Cho mạch điện như hình vẽ.
Trong đó E = 13 , 5 V , r = 1 Ω , R 1 = 3 Ω , R 2 = R 3 = 4 Ω , R p là bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 với cực dương bằng đồng. Điện trở của ampe kế và của dây nối không đáng kể. Sau 16 phút 5 giây điện phân, khối lượng đồng được giải phóng ở catôt là 0,48 g. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g / m o l và có hoá trị n = 2. Tính:
a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân.
b) Điện trở của bình điện phân.
c) Số chỉ của ampe kế.
d) Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài.
a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân:
Ta có: m = 1 F . A n . I p . t ⇒ I p = m F n A t = 0 , 48 . 96500 . 2 64 ( 16 . 60 + 5 ) = 1 , 5 ( A )
b) Điện trở của bình điện phân:
Vì điện trở của ampe kế không đáng kể nên mạch ngoài có: ( R p n t ( R 2 / / R 3 ) ) / / R 1
R 23 = R 2 . R 3 R 2 + R 3 = 2 Ω ; U A B = U 1 = U p 23 = I p ( R p + R 23 ) = 1 , 5 . ( R p + 2 ) = 1 , 5 R p + 3 ;
I 1 = U 1 R 1 = 1 , 5 R p + 3 3 = 0 , 5 R p + 1 ; I = I 1 + I 2 = 0 , 5 R p + 1 + 1 , 5 = 0 , 5 R p + 2 , 5 ; U A B = E - I r ⇒ 1 , 5 R p + 3 = 13 , 5 - ( 0 , 5 R p + 2 , 5 ) . 1 ⇒ R p = 4 Ω .
c) Số chỉ của ampe kế:
Ta có: U 1 = 1 , 5 R p + 3 = 1 , 5 . 4 + 3 = 9 ( V ) ; I 1 = U 1 R 1 = 9 3 = 3 ( A ) ;
U 23 = U 2 = U 3 = I p R 23 = 1 , 5 . 2 = 3 ( V ) ; I 2 = U 2 R 2 = 3 4 = 0 , 75 ( A ) ; I A = I 1 + I 2 = 3 + 0 , 75 = 3 , 75 ( A ) .
d) Công suất mạch ngoài: U N = U A B = U 1 = 9 V ; I = I 1 + I p = 3 + 1 , 5 = 4 , 5 ( A ) ;
P = U N . I = 9 . 4 , 5 = 40 , 5 ( W ) .
