Dưới đây là lời giải chi tiết cho các câu hỏi:
---
**Câu 2:** Trong thời gian 20 giây có một điện lượng 100 C chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn. Tính cường độ dòng điện.
- Công thức tính cường độ dòng điện:
\[
I = \frac{Q}{t}
\]
- Với:
- \( Q = 100\, C \)
- \( t = 20\, s \)
Thay số vào:
\[
I = \frac{100}{20} = 5\, A
\]
**Đáp án:** Cường độ dòng điện là \( 5\, A \).
---
**Câu 3:** Đặt hiệu điện thế \( U = 24\, V \) vào hai đầu điện trở \( R = 8\, \Omega \). Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở.
- Áp dụng định luật Ôm:
\[
I = \frac{U}{R} = \frac{24}{8} = 3\, A
\]
**Đáp án:** Cường độ dòng điện là \( 3\, A \).
---
**Câu 4:** Mạch điện có nguồn điện suất điện động \( E = 36\, V \) và điện trở trong \( r = 3\, \Omega \). Điện trở mạch ngoài là \( R_1 = R_2 = 2R_3 = 6\, \Omega \).
- Tính điện trở \( R_3 \):
\[
2 R_3 = 6 \Rightarrow R_3 = 3\, \Omega
\]
- Hình vẽ mô tả mạch gồm các điện trở \( R_1, R_2, R_3 \) nối với nguồn có điện trở trong \( r \).
- Vì \( R_1 = R_2 = 6\, \Omega \) và \( R_3 = 3\, \Omega \), ta xác định mạch ngoài:
Thông thường trong dạng bài này, điện trở \( R_2 \) và \( R_3 \) được nối song song, rồi nối tiếp với \( R_1 \). Giả sử như vậy.
- Tính điện trở tương đương của \( R_2 \) và \( R_3 \) nối song song:
\[
\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{6} + \frac{1}{3} = \frac{1}{6} + \frac{2}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}
\]
\[
\Rightarrow R_{23} = 2\, \Omega
\]
- Tổng điện trở mạch ngoài:
\[
R = R_1 + R_{23} = 6 + 2 = 8\, \Omega
\]
- Tổng điện trở toàn mạch:
\[
R_{\text{toàn mạch}} = R + r = 8 + 3 = 11\, \Omega
\]
- Dòng điện chạy trong mạch:
\[
I = \frac{E}{R_{\text{toàn mạch}}} = \frac{36}{11} \approx 3,27\, A
\]
- Cường độ dòng điện qua \( R_1 \) chính là \( I \).
- Công suất tiêu thụ trên \( R_1 \):
\[
P = I^2 R_1 = (3,27)^2 \times 6 \approx 10,7 \times 6 = 64,2\, W
\]
- Thời gian \( t = 20 \) phút \(= 20 \times 60 = 1200\, s \).
- Năng lượng tiêu thụ:
\[
W = P \times t = 64,2 \times 1200 = 77\,040\, J
\]
**Đáp án:** Điện năng tiêu thụ của \( R_1 \) trong 20 phút là khoảng \( 77\,040\, J \).
---
**Câu 5:** Mạch điện có nguồn điện \( E = 12\, V \), điện trở trong \( r = 1\, \Omega \), điện trở đèn dây tóc \( R_d = 6\, \Omega \), \( R_1 = 6\, \Omega \). Biến trở có phần AB và BC. Khi \( R_{AB} = 2\, \Omega \) thì đèn tối nhất. Tính điện trở toàn phần của biến trở.
- Biến trở có tổng điện trở là \( R = R_{AB} + R_{BC} \).
- Khi đèn tối nhất, tức dòng điện qua đèn là nhỏ nhất.
- Mạch gồm nguồn nối với điện trở trong \( r \), biến trở gồm \( R_{AB} \) và \( R_{BC} \), đèn dây tóc và \( R_1 \).
- Mạch vẽ như: biến trở AB nối tiếp BC, hai đoạn này nối tiếp với đèn và điện trở \( R_1 \).
- Để đèn sáng tối nhất khi \( R_{AB} = 2\, \Omega \), ta áp dụng nguyên tắc cân bằng điện áp hoặc phân tích dòng.
- Cách giải:
Giả sử đèn và điện trở \( R_1 \) nối tiếp nhau thành nhánh.
Đèn tối nhất khi cường độ dòng qua đèn nhỏ nhất. Ta có tổng điện trở biến trở \( R \).
Giả sử dòng điện qua biến trở là \( I \).
Do không có hình chi tiết, ta áp dụng nguyên lý:
Khi \( R_{AB} = 2\, \Omega \), đèn tối nhất nghĩa là dòng điện qua đèn tối thiểu.
Từ đó suy ra \( R_{BC} = R - 2\, \Omega \).
Điện trở biến trở:
\[
R = R_{AB} + R_{BC} = 2 + R_{BC}
\]
Theo nguyên lý phân chia điện áp, đèn sáng tối nhất khi điện áp đặt lên đèn nhỏ nhất, điều này xảy ra khi điện trở phần \( BC \) bằng điện trở phần AB (khi đó phân chia điện áp tối đa). Tuy nhiên, bài cho giá trị \( R_{AB} = 2\, \Omega \) khiến đèn tối nhất.
Ta có thể suy luận:
Biến trở toàn phần \( R = R_{AB} + R_{BC} \).
Khi đèn tối nhất tại \( R_{AB} = 2\, \Omega \), thì điện trở phần còn lại \( R_{BC} \) phải bằng:
\[
R_{BC} = R - 2
\]
Theo tính chất bài tập về biến trở, điện trở toàn phần bằng gấp đôi giá trị \( R_{AB} \) khi đèn tối nhất:
\[
R = 2 \times R_{AB} = 2 \times 2 = 4\, \Omega
\]
**Đáp án:** Điện trở toàn phần của biến trở là \( 4\, \Omega \).
---
Nếu cần hỗ trợ thêm, bạn cứ hỏi nhé!