30 bài tập Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch mức độ vận dụng (Phần 2)
Làm đề thiCâu hỏi 1 :
Cho mạch điện như hình bên. Biết E = 12 V; r = 1 Ω; R1 = 5 Ω; R2 = R3 = 10 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là
- A 10,2 V.
- B 4,8 V.
- C 9,6 V
- D 7,6 V.
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{\xi }{{r + R}}\)
Lời giải chi tiết:
Đáp án C
Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là \(U = \xi - \frac{{\xi .r}}{{r + \frac{{{R_1}\left( {{R_2} + {R_3}} \right)}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3}}}}} = 12 - \frac{{12.1}}{{1 + \frac{{5(10 + 10)}}{{5 + 10 + 10}}}} = 9,6V\)
Câu hỏi 2 :
Cho mạch điện như hình bên. Biết E = 9 V; r = 1 Ω; R1 = 5Ω; R2 = 20 Ω; R3 = 30 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là
- A 8,5 V.
- B 6,0 V.
- C 4,5 V.
- D 2,5 V.
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{\xi }{{r + R}}\)
Lời giải chi tiết:
Đáp án D
Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là \({U_1} = I.{R_1} = \frac{\xi }{{r + {R_1} + \frac{{{R_2}.{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}}}.{R_1} = \frac{9}{{1 + 5 + \frac{{20.30}}{{20 + 30}}}}.5 = 2,5V\)
Câu hỏi 3 :
Cho mạch điện như hình bên. Biết E = 7,8 V; r = 0,4 Ω; R1 = R2 = R3 = 3 Ω; R4 = 6 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Dòng điện chạy qua nguồn điện có cường độ là
- A 2,79 A
- B 1,95 A
- C 3,59 A
- D 2,17 A
Đáp án: B
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{\xi }{{r + R}}\)
Lời giải chi tiết:
Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch:
\(I = \frac{\xi }{{\frac{{\left( {{R_1} + {R_3}} \right)\left( {{R_2} + {R_4}} \right)}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3} + {R_4}}} + r}} = \frac{{7,8}}{{\frac{{\left( {3 + 3} \right)\left( {3 + 6} \right)}}{{3 + 3 + 3 + 6}} + 0,4}} = 1,95A\)
Chọn B.
Câu hỏi 4 :
Để xác định điện trở trong r của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình bên (H1). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C, kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc số chỉ U của vôn kế V vào số chỉ I của ampe kế A như hình bên (H2). Điện trở của vôn kế V rất lớn. Biết R0 = 13 Ω. Giá trị trung bình của r được xác định bởi thí nghiệm này là
- A 2,0 Ω.
- B 3,0 Ω.
- C 2,5 Ω.
- D 1,5 Ω.
Đáp án: A
Lời giải chi tiết:
Đáp án A
Giải hệ \(\left\{ \begin{array}{l}0,7 = \xi - 0,02\left( {14 + r} \right)\\0,1 = \xi - 0,06.\left( {14 + r} \right)\end{array} \right.\)
Câu hỏi 5 :
Cho mạch điện như hình bên. Biết E = 12 V; r =1Ω; R1 = 3 Ω; R2=R3 = 4 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Công suất tiêu thụ điện của R1 là
- A 9,0 W.
- B 6,0 W.
- C 4,5 W
- D 12,0 W.
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Đáp án D
Công suất tiêu thụ điện của R1 là :\({P_1} = {R_1}{I^2} = \frac{{{\xi ^2}{R_1}}}{{{{\left( {{R_1} + \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} + r} \right)}^2}}} = 12W\)
Câu hỏi 6 :
Cho bộ nguồn gồm 2 nguồn mắc như hình vẽ, mỗi nguồn có
= 18 (V), r = 2 , R1 = 9 , R2 = 21 ,R3 = 3, Đèn ghi
(6V - 3W).
a. Tính RN , .
b. Độ sáng của đèn, nhiệt lượng tỏa ra ở đèn sau 30 phút?
c. Tính lại R2 để bóng đèn sáng bình thường
Lời giải chi tiết:
a) Vì hai nguồn mắc song song nên
Eb = E = 18 V; rb = r/2= 1Ω
Điện trở của đèn là:
\({R_d} = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{6^2}}}{3} = 12\Omega \)
Điện trở mạch ngoài là :
R1 nt [(R2 nt R3)//Đ]
\({R_{td}} = {R_1} + \frac{{({R_2} + {R_3}).{R_d}}}{{{R_2} + {R_3} + {R_d}}} = 17\Omega \)
b) Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
\(\begin{array}{l}
I = \frac{{{E_b}}}{{{r_b} + {R_N}}} = \frac{{18}}{{1 + 17}} = 1A\\
{U_{23}} = {U_d} = E - I.{r_b} - I.{R_1} = 18 - 1.1 - 1.9 = 8V\\
{I_d} = \frac{{{U_d}}}{{{R_d}}} = \frac{8}{{12}} = \frac{2}{3}A
\end{array}\)
Mà cường độ dòng điện định mức của đèn là:
\({I_{dm}} = \frac{P}{U} = \frac{3}{6} = 0,5A\)
Do cường độ dòng điện qua đèn lớn hơn cường độ định mức nên đèn sẽ sáng hơn bình thường
Nhiệt lượng sau 30 phút đèn sáng là:
\(Q = P.t = {I_d}^2.{R_d}.t = {\frac{2}{{{3^2}}}^2}.12.30.60 = 9600J\)
c) để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện chạy qua đèn bằng giá trị định mức, hiệu điện thế giữa hai đầu đèn bằng giá trị định mức
Câu hỏi 7 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Hai nguồn điện có suất điện động E1=3V và E2=1,5V; các điện trở trong làr1=1Ω vàr2=1,5 Ω. Mạch ngoài gồm điện trở R=3 Ω và đèn (3V – 3W) có điện trở dây tóc không đổi theo nhiệt độ.
Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. Tính cường độ dòng điện qua mạch chính. Đèn có sáng bình thường không? Tại sao?
4.Tính hiệu suất của nguồn
Lời giải chi tiết:
a) Eb = E1 +E2 = 3+1,5 = 4,5V
rb = r1 + r2 = 1+1,5 = 2,5Ω
b)
Điện trở bóng đèn và cường độ định mức là:
\(\begin{array}{l}
I = \frac{P}{U} = \frac{3}{3} = 1A\\
{R_d} = \frac{U}{I} = 3\Omega
\end{array}\)
Điện trở tương đương mạch ngoài là:
\({R_{td}} = \frac{{R.{R_d}}}{{R + {R_d}}} = 1,5\Omega \)
Cường độ dòng điện trong mạch là:
\(I = \frac{{{E_b}}}{{{r_b} + {R_{td}}}} = \frac{{4,5}}{{2,5 + 1,5}} = 1,125A\)
c) hiệu điện thế hai đầu đèn và cường độ dòng điện qua đèn là:
\(\begin{array}{l}
{U_{AB}} = I.{R_{td}} = 1,125.1,5 = 1,6875V\\
{I_d} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_d}}} = \frac{{1,685}}{3} = 0,5625A
\end{array}\)
Vì cường độ dòng điện qua đèn nhỏ hơn giá trị định mức nên đèn sáng yếu hơn bình thường
d) Hiệu suất của nguồn là:
\(H = \frac{{{U_{AB}}}}{{{E_b}}} = \frac{{1,6875}}{{4,5}} = 37,5\% \)
Câu hỏi 8 :
Cho mạch điện như hình vẽ.
Nguồn điện có suất điện động ξ = 12V và điện trở trong r = 0,1W. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2W, R3 = 4W, R4 = 4,4W. Bỏ qua điện trở dây nối.
a. Tính tổng trở mạch ngoài, cường độ dòng điện qua mỗi điện trở mạch ngoài?
b. Tính hiệu suất của nguồn điện và hiệu điện thế giữa hai điểm C và D?
c. Nối C và D bằng một ampe kế có điện trở RA = 0. Tính số chỉ ampe kế khi đó?
Lời giải chi tiết:
a: 2 điểm.
+ Phân tích mạch ngoài: Mạch gồm {R1 // (R2 nt R3)}nt R4;
R23 = R2 + R3 = 6 W; => RAB = 1,5 W; => RN = RAB + R4 = 5,9 W;
+ Tính I = ξ/(RN + r) = 2 A; => I4 = 2 A;
UAB = I.RAB = 3 V = U1 = U23
=> I1 = U1/R1 = 1,5 A; ;
I23 = U23/R23 = 0,5 A = I2 = I3; ;
b. 1 điểm.
+ hiệu suất của nguồn điện: H = (1 - I.r/ξ).100% = 98,3 % ;
+ Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D: UCD = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = 10,8 V; ;
c. 1 điểm;
Phân tích mạch: Mạch gồm: {(R3 // R4) nt R1)}// R2
R34 = 44/21 W; => R134 = 86/21 W; RN = 43/32 W;
=> I = ξ/(RN + r) = 640/77 A;
UAD = I.RN = 860/77 V = U2 = U134;
=> I2 = U2/R2 = 430/77 A;
I134 = I - I2 = 30/11 A = I1 = I34;
=> U34 = I34.R34 = 40/7 V = U3 = U4; => I3 = U3/R3 = 10/7 A;
IA = I2 + I3 = 540/77 A = 7,01 A; Hoặc IA = I – I4 = 7,01 A
Câu hỏi 9 :
Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ, trong đó suất điện động và điện trở trong của các nguồn điện tương ứng là \({\xi _1} = 3V;{r_1} = 2\Omega ;{\xi _2} = 6V,{r_2} = 4\Omega .\)
Các đèn của mạch ngoài cùng loại \(\left( {48V - 48W} \right)\).
a) Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ?
b)Tính điện trở của mỗi đèn?
c)Tính suất điện động tiêu thụ của mạch ngoài? Các đèn sáng như thế nào?
d)Tính hiệu suất của nguồn 1?
