Ý nghĩa:

Điện trở định mức của biến trở là 40\(\Omega\)

Cường độ dòng điện định mức của biến trở là 2A.

Điện trở tương đương: 1\(R=R_b+R_1=20+40=60\Omega\)

Cường độ dòng điện: \(I=U:R=24:60=0,4A\)

\(\Rightarrow\) Ampe kế chỉ 0,4A.

Điện trở tương đương lúc này: \(R'=U:I'=24:0,8=30\Omega\)

Giá trị của biến trở con chạy: \(R_b=R'-R_1=30-20=10\Omega\)

Bạn tự làm tóm tắt + tự vẽ hình nhé!

Điện trở định mức của biến trở con chạy là 100

Cường độ dòng điện định mức của biến trở con chạy là 2A.

Tiết diện dây dẫn: \(S=\pi\dfrac{d^2}{4}=\pi\dfrac{0,4^2}{4}=0,1256mm^2\)

Chiều dài dây dẫn: \(R=p\dfrac{l}{S}\Rightarrow l=\dfrac{R.S}{p}=\dfrac{100.0,1256.10^{-6}}{0,40.10^{-6}}=31,4m\)

vẽ lại mạch ta đc R0nt(RMC//RNC)

RMC+RNC=R

đặt RMC=x \(R_{CNM}=\dfrac{x.\left(R-x\right)}{R}\)

\(\Rightarrow I=\dfrac{U_0}{R_0+R_{CNM}}=\dfrac{U_0}{R_0+\dfrac{x.\left(R-x\right)}{R}}\)

khi I max=2A\(\Rightarrow R_0=\dfrac{U_0}{I_{max}}=\dfrac{12}{2}=6\left(\Omega\right)\)

muốn ampe kế có gt min => RCNM_max 

\(\Rightarrow R_{CNM}=\dfrac{-x^2+xR}{R}=\dfrac{-x^2+xR-\dfrac{R^2}{4}+\dfrac{R^2}{4}}{R}\)

\(R_{CNM}=\dfrac{\dfrac{R^2}{4}-\left(x-\dfrac{R}{2}\right)^2}{R}\le\dfrac{R}{4}\)

vậy \(R_{CNMmax}=\dfrac{R}{4}\) \(\Leftrightarrow x=\dfrac{R}{2}\) vậy C ở giữa R 

lúc này \(I_{min}=1=\dfrac{U_0}{R_0+\dfrac{R}{4}}\Rightarrow R=24\left(\Omega\right)\)

a) Ban đầu khóa K mở, R 4   =   4 Ω , vôn kế chỉ 1 V.

Xác định hiệu điện thế U:

Ta có:

R 12   =   R 1   +   R 2   = 6 Ω ;   R 34   =   R 3   +   R 4   =   6 Ω ;   I 12   =   I 1   =   I 2   = U R 12 = U 6 I 34   =   I 3   =   I 4   = U R 34 = U 6 ;

U M N = V M - V N = V A - V N - V A + V M = I 3 . R 3 - I 1 . R 1 = U 6 . 2 - U 6 . 3 = - U 6 ⇒ U V = U N M = U 6 = 1 V ⇒ U = 6 V

Khi khóa K đóng:

R 13 = R 1 R 3 R 1 + R 3 = 3 . 2 3 + 2 = 6 5 = 1 , 2 ( Ω )   ;   R 24 = R 2 R 4 R 2 + R 4 = 3 . 4 3 + 4 = 12 7 ( Ω ) R B D = R 13 + R 24 = 1 , 2 + 12 7 = 20 , 4 7 ( Ω )

Cường độ dòng điện mạch chính:

I = U R B D = 6 20 , 4 7 = 42 20 , 4 = 21 10 , 2 ≈ 2 , 06 ( A ) ; U 13 = U 1 = U 3 = I . R 13 = 21 10 , 2 . 1 , 2 = 2 , 47 ( V ) ; I 1 = U 1 R 1 = 2 , 47 3 = 0 , 823 ( A ) ; U 24 = U 2 = U 4 = I . R 24 = 21 10 , 2 . 12 7 = 3 , 53 ( V ) I 2 = U 2 R 2 = 3 , 53 3 = 1 , 18 ( A )

Ta có : I 2   >   I 1   ⇒ I A   =   I 2   -   I 1   = 1 , 18   -   0 , 823   =   0 , 357 ( A ) . Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ I A   =   0 , 357 ( A ) ; vôn kế chỉ  0 (V)

b) Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế  I A thay đổi như thế nào?

Ta có:  R 13 = R 1 R 3 R 1 + R 3 = 3 . 2 3 + 2 = 6 5 = 1 , 2 Ω

Đặt phần điện trở còn hoạt động trong mạch của  R 4 là x, ta có:

R 24 = R 2 x R 2 + x = 3 x 3 + x ;   R B D = 1 , 2 + 3 x 3 + x = 4 , 2 x + 3 , 6 3 + x ; I = U R B D = 6 4 , 2 x + 3 , 6 3 + x . 1 , 2 = 7 , 2 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 ; I 1 = U 13 R 1 = 7 , 2 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 3 = 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 U 24 = I . R 24 = 6 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 . 3 x 3 + x = 18 x 4 , 2 x + 3 . 6 I 2 = U 24 R 2 = 18 x 4 , 2 x + 3 , 6 3 = 6 x 4 , 2 x + 3 , 6

* Xét hai trường hợp:

- Trường hợp 1: Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N.

Khi đó : I A = I 1 - I 2 = 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 - 6 x 4 , 2 x + 3 , 6 = 7 , 2 - 3 , 6 x 4 , 2 x + 3 , 6 (1)

Biện luận: Khi x = 0   →   I A   =   2 ( A )

Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm; (4,2.x  +  3,6) tăng do đó  I A giảm

Khi x   =   2   →   I A   =   7 , 2   -   3 , 6 . 2 4 , 2 . 2 + 3 , 6 = 0 .

- Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M.

Khi đó :  I A   =   I 2   -   I 1   =   6 x 4 , 2 x + 3 , 6 - 2 , 4 ( 3 + x ) 4 , 2 x + 3 , 6 = 3 , 6 x - 7 , 2 4 , 2 x + 3 , 6

I A = 3 , 6 - 7 , 2 x 4 , 2 + 3 , 6 x  (2)

Biện luận:

Khi x tăng từ 2 W trở lên thì 7 , 2 x  và 3 , 6 x  đều giảm do đó IA tăng.

Khi x rất lớn (x =   ∞ ) thì 7 , 2 x  và 3 , 6 x  tiến tới 0. Do đó IA 0,86 (A) và cường độ dòng chạy qua điện trở  R 4 rất nhỏ.