Bài toán cho:
- Suất điện động pin: \(\xi = 12\, V\)
- Điện trở trong của pin: \(r = 1{,}1\, \Omega\)
- Điện trở \(R_1 = 3{,}5\, \Omega\)
- Điện trở \(R_2 = 1{,}4\, \Omega\)
- Thời gian: \(t = 30\, \text{phút} = 30 \times 60 = 1800\, \text{giây}\)
---
**Bước 1: Tìm điện trở tương đương của mạch ngoài**
\(R_1\) và \(R_2\) mắc song song nên:
\[
\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{3{,}5} + \frac{1}{1{,}4}
\]
Tính từng phần:
\[
\frac{1}{3{,}5} \approx 0{,}2857, \quad \frac{1}{1{,}4} \approx 0{,}7143
\]
\[
\frac{1}{R} = 0{,}2857 + 0{,}7143 = 1
\Rightarrow R = 1\, \Omega
\]
---
**Bước 2: Tính cường độ dòng điện trong mạch**
Tổng điện trở của mạch là:
\[
R_{\text{total}} = R + r = 1 + 1{,}1 = 2{,}1\, \Omega
\]
Dùng công thức:
\[
I = \frac{\xi}{R_{\text{total}}} = \frac{12}{2{,}1} \approx 5{,}714\, A
\]
---
**Bước 3: Tính công suất tiêu thụ trên \(R_1\)**
Vì \(R_1\) và \(R_2\) mắc song song, điện áp trên \(R_1\) bằng điện áp trên \(R_2\), bằng điện áp ở hai đầu đoạn mạch ngoài:
\[
U = IR = 5{,}714 \times 1 = 5{,}714\, V
\]
Công suất trên \(R_1\):
\[
P_1 = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(5{,}714)^2}{3{,}5} = \frac{32{,}653}{3{,}5} \approx 9{,}33\, W
\]
---
**Bước 4: Tính nhiệt lượng tỏa ra trên \(R_1\) trong thời gian 1800 s**
Nhiệt lượng:
\[
Q = P_1 \times t = 9{,}33 \times 1800 = 16794\, J = 16{,}794\, kJ
\]
---
**Kết luận:**
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở \(R_1\) trong 30 phút là khoảng **16,8 kJ**.