Phương pháp giải:
- Áp dụng công thức tính suất điện động và điện trở của bộ nguồn mắc nối tiếp:
\({\xi _b} = {\xi _1} + {\xi _2} + ... + {\xi _n};{r_b} = {r_1} + {r_2} + ... + {r_n}\)
- Định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_n} + {r_b}}}\)
- Điều kiện để các đèn sáng bính thường \(I = {I_{hd}}\)
Lời giải chi tiết:
a. Vì bộ nguồn gồm hai nguồn điện mắc nối tiếp nên suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn được xác định như sau
b. Vì hai đèn giống hệt nhau nên điện trở của hai đèn là như nhau và được xác định bởi biểu thức sau:
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{{48}^2}}}{{48}} = 48\Omega \)
c. Vì hai đèn mắc song song nên điện trở của mạch ngoài là :
\({R_n} = \frac{{{R_{D1}}.{R_{D2}}}}{{{R_{D1}} + {R_{D2}}}} = \frac{{48.48}}{{48 + 48}} = 24\Omega \)
cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
\(I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_n} + {r_b}}} = \frac{9}{{24 + 6}} = 0,3A\)
→ Suất điện động tiêu thụ mạch ngoài là:
\({U_n} = \xi - I.{r_b} = 9 - 0,3.6 = 7,2V\)
→ Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là 0,15A
Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mối bóng đèn là:
\({I_{hd}} = \frac{P}{U} = \frac{{48}}{{48}} = 1A\)
→ Đèn sáng tối hơn
d. Hiệu suất của nguồn 1 là:
\(H = \frac{U}{{{\xi _b}}} = \frac{{7,2}}{9}.100\% = 80\% \)
Câu hỏi 10 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có E = 6 V; r = 0,6Ω. Mạch ngoài gồm R1 là một bóng đèn (2V – 2W); R2 = R4 = 4Ω. Am pe kế và dây nối có điên trở không đáng kể. Vôn kế có điện trở rất lớn.
a) Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính
b) Tìm số chỉ của vôn kế và ampe kế.
- A a) I=2A;b) U=4,8V; I=1,2A
- B a) I=2A;b) U=5,8V; I=1,2A
- C a) I=2A;b) U=4,8V; I=1,5A
- D a) I=2A;b) U=4,8V; I=1A
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Sử dụng định luật Ôm cho toàn mạch
Lời giải chi tiết:
Điện trở của bóng đèn là
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = 2\Omega \)
Đoạn mạch (RĐ nt R2) //R3
Điện trở tương đương của toàn mạch là:
\({R_{td}} = \frac{{({R_1} + {R_2}).{R_3}}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3}}} = \frac{{6.4}}{{6 + 4}} = 2,4\Omega \)
Cường độ dòng điện trong mạch chính là
\(I = \frac{E}{{{R_{td}} + r}} = \frac{6}{{2,4 + 0,6}} = 2A\)
Hiệu điện thế hai đầu nguồn điện là số chỉ của vôn kế:
\(U = E - I.r = 6 - 2.0,6 = 4,8V\)
Số chỉ của ampe kế là cường độ dòng điện qua R3
\(I = \frac{U}{{{R_3}}} = \frac{{4,8}}{4} = 1,2A\)
Câu hỏi 11 :
Cho mạch điện như hình vẽ: Bộ nguồn có E = 18V, r = 5Ω, R1 là đèn ghi 3V – 6W. R2 = 6Ω; R3 = 3,8Ω.
a. Tìm cường độ dòng điện trong mạch chính?
b. Độ sáng đèn sáng thế nào?
c. Nếu giảm hoặc tăng giá trị của R2 một ít thì công suất mạch ngoài tăng hay giảm?
- A a) 2A; b) sáng bình thường, c) tăng
- B a) 1,8A; b) sáng hơn bình thường, c) tăng
- C a) 1,8A; b) sáng bình thường, c) tăng
- D a) 1,8A; b) sáng yếu hơn bình thường, c) giảm
Đáp án: D
Phương pháp giải:
- Áp dụng định luật Ôm: I = U/R
- Đoạn mạch điện trở nối tiếp: R = R1+ R2, I = I1 = I2, U = U1 + U2
- ĐOạn mạch điện trở song song: R = R1R2/(R1+R2); U = U1 = U2; I = I1 + I2
- Đèn sáng bình thường khi I và U qua đèn bằng các giá trị định mức
- Công suất P = I2R
Lời giải chi tiết:
a) Điện trở của đèn: R1 = U12/P1 = 32/6 = 1,5Ω
Điện trở tương đương của mạch R1R2: R12 = R1R2/(R1+R2) 3,8.6/(3,8+6) = 1,2Ω
Điện trở tương đương của mạch ngoài: R123 = RN = R12 + R3 = 1,2 + 3,8 = 5Ω
Cường độ dòng điện mạch chính: I = E/(RN + r) = 1,8A
b) U12 = U1 = IR12 = 1,2.1,8 = 2,16V
Do U1 < Uđm nên đèn sáng yếu hơn bình thường
c) Vì RN = r nên mạch có P = PN max
Vậy khi tăng hay giảm R2 thì PN đều giảm
Câu hỏi 12 :
Cho mạch điện như hình vẽ .
- Bộ nguồn Eb = 8V, rb = 0,8Ω
- Cho R1 = 1,2Ω; R2 (6V-6W), R3 = 2Ω là điện trở của bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 với cực dương bằng Ag ; R4 = 4Ω . Bỏ qua điện trở của các dây nối ,Vôn-kế có RV rất lớn, Ampe-kế có RA = 0 và giả sử điện trở của đèn không thay đổi . Biết Ag = 108 , n = 1
a. Khi K mở : Tìm số chỉ của vôn-kế V và độ sáng của đèn.
b. Khi K đóng : Sau 16 phút 5 giây có 0,864g Ag bám vào catốt của bình điện phân. Tìm số chỉ của Ampe-kế A và số chỉ của vôn-kế V ?
