Phương pháp giải:

a) Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch \(I = \frac{E}{{R + r}}\) với R là điện trở tương đương mạch ngoài và định luật Ôm cho đoạn mạch U_i = I_i.R_i

b) Công suất nguồn P = E.I; công suất mạch ngoài P = U.I

c) Nhiệt lượng Q = I².R.t

d) U_MN = V_M - V_N

Lời giải chi tiết:

Tóm tắt

E = 24V, r = 1Ω; R₁=  1 Ω; R₂ = 4 Ω; R₃ = 3 Ω; R₄ = 8 Ω. 

a) Cường độ dòng điện ở mạch chính và cường độ dòng điện qua các điện trở?

b) Công suất của nguồn và công suất mạch ngoài?

c) Nhiệt lượng tỏa ra trên R₂ trong thời gian 10 phút?

d) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N

Giải:

a) Cấu tạo mạch ngoài: (R₁ nt R₃) // (R₂ nt R₄)  

Điện trở mạch ngoài là: \({R_{ng}} = \frac{{{R_{13}}.{R_{24}}}}{{{R_{13}} + {R_{24}}}} = 3\Omega \)

Cường độ dòng điện trong mạch chính :  

\(I = \frac{E}{{{R_{ng}} + r}} = \frac{{24}}{{3 + 1}} = 6A\)

Hiệu điện thế : \({U_{AB}} = {U_{13}} = {U_{24}} = I.{R_{ng}} = 6.3 = 18{\rm{ }}V\)

Cường độ dòng điện qua R₁ và R₃là :  

\({I_{13}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{13}}}} = \frac{{18}}{4} = 4,5A\)

Cường độ dòng điện qua R₂ và R₄là: 

\({I_{24}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{24}}}} = \frac{{18}}{{12}} = 1,5A\)

b) Công suất nguồn là: 

\({P_{nguon}} = E.I = 24.6 = 144{\rm{ }}W\)

Công suất mạch ngoài là: 

\({P_{ngoai}} = U.I = 18.6 = 108{\rm{ }}W\)

c) Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R₂là: 

\(Q = I_2^2.{R_2}t = 1,{5^2}.4.600 = 5400{\rm{ }}J\)

d) Hiệu điện thế:

\({U_{MN}} = {V_M}-{V_N} = {U_{AN}}-{U_{AM}} = 6-4,5 = 1,5{\rm{ }}V\)