Bài tập Vật lý 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi

CHƯƠNG 2. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI A/ TÓM TẮT CÔNG THỨC * Ghép các điện trở: R1 R2 A B - Các điện trở R1, R2, mắc nối tiếp RAB = R1 + R2 I = I1 = I2 UAB = U1 = U2 R1 R2 A B - Các điện trở R1, R2, mắc song song I = I1 + I2 UAB = U1 = U2 * Định nghĩa cường độ dịng điện: * Suất điện động của nguồn điện: * Định luật Ohm * Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch (cơng của dịng điện) và cơng suất tiêu thụ điện năng. - Điện năng tiêu thụ: - Cơng suất tiêu thụ điện năng: * Cơng của nguồn điện và cơng suất của nguồn điện - Cơng của nguồn điện: - Cơng suất của nguồn điện: * Nhiệt lượng tỏa ra trên R và cơng suất tỏa nhiệt - Nhiệt lượng tỏa ra trên R: - Cơng suất tỏa nhiệt: * Hiệu suất của nguồn điện * Hiện tượng đoản mạch (ngắn mạch): là hiện tượng điện trở mạch ngồi bằng khơng (RN = 0). Khi đĩ : * Ghép các nguồn điện - Ngồn điện ghép nối tiếp ξ2,r2 A B ξ1,r1 ξn,rn rb = r1 + r2 + + rn ξb = ξ1 + ξ2 + + ξn Nếu các nguồn giống nhau: ξ1 = ξ2 = . ξn r1 = r2 = = rn => rb = nr n B A ξ,r ξ,r ξ,r ξb = nξ - Nguồn điện ghép song song ξb = ξ - Nguồn điện ghép hỗn hợp đối xứng A B ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r ξ,r m nguồn n nhánh ξb = mξ * CHÚ THÍCH I : Cường độ dịng điện (A) Δq, q : Điện lượng (C) q = ne (n: số e dịch chuyển qua tiết diện thẳng) Δt, t : Thời gian (s) R : Điện trở mạch ngồi (Ω) r : Diện trở trong của nguồn điện (Ω) U : Hiệu điện thế (V) ξ : Suất điện động của nguồn điện (V) A : Điện năng tiêu thụ (J) 1kWh = 36.105J Q : Nhiệt lượng (J) P : Cơng suất (W) H : Hiệu suất của nguồn điện (%) B/-BÀI TẬP PHẦN ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH-ĐỐI VỚI CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH-MẮC NGUỒN THÀNH BỘ R2 R1 A R3 B Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ: UAB=18V, I2=2A Tìm R1: R2=6W; R3=3W. Tìm R3: R1=3W; R2=1W. Tìm R2: R1=5W; R3=3W. R1 R3 A R2 R4 K B C D H2.5 Bài 5: Cho mạch điện như hình 2.5õ:Cho biết UAB=20V; R1=2W; R2=1W; R3=6W; R4=4W. Tính CĐDĐ qua các điện trở khi K mở. Tính CĐDĐ qua các điện trở khi K đóng và I qua K. R2 R1 A R3 B H2.6 ĐS: a. I1=I3=2,5A; I2=I4=4A. Bài 6: Cho mạch điện như hình 2.6õ: UAB=18V, I2=2A a. Tìm R1: R2=6W; R3=3W. b. Tìm R3: R1=3W; R2=1W. c. Tìm R2: R1=5W; R3=3W. A R1 R2 R3 R4 R5 + – A B H2.7 ĐS: 1. R1=1W; 2. R3=0,6W; 3. R2=1,5W. Bài 7: Cho mạch điện như hình 2.7õ:R1=R2=4W; R3=6W; R4=12W; R5=0,6W; UAB=12V; RA»0. Tính RAB. Tìm I qua các điện trở, và số chỉ của Ampe kế. ĐS: a. R=6W; b. I1=1,2A; I2=1,5A; I3=0,8A; I4=0,5A; R1 R3 A R2 R4 N M B V K + – H2.9 I5=2A; IA=0,3A. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2.9õ: UAB=12V; R1=1W; R2=3W; RV»¥. K mở: UV=2V. R3=? K đóng: R4=? Và UV=0. K đóng UV=1V; R4=? C R1 R2 + – B A R3 D H2.10 ĐS: a. R3=5W; b. R4=15W; c. R4=9W. Cho mạch điện như hình vẽ: Nếu nối A và B vào nguồn UAB=120V thì UCD=30V. I3=2A. Nếu nối C và D vào nguồn UCD=120V thì UAB=20V. Tính R1, R2, R3. ĐS: R1=9W; R2=45W; R3=15W. Cho mạch điện như hình 2.11õ: A R2 R4 B M N + – R3 A H2.11 R1 R1=15W; R2=R3=10W; Đèn R4(10V-10W); RA =0. UAB=30V Tính RAB=? Tính cường độ dòng điện qua các điện trở Đèn sáng như thế nào? R1 R3 A R2 R4 B C D A + – H2.12 Cho mạch điện như hình 2.12õ: R1=4W; R2=R3=6W; R4 là một biến trở. UAB=33V. Mắc Ampe kế vào C và D (RA»0) và điều chỉnh R4=14W. Tìm số chỉ và chiều dòng điện qua Ampe kế. Thay Ampe kế bằng một Vôn kế (RV»¥). a.Tính số chỉ của Vôn kế, cực dương của Vôn kế nối với điểm nào? b.