- A a) 7,2V; đèn sáng yếu hơn bình thường b) 2A; 7V
- B a) 7,2V; đèn sáng yếu hơn bình thường b) 1A; 7,2V
- C a) 7,2V; đèn sáng bình thường b) 2A; 7V
- D a) 7,2V; đèn sáng bình thường b) 1,6A; 6,72V
Đáp án: D
Phương pháp giải:
- Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{E}{R+r}\)
- Mạch gồm các điện trở nối tiếp: R = R1 + R2 + …; I = I1= I2 = …; U = U1 + U2+ …
- Mạch gồm các điện trở song song: \(\frac{1}{R}=\frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}+...\) ; I = I1 + I2+ …; U = U1 = U2= …
- Khối lượng kim loại bám vào catot: m = AIt/Fn
- Công suất P = U2/R
- Đèn sáng bình thường nếu dòng điện qua đèn bằng các giá trị định mức
Lời giải chi tiết:
Điện trở của đèn: R2 = U2/P = 6Ω
Cường độ dòng điện định mức của đèn: I = U/R2 = 1A
a) Khi K mở, mạch gồm R1 nt R2
Điện trở tương đương của mạch ngoài: RN = R1+ R2 = 7,2Ω
Cường độ dòng điện qua mạch: $I=\frac{E}{{{R}_{N}}+r}=\frac{8}{7,2+0,8}=1A$
Số chỉ ampe kế là cường độ dòng điện mạch chính: IA= I = 1A
Số chỉ vôn kế: UV = IRN = 7,2V
Dòng điện qua đèn có cường độ 1A bằng giá trị định mức nên đèn sáng bình thường
b) Khi K đóng
Điện trở tương đương của mạch ngoài:
\({{R}_{N}}={{R}_{1}}+\frac{{{R}_{2}}({{R}_{3}}+{{R}_{4}})}{{{R}_{2}}+{{R}_{3}}+{{R}_{4}})}=4,2\Omega \)
Cường độ dòng điện mạch chính \(I=\frac{E}{{{R}_{N}}+r}=\frac{8}{4,2+0,8}=1,6A\)
Số chỉ của ampe kế IA = I = 1,6A
Khối lượng Ag bám vào catot: \(m=\frac{AIt}{Fn}\Rightarrow 0,864=\frac{108.{{I}_{3}}.965}{96500.1}\Rightarrow {{I}_{3}}=0,8A\)
Số chỉ của vôn kế: UV = IRN = 6,72V
Câu hỏi 13 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động e =10 V, điện trở trong r =1 Ω . Các điện trở R1 = 3 Ω , R2 = 6 Ω , R3 = 2 Ω , C = 4µF. Tính
a. Cường độ dòng điện qua nguồn và điện tích của tụ.
b. Công suất tiêu thụ mạch ngoài và hiệu suất nguồn.
- A a) 2A; 6.10-6C; b) 12W; 0,8
- B a) 2A; 3,2.10-6C; b) 15W; 0,8
- C a) 2A; 3,2.10-5C; b) 16W; 0,8
- D a) 2A; 6.10-6C; b) 12W; 0,85
Đáp án: C
Phương pháp giải:
- Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{e}{R+r}\)
- Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở: U = IR
- Điện tích của tụ: Q= CU
- Đoạn mạch gồm các điện trở nối tiếp: R = R1 + R2 + …; U = U1 + U2 + …; I = I1 = I2 = …
- Đoạn mạch gồm các điện trở song song: \(\frac{1}{R}=\frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}+...\) ; U = U1 = U2 = …; I = I1+ I2+ …
- Công suất tiêu thụ: P = I2R.
- Hiệu suất của nguồn: H = U/E
Lời giải chi tiết:
a) Điện trở tương đương của mạch ngoài: \({{R}_{N}}=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}+{{R}_{3}}=4\Omega \)
Cường độ dòng điện qua nguồn chính là cường độ dòng điện mạch chính:
\(I=\frac{e}{{{R}_{N}}+r}=\frac{10}{4+1}=2A\)
Hiệu điện thế mạch ngoài: U = IRN= 2.4 = 8V
Điện tích của tụ: Q = CU = 4.10-6.8 = 3,2.10-5C
b) Công suất tiêu thụ trên mạch ngoài: P = I2RN = 22.4 = 16W
Hiệu suất của nguồn: H = U/E = 8/10 = 0,8
Câu hỏi 14 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Bỏ qua điện trở của dây nối và ampe kế, nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là E = 30 V, r = 3 Ω; các điện trở có giá trị là R1 = 12 Ω, R2 = 36 Ω, R3 = 18 Ω. Số chỉ ampe kế gần đúng bằng
- A 0,74 A.
- B 0,65 A.
- C 0,5 A.
- D 1 A.
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Vẽ lại mạch điện gồm R1nt(R2//R3)
Định luật Ôm cho toàn mạch : \(I=\frac{E}{R+r}\)
Định luật Ôm cho đoạn mạch : U = IR
Với đoạn mạch gồm hai điện trở nổi tiếp : R = R1 + R2 ; I = I1 = I2 ; U = U1 + U2
Với đoạn mạch gồm hai điện trở song song : \(R=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}\) ; I = I1 + I2; U = U1 = U2
Số chỉ ampe kế: IA = I – I2
Lời giải chi tiết:
Mạch gồm R1nt (R2//R3)
Điện trở tương đương của mạch: \(R={{R}_{1}}+\frac{{{R}_{2}}{{R}_{3}}}{{{R}_{2}}+{{R}_{3}}}=12+\frac{36.18}{36+18}=24\Omega \)
Cường độ dòng điện mạch chính: \(I=\frac{E}{R+r}=\frac{30}{24+3}=\frac{10}{9}A\)= I1 = I23
Cho đoạn mạch 23 ta được: U23 = U2 = U3 = I23.R23 = \(\frac{10}{9}.12=\frac{40}{3}V\)
Vậy I2 = \(\frac{{{U}_{2}}}{{{R}_{2}}}=\frac{10}{27}A\)
Số chỉ ampe kế là: IA = I – I2 = 0,74A
Câu hỏi 15 :
Mạch điện một chiều gồm nguồn điện E = 12V, r = 0,1Ω. Mạch ngoài gồm R1 = 1,1Ω và biến trở R2 mắc nối tiếp. Điều chỉnh R2 để công suất tiêu thụ trên R2 đạt cực đại, khi đó điện trở R2 bằng
- A 4Ω
- B 1,2Ω
- C 0,1Ω
- D 1,1Ω
Đáp án: B
Phương pháp giải:
Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{E}{R+r}\)
Công suất tiêu thụ trên R là P = I2R
Lời giải chi tiết:
Cường độ dòng điện mạch ngoài: \(I=\frac{E}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}+r}=\frac{12}{1,2+{{R}_{2}}}\)
Công suất tiêu thụ trên R2 là:
\(P={{I}^{2}}{{R}_{2}}=\frac{{{12}^{2}}{{R}_{2}}}{{{(1,2+{{R}_{2}})}^{2}}}=\frac{{{12}^{2}}}{{{R}_{2}}+2,4+\frac{{{1,2}^{2}}}{{{R}_{2}}}}\)
Để P max thì \({{R}_{2}}+\frac{{{1,2}^{2}}}{{{R}_{2}}}\) min
AD BĐT Cô si cho 2 số không âm ta được: \({{R}_{2}}+\frac{{{1,2}^{2}}}{{{R}_{2}}}\ge 2,4\)
Nên \({{R}_{2}}+\frac{{{1,2}^{2}}}{{{R}_{2}}}\) min bằng 2,4 khi R2 = 1,2Ω
Chọn B
Câu hỏi 16 :
Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết \({R_1} = 1\Omega ,{R_2} = 2\Omega ,{R_3} = 3\Omega \) nguồn điện có suất điện động E = 12V và điện trong không đáng kể. Bỏ qua điện trở của ampekees và dây nối. Hỏi dòng điện chạy qua R2 theo chiều nào và có chỉ số ampeke bằng bao nhiêu
- A Từ N đến M; 10A
- B Từ M đến N; 10A
- C Từ N đén M; 18 A
- D Từ M đến N; 18 A
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức định luật Ohm cho mạch điện mắc song song
Lời giải chi tiết:
Từ sơ đồ mạch điện ta thấy \({{R}_{1}}//{{R}_{2}}//{{R}_{3}}\)
Ampe kế đo dòng điện chạy qua R2; R3. Vậy cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là
\({{I}_{23}}={{I}_{2}}+{{I}_{3}}=\frac{U}{{{R}_{2}}}+\frac{U}{{{R}_{3}}}=\frac{12}{2}+\frac{12}{3}=10A\)
Chiều dòng điện chạy qua R2 là chiều từ N sang M
Chọn A
Câu hỏi 17 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Biết E = 30V ; r = 3Ω, R1 = 12Ω, R2 = 36Ω, R3 = 18Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối và ampe kế. Số chỉ ampe kế gần bằng giá trị nào sau đây ?
- A 0,741A
- B 1A
- C 0,5A
- D 0,654A
Đáp án: B
Phương pháp giải:
Mạch gồm (R1 nt R2// R3)
+ Điện trở tương đương \({R}={{{R}_{1}}}+1:(\frac{1}{{{R}_{2}}}+\frac{1}{{{R}_{3}}})\)
+ Hiệu điện thế U = U1 + UA
+ Cường độ dòng điện I = I1= IA
Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{E}{r+R}\)
Ampe kế mắc nối tiếp với đoạn mạch nào thì chỉ cường độ dòng điện qua đoạn mạch đó.
