Cảm ơn chú ( bác) đã cho một bài tập rất hay:
a) từ mạch trên ta suy ra được mạch điện : {R1 // (Đ nt RAC)} nt r nt RBC
Đặt RAC là x , đặt điện trở toàn phân của biến trở AB là R
=> RAB = R - x
Điện trở toàn mạch là:
Rtm = R - x + \(\dfrac{R_1.\left(R_2+x\right)}{R_1+R_2+x}\) + r
= R - x + 4 + \(\dfrac{6\left(6+x\right)}{12+x}\) = \(\dfrac{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}{12+x}\)
Cường độ dòng điện trên mạch chính là:
Ic = \(\dfrac{U}{R_{tm}}\)=\(\dfrac{16\left(12+x\right)}{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}\)
hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là
U1 = Ic.\(\dfrac{R_1.\left(R_2+x\right)}{R_1+R_2+x}\)=\(\dfrac{16\left(12+x\right)}{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}.\dfrac{6\left(6+x\right)}{12+x}\)
=\(\dfrac{96\left(6+x\right)}{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}\)
vì R1 // ( Đ nt x)
=> U(Đ nt x) = U1
cường độ dòng điện qua đèn là
I = \(\dfrac{U_1}{R_2+x}=\dfrac{96\left(6+x\right)}{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}.\dfrac{1}{\left(6+x\right)}\)
=\(\dfrac{96}{-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R}\)
Vì công suất sáng của đèn tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua đèn nên
đèn sáng yếu nhất khi I min
=> \(-x^2+x\left(R-2\right)+84+12R\) đạt giá trị cực đại thì đèn sáng yếu nhất
Xét phương trình bậc hai, vì phương trình trên chỉ cho 1 nghiệm x nên ta có
x = \(\dfrac{-b}{2a}=\dfrac{-x.\left(R-2\right)}{2.\left(-1\right)}\)
=> x = \(\dfrac{x\left(R-2\right)}{2}\)
=> R = 4 \(\Omega\)
vậy điện trở toàn phần của biến trở AB là 4 \(\Omega\)