Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó E = 6 V ; r = 1 Ω ; R 1 = R 3 = R 4 = R 5 = 1 Ω ; R 2 = 0 , 8 Ω ; R X là biến trở thay đổi được từ 0 đến 10 Ω. Ban đầu R X = 2 Ω
a) Tính số chỉ của vôn kế và công suất tiêu thụ của R X khi K mở và K đóng.
b) K đóng, cho R X thay đổi từ 0 đến 10 Ω, cho biết số chỉ vôn kế và công suất tiêu thụ của R X tăng hay giảm.
a) Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu A và D
Khi K mở: không có dòng điện chạy qua R 3 , R 4 v à R 5 .
Mạch ngoài: R 1 n t R 2 n t R X
Điện trở mạch ngoài: R N = R 1 + R 2 + R X = 3 , 8 Ω .
Cường độ dòng điện mạch chính: I = E R X + r = 1 , 25 Ω
Số chỉ của vôn kế: U V = U A D = U A B = E - I r = 4 , 75 V .
Công suất tiêu thụ trên R X : P X m = I 2 . R X = 3 , 125 W .
Khi K đóng: mạch ngoài có: R 1 n t R 2 n t ( R X / / ( R 3 n t R 4 n T R 5 ) )
Điện trở mạch ngoài: R N = R 1 + R 2 + R X ( R 3 + R 4 + R 5 ) R X + R 3 + R 4 + R 5 = 3 Ω
Cường độ dòng điện mạch chính: I = E R N + r = 1 , 5 A .
Hiệu điện thế giữa C B : U C B = I . R C B = 1 , 5 . 1 , 2 = 1 , 8 V .
Cường độ dòng điện chạy qua R 5 : I 5 = U C B R 345 = 0 , 6 A .
Số chỉ của vôn kế: U V = U A D = U A B + U B D = E - I r - I 5 . R 5 = 3 , 9 V .
Cường độ qua R X : I X = I - I 5 = 0 , 9 A .
Công suất tiêu thụ trên R X : P x đ = I X 2 . R X = 1 , 62 W .
b) Khi K đóng: mạch ngoài có: R 1 n t R 2 n t ( R X / / ( R 3 n t R 4 n t R 5 ) )
Gọi R X là x khi K đóng:
Ta có: R C B = x ( R 3 + R 4 + R 5 ) x + R 3 + R 4 + R 5 = 3 x 3 + x
Điện trở mạch ngoài: R N = R 12 + R C B = 1 , 8 + 3 x 3 + x = 5 , 4 + 4 , 8 x 3 + x
Cường độ dòng điện mạch chính: I = E R N + r = 6 5 , 4 + 4 , 8 x 3 + x + 1 = 6 ( 3 + x ) 8 , 4 + 5 , 8 x
Hiệu điện thế hai đầu AC: U A C = I . R 12 = 1 , 8 . 6 ( 3 + x ) 8 , 4 + 5 , 4 x . 3 x 3 + x = 18 x 8 , 4 + 5 , 8 x (1)
Hiệu điện thế hai đầu CB: U C B = I . R C B = 6 ( 3 + x ) 8 , 4 + 5 , 4 x . 3 x 3 + x = 18 x 8 , 4 + 5 , 8 x (2)
Cường độ dòng điện qua R 345 l à I 345 = 18 x ( 8 , 4 + 5 , 8 x ) 3 = 6 x 8 , 4 + 5 , 8 x
Hiệu điện thế hai đầu CD: U C D = I 345 . R 345 = 6 x 8 , 4 + 5 , 8 x . 2 = 12 x 8 , 4 + 5 , 8 x (3)
Số chỉ của vôn kế bằng điện áp hai đầu AD: U A D = U A C + U C D
Từ (1) và (3) ta có: U A D = 32 , 4 x + 10 , 8 x 8 , 4 + 5 , 8 x + 6 x 8 , 4 + 5 , 8 x = 32 , 4 + 22 , 8 x 8 , 4 + 5 , 8 x
Đạo hàm U A D theo x ta được: U A D = 22 , 8 . 8 , 4 - 5 , 8 . 32 , 4 ( 8 , 4 + 5 , 8 x ) 2 = 3 , 6 ( 8 , 4 + 5 , 8 x ) 2
U A D > 0 với mọi x nên U A D luôn tăng khi x tăng, nên khi x thay đổi từ 0 đến 10 thì số chỉ vôn kế luôn tăng.
+ Công suất tiêu thụ trên R X :
P X = I X 2 . R X ; v ớ i I X = U C B R X = 18 x ( 8 , 4 + 5 , 8 x ) x = 18 8 , 4 + 5 , 8 x
Vậy P X = 18 2 ( 8 , 4 + 5 , 8 x ) 2 x = 18 x 2 70 , 56 + 97 , 44 x + 33 , 64 x 2 . K h i x = 0 t h ì P X = 0 .
Khi x ≠ 0 ta có: P X = 18 2 97 , 44 + 70 , 56 x + 33 . 64 x . P X = 18 2 97 , 44 + 70 , 56 x + 33 , 64 x
Theo bất đẵng thức Côsi ta có: 70 , 56 x + 33 , 46 x m i n khi ð x = 1,45
Vậy P m a x k h i R X = 1 , 45 Ω .
Cho mạch như hình vẽ. Vôn kế có điện trở rất lớn. Ampe kế và khóa K có điện trở ko đáng kể.
R1=R2=R3=6Ω,R4=2Ω,R5=23ΩR1=R2=R3=6Ω,R4=2Ω,R5=23Ω
a, Khi k mở vôn kế chỉ 12V. Tính hiệu điện thế U hai đàu mạch
b, Tìm số chỉ A và V khi K đóng
Bạn phải cho hình thì người khác mới bt đc là mạch nối tiếp hay song song để mà làm nhé!
Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó nguồn có suất điện động E = 9V, điện trở trong r = 1 Ω ; R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 2 Ω ; R 5 = R 6 = 1 Ω ; R 7 = 4 Ω ; điện trở của vôn kế rất lớn, điện trở các ampe kế và dây nối không đáng kể. Tính:
a) Điện trở tương đương của mạch ngoài.
b) Cường độ dòng điện qua các điện trở.
c) Số chỉ của các ampe kế và vôn kế
Ta có: R 34 = R 3 . R 4 R 3 + R 4 = 2 . 2 2 + 2 = 1 ( Ω ) ; R 56 = R 5 + R 6 = 2 Ω ;
Ta nhận thấy: R 1 R 34 = R 7 R 56 = 2
Đây là mạch cầu cân bằng, nên I 2 = 0 ; U C D = 0 , do đó có thể chập hai điểm C, D làm một khi tính điện trở.
R 134 = R 1 . R 34 R 1 + R 34 = 2 . 1 2 + 1 = 2 3 Ω ; R 567 = R 56 . R 7 R 56 + R 7 = 2 . 4 2 + 4 = 4 3 Ω ; R A B = R 134 + R 567 = 2 3 + 4 3 = 2 Ω .
b) Cường độ dòng điện qua các điện trở
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có: I = E R A B + r = 9 2 + 1 = 3 ( A ) ;
U A C = I . R 134 = 3 . 2 3 = 2 ( V ) ; U C D = I . R 567 = 3 . 4 3 = 4 ( V ) ;
Cường độ dòng điện qua các điện trở:
I 1 = U A C R 1 = 2 2 = 1 ( A ) ; I 3 = U A C R 3 = 2 2 = 1 ( A ) ; I 4 = U A C R 4 = 2 2 = 1 A ; I 5 = I 6 = U C B R 56 = 4 2 = 2 A ; I 7 = U C B R 7 = 4 4 = 1 A .
c) Số chỉ của các ampe kế và vôn kế
Số chỉ của vôn kế: U V = U C B = 4 V
Số chỉ của các ampe kế: I A 1 = I - I 1 = 3 - 1 = 2 A ; I A 2 = I 3 = 1 A .
Cho mạch điện như hình vẽ:
Các điện trở R 1 = 1 , 4 Ω ; R 2 = 6 Ω ; R 3 = 2 Ω ; R 4 = 8 Ω ; R 5 = 6 Ω ; R 6 = 2 Ω ; U = 9 V . Vôn kế V có điện trở rất lớn, ampe kế A có điện trở rất nhỏ. Tìm số chỉ vôn kế và ampe kế A
Cho mạch điện như hình vẽ:
Cho R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 2 Ω , R 5 = R 6 = 1 Ω .
Điện trở của vôn kế rất lớn và của ampe kế nhỏ không đáng kể. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ:
R 1 = 4 Ω , R 2 = 2 Ω , R 3 = R 4 = R 5 = 6 Ω , E 1 = 3 V , E 2 = 15 V , r 1 = r 2 = 1 Ω .Công suất của nguồn và máy thu là?
A. P N = 3 W , P M T = 15 W
B. P N = 12 W , P M T = 9 W
C. P N = 15 W , P M T = 3 W
D. P N = 15 W , P M T = 4 W
Cho mạch điện như hình vẽ: UAB= 4,2V; R1= 1Ω; R2= 2Ω; R3= 3Ω; R4 là một biến trở. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn.
a/ Tìm giá trị của R4 để cường độ dòng điện qua nó là 0,4A. Tìm số chỉ vôn kế khi đó.
b/ Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở không đáng kể. Điều chỉnh R4 để công suất tỏa nhiệt của nó đạt giá trị cực đại. Tìm R4 và số chỉ của ampe kế khi đó.
Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm 30 pin giống nhau. Mỗi pin có suất điện động 1,6V và điện trở trong 1 Ω . Ghép thành n dãy song song, mỗi dãy có m pin nối tiếp. Các điện trở của mạch ngoài là: R 2 = R 5 = 4 Ω , R 3 = R 4 = 2 Ω và R 1 là bóng đèn (3V-6W) . Đèn sáng bình thường. Bỏ qua điện trở các dây nối. Điện trở vôn kế rất lớn.
a) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài.
b) Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở .
c) Xác định số chỉ của Vôn kế ? Cực dương của vôn kế?
d) Xác định m và n của bộ nguồn?
Cho mạch điện như hình vẽ: R 1 = 10 Ω ; R 2 = 6 Ω ; R 3 = R 7 = 2 Ω ; R 4 = 1 Ω ; R 5 = 4 Ω ; R 6 = 2 Ω ; U = 24 V . Tính cường độ dòng điện qua điện trở R 6
Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó R 1 = R 2 = 3 Ω ; R 3 = 2 Ω ; R 4 là biến trở; K là khóa điện. Đặt vào hai đầu B, D một hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn, ampe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể.
a) Khi khóa K mở, R 4 = 4 Ω thì vôn kế chỉ 1 V.
- Xác định hiệu điện thế U.
- Nếu đóng khóa K thì ampe kế và vôn kế chỉ bao nhiêu?
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?
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.
