Dưới đây là lời giải chi tiết các câu hỏi:
**Câu 8:**
Cho điện trở R, hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I.
Ta có định luật Ôm:
\[ I = \frac{U}{R} \]
Công suất điện tiêu thụ trên điện trở là:
\[ P = UI \]
Vậy đáp án đúng là:
**B. \(P = UI\)**
---
**Câu 9:**
Trên các thiết bị điện ghi 220 V và số oát (W).
Ý nghĩa số oát là công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220 V.
Vậy đáp án đúng là:
**B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220 V.**
---
**Câu 10:**
Đặt hiệu điện thế không đổi U vào hai đầu biến trở R. Công suất toả nhiệt trên biến trở là:
\[ P = \frac{U^2}{R} \]
Vì U không đổi, nên:
\[ P \propto \frac{1}{R} \]
Vậy công suất tỉ lệ nghịch với R.
Đáp án đúng là:
**C. \(P\) tỉ lệ nghịch với \(R\).**
---
**Câu 11:**
Cho nguồn có suất điện động \(E = 3\,V\), điện trở trong \(r = 1\,\Omega\), điện trở mạch ngoài gồm các điện trở \(R_1=2\,\Omega\), \(R_2=10\,\Omega\), \(R_3=24\,\Omega\) mắc nối tiếp thành mạch kín, cường độ dòng điện trong mạch \(I = 1\,A\).
---
a) **Tính điện trở tương đương toàn mạch**
Theo định luật Ôm cho mạch kín:
\[
E = I(R_{\text{ngoài}} + r)
\]
Trong đó:
\[
R_{\text{ngoài}} = R_1 + R_2 + R_3 = 2 + 10 + 24 = 36\,\Omega
\]
Đồng thời:
\[
E = I(R_{\text{ngoài}} + r) \Rightarrow R_{\text{tương đương}} = R_{\text{ngoài}} + r = \frac{E}{I} = \frac{3}{1} = 3\,\Omega
\]
Nhưng \(R_{\text{ngoài}} + r = 36 + 1 = 37\,\Omega \neq 3\,\Omega\), có sự không khớp.
**Vì vậy, có thể giả định mạch mắc nối tiếp hoặc mắc khác, hoặc đề bài có nhầm lẫn.**
Nếu các điện trở \(R_1, R_2, R_3\) mắc song song với nhau, ta tính lại:
Tổng cường độ dòng điện trong mạch: \(I = 1\,A\).
Điện trở trong \(r = 1\,\Omega\), nguồn \(E=3\,V\).
Dòng điện trong mạch:
\[
I = \frac{E}{R_{\text{tương đương}}} \Rightarrow R_{\text{tương đương}} = \frac{E}{I} = 3\,\Omega
\]
Vì \(R_{\text{tương đương}} = R_{\text{ngoài}} + r\), nên
\[
R_{\text{ngoài}} = R_{\text{tương đương}} - r = 3 - 1 = 2\,\Omega
\]
Bây giờ ta tìm \(R_{\text{ngoài}}\) từ \(R_1, R_2, R_3\).
Nếu ba điện trở mắc song song:
\[
\frac{1}{R_{\text{ngoài}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{2} + \frac{1}{10} + \frac{1}{24} = \frac{60}{120} + \frac{12}{120} + \frac{5}{120} = \frac{77}{120}
\]
Suy ra:
\[
R_{\text{ngoài}} = \frac{120}{77} \approx 1.56\,\Omega
\]
Không bằng 2 \(\Omega\).
Thử lại giả sử \(R_1\) mắc nối tiếp với \(R_2\) và \(R_3\) mắc song song.
Điện trở song song của \(R_2\) và \(R_3\):
\[
R_{23} = \frac{R_2 R_3}{R_2 + R_3} = \frac{10 \times 24}{10 + 24} = \frac{240}{34} \approx 7.06\,\Omega
\]
Tổng \(R_{\text{ngoài}} = R_1 + R_{23} = 2 + 7.06 = 9.06\,\Omega\)
Cộng điện trở trong:
\[
R_{\text{tương đương}} = 9.06 + 1 = 10.06\,\Omega
\]
Dòng điện:
\[
I = \frac{E}{R_{\text{tương đương}}} = \frac{3}{10.06} \approx 0.298\,A
\]
Không đúng 1A.
Giả sử \(R_2\) nối tiếp với \(R_3\), rồi song song với \(R_1\).
Điện trở nối tiếp \(R_2 + R_3 = 10 + 24 = 34\,\Omega\).
Điện trở tương đương ngoài:
\[
\frac{1}{R_{\text{ngoài}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2 + R_3} = \frac{1}{2} + \frac{1}{34} = \frac{17 + 1}{34} = \frac{18}{34} = \frac{9}{17}
\]
Suy ra:
\[
R_{\text{ngoài}} = \frac{17}{9} \approx 1.89\,\Omega
\]
Tổng điện trở:
\[
R_{\text{tương đương}} = r + R_{\text{ngoài}} = 1 + 1.89 = 2.89\,\Omega
\]
Dòng điện:
\[
I = \frac{3}{2.89} \approx 1.04\,A
\]
Gần 1A, hợp lý.
**Vậy ta lấy cấu hình này và điện trở tương đương ngoài là \(R_{\text{ngoài}} \approx 1.89\,\Omega\).**
---
b) **Hiệu điện thế mạch ngoài:**
\[
U = IR_{\text{ngoài}} = 1 \times 1.89 = 1.89\,V
\]
---
c) **Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở \(R_3\) sau 1 phút**
Dòng điện qua \(R_3\):
Dòng điện trong mạch chính là \(I = 1 A\).
Trong đoạn mạch \(R_2\) và \(R_3\) nối tiếp nên dòng điện qua \(R_3\) cũng là 1 A.
Công suất toả nhiệt trên \(R_3\):
\[
P_3 = I^2 R_3 = 1^2 \times 24 = 24\,W
\]
Thời gian \(t = 1\, \text{phút} = 60\,s\).
Nhiệt lượng toả ra:
\[
Q = P_3 t = 24 \times 60 = 1440\,J
\]
---
d) **Công suất tiêu thụ điện ở mạch ngoài trong thời gian 15 phút**
Công suất mạch ngoài:
\[
P = UI = 1.89 \times 1 = 1.89\,W
\]
Thời gian \(t = 15\, \text{phút} = 900\,s\).
Điện năng tiêu thụ:
\[
W = P \times t = 1.89 \times 900 = 1701\,J
\]
---
**Tóm tắt kết quả:**
a) Điện trở tương đương toàn mạch:
\[
R_{\text{tương đương}} = \frac{E}{I} = 3\,\Omega
\]
Điện trở ngoài:
\[
R_{\text{ngoài}} = R_{\text{tương đương}} - r = 2\,\Omega
\]
(Mô hình mắc nối tiếp-song song phù hợp sẽ làm \(R_{\text{ngoài}} \approx 1.89 \sim 2\,\Omega\))
b) Hiệu điện thế mạch ngoài:
\[
U = 1.89\,V
\]
c) Nhiệt lượng toả ra trên điện trở \(R_3\) trong 1 phút:
\[
Q = 1440\,J
\]
d) Điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài trong 15 phút:
\[
W = 1701\,J
\]
---
Nếu cần thêm chi tiết hoặc sửa đổi giả thiết mắc điện trở, em vui lòng thông báo nhé!