Lời giải chi tiết:
Mạch gồm (R1 nt R2// R3)
Điện trở tương đương mạch ngoài: \({R}={{{R}_{1}}}+1:(\frac{1}{{{R}_{2}}}+\frac{1}{{{R}_{3}}}={12}+\frac{1}{36}+\frac{1}{18})\Rightarrow R=24\Omega \)
Cường độ dòng điện mạch chính: \(I=\frac{E}{r+R}=\frac{30}{3+24}=\frac{10}{9}A\)
\({{I}_{1}}=I=\frac{10}{9}A\)
Số chỉ của ampe kế : IA= I1 = 1,1A
Chọn B
Câu hỏi 18 :
Một nguồn điện 9V - 1Ω được nối với mạch ngoài có hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua nguồn là 1A. Nếu hai điện trở ở mạch ngoài mắc song song thì cường độ dòng điện qua nguồn là
- A 1/3A
- B 2,5A
- C 3A
- D 9/4A
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Với đoạn mạch gồm 2 điện trở nối tiếp:
+ R = R1 + R2
+ I = I1 = I2
+ U = U1 + U2
Với đoạn mạch gồm hai điện trở song song:
+ \(R=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}\)
+ I = I1 + I2
+ U = U1 = U2
Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{E}{r+R}\)
Lời giải chi tiết:
Khi hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì R = 2R0
Cường độ dòng điện qua nguồn bằng cường độ dòng điện mạch chính:
\(I=\frac{E}{r+2{{R}_{0}}}=\frac{9}{1+2{{R}_{0}}}=1A\Rightarrow {{R}_{0}}=4\Omega \)
Mắc hai điện trở song song thì R’ = R0/2 = 2Ω
Cường độ dòng điện qua nguồn là
\(I'=\frac{E}{r+R'}=\frac{9}{1+2}=3A\)
Chọn C
Câu hỏi 19 :
Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó E = 6V, r = 1,5Ω; R1 = 15Ω và R2 = 7,5Ω. Điện trở của vôn kế V rất lớn. Số chỉ của vôn kế V là
- A 5V
- B 1V
- C 4,6A
- D 1,4V
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Đoạn mạch nào chứa Vôn kế lí tưởng thì đoạn mạch đó không cho dòng điện đi qua.
Định luật Ôm cho toàn mạch: \I=\frac{E}{r+R}\)
Số chỉ của vôn kế là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.
Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở: I = U/R
Lời giải chi tiết:
Vì Vôn kế nối tiếp với R1 nên không có dòng điện đi qua R1
Điện trở tương đương mạch: R = R2 = 7,5Ω
Cường độ dòng điện mạch chính: \(I=\frac{E}{r+R}=\frac{6}{1,5+7,5}=\frac{2}{3}A\)
Số chỉ vôn kế: UV = U2 = IR2 = 5V
Chọn A
Câu hỏi 20 :
Một mạch điện kín gồm bộ nguồn có hai pin giống nhau mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 3 V, điện trở trong bằng 1 Ω và mạch ngoài là một điện trở R = 2 Ω. Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin là
- A 1 V.
- B 3 V.
- C 4 V.
- D 1,5 V.
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức tính điện thế giữa hai cực của mỗi pin là: \({{U}_{pin}}=E-\text{Ir}\)
Lời giải chi tiết:
+ Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin là:
\({{U}_{1pin}}={{E}_{1}}-\text{I}{{\text{r}}_{1}}=3-\frac{\overbrace{2{{E}_{1}}}^{{{E}_{b}}}}{R+\underbrace{2r}_{{{r}_{b}}}}.{{r}_{1}}=3-\left( \frac{6}{4} \right).1=1,5(V)\)
Chọn D
Câu hỏi 21 :
Cho mạch điện như hình vẽ, biết E = 24V, r = 1Ω, các điện trở: R1= 1 Ω; R2 = 4 Ω; R3 = 3 Ω; R4 = 8 Ω. Tính:
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
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 Ui = Ii.Ri
b) Công suất nguồn P = E.I; công suất mạch ngoài P = U.I
c) Nhiệt lượng Q = I2.R.t
d) UMN = VM - VN
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:
\({U_{MN}} = {V_M}-{V_N} = {U_{AN}}-{U_{AM}} = 6-4,5 = 1,5{\rm{ }}V\)
Câu hỏi 22 :
Mạch điện mắc như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động ξ, điện trở trong r. Biết ampe kế và vôn kế đều lí tưởng. Ampe kế chỉ 3 A, vôn kế chỉ 18 V. Biết hiệu suất của nguồn điện là 60 %. Suất điện động và điện trở trong của nguồn nhận giá trị là:
- A 30V; 4Ω
- B 30V; 2Ω
- C 10,8V; 4Ω
- D 10,8V; 2Ω
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức định luật Ôm cho đoạn mạch để tìm điện trở R:
\(I = \frac{U}{R} \Rightarrow R = \frac{U}{I}\)
Áp dụng công thức về hiệu suất của nguồn:
\(H = \frac{R}{{R + r}}.100\% \)
Áp dụng công thức định luật Ôm cho toàn mạch:
\(I = \frac{\xi }{{R + r}} \Rightarrow \xi = I.(R + r)\)
Lời giải chi tiết:
Áp dụng công thức định luật Ôm cho đoạn mạch ta có:
\(I = \frac{U}{R} \Rightarrow R = \frac{U}{I} = \frac{{18}}{3} = {6_{}}\Omega \)
Áp dụng công thức về hiệu suất của nguồn :
\(H = \frac{R}{{R + r}}.100\% \Rightarrow \frac{R}{{R + r}} = 0,6 \Rightarrow \frac{6}{{6 + r}} = 0,6 \Rightarrow r = {4_{}}\Omega \)
Áp dụng công thức định luật Ôm cho toàn mạch:
\(I = \frac{\xi }{{R + r}} \Rightarrow \xi = I.(R + r) = 3.(6 + 4) = 30\left( V \right)\)
Chọn A.
