Trương Thị Thu ThuỷBài 1:
Mạch điện như hình vẽ, với:
- E=12 VE = 12 \, \text{V}E=12V, r=1 Ωr = 1 \, \Omegar=1Ω, R1=6 ΩR_1 = 6 \, \OmegaR1=6Ω, R2=R3=8 ΩR_2 = R_3 = 8 \, \OmegaR2=R3=8Ω.
Yêu cầu:
- Tính điện trở tương đương của mạch.
- Tính cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế trên từng điện trở.
- Tính điện năng tiêu thụ của mạch trong 15 phút và công suất tỏa nhiệt của mỗi điện trở.
Giải:
- Điện trở tương đương:
- R2R_2R2 và R3R_3R3 mắc song song:
- R23=R2R3R2+R3=8×88+8=4 Ω.R_{23} = \frac{R_2 R_3}{R_2 + R_3} = \frac{8 \times 8}{8 + 8} = 4 \, \Omega.R23=R2+R3R2R3=8+88×8=4Ω.
- Điện trở toàn mạch:
- Rtđ=R1+R23+r=6+4+1=11 Ω.R_\text{tđ} = R_1 + R_{23} + r = 6 + 4 + 1 = 11 \, \Omega.Rtđ=R1+R23+r=6+4+1=11Ω.
- Cường độ dòng điện toàn mạch:
- I=ERtđ=1211≈1.09 A.I = \frac{E}{R_\text{tđ}} = \frac{12}{11} \approx 1.09 \, \text{A}.I=RtđE=1112≈1.09A.Hiệu điện thế trên R1R_1R1:
- UR1=IR1=1.09×6≈6.54 V.U_{R_1} = I R_1 = 1.09 \times 6 \approx 6.54 \, \text{V}.UR1=IR1=1.09×6≈6.54V.
- Hiệu điện thế trên đoạn song song R2,R3R_2, R_3R2,R3:
- U23=IR23=1.09×4≈4.36 V.U_{23} = I R_{23} = 1.09 \times 4 \approx 4.36 \, \text{V}.U23=IR23=1.09×4≈4.36V.
- Dòng điện qua R2R_2R2 và R3R_3R3:
- IR2=U23R2=4.368≈0.545 A,IR3=U23R3=4.368≈0.545 A.I_{R_2} = \frac{U_{23}}{R_2} = \frac{4.36}{8} \approx 0.545 \, \text{A}, \quad I_{R_3} = \frac{U_{23}}{R_3} = \frac{4.36}{8} \approx 0.545 \, \text{A}.IR2=R2U23=84.36≈0.545A,IR3=R3U23=84.36≈0.545A.
- Điện năng tiêu thụ trong 15 phút:
- Công suất tiêu thụ toàn mạch:
- P=I2Rtđ=(1.09)2×11≈13.1 W.P = I^2 R_\text{tđ} = (1.09)^2 \times 11 \approx 13.1 \, \text{W}.P=I2Rtđ=(1.09)2×11≈13.1W.
- Điện năng tiêu thụ:
- W=P×t=13.1×(15×60)≈11,790 J.W = P \times t = 13.1 \times (15 \times 60) \approx 11,790 \, \text{J}.W=P×t=13.1×(15×60)≈11,790J.
- Công suất tỏa nhiệt từng điện trở:
- PR1=I2R1=(1.09)2×6≈7.14 W,P_{R_1} = I^2 R_1 = (1.09)^2 \times 6 \approx 7.14 \, \text{W},PR1=I2R1=(1.09)2×6≈7.14W,
- PR2=IR22R2=(0.545)2×8≈2.38 W,P_{R_2} = I_{R_2}^2 R_2 = (0.545)^2 \times 8 \approx 2.38 \, \text{W},PR2=IR22R2=(0.545)2×8≈2.38W,
- PR3=IR32R3=(0.545)2×8≈2.38 W.P_{R_3} = I_{R_3}^2 R_3 = (0.545)^2 \times 8 \approx 2.38 \, \text{W}.PR3=IR32R3=(0.545)2×8≈2.38W.
Bài 2:
Mạch điện như hình vẽ, với:
- E=12 VE = 12 \, \text{V}E=12V, r=0 Ωr = 0 \, \Omegar=0Ω, R1=3 ΩR_1 = 3 \, \OmegaR1=3Ω, R2=4 ΩR_2 = 4 \, \OmegaR2=4Ω, R3=3 ΩR_3 = 3 \, \OmegaR3=3Ω.
Yêu cầu:
- Tính cường độ dòng điện toàn mạch.
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R2R_2R2.
- Tính điện năng tiêu thụ của mạch trong 2 phút.
Giải:
- Điện trở tương đương:
- Các điện trở mắc nối tiếp:
- Rtđ=R1+R2+R3=3+4+3=10 Ω.R_\text{tđ} = R_1 + R_2 + R_3 = 3 + 4 + 3 = 10 \, \Omega.Rtđ=R1+R2+R3=3+4+3=10Ω.
- Cường độ dòng điện toàn mạch:
- I=ERtđ=1210=1.2 A.I = \frac{E}{R_\text{tđ}} = \frac{12}{10} = 1.2 \, \text{A}.I=RtđE=1012=1.2A.
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R2R_2R2:
- UR2=IR2=1.2×4=4.8 V.U_{R_2} = I R_2 = 1.2 \times 4 = 4.8 \, \text{V}.UR2=IR2=1.2×4=4.8V.
- Điện năng tiêu thụ của mạch trong 2 phút:
- Công suất tiêu thụ:
- P=I2Rtđ=(1.2)2×10=14.4 W.P = I^2 R_\text{tđ} = (1.2)^2 \times 10 = 14.4 \, \text{W}.P=I2Rtđ=(1.2)2×10=14.4W.
- Điện năng tiêu thụ:
- W=P×t=14.4×(2×60)=1,728 J.W = P \times t = 14.4 \times (2 \times 60) = 1,728 \, \text{J}.W=P×t=14.4×(2×60)=1,728J.