Tailieumoi.vn giới thiệu bộ câu hỏi ôn tập Vật lí có đáp án được biên soạn bám sát chương trình học giúp bạn ôn luyện và bổ sung kiến thức môn Vật lí để đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời các bạn đón xem:

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí có đáp án (phần 23)

Câu 3: Cho E = 12 V; r = 2 Ω; R₁ = R₂ = 6 Ω. Đèn ghi (6 V – 3 W)

a) Tính I, U qua mỗi điện trở?

b) Nhiệt lượng tỏa ra ở đèn sau 2 phút?

c) Tính R₁ để đèn sáng bình thường?

Lời giải

Cường độ dòng điện định mức và điện trở của đèn:

 $\begin{array}{l}{I}_d=\frac{P_d}{U_d}=\frac{3}{6}=0,5\left(A\right)\\ R_d=\frac{U_d^2}{P_d}=\frac{6^2}{3}=12\Omega \end{array}$

Mạch ngoài gồm: [Đ // (R₁ nt R₃)]

$$\begin{gathered} \frac{1}{R_{13d}}=\frac{1}{R_d}+\frac{1}{R_1+R_3} \\ \Rightarrow R_{13d}=6\Omega \end{gathered}$$

Điện trở tương đương của mạch ngoài: $R=R_2+R_{13d}=6+6=12\Omega$

Cường độ dòng điện qua mạch chính: $I=\frac{E}{R+r}=\frac{6}{7}A$

Hiệu điện thế giữa hai đầu R₂: $U_2=I_2{R}_2=\frac{6}{7}.6=\frac{36}{7}V$

Hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ và R₃: $U_{13}=I.R_{13d}=\frac{36}{7}V$

Cường độ dòng điện qua đèn: ${I^{\text{'}}}_d=\frac{\frac{36}{7}}{12}=\frac{3}{7}\left(A\right)$

Cường độ dòng điện qua R₁ và R₃: $I_1=I_3=\frac{\frac{36}{7}}{12}=\frac{3}{7}\left(A\right)$

$$\begin{gathered} U_1=I_1{R}_1=\frac{3}{7}.6=\frac{18}{7}\left(V\right) \\ {U}_3=I_3{R}_3=\frac{3}{7}.6=\frac{18}{7}\left(V\right) \end{gathered}$$

b. Nhiệt lượng tỏa ra ở đèn sau 2 phút là:

$$\begin{gathered} Q=I_d^2{R}_{d}t={\left(\frac{3}{7}\right)}^2\mathrm{.12.120} \\ =264,59J \end{gathered}$$

c. Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế $U_{13}=U_d=6\left(V\right)$

Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:

$$\begin{gathered} I=\frac{E}{R+r}=\frac{E}{R_2+\frac{R_d\left(R_1+R_2\right)}{R_d+R_1+R_2}+r} \\ =\frac{3\left(18+R_1\right)}{5R_1+54} \end{gathered}$$

Mặt khác:

$$\begin{gathered} I=I_d+I_{23}=0,5+\frac{6}{R_1+6} \\ =\frac{0,5R_1+9}{R_1+6} \end{gathered}$$

Nên $\frac{3\left(18+R_1\right)}{5R_1+54}=\frac{0,5R_1+9}{R_1+6}$$\Rightarrow R_1=18\Omega$