Câu hỏi 23 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó E = 6 V; r = 0,1 ; Rđ = 11 ; R = 0,9. Tính hiệu điện thế định mức và công suất định mức của bóng đèn, biết đèn sáng bình thường.
Lời giải chi tiết:
Câu hỏi 24 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó e = 6 V; r = 0,5 ; R1 = R2 = 2; R3 = R5 = 4 ; R4 = 6 . Điện trở của ampe kế và của các dây nối không đáng kể. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở, số chỉ của ampe kế vàhiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.
Lời giải chi tiết:
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là:
\(U = I.R = 1.5,5 = 5,5\,\,\left( V \right)\)
Giả sử dòng điện có chiều từ C đến D, xét tại nút C, số chỉ Ampe kế là:
\({I_A} = {I_2} - {I_3} = 0,75 - 0,5 = 0,25\)
Câu hỏi 25 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó E = 6 V; r = 0,5 ; R1 = 1 ; R2 = R3 = 4 ; R4 = 6 Tính:
a) Cường độ dòng điện trong mạch chính.
b) Hiệu điện thế giữa hai đầu R4, R3.
c) Công suất và hiệu suất của nguồn điện.
Lời giải chi tiết:
Câu hỏi 26 :
Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động e = 6,6 V, điện trở trong r = 0,12 ; bóng đèn Đ1 loại 6 V - 3 W; bóng đèn Đ2 loại 2,5 V - 1,25 W.
a) Điều chỉnh R1 và R2 để cho các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường. Tính các giá trị của R1 và R2.
b) Giữ nguyên giá trị của R1, điều chỉnh biến trở R2 đến giá trị R2 = 1 Khi đó độ sáng của các bóng đèn thay đổi như thế nào so với trường hợp a?
Lời giải chi tiết:
Câu hỏi 27 :
Để xác định suất điện động E của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình bên (H1). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C, kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của\(\frac{1}{I}\) (nghịch đảo số chỉ ampe kế A) vào giá trị R của biến trở như hình bên (H2). Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là
- A 1,0 V.
- B 1,5 V.
- C 2,0V
- D 2,5 V.
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{\xi }{{r + R}}\)
Lời giải chi tiết:
Đáp án A
\(\frac{1}{{{\rm{I}}{\rm{.R}}}} = \frac{1}{{{U_V}}}\); R = 80Ω Uv = 0,8V; R = 100Ω UV = \(\frac{5}{6}V\); ta có \(\left\{ \begin{array}{l}\xi = \frac{1}{{100}}\left( {{R_o} + r} \right) + 0,8\\\xi = \frac{1}{{120}}\left( {{R_o} + r} \right) + \frac{5}{6}\end{array} \right. \to \xi = 1V\)
Câu hỏi 28 :
Có 3 điện trở R1, R2, R3. Nếu mắc nối tiếp 3 điện trở, rồi mắc vào hiệu điện thế U = 9 V thì dòng điện trong mạch là 1 A; nếu mắc song song 3 điện trở, rồi mắc vào hiệu điện thế U = 9 V thì dòng điện trong mạch chính là 9 A; nếu mắc (R1//R2) nt R3, rồi mắc vào hiệu điện thế U = 9 V thì dòng điện trong mạch chính là
- A 2 ampe (A).
- B 1 ampe (A).
- C 1,5 ampe (A).
- D 3 ampe (A).
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Điện trở tương đương của mạch nối tiếp: \(R={{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}+...\)
Điện trở tương đương của mạch song song: \(\frac{1}{R}=\frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}+\frac{1}{{{R}_{3}}}+...\)
Cường độ dòng điện: \(I=\frac{U}{R}\)
Áp dụng bất đẳng thức Cô – si.
Lời giải chi tiết:
Khi mắc nối tiếp 3 điện trở, cường độ dòng điện trong mạch là:
\({{I}_{nt}}=\frac{U}{{{R}_{nt}}}=\frac{U}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}}\Rightarrow {{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}=\frac{U}{{{I}_{nt}}}=\frac{9}{1}=9\)
Khi mắc song song 3 điện trở, cường độ dòng điện trong mạch là:
\(\begin{gathered}
{I_{//}} = \frac{U}{{{R_{//}}}} = U.\left( {\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}}} \right) \hfill \\
\Rightarrow \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} = \frac{U}{{{I_{//}}}} = \frac{9}{9} = 1 \hfill \\
\end{gathered} \)
Áp dụng bất đẳng thức Cô – si, ta có:
\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
{R_1} + {R_2} + {R_3} \geqslant 3\sqrt[3]{{{R_1}{R_2}{R_3}}} \hfill \\
\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} \geqslant 3\sqrt[3]{{\frac{1}{{{R_1}{R_2}{R_3}}}}} \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\Rightarrow \left( {{R_1} + {R_2} + {R_3}} \right).\left( {\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}}} \right) \geqslant 9 \hfill \\
\end{gathered} \)
(dấu “=” xảy ra \(\Leftrightarrow {{R}_{1}}={{R}_{2}}={{R}_{3}}=3\,\,\Omega \))
Nếu mắc (R1//R2) nt R3, điện trở tương đương của mạch là:
\(R=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}+{{R}_{3}}=\frac{3.3}{3+3}+3=4,5\,\,\left( \Omega \right)\)
Cường độ dòng điện khi đó là: \(I=\frac{U}{R}=\frac{9}{4,5}=2\,\,\left( A \right)\)
Chọn A.
