đáp án : D
Các bài tập cùng chuyên đề
Đặt vào hai đầu AB của một đoạn dây dẫn đồng chất, tiết diện đều một hiệu điện thế U. Tỉ số các hiệu điện thế UAC và UCB là bao nhiêu? Biết điểm C chia đoạn AB theo tỉ lệ AC/AB = 4/5
Một dây nhôm dạng hình trụ tròn được quấn thành cuộn có khối lượng 0,81kg. Tiết diện thẳng của dây là 0,1mm2. Tìm điện trở của dây đó biết rằng nhôm có khối lượng riêng và điện trở suất lần lượt là 2,7g/cm3 và 2,8.10-8$\Omega $m?
Cho mạch điện như hình vẽ:
Đ(24V - 0,8A), hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi U = 32V
Biết đèn sáng bình thường, điện trở của biến trở khi đó là?
Cho mạch điện như hình vẽ:
Đ(24V - 0,8A), hiệu điện thế giữa hai điểm A và B được giữ không đổi U = 32V
Dịch chuyển con chạy của biến trở sao cho điện trở của biến trở R’ = 20$\Omega $. Cường độ bóng đèn như thế nào?
Cho mạch điện như hình vẽ:
Trên bóng đèn Đ có ghi 6V - 0,75A. Đèn được mắc với biến trở, biết rằng trên biến trở có ghi (16$\Omega $ - 1A) và UAB không đổi bằng 12V. Tính RCN của biến trở để đèn sáng bình thường?
Một cuộn dây dẫn bằng đồng có khối lượng 1,068kg, dây dẫn có tiết diện 1mm2. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8$\Omega $m, khối lượng riêng của đồng là 8900kg/m3. Người ta dùng dây này để cuốn một biến trở hình trụ tròn đường kính 2cm. Số vòng dây quấn của biến trở là bao nhiêu?
Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 150$\Omega $. Dây điện trở của biến trở là một hợp kim nicrom có tiết diện 0,11mm2 và được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2,5cm. Biết điện trở suất của nicrom là 1,1.10-6$\Omega $m, dòng điện lớn nhất mà dây có thể chịu được là 2A. Ta có thể đặt vào hai đầu dây này một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để biến trở không bị hỏng?
OA, OB là hai đoạn dây dẫn thẳng, ACB và OBD là hai dây dẫn hình nửa đường tròn đường kính AB và OB. Các đoạn dây dẫn này đồng tính và cùng tiết diện. Biết điện trở của OA và OB bằng nhau và bằng R. Tính điện trở giữa A và B (RAB )
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biến trở AB là dây đồng chất, dài l = 1,3m, tiết diện S = 0,1mm2, điện trở suất 10-6Wm, U- hiệu điện thế không đổi. Nhận thấy khi con chạy ở các vị trí cách đầu A hoặc đầu B những đoạn như nhau bằng 40cm thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở là như nhau. Xác định R0 ứng với vị trí của C.
Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết R1 = 1$\Omega $, UPQ = 2V, RA = 0,5$\Omega $. Khi R4 = 6 thì IA = 0A. Tích R2.R3 là?
Có 3 điện trở R mắc như hình vẽ
Điện trở của bộ là:
Để bóng đèn 120V – 60W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế 220V người ta mắc nối tiếp nó với điện trở R, R có giá trị:
Biết rằng điện trở mạch ngoài của một nguồn điện tăng từ \({R_1} = 3\,\,\Omega \) đến \({R_2} = 10,5\,\,\Omega \) thì hiệu suất của nguồn tăng gấp \(2\) lần. Điện trở trong của nguồn bằng
