Bài 2 trang 62 SGK Vật lí 11

Đề bài

Cho mạch điện, trong đó các acquy có suất điện động ξ₁ = 12V; ξ₂ = 6V và có các điện trở trong là không đáng kể.

Các điện trở R₁ = 4 Ω R₂ = 8 Ω

a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch.

b) Tính công suất tiêu thụ điện của mỗi điện trở.

c) Tính công suất của mỗi acquy và năng lượng mà mỗi acquy cung cấp trong 5 phút

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Áp dụng công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp: R_N = R₁ + R₂ 

+ Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch :\(I{\rm{ }} = \displaystyle{{{\xi _{b}}} \over {{R_N} + {\rm{ }}{r_b}}}\)

+ Công thức tính công suất tiêu thụ \(P=I^2R\), công suất của nguồn \(P_n=\xi I\)

+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng của nguồn điện 1 chiều.

Lời giải chi tiết

a) Tính cường độ dòng điện trong mạch:

Ta có:

+ 2 nguồn mắc nối tiếp nhau,

=> Suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp: ξ_b = ξ₁ + ξ₂ = 18 V.

+ 2 điện trở \(R_1\) mắc nối tiếp \(R_2\)

=> Điện trở tương đương của mạch ngoài gồm hai điện trở mắc nối tiếp: \(R_N=R_1+R_2=  12 Ω\)

Từ định luật Ôm đối với toàn mạch thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là:

\(I{\rm{ }} = \displaystyle{{{\xi _{b}}} \over {{R_N} + {\rm{ }}{r_b}}} =  \displaystyle{{{18}} \over {{12} + {\rm{ }}{0}}}=1,5A\)

b) Công suất tiêu thụ điện:

Của điện trở R₁  là: P₁ = I²R₁ = 9 W

Của điện trở R₂ là: P₂ = I²R₂ = 18 W.

c) Tính công suất và năng lượng  mà acquy cung cấp:

- Công suất của acquy thứ nhất: P_ng⁽¹⁾ = ξ₁I = 18W

Năng lượng mà acquy thứ nhất cung cấp trong năm phút:

W_ng⁽¹⁾ = P_ng⁽¹⁾t = 5 400J

Tương tự với nguồn 2 ta được: P_ng⁽²⁾ = 9 W, W_ng⁽²⁾= 2700J