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. 

Ta có, để đèn sáng mạnh nhất thì phải dịch chuyển con chạy của biến trở tới vị trí M

Vì khi đó điện trở của biến trở bằng 0, biến trở được coi như một dây dẫn bình thường => cường độ dòng điện trong mạch cực đại => đèn sáng mạnh nhất

Đáp án: A

Bạn tham khảo nhé!
Nguồn: Hoidap247

Chọn A. Đèn sáng mạnh lên khi chuyển con chạy của biến trở về đầu M. Vì dòng điện có chiều đi từ cực (+) qua dây dẫn qua các thiết bị rồi về cực (-) nên ở đầu M khi con chạy chưa dịch chuyển chiều dài chưa thay đổi thì điện trở là nhỏ nhất nên đèn sáng nhất.

Con chạy chạy về phía M sẽ làm cho chiều dài biến trở tham gia vào mạch điện giảm đi → điện trở giảm. Mà đèn ghép nối tiếp với biến trở nên Rtoàn mạch giảm → cường độ dòng điện tăng → Đèn sáng mạnh lên khi di chuyển con chạy của biến trở về đầu M.

a)\(R_Đ=\dfrac{U^2_Đ}{P_Đ}=\dfrac{6^2}{3}=12\Omega\)

b)\(R_bntĐ\Rightarrow R_{tđ}=R_b+R_Đ=20+12=32\Omega\)

c)Số chỉ ampe kế là: \(I_A=I_m=\dfrac{U}{R_{tđ}}=\dfrac{9}{32}A\)

d)Chiều dài của dây biến trở:

\(R=\rho\cdot\dfrac{l}{S}\Rightarrow l=\dfrac{R\cdot S}{\rho}=\dfrac{200\cdot4\cdot10^{-8}}{0,4\cdot10^{-6}}=20m\)

Tóm tắt:

\(R_0=6000\Omega\)

\(R_1=2000\Omega\)

\(R_2=4000\Omega\)

\(U_{MN}=60V\)

a) K mở \(U_1=?\) \(U_2=?\)

-------------------------------------

Bài làm:

- Sơ đồ mạch điện:\(\left(R_1ntR_2\right)\text{//}R_0\)

Từ sơ đồ mạch điện: \(\Rightarrow R_{12}=R_1+R_2=2000+4000=6000\Omega\)

Vì \(R_{12}\text{//}R_0\) nên \(U_{MN}=U_{12}=U_0=60V\)

Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁₂ là:

\(I_{12}=\dfrac{U_{12}}{R_{12}}=\dfrac{60}{6000}=0,01\left(A\right)\)

Vì \(R_1ntR_2\) nên \(I_1=I_2=I_{12}=0,01\left(A\right)\)

Số chỉ của vôn kế 1 là:

\(U_1=I_1\cdot R_1=0,01\cdot2000=20\left(V\right)\)

Số chỉ của vôn kế 2 là:

\(U_2=I_2\cdot R_2=0,01\cdot4000=40\left(V\right)\)

Vậy..........................

a) v1 chi 20v

v2 chi 40v

b)Rac=2000

Rcb=4000

Uv=0v

c)Rac=4000

Rcb=2000

Trong trường hợp trên, đầu ra của con chạy C không sẽ không còn được kết nối với nguồn điện nên nếu dịch chuyển con chạy C thì dòng điện vẫn chạy qua toàn bộ cuộn dây của biến trở. Khi đó con chạy sẽ không có tác dụng làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua, vì vậy biến trở không có tác dụng thay đổi điện trở tham gia vào mạch điện nữa.