Câu 2: Một dòng điện không đổi, sau 5 phút có một điện lượng 30C chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.
- Thời gian: \(t = 5 \text{ phút} = 5 \times 60 = 300 \text{ s}\)
- Điện lượng: \(Q = 30 \text{ C}\)
- Cường độ dòng điện: \(I = \frac{Q}{t} = \frac{30}{300} = 0,1 \text{ A}\)
**Đáp án: Cường độ dòng điện là 0,1 A.**
---
Câu 3: Khi đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là 0,5 A. Nếu tăng hiệu điện thế thêm 12V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn là bao nhiêu?
- Hiệu điện thế ban đầu: \(U_1 = 6 V\)
- Cường độ dòng điện ban đầu: \(I_1 = 0,5 A\)
- Hiệu điện thế mới: \(U_2 = 6 + 12 = 18 V\)
- Vì dây dẫn là dây dẫn kim loại có điện trở không đổi, theo định luật Ôm: \(I = \frac{U}{R}\)
- Điện trở dây: \(R = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6}{0,5} = 12 \Omega\)
- Cường độ dòng điện mới: \(I_2 = \frac{U_2}{R} = \frac{18}{12} = 1,5 A\)
**Đáp án: Cường độ dòng điện qua dây dẫn là 1,5 A.**
---
Câu 4: Mạch điện gồm một pin có suất điện động \(E=3 V\) và điện trở trong \(r=1 \Omega\) nối với mạch ngoài là một điện trở \(R=5 \Omega\). Tìm cường độ dòng điện trong mạch.
- Cường độ dòng điện trong mạch:
\[
I = \frac{E}{R + r} = \frac{3}{5 + 1} = \frac{3}{6} = 0,5 A
\]
**Đáp án: Cường độ dòng điện trong mạch là 0,5 A.**
---
Câu 5: Dung lượng của một chiếc pin điện thoại là 5000 mAh. Biết cường độ dòng điện trung bình để cho điện thoại hoạt động bình thường là 400 mA. Tính thời gian tối đa mà điện thoại có thể hoạt động liên tục.
- Dung lượng pin: \(Q = 5000 \text{ mAh}\)
- Cường độ dòng điện tiêu thụ: \(I = 400 \text{ mA}\)
- Thời gian hoạt động:
\[
t = \frac{Q}{I} = \frac{5000}{400} = 12,5 \text{ giờ}
\]
**Đáp án: Thời gian tối đa điện thoại hoạt động liên tục là 12,5 giờ.**
---
Câu 6: Trên nhãn của 1 bóng đèn có ghi 220V - 10W. Tính tiền điện phải trả khi sử dụng bóng đèn đó ở hiệu điện thế 220V trong 1 tháng (30 ngày), mỗi ngày dùng 5 giờ. Biết giá tiền 1 kWh là 2200 đồng.
- Công suất bóng đèn: \(P = 10 W = 0,01 kW\)
- Thời gian sử dụng trong 1 tháng: \(t = 30 \times 5 = 150 \text{ giờ}\)
- Điện năng tiêu thụ:
\[
A = P \times t = 0,01 \times 150 = 1,5 kWh
\]
- Tiền điện phải trả:
\[
\text{Tiền} = A \times 2200 = 1,5 \times 2200 = 3300 \text{ đồng}
\]
**Đáp án: Tiền điện phải trả là 3300 đồng.**
---
Câu 7: Dùng một nguồn điện để thắp sáng lần lượt hai bóng đèn có điện trở \(R_1=3~\Omega\) và \(R_2=27~\Omega\), khi đó công suất tiêu thụ của hai bóng đèn là như nhau. Tính điện trở trong của nguồn điện.
- Gọi điện trở trong của nguồn là \(r\).
- Công suất tiêu thụ bóng đèn là bằng nhau: \(P_1 = P_2\)
- Công suất tiêu thụ mỗi bóng đèn khi mắc nối tiếp với điện trở trong nguồn:
\[
P = I^2 R
\]
- Dòng điện chạy trong mạch khi dùng bóng đèn \(R_1\):
\[
I_1 = \frac{E}{R_1 + r}
\]
- Công suất bóng đèn thứ nhất:
\[
P_1 = I_1^2 R_1 = \left( \frac{E}{R_1 + r} \right)^2 R_1
\]
- Tương tự với bóng đèn thứ hai:
\[
P_2 = \left( \frac{E}{R_2 + r} \right)^2 R_2
\]
- Vì \(P_1 = P_2\):
\[
\left( \frac{E}{R_1 + r} \right)^2 R_1 = \left( \frac{E}{R_2 + r} \right)^2 R_2
\]
\[
\Rightarrow \frac{R_1}{(R_1 + r)^2} = \frac{R_2}{(R_2 + r)^2}
\]
- Thay \(R_1 = 3\Omega, R_2 = 27 \Omega\):
\[
\frac{3}{(3 + r)^2} = \frac{27}{(27 + r)^2}
\]
\[
\Rightarrow 3 (27 + r)^2 = 27 (3 + r)^2
\]
Chia hai vế cho 3:
\[
(27 + r)^2 = 9 (3 + r)^2
\]
Lấy căn:
\[
27 + r = \pm 3 (3 + r)
\]
Trường hợp 1: \(27 + r = 3(3 + r) = 9 + 3r\)
\[
27 + r = 9 + 3r \Rightarrow 27 - 9 = 3r - r \Rightarrow 18 = 2r \Rightarrow r=9 \Omega
\]
Trường hợp 2: \(27 + r = -3(3 + r) = -9 - 3r\)
\[
27 + r = -9 -3r \Rightarrow 27 + r + 3r = -9 \Rightarrow 27 + 4r = -9 \Rightarrow 4r = -36 \Rightarrow r = -9 \Omega
\]
Bỏ trường hợp âm.
