Bài tập Định luật ohm đối với các loại mạch điện mắc nguồn điện thành bộ

ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN MẮC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT: A B E,r R Định luật Ohm chứa nguồn: Đối với nguồn điện, dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dương. A B Ep,r R Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa máy thu điện: Đối với máy thu, dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm. Công thức tổng quát của định luật Ohm cho cả 2 loại mạch: Chú ý: UAB: Dòng điện đi từ A đến B. (+E): Nếu dòng điện đi ra từ cực dương. (nguồn điện) (- E): Nếu dòng điện đi vào cực dương. (máy thu) I > 0: Chiều dòng điện cùng chiều đã chọn. I < 0: Chiều dòng điện ngược chiều đã chọn. R: Tổng điện trở ở các mạch ngoài. r: Tổng điện trở trong của các bộ nguồn. E1,r E2,r E3,r En,r Eb,rb Mắc nguồn điện thành bộ: Mắc nối tiếp: Eb = E1 + E2 + E3 +. + En rb = r1 + r2 + r3 +. + rn chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau. E1,r1 E2,r2 E1,r1 E2,r2 Eb = nE rb = nr Mắc xung đối: E,r E,r E,r Mắc song song ( các nguồn giống nhau). E,r E,r E,r E,r E,r E,r Mắc hỗn hợp đối xứng (các nguồn giống nhau). Gọi: m là số nguồn trong một dãy. n là số dãy. Tổng số nguồn trong bộ nguồn: N = n.m E,r A B M N R3 R2 R1 Đ1 Đ2 BÀI TẬP: Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V, r = 2, UMN = 1,2V. Đèn Đ1 (3V - 6W), đèn Đ2 (3V – 1W), R2 = 3, R3 = 4,5. R1 là biến trở. Tính trị số R1, số chỉ của Ampe kế và Vôn kế. Tính hiệu suất của nguồn. ĐS: a/ 3; 0,6A; 4,8V; b/ 80%. C E,r M N R1 R4 R3 R2 A B Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 18V, r = 2, Đ1 (12V-6W), Đ2 (5V-6W), C = 4. Các đèn sáng bình thường. Tính: a. R3 và R4. b. Hiệu điện thế giữa 2 bản cực của nguồn điện và điện tích của tụ. ĐS: a/ 4, 14; b/ 16V, 16. E,r R Ep,rp Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 8V, r = 0,5, Ep= 4V, rp = 1, R = 1. Tính: a/ Công suất và hiệu suất của nguồn. b/ Công suất và hiệu suất của máy thu. c/ Công suất nhiệt trên R. ĐS: a/ 48W, 62,5%; b/ 5W, 80%; c/ 25W. C E,r M N R2 R4 R1 R3 A B Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ: R = 1, R1 = R3 = 4, đèn loại (6V – 7,5 W), C = 2. Cho Q = 34 , IA = 3A. a/ Cho biết độ sang của bong đèn. b/ Tính giá trị của R4. c/ Tính suất điện động của nguồn. ĐS: a/ Đèn sáng bình thường; b/ 2,72; c/ 23,4 V. E,r M N R2 R4 R1 C A B R3 Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 12V, r = 0, R1 = R2 = R3 = 6, R5 =4. Tụ điện phẳng không khí có C = 2. R4 là biến trở. RA = 0. a/ Tính số chỉ của ampe kế khi R4 = 18. b/ Nhúng tụ vào chất lỏng có , sao cho chất lỏng ngập một nửa tụ (S = S/2). c/ Thay tụ bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. E1,r1 M N R3=2R R4=R R1=R C A B R2=2R E2,r2 Điều chỉnh biến trở sao cho vôn kế chỉ 1,5V. Tính giá trị của R4 khi đó. ĐS: a/ 1A; b/ 2V và 8 ; c/ 2,25 và 13,5. Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 12V, E2 = 3V, R = 20, điện trở của các nguồn không đáng kể C = 3. a/ Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở b/ Tìm HĐT và điến tích của tụ. ĐS: a/ 0.1A ; b/ 1V; 3 K2 R1 E,r R2 R3 R2 R4 K1 Bài 7: Cho mạch điện như hình vẽ. E = 11,5V, r = 0,8, R2 = R3 = R4=2,1, RA = 0. RV rất lớn. Tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế nếu: a/ K1 và K2 mở. b/ K1 đóng, K2 mở. b/ K1 mở, K2 đóng. b/ K1 đóng, K2 đóng. ĐS: a/ 2,3A; 9,66V; b/ 4A, 8,3V c/ 5A; 7,5V; d/ 7,67A; 5,36V Bài 8: Cho bộ nguồn như hình vẽ. Các nguồn giống nhau, mỗi nguồn có E = 12V, r =3. Tìm suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn trong từng trường hợp. Bài 9: Có 10 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có E = 2V, r = 0,1 mắc hỗn hợp đối xứng thành bộ nguồn có Eb = 10V. Xác định cách mắc và điện trở của bộ nguồn. ĐS: Mắc thành 2 dãy mỗi dãy có 5 nguồn; 0.25. Hình a E1 E2 Hình b E1 E2 Bài 10: Có 2 pin mắc theo 2 sơ đồ như hình vẽ. Tìm cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa 2 điểm A, B trên mỗi sơ đồ. a/ 2 pin có E1 = E2 =E. (hình a) b/ 2 pin có E1 > E2. (hình b) ĐS: a/ ; E1 E2 R A B b/ ; Bài 11: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 2V, r1 =0,1, = 1,5V, r2 = 0,1, R = 0,2. Rv rất lớn. a/ Tìm số chỉ của Ampe kế. b/ Tính cường độ dòng điện qua các nguồn. ĐS: a/ 1,4V; b/ 6A, 1A. E1 E2 C A B R2 R1 K Bài 12: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 18V, r1 = 4, E1 = 10,8V, r2 = 2,4, R1 =1, R2 =3, RA = 2. C = 2. Tính cường độ dòng điện qua. các E1, E2, số chỉ của Ampe kế, hiệu điện thế và điện tích của tụ điện khi K mở và khi K đóng. ĐS: K mở: 1,125A; 0; 13,5V; 27 K đóng: 1,8 A ; 0 ; 1,8A; 5,4V; 10,8 E1 E2 A C B Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ: E1=12V, r1 = 1, RAB = 23, LAB= 11,5cm; LAC= 1,5cm; Ig =0. Tính E2. ĐS: 1,5V. R Đ E1 E2 M B Bài 14: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 3V, r1 =1, E2 = 1,5V, r2 =1,5. Rv rất lớn Đèn loại (3V-3W). a/ tính R để vôn kế chỉ 0. Khi đó độ sáng của đèn như thế nào? b/ Cho R tăng từ giá trị tính trong câu a, hỏi độ sáng của đèn và số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào? ĐS: a/ 6; đèn sang yếu hơn bình thường. R1 R2 Đ C M N K b/ Đèn sáng hơn; Số chỉ vôn kế tăng. Bài 15: Cho mạch điện như hình vẽ: Bộ nguồn gồm 2 dãy 4 nguồn, mỗi nguồn có E = 3V, r = 0,5, đèn loại (6V-6W), C = 1. Ampe kế và Vôn kế lí tưởng. a/ Khóa K mở đèn sáng bình thường. Tìm số chỉ của ampe kế, vôn kế, điện trở R1 và công suất tiêu thụ của mạch ngoài. b/ Khóa K đóng, nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong 1 phút là 180J. Tính R2 và cho biết điện tích của tụ Tăng hay giảm một lượng là bao nhiêu. R1 R E , r ĐS: 1A; 11V; 5; 11W; 3; 3,5. Bài 16: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 12V, r = 1.1, R1 = 0.1. a/ Muốn công suất mạch ngoài là lớn nhất thì R bằng bao nhiêu? b/ R bằng bao nhiêu thì công suất trên R là lớn nhất. Tính R và giá trị công suất đó. R1 R E , r ĐS: a/ 1; b/1,2; 30W. Bài 17: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 15V, r = 1, R1 =2. Biết công suất trên R là lớn nhất. Tính R Và công suất cực đại trên R. ĐS: 0,67, 37,5W Bài 18: Cho mạch điện như hình vẽ: RX R1 R2 A B Bộ nguồn gồm 2 dãy giống nhau, mỗi dãy Gồm 12 nguồn, mỗi nguồn có E = 1,5V và r = 1, R1 =12, R2 = 2. a/ Điều chỉnh để RX = 2. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên RX trong 10 phút. b/ Với giá trị nào của RX thì công suất tiêu thu mạch ngoài là 12,96W. c/ Giải sử RX = 2 với số pin đã có cần phải mắc lại như thế nào để để cường độ dòng điện trong mạch chính là lớn nhất. ĐS: a/ 2,7KJ; b/ 34; c/ Mắc 3 dãy, mỗi dãy 8 nguồn. Eb,rb A B C R2 R1 M N Đ1 Đ2 Bài 19: Cho mạch điện như hình vẽ: Bộ nguồn có Eb = 9V, rb = 1, Đèn loại Đ1 (1,5V-1,25W), Đ2 (6V-3W). a/ Hai đèn sáng bình thường. Tính R1, R2 và điện tích của tụ điện. Cho C =2 . b/ Bộ nguồn do các nguồn giống nhau mắc hỗn hợp đối xứng. Tìm cách mắc nguồn và số nguồn đã dùng. Biết mỗi nguồn có E = 1,5V và r = 0,5 ĐS: 2; 7; 9; 3 dãy; 6 nguồn/dãy; 18 nguồn. Eb,rb A B C1 R2 R1 M N C2 R4 R3 Bài 20: Cho mạch điện như hình vẽ: C1 =2 , C2 =3 , R1 = 2, R2 = 3, R3 = 4, R4 = 1. Khi Khóa K mở vôn kế chỉ 12V. Khóa K đóng Vôn kế chi 10V. a/ Tìm Eb, rb, điện trở mỗi nguồn và số nguồn. Biết bộ nguồn mắc hỗn hợp đối xứng gồm 3 dãy, Mỗi nguồn có E0 =1,5V. b/ Tính điện tích của 2 tụ và nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trong 10ph. c/ Bỏ R4 thay bằng tụ C3 =6. Tính điện tích các tụ khi K đóng. Biết ban đầu các tụ chưa tích điện. ĐS: a/ 12V; 2; 0,75; 24 nguồn; b/ 6, 24, 6KJ, c/ 24; 36; 72 Bài 21: Có 80 pin có E = 1,5V, r = 1. Mạch ngoài có điện trở R. Xác định các cách mắc hỗn hợp đối xứng các bộ nguồn đê cường độ dòng điện qua R là lớn nhất. Tính cường độ dòng điện cực đại và công suất mạch lớn nhất, xét 2 trường hợp: a/ R = 5; b/ R = 6. ĐS: a/ 4 dãy , 20 nguồn/dãy; 3A; 45W b/ 4 dãy; 20 nguồn/dãy; 2,73A, 44,6W. Bài 22: Các nguồn giống nhau mỗi nguồn có E = 2V, r = 6. Đèn loại (12V-6W). a/ Có 48 nguồn, tìm cách mắc để đèn sáng bình thường. b/ Cách mắc nào có số nguồn ít nhất mà đèn vẫn sáng bình thường. c/ Tìm các cách mắc để để sáng bình thường. ĐS: a/ 6 dãy; 8 nguồn/dãy; 2 dãy; 24 nguồn/ dãy. b/ 3 dãy; 12 nguồn/dãy. N = 36 nguồn. c/ 3 cách. Bài 23: Các nguồn giống nhau, mỗi nguồn có E = 1,5V, r = 1,5 mắc thành bộ hỗn hợp đối xứng để thắp sáng bình thường một bóng đèn loại (12V-18W). a/ Tìm cách mắc nguồn. b/ Cách mắc nào có số nguồn ít nhất. Tính công suất và hiệu suất của mỗi nguồn. ĐS: 2 dãy; 32 nguồn; 3 dãy; 16 nguồn/dãy; 0,75W; 50% Bài 24: Phải dùng tối thiểu bao nhiêu nguồn loại (E = 1,5V, r = 1) mắc hỗn hợp đối xứng để thắp sáng 12 đèn loại (6V-3W) sáng bình thường. Khi đó bộ đèn và bộ nguồn mắc như thế nào? ĐS: 64 nguồn; 3 cách mắc. N Đ E1 E2 M B R2 R1 Bài 25: Cho mạch điện như hình vẽ: E1 =16V; r1 = 2; E2 =4V; r2 = 1 R1 = 3, đèn loại (3V-3W). a/ Cho R2 = 3. Tính số chỉ của vôn kế, hiệu suất của E1 và E2. Nhận xét độ sáng của đèn. b/Giảm R2 độ sáng của đèn và hiệu suất của E2 thay đổi như thế nào. ĐS: 8,8V ; 70%; 62,5%. C D B M N R1 R2 R3 R4 Bài 26: Cho mạch điện như hình vẽ: E0 = 2V, r0 = 1, R1 = 24, R2 =12 R3 =8, R4 =2, RA = 0, RV rất lớn. a/ Tìm số chỉ của Ampe kế. b/ Tìm số chỉ của Vôn kế. Cực dương của vôn kế mắc vào điểm nào?