Cho mạch điện như hình vẽ.
Bộ nguồn gồm 6 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2,25V, điện trở trong r = 0 , 5 Ω . Bình điện phân có điện trở R p chứa dung dịch C u S O 4 , anốt làm bằng đồng. Tụ điện có điện dung C = 6 μ F . Đèn Đ loại 4V - 2W, các điện trở có giá trị R 1 = 1 2 R 2 = R 3 = 1 Ω . Ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở của dây nối. Biết đèn Đ sáng bình thường. Tính:
a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
b) Hiệu điện thế U A B và số chỉ của ampe kế.
c) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây và điện trở R p của bình điện phân. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2.
d) Điện tích và năng lượng của tụ điện.
a) Ta có: E b = e + 2 e + e = 4 e = 9 V ; r b = r + 2 r r + r = 3 r = 1 , 5 Ω
b) Ta có: R đ = U đ 2 P đ = 8 Ω ; R 1 đ = R 1 + R đ = 9 Ω . Vì đèn sáng bình thường nên:
I 1 đ = I 1 = I đ = I đ m = P đ U đ = 0 , 5 A ; U A B = U 1 đ = U p 2 = I 1 đ R 1 đ = 4 , 5 V ;
I = U A B R A B = E b R A B + R 3 + r b ⇒ 4 , 5 . R A B + 11 , 25 = 9 R A B ⇒ R A B = 2 , 5 Ω
Số chỉ ampe kế: I A = I = U A B R A B = 1 , 8 A
c) Ta có: I p 2 = I p = I 2 = I - I 1 đ = 1 , 3 A ; m = 1 F A n I p t = 0 , 832 g ;
R p 2 = U p 2 I p 2 = 3 , 46 Ω ; R p = R p 2 - R 2 = 2 , 96 Ω
d) U C = U M N = V M - V N = V M - V B + V B - V N = U M B - U N B = I đ R đ - I 2 R 2 = 3 , 35 V ;
q = C . U C = 20 , 1 . 10 - 6 c ; W = 1 2 C U 2 = 33 , 67 . 10 - 6 J .