**Đáp án: Điện trở trong của nguồn điện là 9 \(\Omega\).**
---
Câu 8: Cho mạch điện có \(E=8 V, r=1 \Omega, R_1=12 \Omega, R_2=12 \Omega, R_3=3 \Omega\).
a. Tính điện trở tương đương mạch ngoài.
- \(R_2\) và \(R_3\) mắc song song:
\[
\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{12} + \frac{1}{3} = \frac{1}{12} + \frac{4}{12} = \frac{5}{12}
\]
\[
R_{23} = \frac{12}{5} = 2,4 \Omega
\]
- Mạch ngoài là \(R_1\) nối tiếp với \(R_{23}\):
\[
R_{ngoài} = R_1 + R_{23} = 12 + 2,4 = 14,4 \Omega
\]
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở.
- Tổng điện trở mạch chính:
\[
R_{total} = r + R_{ngoài} = 1 + 14,4 = 15,4 \Omega
\]
- Dòng điện tổng trong mạch:
\[
I = \frac{E}{R_{total}} = \frac{8}{15,4} \approx 0,5195 A
\]
- Dòng qua \(R_1\) là \(I\) (nối tiếp).
- Dòng qua \(R_2\) và \(R_3\) phân nhánh theo tỉ lệ điện trở:
\[
I_{23} = I = 0,5195 A
\]
- Dòng qua \(R_2\):
\[
I_2 = I_{23} \times \frac{R_3}{R_2 + R_3} = 0,5195 \times \frac{3}{12 + 3} = 0,5195 \times \frac{3}{15} = 0,1039 A
\]
- Dòng qua \(R_3\):
\[
I_3 = I_{23} \times \frac{R_2}{R_2 + R_3} = 0,5195 \times \frac{12}{15} = 0,4156 A
\]
**Đáp án:**
- \(R_{ngoài} = 14,4 \Omega\)
- \(I = 0,52 A\) (qua \(R_1\))
- \(I_2 = 0,10 A\)
- \(I_3 = 0,42 A\)
---
Câu 9: Cho mạch điện có \(E=9 V, r=1 \Omega, R_1=12 \Omega, R_2=6 \Omega, R_3=4 \Omega\).
a. Tính điện trở tương đương mạch ngoài.
- \(R_2\) và \(R_3\) mắc song song:
\[
\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{6} + \frac{1}{4} = \frac{2}{12} + \frac{3}{12} = \frac{5}{12}
\]
\[
R_{23} = \frac{12}{5} = 2,4 \Omega
\]
- Mạch ngoài là \(R_1\) nối tiếp với \(R_{23}\):
\[
R_{ngoài} = 12 + 2,4 = 14,4 \Omega
\]
b. Tính công suất tiêu thụ trên \(R_1\).
- Tổng điện trở mạch:
\[
R_{total} = r + R_{ngoài} = 1 + 14,4 = 15,4 \Omega
\]
- Dòng điện tổng:
\[
I = \frac{E}{R_{total}} = \frac{9}{15,4} = 0,5844 A
\]
- Công suất trên \(R_1\):
\[
P_1 = I^2 R_1 = (0,5844)^2 \times 12 = 0,3415 \times 12 = 4,1 W
\]
c. Tính điện năng tiêu thụ mạch ngoài trong 5 phút.
- Thời gian: \(t = 5 \text{ phút} = 300 \text{ s}\)
- Điện năng tiêu thụ mạch ngoài:
\[
A = P \times t
\]
- Công suất mạch ngoài:
\[
P_{ngoài} = I^2 R_{ngoài} = (0,5844)^2 \times 14,4 = 0,3415 \times 14,4 = 4,92 W
\]
- Điện năng tiêu thụ:
\[
A = 4,92 \times 300 = 1476 \text{ J}
\]
**Đáp án:**
- a) \(R_{ngoài} = 14,4 \Omega\)
- b) Công suất trên \(R_1\) là 4,1 W
- c) Điện năng tiêu thụ mạch ngoài trong 5 phút là 1476 J
---
Nếu cần giải thích thêm hoặc làm rõ phần nào, bạn cứ hỏi nhé!