Điều chỉnh R4 để vôn kế chỉ số 0 tìm hệ thức giữa các điện trở, R1, R2, R3, R4 và tính R4 khi đó Hai bóng đèn có công suất định mức lần lượt là 25W và 100W đều làm việc bình thường ở hiệu điện thế 110V. Hỏi: a.Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn? b.Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn? c.Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220V được không? Đèn nào sẽ dễ hỏng(cháy)? Hai bóng đèn có hiệu điện thế lần lượt là U1=110V và U2=220V. Tìm tỉ số điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đó bằng nhau Để bóng đèn loại 120V-60W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế là 220V, người ta mắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R. Tìm điện trở phụ đó. ĐS: I=12A; I6=1A. R1 R3 R2 ξ1 ,r1 ξ2 ,r2 M N Cho mạch điện như hinhd vẽ. Trong đĩ suất điện động và điện trở trong của các nguồn điện tương ứng là ξ1 = 1,5V, r1 = 1Ω; ξ2 = 3V, r2 = 2Ω. Các điện trở ở mạch ngồi là R1 = 6, R2 = 12, R3 = 36. a) Tính suất điện động ξb và điện trở trong rb của bộ nguồn. b) Tính cường độ dịng điện I3 chạy qua điện trở R3. c) Tính hiệu điện thế UMN giữa hai điểm M và N. Cho mạch điện như hình vẽ: R1=4W; R2=R3=6W; R4 là một biến trở. UAB=33V. R1 R3 A R2 R4 B C D A + – Mắc Ampe kế vào C và D (RA»0) và điều chỉnh R4=14W. Tìm số chỉ và chiều dòng điện qua Ampe kế. Thay Ampe kế bằng một Vôn kế (RV»¥). a.Tính số chỉ của Vôn kế, cực dương của Vôn kế nối với điểm nào? b.Điều chỉnh R4 để vôn kế chỉ số 0 tìm hệ thức giữa các điện trở, R1, R2, R3, R4 và tính R4 khi đó Một nguồn điện có điện trở trong 0,1W được mắc với điện trở 4,8W thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12V. Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch. ĐS: 12,25V; 2,5A Dùng một nguồn điện để thắp sáng lần lượt hai bóng đèn có điện trở R1=2W và R2=8W, khi đó công suất điện tiêu thụ của hai bóng đèn như nhau. Tìm điện trở trong của nguồn điện. Hãy xác định suất điện động và điện trở trong của một ắc quy, biết rằng nếu nó phát dòng điện có cường độ I1=15A thì công suất điện ở mạch ngoài P1=136W, còn nếu nó phát dòng điện có cường độ I2=6A thì công suất điện ở mạch ngoài P2=64,8W. Một nguồn điện có suất điện động E=6V, điện trở trong r=2W, mạch ngoài có điện trở R. a.Tính R để công suất ở mạch ngoài P=4W b.Với giá trị nào của R thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất? Tính giá trị đó. R1 B R2 R3 + - E,r A Câ . R4 D cho mạch điện: E=12V; r=0,1W; R1=R2=2W; R3=4W; R4=4,4W a.Tìm điện trở tương đương mạch ngoài. b.Tìm cường độ dòng điện mạch chính và UAB. c.Tìm cường độ dòng điện mỗi nhánh rẽ và UCD. ĐS: a. 5,9W; b. 2A, 3V; c. I1=1,5A; I2=0,5A; UCD=10,8V A B C R1 R2 R3 RĐ ξ,r Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn điện cĩ: ξ = 12V, r = 2,7 Các điện trở : R1 = 3, R2 = 8, R3 = 7 Đèn cĩ điện trở: RĐ = 2 a) Tính tổng trở R của mạch ngồi. b) Tính cường độ dịng điện qua mạch chính. c) Tính hiệu suất của nguồn điện. d) Trên đèn ghi 3V – 4,5W. Hỏi đèn cĩ sáng bình thường khơng? Giải thích. Đ1 E,r B A C R1 R2 Đ2 Cho mạch điện như hình vẽ trong đó nguồn điện có suất điện động E=6,6V, điện trở trong r=0,12W; bóng đèn Đ1 loại 6V-3W; bóng đèn Đ2 loại 2,5V-1,25W. a.