Bài 3 trang 50 Tài liệu Dạy – học Vật lí 9 tập 1

Đề bài

Mạch điện có sơ đồ như hình H7.3, hiệu điện thế giữa hai đầu A, B của mạch điện có giá trị không đổi U = 220V. Dây nối từ A đến M và từ B đến N là dây đồng có điện trở suất \(\rho  = 1,{7.10^{ - 8}}\,\Omega .m\), tiết diện 0,34 mm², chiều dài tổng cộng \(l = 400m\) được biểu diễn bằng điện trở R_d trên sơ đồ.

Bóng đèn có điện trở \({R_1} = 780\,\Omega \), bàn ủi có điện trở \({R_2} = 120\,\Omega \). Bỏ qua điện trở của dây nối từ M, N đến bóng đèn, bàn ủi. Ban đầu công tắc K đang mở.

a) Tính hiệu điện thế hai đầu bóng đèn.

b) Đóng công tắc K. Tính lại hiệu điện thế ở hai đầu bóng đèn.

Lời giải chi tiết

Điện trở từ dây nối đến bóng đèn \({R_d} = \rho .{l \over S} = 20\,\,\left( \Omega  \right)\)

a) Khi K mở: R_d nt R₁.

Điện trở tương đương của đoạn mạch: R_tđ = R_d + R₁ = 800 \(\left( \Omega  \right)\).

Cường độ dòng điện trong mạch: I = U/R_tđ = 220/800 = 0,275 A.

Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn: U₁ = I.R₁ = 214,5V.

b) Khi K đóng: (R₁ // R₂) nt R_d.

Điện trở tương đương của đoạn mạch: \({R_{td}}' = {R_d} + {{{R_1}.{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}} = 124\,\,\left( \Omega  \right)\)

Cường độ dòng điện qua mạch chính: \(I' = {{U'} \over {{R_{td}}'}} = {{220} \over {124}} \approx 1,774\,A = {I_{12}}\)

\(\eqalign{  & {R_{12}} = {{{R_1}.{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}} = 104\,\left( \Omega  \right)  \cr  &  \Rightarrow {U_{12}} = {I_{12}}.{R_{12}} = 184,5V = {U_1}. \cr} \) 

Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 184,5V.