Bài 6 trang 54 SGK Vật lí 11

Đề bài

Điện trở trong của một acquy là 0,06 Ω trên vỏ của nó ghi là 12V. Mắc vào hai cực của nó một bóng đèn ghi 12V – 5W.

a) Chứng tỏ rằng bóng đèn khi đó gần như sáng bình thường và tính công suất tiêu thụ thực tế.

b) Tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Áp dụng định luật ohm cho toàn mạch \(I = \displaystyle{\xi  \over {{R_N} + r}} \)

Công thức tính hiệu suất của nguồn \(H = \displaystyle{{{U_N}} \over \xi }.100\% \)

Lời giải chi tiết

a) Ta có các thông số của đèn \(12V-5W\)

=> Hiệu điện thế định mức của đèn \(U_{đm}=12V\) và công suất định mức của đèn \(P_{đm}=5W\)

=> Điện trở của đèn là: \({R_{đèn}} = \displaystyle{{U_{đm}^2} \over P_{đm}} = {{{{12}^2}} \over 5} = 28,8\Omega \)

Cường độ dòng điện định mức của bóng đèn là:  \(I_{đm} = \dfrac{P}{U} = \dfrac{5}{12} = 0,416 A\)

Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn khi nối mạch là: \(I = \displaystyle{\xi  \over {{R_N} + r}} = {{12} \over {28,8 + 0,06}} = 0,4158A\), gần bằng cường độ dòng điện định mức của đèn nên đèn gần như sáng bình thường.

+ Công suất tiệu thụ điện thực tế của đèn khi này là: \(P=I^2.R=0,4158^2.28,8=4,98W\)

b) Hiệu suất của nguồn điện là \(H = \displaystyle{{{U_N}} \over \xi }.100\%  ={{{I.R}} \over \xi }.100\% {{0,4158.28,8} \over {12}}.100\%  = 99,8\% \)