Ôn tập chương 2: Dòng điện không đổi

Cường độ dòng điện qua mạch = Số chỉ ampe kế : \(I=\frac{E}{r+R}\)

Số chỉ vôn kế = điện áp hai đầu điện trở : \(U=\text{IR=}\frac{\text{ER}}{R+r}\)

Từ đồ thị ta thấy khi I = 0 thì U_V =  E = 1,5V

Khi I = 125mA = 0,125A thì U = 1,375V => R = 11Ω

Ta có: \(U=\text{IR=}\frac{\text{ER}}{R+r}\Rightarrow 1,375=\frac{1,5.11}{11+r}\Rightarrow r=1\Omega \)

A, B, C – đúng

D – sai vì: Chiều qui ước của dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương (ngược chiều dịch chuyển của electron).

A, B, D – đúng

C – sai vì : Dòng điện có tác dụng hóa học là đúng nhưng ví dụ về tác dụng hóa học là acquy nóng lên khi nạp điện là sai

Ví dụ về tác dụng hóa học của dòng điện : mạ đồng, mạ vàng,  …

+ Cường độ dòng điện trong mạch : \(I = \frac{q}{{{t_1}}} = \frac{{15}}{{30}} = 0,5A\)

+ Số electron chuyển chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian một giây là :

\(n = \frac{{I.t}}{{\left| e \right|}} = \frac{{0,5.1}}{{\left| { - {{1,6.10}^{ - 19}}} \right|}} = {3,125.10^{18}}\)

Biểu thức định luật Ôm: \(I = \frac{U}{R}\) đường đặc trưng Vôn – Ampe là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ.

Suất điện động là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.

\(\left( {{R_1}{\rm{ }}nt{\rm{ }}{R_2}} \right)\)

=> Điện trở toàn mạch là: \({R_b} = {R_1} + {R_2} = 100 + 300 = 400\Omega \) 

\(\left( {{R_1}{\rm{ }}nt{\rm{ }}{R_2}} \right)\)

=> Điện trở toàn mạch là: \({R_b} = {R_1} + {R_2} = 100 + 200 = 300\Omega \) 

+ Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \frac{U}{{{R_b}}} = \frac{{12}}{{300}} = 0,04A\)

+ Hiệu điện thế trên \({R_1}\) là \({U_1} = {I_1}.{R_1} = 0,04.100 = 4V\)

Ta có: \({R_1}//{R_2}//{R_3}\)

=> Điện trở tương đương của mạch:

\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{R_b}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} = \frac{1}{{25}} + \frac{1}{{50}} + \frac{1}{{50}} = \frac{2}{{25}}\\ \to {R_b} = 12,5\Omega \end{array}\)

+ Điện trở tương đương của mạch: \({R_b} = {R_1} + {R_2} = 100 + 200 = 300\Omega \)

+ Hiệu điện thế trên \({U_1} = 6V\)

Cường độ dòng điện \(I = {I_1} = \dfrac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \dfrac{6}{{100}} = 0,06A\) 

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch: \(U = I.{R_b} = 0,06.300 = 18V\)

Công của nguồn điện được xác định bởi biểu thức: \(A = qE = EIt\)

Công của dòng điện: \(A = qU = UIt\)  có đơn vị là \(kWh\)

+ Hai bóng đèn ${Đ_1}\left( {220V-25W} \right)$, ${Đ_2}\left( {220V-100W} \right)$ khi sáng bình thường thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn là $U{\rm{ }} = {\rm{ }}220{\rm{ }}\left( V \right)$

+ Công suất của mỗi bóng đèn lần lượt là  ${P_1} = {\rm{ }}25{\rm{ }}\left( W \right)$ và ${P_2} = {\rm{ }}100{\rm{ }}\left( W \right){\rm{ }} = {\rm{ }}4{P_1}$

+ Cường độ dòng điện qua bóng đèn được tính theo công thức $I = \dfrac{P}{U}$ suy ra cường độ dòng điện qua bóng đèn ${Đ_2}$ lớn gấp bốn lần cường độ dòng điện qua bóng đèn ${Đ_1}$.

