Chúng ta sẽ giải từng câu theo thứ tự:
---
### Câu 2:
Cho mạch điện với:
- Suất điện động: \(\xi = 12\,V\)
- Điện trở trong nguồn: \(r = 0{,}5\,\Omega\)
- Điện trở ngoài: \(R_1 = 4{,}5\,\Omega\), \(R_2 = 4\,\Omega\), \(R_3 = 3\,\Omega\)
Mạch gồm ba điện trở ngoài và một khóa K có thể đóng hoặc mở.
**a) Tìm số chỉ Ampe kế khi K đóng và khi K mở**
- Khi K mở:
Dòng điện chỉ chạy qua \(R_1\) và \(R_2\) nối tiếp (hoặc song song tùy hình). Dựa vào hình vẽ (không hiện rõ trong đề), nhưng thường các điện trở \(R_2\) và \(R_3\) nối song song, và nối tiếp với \(R_1\).
Giả sử mạch như sau:
- \(R_2\) và \(R_3\) nối song song
- \(R_1\) nối tiếp với nhóm \(R_2 // R_3\)
- Khóa K nối tiếp hoặc song song để đóng mạch
**Khi K mở:**
Nếu K mở, mạch chỉ có \(R_1\) nối tiếp với \(R_2\) và \(R_3\) nối song song bị ngắt, hoặc nếu K là khóa nối song song với \(R_3\) thì khi mở, điện trở nhóm chỉ còn.
Cách làm rõ ràng:
- Tính điện trở song song \(R_{23}\):
\[
\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{4} + \frac{1}{3} = \frac{3 + 4}{12} = \frac{7}{12}
\Rightarrow R_{23} = \frac{12}{7} \approx 1{,}714\,\Omega
\]
- Tổng điện trở mạch ngoài khi K đóng là \(R = R_1 + R_{23} = 4{,}5 + 1{,}714 = 6{,}214\,\Omega\)
**Khi K đóng:**
Nếu khóa K đóng và mắc song song với \(R_3\), thì nhánh với \(R_3\) bị ngắn mạch (điện trở nhánh đó trở thành 0), do đó:
- Khi K đóng, \(R_3\) bị thay thế bằng 0 \(\Omega\) (dây dẫn), vậy nhánh song song là:
\[
\frac{1}{R_{23}'} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{0} = \infty \Rightarrow R_{23}' = 0
\]
Nghĩa là điện trở nhóm song song chỉ còn là 0, vậy tổng điện trở mạch ngoài:
\[
R' = R_1 + 0 = 4{,}5\,\Omega
\]
**Tính dòng điện khi K đóng và mở:**
- Khi K mở:
Tổng điện trở mạch:
\[
R_{ngoài} = 6{,}214\,\Omega, \quad R_{toàn mạch} = R_{ngoài} + r = 6{,}214 + 0{,}5 = 6{,}714\,\Omega
\]
Dòng điện:
\[
I_{mở} = \frac{\xi}{R_{toàn mạch}} = \frac{12}{6{,}714} \approx 1{,}787\,A
\]
- Khi K đóng:
Tổng điện trở mạch:
\[
R'_{ngoài} = 4{,}5\,\Omega, \quad R'_{toàn mạch} = 4{,}5 + 0{,}5 = 5\,\Omega
\]
Dòng điện:
\[
I_{đóng} = \frac{12}{5} = 2{,}4\,A
\]
**Số chỉ Ampe kế** là dòng điện qua mạch chính nên:
- Khi K mở: \(I = 1{,}787\,A\)
- Khi K đóng: \(I = 2{,}4\,A\)
---
**b) Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài khi K đóng**
Công suất tỏa nhiệt trên mạch ngoài:
\[
P = I^2 R_{ngoài} = (2{,}4)^2 \times 4{,}5 = 5{,}76 \times 4{,}5 = 25{,}92\,W
\]
---
### Câu 3:
Đèn điện tử chân không có dòng điện:
\[
I = 4,5 \times 10^{-3}\,A = 0{,}0045\,A
\]
Thời gian: \(t = 5\,phút = 300\,s\)
Điện tích nguyên tố: \(e = 1,6 \times 10^{-19}\,C\)
**a) Tính điện lượng chuyển qua Ampe kế trong 5 phút:**
\[
