Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Đề bài cho mạch điện gồm:
- Điện trở \( R_1 = 12 \ \Omega \)
- Đèn ghi 12 V - 6 W
- Biến trở \( R = 10 \ \Omega \)
- Nguồn điện có suất điện động \( E = 36 \ V \), điện trở trong \( r = 2 \ \Omega \)
Mạch được mắc như hình (dây nối gồm \( R_1 \) và đèn song song với biến trở \( R \)).
---
**a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính?**
---
**Bước 1: Tính điện trở của đèn**
Đèn ghi 12 V - 6 W tức đèn làm việc bình thường ở hiệu điện thế \( U = 12 V \) và công suất \( P = 6 W \).
Điện trở đèn lúc sáng bình thường:
\[
R_{đèn} = \frac{U^2}{P} = \frac{12^2}{6} = \frac{144}{6} = 24 \ \Omega
\]
---
**Bước 2: Tính điện trở tương đương của đoạn mạch**
Nhìn hình mạch, ta có:
- Đèn và \( R_1 \) mắc song song
- Đoạn này lại mắc nối tiếp với biến trở \( R = 10 \ \Omega \)
- Cả đoạn này nối tiếp với nguồn có điện trở trong \( r = 2 \ \Omega \)
Tính điện trở của đoạn đèn và \( R_1 \) song song:
\[
\frac{1}{R_{song}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_{đèn}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{24} = \frac{2}{24} + \frac{1}{24} = \frac{3}{24} = \frac{1}{8}
\]
\[
\Rightarrow R_{song} = 8 \ \Omega
\]
---
**Bước 3: Tính tổng điện trở mạch ngoài**
\[
R_{ngoài} = R_{song} + R = 8 + 10 = 18 \ \Omega
\]
Tổng điện trở mạch chính (ngoài + điện trở trong):
\[
R_{tổng} = R_{ngoài} + r = 18 + 2 = 20 \ \Omega
\]
---
**Bước 4: Tính cường độ dòng điện mạch chính**
Sử dụng định luật Ohm cho mạch kín:
\[
I = \frac{E}{R_{tổng}} = \frac{36}{20} = 1.8 \ A
\]
---
**b) Đèn sáng như thế nào?**
---
Dòng điện qua mạch chính là \( I = 1.8 A \).
Dòng điện này đi vào đoạn gồm đèn và điện trở \( R_1 \) song song.
Điện áp trên đoạn này:
\[
U_{đoạn} = I \times R_{ngoài} = 1.8 \times 18 = 32.4 \ V
\]
Do đó điện áp trên đoạn đèn - \( R_1 \) song song là 32.4 V.
---
Dòng điện qua đèn tính theo điện áp này:
\[
I_{đèn} = \frac{U_{đoạn}}{R_{đèn}} = \frac{32.4}{24} = 1.35 \ A
\]
Công suất tiêu thụ thực tế của đèn:
\[
P_{đèn} = U_{đoạn} \times I_{đèn} = 32.4 \times 1.35 = 43.74 \ W
\]
Điều này là không hợp lý vì đèn chỉ ghi công suất 6 W, đèn chịu dòng quá lớn sẽ cháy hoặc sáng mạnh hơn bình thường nhiều lần.
Như vậy, do điện áp đèn được cung cấp lớn hơn 12 V nhiều nên đèn sáng rất mạnh (quá sáng, có thể cháy).
---
**c) Tính giá trị của biến trở \( R \) để đèn sáng bình thường**
---
Đèn sáng bình thường khi trên nó có điện áp \( U_{đèn} = 12 V \).
Ta đặt \( R \) là giá trị cần tìm.
---
**Bước 1: Gọi điện áp trên đoạn đèn - \( R_1 \) song song là \( U \). Ta có:**
\( U = U_{đèn} = 12 V \)
---
**Bước 2: Tính điện trở đoạn đèn và \( R_1 \) song song**
Như trên, vẫn là:
\[
R_{song} = 8 \ \Omega
\]
---
**Bước 3: Dòng điện trong đoạn mạch ngoài:**
\[
I = \frac{U}{R_{song} + R} = \frac{12}{8 + R}
\]
---
**Bước 4: Dòng điện trong mạch chính:**
Mạch chính gồm đoạn ngoài và điện trở trong \( r = 2 \ \Omega \):
\[
I = \frac{E}{r + R_{song} + R} = \frac{36}{2 + 8 + R} = \frac{36}{10 + R}
\]
---
**Bước 5: Vì dòng điện qua đoạn ngoài bằng nhau, ta có:**
\[
\frac{12}{8 + R} = \frac{36}{10 + R}
\]
Giải phương trình:
\[
12 (10 + R) = 36 (8 + R)
\]
\[
120 + 12 R = 288 + 36 R
\]
\[
36 R - 12 R = 288 - 120
\]
\[
24 R = 168
\]
\[
R = \frac{168}{24} = 7 \ \Omega
\]
---
**Vậy, giá trị của biến trở \( R \) để đèn sáng bình thường là \( 7 \ \Omega \).**
---
# **Tóm tắt:**
a) Cường độ dòng điện mạch chính là \( I = 1.8 \ A \)
b) Đèn sáng rất mạnh (quá sáng, có thể cháy)
c) Giá trị biến trở để đèn sáng bình thường là \( R = 7 \ \Omega \)
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
0/5(0 đánh giá)
0
0 bình luận
Bình luận
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.