Cho mạch điện có bộ nguồn gồm hai nguồn điện có suất điện động E 1 = 2 E 2 = 12 V , điện trở trong r 1 = 5 r 2 = 2 , 5 Ω mắc nối tiếp; mạch ngoài có một điện trở R = 6W; một bóng đèn loại 6V – 3W; một bình điện phân đựng dung dịch AgNO 3 có cực dương bằng bạc, có điện trở R B = 6 Ω một ampe kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể, đủ để kết nối các linh kiện. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol, hoá trị n = 1. Mắc điện trở R nối tiếp với bình điện phân RB, sau đó mắc song song với đèn Đ: ( R n t R B ) / / R đ ; ampe kế mắc trong mạch để đo cường độ dòng điện qua bình điện phân.
a) Vẽ sơ đồ mạch điện, tính công suất toả nhiệt trên điện trở R và lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây.
b) Thay bóng đèn Đ bằng điện trở R X để cường độ dòng điện qua bình điện phân là 0,75 A. Tính R X và nhiệt lượng toả ra trên R X trong thời gian 30 phút
a) Sơ đồ mạch điện
Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:
E b = E 1 + E 2 = 12 + 6 = 18 ( V ) ; r b = r 1 + r 2 = 2 , 5 + 0 , 5 = 3 Ω .
Điện trở và cường độ định mức của đèn:
R Đ = U Đ 2 P Đ = 6 2 3 = 12 Ω ; I đ m = P Đ U Đ = 3 6 = 0 , 5 ( A ) .
Mạch ngoài có: ( R n t R B ) / / R Đ
R R B = R + R B = 6 + 6 = 12 Ω . R N = R Đ . R R B R Đ + R R B = 12.12 12 + 12 = 6 Ω I = E b R N + r b = 18 6 + 3 = 2 ( A ) ; I R = I B = I . R N R + R B = 2.6 6 + 6 = 1 ( A ) . P R = I . R 2 . R = 1 . 2 . 6 = 12 ( W ) . m = 1 F . A n . I B . t = 1 96500 . 108 1 .1. ( 2.3600 + 8.60 + 40 ) = 8 , 64 ( g ) .
b) Thay bóng đèn bằng R X để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 0,75 A
Ta có: R N = ( R + R B ) . R X R + R B + R X = ( 6 + 6 ) . R X 6 + 6 + R X = 12. R X 12 + R X
I = I B + I B . ( R + R B ) R X = E b R N + r b ⇒ 0 , 75 + 0 , 75.12 R X = 16 12. R X 12 + R X + 3 ⇒ R X = 5 , 684 Ω
Nhiệt lượng toả ra trên R X :
I X = I B . ( R + R B ) R X = 0 , 57.12 5 , 684 = 1 , 58 ( A ) ; Q X = I 2 . R X . t = 1 , 582 . 30 . 60 = 25541 ( J ) = 25 , 541 ( k J ) .
