cho mạch điện như hình vẽ :
R1=15\(\Omega\);R2=10\(\Omega\);R3=12\(\Omega\);U=12V bỏ qua điện trở của ampe kế
a)cho R4=12\(\Omega\) tính cường độ dòng điện và chiều dòng điện qua ampe kế
b)hỏi như câu a) với R4=4\(\Omega\)
c)tính R4 khi cường độ dòng điện qua ampe kế chiều từ C đến D có cường độ dòng điện là 0.2A
a) Ta có : (R1//R2)nt(R3//R4)
=>Rtđ=\(\dfrac{R1.R2}{R1+R2}+\dfrac{R3.R4}{R3+R4}=\dfrac{15.10}{15+10}+\dfrac{12.12}{12+12}=12\Omega\)
=>\(I=\dfrac{U}{Rt\text{đ}}=\dfrac{12}{12}=1A\)
Vì R12ntR34=>I12=I34=I=1A
Vì R1//R2=>U1=U2=U12=I12.R12=1.6=6V
=>\(I1=\dfrac{U1}{R1}=\dfrac{6}{15}=0,4A\)
Vì R3//R4=>U3=U4=U34=I34.R34=1.6=6V
=>\(I3=\dfrac{U3}{R3}=\dfrac{6}{12}=0,5A\)
Vì I1<I3 (0,4<0,5)=> Chiều dòng điện đi từ D-C
Xét tại C ta có : I1+Ia=I3=>Ia=I3-I1=0,1A
Vậy ampe kế chỉ 0,1 A và chiều dòng điện đi từ D-C
b) Ta có mạch (R1//R2)nt(R3//R4)
=>Rtđ=\(\dfrac{R1.R2}{R1+R2}+\dfrac{R3.R4}{R3+R4}=\dfrac{15.10}{15+10}+\dfrac{12.4}{12+4}=9\Omega\)
=> \(I=\dfrac{U}{Rt\text{đ}}=\dfrac{12}{9}=\dfrac{4}{3}A\)
Vì R12ntR34=>I12=I34=I=\(\dfrac{4}{3}A\)
Vì R1//R2=>U1=U2=U12=I12.R12=\(\dfrac{4}{3}.6=8V\)
=>\(I1=\dfrac{U1}{R1}=\dfrac{8}{15}A\)
vì R3//R4=>U3=U4=U34=I34.R34=\(\dfrac{4}{3}.3=4V\)
=> I3=\(\dfrac{U3}{R3}=\dfrac{4}{12}=\dfrac{1}{3}A\)
Vì I1>I3 (\(\dfrac{8}{15}>\dfrac{1}{3}\))=> Chiều dòng điện đi từ C-D
Xét tại C ta có I1=Ia+I3=> Ia=I1-I3=0,2A
Vậy ampe kế hỉ 0,2 A và chiều dòng điện đi từ C-D
c) Ta có mạch (R1//R2)nt(R3//R4)
Đặt R4=x
ta có Rtđ=\(\dfrac{R1.R2}{R1+R2}+\dfrac{R3.R4}{R3+R4}=\dfrac{15.10}{15+10}+\dfrac{12.x}{12+x}=6+\dfrac{12x}{12+x}=\dfrac{72+18x}{12+x}=\dfrac{18\left(4+x\right)}{12+x}\)
=> \(I=\dfrac{U}{Rt\text{đ}}=12:\dfrac{18.\left(4+x\right)}{12+x}=\dfrac{12.\left(12+x\right)}{18.\left(4+x\right)}=\dfrac{2.\left(12+x\right)}{3.\left(4+x\right)}\)
Vì R12ntR34=>I12=I34=I=\(\dfrac{2.\left(12+x\right)}{3.\left(4+x\right)}\)
Vì R1//R2=>U1=U2=U12=I12.R12=\(\dfrac{2.\left(12+x\right)}{3.\left(4+x\right)}.6=\dfrac{12.\left(12+x\right)}{3.\left(4+x\right)}=\dfrac{4.\left(12+x\right)}{4+x}\)
=>\(I1=\dfrac{U1}{R1}=\dfrac{4.\left(12+x\right)}{4+x}:15=\dfrac{4.\left(12+x\right)}{15.\left(4+x\right)}\)
vì R3//R4=>U3=U4=U34=I34.R34=\(\dfrac{2.\left(12+x\right)}{3.\left(4+x\right)}\).\(\dfrac{12.x}{12+x}=\dfrac{2.12x}{3.\left(4+x\right)}=\dfrac{8x}{4+x}\)
=>\(I3=\dfrac{U3}{R3}=\dfrac{8x}{4+x}:12=\dfrac{8x}{\left(4+x\right).12}=\dfrac{2x}{3.\left(4+x\right)}\)
Chiều dòng điện đi từ C-D nên ta có :
Xét tại C ta có : I1=Ia+I3=>\(\dfrac{4.\left(12+x\right)}{15.\left(4+x\right)}=0,2+\dfrac{2x}{3.\left(4+x\right)}=>x=4\Omega\)
=>R4=4\(\Omega\)