Q = I \times t = 0{,}0045 \times 300 = 1{,}35\,C
\]
**b) Tính số electron di chuyển qua anode lúc này:**
Số electron:
\[
n = \frac{Q}{e} = \frac{1{,}35}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 8{,}44 \times 10^{18}
\]
---
### Câu 4:
Cho mạch với:
- \(\xi = 6\,V\)
- \(r = 1\,\Omega\)
- \(R_1 = 3\,\Omega\), \(R_2 = 6\,\Omega\), \(R_3 = 2\,\Omega\)
---
**a) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài**
Giả sử \(R_2\) và \(R_3\) mắc song song, rồi nối tiếp với \(R_1\):
\[
\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{6} + \frac{1}{2} = \frac{1}{6} + \frac{3}{6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}
\Rightarrow R_{23} = \frac{3}{2} = 1{,}5\,\Omega
\]
Tổng điện trở ngoài:
\[
R = R_1 + R_{23} = 3 + 1{,}5 = 4{,}5\,\Omega
\]
---
**b) Số chỉ Ampe kế và cường độ dòng điện qua \(R_2\)**
Tổng điện trở toàn mạch:
\[
R_{toàn mạch} = R + r = 4{,}5 + 1 = 5{,}5\,\Omega
\]
Dòng điện toàn mạch:
\[
I = \frac{\xi}{R_{toàn mạch}} = \frac{6}{5{,}5} = 1{,}09\,A
\]
Dòng điện qua nhánh \(R_2\) (vì \(R_2\) và \(R_3\) song song, điện áp trên hai điện trở bằng nhau):
Điện áp trên nhánh \(R_{23}\):
\[
U_{23} = I \times R_{23} = 1{,}09 \times 1{,}5 = 1{,}635\,V
\]
Dòng qua \(R_2\):
\[
I_2 = \frac{U_{23}}{R_2} = \frac{1{,}635}{6} = 0{,}2725\,A
\]
---
**c) Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài**
\[
P = I^2 R = (1{,}09)^2 \times 4{,}5 = 1{,}1881 \times 4{,}5 = 5{,}35\,W
\]
---
### Câu 5:
Cho mạch:
- \(E = 6\,V\)
- \(r = 0{,}1\,\Omega\)
- \(R_{đ} = 11\,\Omega\) (đèn dây tóc)
- \(R = 0{,}9\,\Omega\)
---
**a) Cường độ dòng điện trong mạch chính**
Tổng điện trở mạch ngoài:
\[
R_{ngoài} = R_{đ} + R = 11 + 0{,}9 = 11{,}9\,\Omega
\]
Tổng điện trở mạch:
\[
R_{tổng} = R_{ngoài} + r = 11{,}9 + 0{,}1 = 12\,\Omega
\]
Dòng điện:
\[
I = \frac{E}{R_{tổng}} = \frac{6}{12} = 0{,}5\,A
\]
---
**b) Hiệu điện thế định mức**
Hiệu điện thế định mức trên đèn dây tóc là hiệu điện thế thực tế trên \(R_{đ}\):
\[
U_{đ} = I \times R_{đ} = 0{,}5 \times 11 = 5{,}5\,V
\]
---
**c) Công của nguồn điện của đèn trong 3 phút**
Thời gian:
\[
t = 3\,phút = 180\,s
\]
Công suất tiêu thụ trên đèn:
\[
P = U_{đ} \times I = 5{,}5 \times 0{,}5 = 2{,}75\,W
\]
Công:
\[
A = P \times t = 2{,}75 \times 180 = 495\,J
\]
---
**Tóm tắt kết quả:**
- Câu 2:
- a) K mở: \(I = 1{,}787\,A\); K đóng: \(I = 2{,}4\,A\)
- b) \(P = 25{,}92\,W\)
- Câu 3:
- a) \(Q = 1{,}35\,C\)
- b) \(n = 8{,}44 \times 10^{18}\) electron
- Câu 4:
- a) \(R = 4{,}5\,\Omega\)
- b) \(I = 1{,}09\,A\), \(I_2 = 0{,}2725\,A\)
- c) \(P = 5{,}35\,W\)
- Câu 5:
- a) \(I = 0{,}5\,A\)
- b) \(U_{đ} = 5{,}5\,V\)
- c) \(A = 495\,J\)
Nếu bạn cần giải thích chi tiết hoặc phần nào chưa rõ, hãy hỏi nhé!