Ta có: \(P = UI = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Theo đề bài ta có:  \({P_1} = {P_2}\)

Ta suy ra: \(\dfrac{{U_1^2}}{{{R_1}}} = \dfrac{{U_2^2}}{{{R_2}}} \to \dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{U_1^2}}{{U_2^2}} = \dfrac{{{{110}^2}}}{{{{220}^2}}} = \dfrac{1}{4}\)

Ta có:

- Bóng đèn loại \(120V - 60W\) sáng bình thường thì hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là \(120V\), cường độ dòng điện qua bóng đèn là \(I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{{60}}{{120}} = 0,5A\)

- Để bóng đèn sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế là \(220V\), người ta phải mắc nối tiếp với bóng đèn một điện trở sao cho hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là \({U_R} = 220 - 120 = 100V\)

=> Điện trở cần mắc nối tiếp có giá trị là: \(R = \dfrac{{{U_R}}}{I} = \dfrac{{100}}{{0,5}} = 200\Omega \)

Biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch trong trường hợp mạch ngoài có máy thu là: \(I = \frac{{E - {E_p}}}{{R + r + r'}}\)

- Cường độ dòng điện trong mạch là \(I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{{12}}{{4,8}} = 2,5(A)\)

- Suất điện động của nguồn điện là: \(E = I\left( {R + r} \right) = {\rm{IR}} + {\rm{Ir}} = U + {\rm{Ir}} = 12 + 2,5.0,1 = 12,25V\)

- Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là \(4,5V\)

Suy ra suất điện động của nguồn điện là \(E = 4,5V\)

- Áp dụng công thức: \(E = U + Ir\) với \(I = 2A\) và \(U = 4V\)

Ta tính được điện trở trong của nguồn điện là: \(r = 0,25\Omega \)

+ Công suất tiêu thụ mạch ngoài là: $P = {I^2}R$, cường độ dòng điện trong mạch là $I = \dfrac{E}{{R + r}}$

Suy ra: $P = {I^2}R = \dfrac{{{E^2}}}{{{{\left( {R + r} \right)}^2}}}R$

+ Với $E = 6V;r = 2\Omega ;P = 4W$ ta được:

\(\begin{array}{l}4 = \dfrac{{{6^2}}}{{{{\left( {R + 2} \right)}^2}}}R\\ \leftrightarrow 4{R^2} + 16R + 16 = 36R\\ \to \left[ \begin{array}{l}R = 4\Omega \\R = 1\Omega \end{array} \right.\end{array}\)

Công suất tiêu thụ mạch ngoài là: \(P = {I^2}R\), cường độ dòng điện trong mạch là \(I = \dfrac{E}{{R + r}}\)

Suy ra: \(P = {I^2}R = \dfrac{{{E^2}}}{{{{\left( {R + r} \right)}^2}}}R\)

+ Khi \(R = {R_1}\) ta có \({P_1} = {\left( {\dfrac{E}{{{R_1} + r}}} \right)^2}{R_1}\)

+ Khi \(R = {R_2}\) ta có \({P_2} = {\left( {\dfrac{E}{{{R_2} + r}}} \right)^2}{R_2}\)

Theo bài ra:

$\begin{array}{l}{P_1} = {P_2} \leftrightarrow \dfrac{{{E^2}}}{{{{\left( {{R_1} + r} \right)}^2}}}{R_1} = \dfrac{{{E^2}}}{{{{\left( {{R_2} + r} \right)}^2}}}{R_2}\\ \leftrightarrow {\left( {{R_2} + r} \right)^2}{R_1} = {\left( {{R_1} + r} \right)^2}{R_2}\\ \leftrightarrow {\left( {8 + r} \right)^2}.2 = {\left( {2 + r} \right)^2}.8\\ \leftrightarrow r = 4\Omega \end{array}$