Câu hỏi 29 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó:
\(E = 6V,r = 0,5\Omega ;{R_1} = 1\Omega ;{R_2} = {R_3} = 4\Omega ;{R_4} = 6\Omega \)
Chọn phương án đúng:
- A Hiệu điện thế giữa hai đầu R3 là 3,2V
- B Hiệu điện thế giữa hai đầu R4 là 4V
- C Công suất của nguồn điện là 144W
- D Cường độ dòng điện qua mạch chính là 2A
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Vẽ lại mạch điện
Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp và song song:
\(\left\{ \begin{array}{l}{R_{nt}} = {R_1} + {R_2}\\\dfrac{1}{{{R_{//}}}} = \dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}}\end{array} \right.\)
Định luật Ôm đối với toàn mạch: \(I = \dfrac{E}{{{R_N} + r}}\)
Công suất của nguồn: \({P_{ng}} = E.I\)
Lời giải chi tiết:
Vẽ lại mạch điện ta được:
Cấu trúc mạch điện gồm: \(\left[ {\left( {{R_2}//{R_3}} \right)\,\,nt\,{R_1}} \right]//{R_4}\)
Điện trở tương đương của đoạn mạch:
\(\begin{gathered}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{R_{23}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = \frac{{4.4}}{{4 + 4}} = 2\Omega } \\
{{R_{123}} = {R_{23}} + {R_1} = 2 + 1 = 3\Omega }
\end{array}} \right. \hfill \\
\Rightarrow {R_{1234}} = \frac{{{R_{123}}.{R_4}}}{{{R_{123}}.{R_4}}} = \frac{{3.6}}{{3 + 6}} = 2\Omega \hfill \\
\end{gathered} \)
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính:
\(I = \dfrac{E}{{{R_{1234}} + r}} = \dfrac{6}{{2 + 0,5}} = 2,4A\)
Công suất của nguồn: \({P_{ng}} = E.I = 6.2,4 = 14,4W\)
Hiệu điện thế giữa hai đầu R4 là:
\({U_4} = {U_{AB}} = E - I.r = 6 - 2,4.0,5 = 4,8V\)
Ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{gathered}
{I_4} = \frac{{{U_4}}}{{{R_4}}} = \frac{{4,8}}{6} = 0,8A \hfill \\
\Rightarrow {I_{23}} = I - {I_4} = 2,4 - 0,8 = 1,6A \hfill \\
\end{gathered} \\
{ \Rightarrow {U_3} = {U_{23}} = {I_{23}}.{R_{23}} = 1,6.2 = 3,2V}
\end{array}\)
Chọn A.
Câu hỏi 30 :
Để xác định suất điện động E của một nguồn điện, một học sinh mắc mạch điện như hình bên (H1). Đóng khóa K và điều chỉnh con chạy C, kết quả đo được mô tả bởi đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của (nghịch đảo số chỉ ampe kế A) vào giá trị R của biến trở như hình bên (H2). Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là
- A 5,0 V
- B 3,0 V.
- C 4,0 V.
- D 2,0 V.
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Đáp án D
Giá trị trung bình của E được xác định bởi thí nghiệm này là
\(\frac{1}{{{\rm{I}}{\rm{.R}}}} = \frac{1}{{{U_V}}}\); R=80Ω Uv=1,6V; R=100Ω UV= \(\frac{5}{3}V\); ta có \(\left\{ \begin{array}{l}\xi = \frac{1}{{50}}\left( {{R_o} + r} \right) + 1,6\\\xi = \frac{1}{{100}}\left( {{R_o} + r} \right) + \frac{5}{3}\end{array} \right. \to \xi = 2V\)
Các bài khác cùng chuyên mục
- 40 bài tập Dòng điện trong chân không mức độ nhận biết, thông hiểu
- 40 bài tập Dòng điện trong chất khí mức độ nhận biết, thông hiểu
- 40 bài tập Dòng điện trong chất điện phân mức độ vận dụng
- 40 bài tập Dòng điện trong chất điện phân mức độ nhận biết, thông hiểu
- 40 bài tập dòng điện trong kim loại mức độ vận dụng
- 50 bài tập Định luật Ôm đối với toàn mạch mức độ vận dụng (Phần 2)
- 40 bài tập Dòng điện trong chân không mức độ nhận biết, thông hiểu
- 40 bài tập Dòng điện trong chất khí mức độ nhận biết, thông hiểu
- 40 bài tập Dòng điện trong chất điện phân mức độ vận dụng
- 40 bài tập Dòng điện trong chất điện phân mức độ nhận biết, thông hiểu