Giải bài tập ví dụ 2 trang 60 Vật Lý 11: Bài 11, Tổng Hợp Bài Tập Ví Dụ 2 Trang 60 Vật Lý 11

Chào mừng các bạn đến với website PRAIM – trang web dành cho các bạn học sinh, sinh viên và những ai yêu thích môn Vật Lý. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải bài tập ví dụ 2 trang 60 Vật Lý 11 nhé!

LÝ THUYẾT

PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH

• Những lưu ý trong phương pháp giải:

1. Toàn mạch là mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động (xi) và điện trở trong (r), hoặc gồm nhiều nguồn điện được ghép thành bộ nguồn có suất điện động (xi_b) và điện trở trong (r_b) và mạch ngoài gồm các điện trở.
   Cần phải nhận dạng loại bộ nguồn và áp dụng công thức tương ứng để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.

2. Mạch ngoài của toàn mạch có thể là các điện trở hoặc các vật dẫn được coi như các điện trở (ví dụ như các bóng đèn với dây tóc nóng sáng) nối liền hai cực của nguồn điện.
   Cần phải nhận dạng và phân tích xem các điện trở này được mắc với nhau như thế nào (nối tiếp hay song song). Từ đó áp dụng định luật Ôm đối với từng loại đoạn mạch tương ứng cũng như tính điện trở tương đương của mỗi đoạn mạch và của mạch ngoài.

3. Áp dụng định luật Ôm đối với toàn mạch để tính cường độ dòng điện mạch chính, suất điện động của nguồn điện hay của bộ nguồn, hiệu điện thế mạch ngoài, công và công suất của nguồn điện, điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch,… mà đề bài yêu cầu.

4. Các công thức cần sử dụng:

   I = xi / (R_N + r)
   xi = I * (R_N + r)
   U = I * R_N = xi - I * R_A_ng = xi * I * t
   P_ng = xi * I * A = U * I * t
   P = U * I

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 59 Vật Lý 11

a) Hãy cho biết cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp có đặc điểm gì?
b) Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R1,R2 và R3 mắc nối tiếp.
c) Hiệu điện thế U1,U2, U3 giữa hai đầu các điện trở R1,R2, R3 mắc nối tiếp có quan hệ như thế nào?

Trả lời:
a) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp luôn bằng nhau.
b) Điện trở tương đương của đoạn mạch: R_tđ = R1 + R2 + R3 (11.1)
c) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế thành phần. Thật vậy, nếu hai vế của (11.1) với cường độ dòng điện ta được:
U = U1 + U2 + U3

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 59 Vật Lý 11

a) Hãy cho biết hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R1, R2, R3 mắc song song có đặc điểm gì?
b) Cường độ dòng điện I chạy qua mạch chính và I1, I2, I3 chạy qua các mạch rẽ của một đoạn mạch gồm các điện trở R1,R2, R3 mắc song song có mối quan hệ như thế nào?
c) Viết công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở R1,R2, R3 mắc song song.

Trả lời:
a) Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi điện trở đều bằng nhau: U = U1 = U2 = U3.
b) Cường độ dòng điện mạch chính I bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I1 + I2 + I3 (11.2)
c) Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở và đưa và biểu thức (11.2) ta có:
(U/R) = (U1/R1) + (U2/R2) + (U3/R3)
Suy ra điện trở tương đương của đoạn mạch song song được tính bằng biểu thức sau:
(1/R) = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3)

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 60 Vật Lý 11

Một mạch điện có sơ đồ hình 11.1, trong đó nguồn điện có suất điện động ε = 6V và có điện trở trong r = 2Ω, các điện trở R1 = 5Ω, R2 = 10Ω và R3 = 3Ω.
a) Phân tích và cho biết các điện trở mạch ngoài của mạch điện có sơ đồ như hình 11.1 được mắc với nhau như thế nào? Từ đó nêu cách tìm điện trở tương đương của mạch ngoài này.
b) Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn và hiệu điện thế mạch ngoài U.
c) Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1