Điều chỉnh R1 và R2 sao cho đèn Đ1 và đèn Đ2 sáng bình thường. Tính các giá trị của R1 và R2. b.Giữ nguyên giá trị của R1, điều chỉnh biến trở R2 sao cho nó có giá trị R1 E,r Rx R2 R’2=1W. Khi đó độ sáng của các bóng đền thay đổi thế nào so với trường hợp a? Cho mạch điện như hình vẽ: E=12V, r=1W. R1=0,4W; R2=6W; Rx: Biến trở. a.Với Rx bằng bao nhiêu thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất. b.Rx bằng bao nhiêu thì công suất tiêu thụ trên Rx lớn nhất R4 E1,r1 E2,r2 R2 R3 R1 A B C ĐS: a.; b. Cho mạch điện như hình vẽ: E 1=2,4V, E 2=3V; r1=0,1W, r2=0,2W,R1=3,5W, R2=R3=4W, R4=2W. Tính các hiệu điện thế UAB và UAC. V A R E1,r1 E2,r2 A B Cho mạch điện như hình vẽ, bỏ qua điện trở các đoạn dây nối, biết E 1=8V, E 2=10V; r1=r2=2W, R=9W, RA=0, RV=¥. Tính số chỉ của vôn kế, ampe kế và cường độ dòng điện qua mỗi nguồn. R A B Cho mạch điện như hình vẽ: Mỗi pin có e=1,5V, r0=1W, R=6W. a.Tìm cường độ dòng điện trong mạch chính b.UAB=? ĐS: a. 0,75A; b. 2,25V. Cho mạch điện như hình vẽ. Bộ nguồn gồm 2 dãy, mỗi dãy 4 pin nối tiếp, mỗi pin có e=1,5V; r=0,25W. Mạch ngoài: B A R1 R1 R3 R2 R4 R5 R1=12W; R2=1W; R3=8W; R4=4W. Biết cường độ dòng điện qua R1 là 0,24A tính: a.Bộ nguồn tương đương. b.UAB và cường độ dòng điện qua mạch chính. c.Giá trị điện trở R5. ĐS: a.6V; 0,5W; b.4,8V, 1,2A; c. 0,5W. B A+ R1 R3 R2 R4 C D A ,r Cho mạch điện như hình vẽ,cho biết R1=10 Ω,R2=15 Ω,R3=6 Ω R4=3 Ω,nguồn cĩ suất điện động =20V,điện trở trong r=1 Ω,ampe kế cĩ điện trở khơng đáng kể. Hãy cho biết chiều của dịng điện qua ampe kế và số chỉ của ampe kế là bao nhiêu Thay ampe kế bằng một vơn kế cĩ điện trở vơ cùng lớn,hãy xác định số chỉ của vơn kế khi đĩ là bao nhiêu? (ĐS: IA=0.59 A,dịng điện chạy từ C đến D, Vơn kế chỉ 3.67 V) Cho mạch điện như hình vẽ,cho biết R1=3 Ω,R2=7 Ω,R3=6 Ω B A+ R1 R2 R3 R4 M N ,r R4=9 Ω, nguồn cĩ suất điện động =14V,điện trở trong r=1 Ω Tính cường độ dịng điện chạy trong mạch chính và cường độ dịng điện qua mỗi điện trở Hiệu điện thế UAB và UMN Cơng suất tỏa nhiệt trên các điện trở Hiệu suất của nguồn điện R1 R2 R3 X R4 Q B A (ĐS:I=2A,I1=I2=1.2A,I3=I4=0.8A,UAB=12V,UMN=1,2V) Cho mạch điện như hình vẽ,các nguồn giống nhau mỗi nguồn cĩ suất điện động =3 V,điện trở trong r=0.25 Ω,trên đèn cĩ ghi 6V-6W, điện trở R1=4 Ω,R2=5 Ω,R3=5 Ω,R4=4 Ω, Hãy cho biết đèn sẽ sáng như thế nào? Để đèn sáng bình thường thì ta cần phải thay điên trở R1 bằng một điện trở R’ cĩ giá trị là bao nhiêu? (ĐS:đèn sang yếu, R’=1.5 Ω) A E F M N U R1 R3 R2 R4 Cho mạch điện cĩ sơ đồ như hình. Cho biết: R1 = 8W; R2 = R3 = 12W; R4 là một biến trở. Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một hiệu điện thế UAB = 66V.Mắc vào hai điểm E và F của mạch một ampe kế cĩ điện trở nhỏ khơng đáng kể và điều chỉnh biến trở R4 = 28W. 1/-Tìm số chỉ của ampe kế và chiều của dịng điện qua ampe kế. 2/-Thay ampe kế bằng một vơn kế cĩ điện trở rất lớn. a/-Tìm số chỉ của vơn kế. Cho biết cực dương của vơn kế mắc vào điểm nào? b/-Điều chỉnh biến trở cho đến khi vơn kế chỉ 0. Tìm hệ thức giữa các điện trở R1, R2, R3 và R4 khi đĩ và tính R4. R3 R1 R2 ,r (ĐS: IA=0.5A,dịng điện chạy từ F đến E,vơn kế chỉ 6.6V,mắc cực dương vơn kế vào điểm E ,R4=18W) Bài 5: Cho mạch điện có sơ đồ như :Trong đó nguồn điện có suất điện động = 6V và điện trở trong r = 3W các điêïn trở mạch ngoài là R1 =6W, R2 = 12W và R3 = 4W a. Tính cường độ dòng điện I1 chạy qua điện trở R1. b. Tính công suất tiêu thụ điện năng P 3 của điện trở R3. c. Tính công A của nguồn điện sản ra trong 5 phút. (ĐS:a.I1=0.25A, b. 1W, c. A=900J Cho mạch điện như hình vẽ. Bộ nguồn gồm 2 dãy, mỗi dãy gồm 4 pin mắc nối tiếp. Mỗi pin cĩ suất điện động là ξ = 1,5V và điện trởtrong là r = 0,25W, mạch ngồi gồm R1 = 12W, R2 = 1W, R3 = 8W, R4 = 4W. Biết cường độ dịng điện qua R1 là 0,24A. Tính: a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. b) UAB và cường độ dịng điện chạy trong mạch chính. c) Giá trị điện trở R5. R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Cho mạch điện như hình vẽ,các nguồn giống nhau mỗi nguồn cĩ suất điện động =6 V,điện trở trong r=3 Ω, điện trở R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=17 Ω,R4=4 Ω,R5=6 Ω, R6=10 Ω R7=5 Ω Xác định suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. Cường độ dịng điện chạy trong mạch chính Nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngồi sau 1 phút Cơng suất tỏa nhiệt trên các điện trở Hiệu suất của nguồn điện Cơng của dịng điện sản ra sau 1 phút(ĐS:30V,5W,1500J,Ang=1800J ,H=83.3 %) A V R 2 D R 1 B A C º Cho mạch điện có :=12V,điện trở trong r=1W, ,R2=2.6W ,Đ (6V-6W) a. Đọc các số chỉ ampe kế và vôn kế b. Tính hiệu điện thế qua R1 và nhận xét về độ sáng của đèn. c. Để đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện của mạch chính phải là là bao nhiêu? (ĐS:a. 2A,10V, b. 4,8v, đèn sáng yếu , c. 2,5A ) Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có 10 nguồn giống nhau mỗi nguồn có suất điện động = 4V và điện trở trong r = 0,2W mắc thành 2 dãy, mỗi dãy có 5 nguồn. Đèn Đ có ghi (6V - 18W). Các điện trở R1 = 5W ; R2 = 2,9W ; R3 = 3W ; RB = 5W và là bình điện phân đựng dung dịch Zn(NO3)2 có cực dương bằng Zn. Điện trở của dây nối không đáng kể. Tính : Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Lượng Zn giải phóng ra ở cực âm của bình âm điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây. Biết Zn có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 65. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có 10 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động = 3,6V, điện trở trong r = 0,8W mắc thành 2 dãy, mỗi dãy có 5 nguồn. Đèn Đ có ghi (6V - 3W). Các điện trở R1 = 4W ; R2 = 3W ; R3 = 8W ; RB = 2W và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng Cu. Điện trở của dây nối và ampe kế không đáng kể, của vôn kế rất lớn. Xác định số chỉ của ampe kế và vôn kế. b) Tính lượng Cu giải phóng ra ở cực âm của bình âm điện phân trong thời gian 32 phút 10 giây. Biết Cu có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 64. c) Cho biết đèn Đ có sáng bình thường không ? Tại sao ? 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có n pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động = 1,5V, điện trở trong r = 0,5W mắc nối tiếp với nhau. Đèn Đ có ghi (3V - 3W). Các điện trở R1 = 2W ; R2 = 9W ; R3 = 4W ; RB là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có cực dương bằng Ag. Điện trở của dây nối và các ampe kế không đáng kể, của vôn kế rất lớn. Ampe kế A1 chỉ 0,6A, ampe kế A2 chỉ 0,4A. Tính điện trở của bình điện phân và lượng Ag giải phóng ra ở bình điện phân trong thời gian 16 phút 5 giây. Biết Ag có nguyên tử lượng 108 và có hoá trị 1. Xác định số pin của bộ nguồn và số chỉ của vôn kế. Cho biết đèn Đ có sáng bình thường không ? Tại sao ? Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó đèn Đ có ghi (6V - 6W) ; R1 = 3W ; R2 = R4 = 2W ; R3 = 6 W ; RB = 4W và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng ; bộ nguồn gồm 5 nguồn giống nhau mỗi cái có suất điện động có điện trở trong r = 0,2W mắc nối tiếp. Biết đèn Đ sáng bình thường. Tính : Suất điện động của mỗi nguồn điện. Lượng đồng giải phóng ở cực âm của bình điện phân sau thời gian 32 phút 10 giây. Biết đồng có hóa trị 2 và có nguyên tử lượng 64. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và N. 5. Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó 1 = 6V; 2 = 3 = 12V ; r1 = r2 = r3 = 0,5W mắc nối tiếp. Đèn Đ có ghi (6V – 12W) ; R1 = 9,3W ; R2 = 3W ; R3 = 10W ; RB = 4W và là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 , có cực dương bằng bạc. Tính : a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Lượng bạc giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết bạc có hóa trị 1 và có nguyên tử lượng 108. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. 6. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn gồm 8 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động = 5V; có điện trở trong r = 0,25W mắc nối tiếp ; đèn Đ có ghi (4V - 8W) ; R1 = 3W; R2 = R3 = 2W ; RB = 4W và là bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al. Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường. Tính : a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch. b) Lượng Al giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết Al có hóa trị 3 và có nguyên tử lượng 27. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M. 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn gồm 4 acqui, mỗi cái có suất điện động = 2V, điện trở trong r = 0,25W mắc nối tiếp. Đèn Đ ghi (3V - 3W) ; R1 = 3W; R2 = 2W ; R3 = 4W ; RB = 4W và là bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al. Tính : a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Lượng Al giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong 2 giờ 8 phút 40 giây. Biết Al có hóa trị 3 và có nguyên tử lượng 27. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D.