Trả lời:
Các điện trở hình 11.1 được mắc nối tiếp với nhau nên điện trở tương đương của mạch ngoài là: R_N = R1 + R2 + R3
a) Điện trở R_N của mạch ngoài:
⇒ R_N = 5 + 10 + 3 = 18 Ω
(I = ε / (R_N + r) = 6 / (18 + 2) = 0,3A)
Hiệu điện thế mạch ngoài U:
U = R_N I = 18 0,3 = 5,4V

c) Hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1:
U1 = R1 I = 5 0,3 = 1,5V

4. Trả lời câu hỏi C4 trang 60 Vật Lý 11

Nhận dạng các đèn Đ1,Đ2 và biến trở Rb của mạch điện có sơ đồ như hình 11.2 được mắc với nhau như thế nào?

Trả lời:
Ta thấy trên hình 11.2: (Rb nối tiếp với Đ2) song song với Đ1.

5. Trả lời câu hỏi C5 trang 61 Vật Lý 11

Tính cường độ định mức I1, I2 của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường.

Trả lời:
Cường độ định mức I1 và I2 của dòng điện chạy qua mỗi đèn khi các đèn sáng bình thường:
(I1 = P1 / U1 = 6 / 12 = 0,5A, I2 = P2 / U2 = 4,5 / 6 = 0,75A)

6. Trả lời câu hỏi C6 trang 61 Vật Lý 11

Tính điện trở R1 và R2 tương ứng của các đèn khi sáng bình thường.

Trả lời:
Điện trở R1 và R2 tương ứng của các đèn khi sáng bình thường:
(R1 = U1 / I1 = 12 / 0,5 = 24Ω, R2 = U2 / I2 = 6 / 0,75 = 8Ω)

7. Trả lời câu hỏi C7 trang 61 Vật Lý 11

Viết công thức tính công suất P_ng và hiệu suất H của nguồn điện.

Trả lời:
Ta có:
(P_ng = ε I = 12 0,3 = 3,6W)
Trong đó:
I = I1 + I2 = 0,5 + 0,75 = 1,25A cường độ dòng điện chạy qua mạch chính
U_N = U1 = 12V
⇒ Công suất và hiệu suất của nguồn lần lượt là:
(P_ng = ε * I = 3,6W)
(H = ε / ε_b = 12 / 12,5 = 0,96 = 96% )

8. Trả lời câu hỏi C8 trang 61 Vật Lý 11

Có tám nguồn điện cùng lại với cùng suất điện động (ε = 11,5V) và điện trở trong (r = 1Ω). Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại (6V – 6W ). Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường.
Tính suất điện động (ε_b) và (r_b) của bộ nguồn như đề bài đã cho.

Trả lời:
Ta có bộ nguồn được mắc như hình:
Suất điện động ε_b và r_b của bộ nguồn.
(ε_b = m ε) và (r_b = (r / n))
Trong đó : (m = 4; n = 2)
⇒ (ε_b = 4 ε = 4 11,5 = 6V)
Và (r_b = (4 r) / 2 = 2Ω)

9. Trả lời câu hỏi C9 trang 61 Vật Lý 11

Viết các công thức tính P_ng, P_i và U_i theo như đề bài đã nêu.

Trả lời:
Ta có:
(P_ng = ε_b I = 6 0,75 = 4,5W)
(P_i = P_ng / 8 = 0,5625W)
(I_1 = 0,75 / 2 = 0,375A ⇒ U_i = 1,5 – 1 * 0,375 = 1,125V)

Các câu hỏi khác và bài tập chi tiết các bạn có thể xem trên website của PRAIM. Đây là những phần hướng dẫn giải bài tập ví dụ 2 trang 60 Vật Lý 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Chúc các bạn học tốt môn Vật lý 11 và ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia!