Bài 11.1 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 

Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 11.1, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 30 V và điện trở trong r = 3 Ω, các điện trở R₁ = 12 Ω, R₂ = 27 Ω, R₃ = 18 Ω, vôn kế V có điện trở rất lớn.

a) Tính điện trở tương đương R_N của mạch ngoài.

b) Xác định số chỉ của vôn kế.

Trả lời:

a) Điện trở tương đương R_N của mạch ngoài là điện trở của R₁, R₂  và R₃ mắc nối tiếp. Do đó :

R_N  = R₁ + R₂ + R₃

b) Dòng điện chạy qua các điện trở

Bài 11.2 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Một dây hợp kim có điện trở là R = 5 Ω được mắc vào hai cực của một pin điện hoá có suất điện động và điện trở trong là E = 1,5 V, r = 1 Ω. Điện trở của các dây nối là rất nhỏ.

a) Tính lượng hoá năng được chuyển hoá thành điện năng trong 5 phút.

b) Tính nhiệt lượng toả ra ở điện trở R trong khoảng thời gian đã cho trên đây.

c) Giải thích sự khác nhau giữa các kết quả tính được ở câu a và b trên đây.

Trả lời:

a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch là : I = 0,25 A.

Lượng hoá năng được chuyển hoá thành điện năng khi đó là :

A_hoá = EIt = 112,5 J

b) Nhiệt lượng toả ra ở điện trở R khi đó là : Q = 93,75 J.

c) Lượng hoá năng A_hóa được chuyển hoá thành điện năng và bằng nhiệt lượng Q toả ra ở điện trở R và ở trong nguồn do điện trở trong r. Vì vậy Q chỉ là một phần của A_hóa.

Bài 11.3 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Cho một nguồn điện có suất điện động E= 24 V và điện trở trong r = 6 Ω.

a) Có thể mắc nhiều nhất bao nhiêu bóng đèn loại 6 V – 3 W vào nguồn điện đã cho trên đây để các đèn sáng bình thường ? Vẽ sơ đồ cách mắc.

b) Nếu chỉ có 6 bóng đèn loại trên đây thì phải mắc chúng vào nguồn điện đã cho theo sơ đồ nào để các đèn sáng bình thường ? Trong các cách mắc này thì cách nào lợi hơn ? Vì sao ?

Trả lời:

a) Vì các bóng đèn cùng loại nên phải được mắc thành các dãy song song, mỗi dãy gồm cùng số đèn mắc nối tiếp. Bằng cách đó, dòng điện chạy qua mỗi đèn mới có cùng cường độ bằng cường độ định mức. Giả sử các đèn được mắc thành x dãy song song, mỗi dãy gồm y đèn mắc nối tiếp theo sơ đồ như trên Hình 11.1G.

Kết hợp (1) và (2) ta tìm được : n = xy ≤ 8.

Vậy có thể mắc nhiều nhất là n = 8 bóng đèn loại này.

Dấu bằng xảy ra với bất đẳng thức (2) khi 2y = x và với xỵ = 8. Từ đó suy ra x = 4 và y = 2, nghĩa là trong trường hợp này phải mắc 8 bóng đèn thành 4 dãy song song, mỗi dãy gồm 2 bóng đèn mắc nối tiếp như sơ đồ Hình 11.2G.

 b) Xét trường hợp chỉ có 6 bóng đèn loại đã cho, ta có : xy = 6

Kết hợp với phương trình ( 1 ) trên đây ta tìm được :

x = 2 và do đó y = 3 hoặc x = 6 và do đó y = 1.

Nghĩa là có hai cách mắc 6 bóng đèn loại này:

– Cách thứ nhất : Mắc thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn nối tiếp như sơ đồ Hình 11.3Ga.

 – Cách thứ hai : Mắc thành 6 dãy song song, mỗi dãy 1 đèn như Hình 11.3Gb.

Theo cách mắc thứ nhất thì hiệu suất của nguồn là : H₁  = 75%

Theo cách mắc thứ hai thì hiệu suất của nguồn là : H₂ = 25%

Vậy cách mắc thứ nhất có lợi hơn vì có hiệu suất lớn hơn năng vô ích nhỏ hơn.

Bài 11.4 trang 29 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Có N₁  bóng đèn cùng loại 3 V – 3 W và N₂ nguồn điện có cùng suất điện động E₀ = 4 V và điện trở trong r₀ = 1 Ω được mắc thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng.

a) Nếu số bóng đèn là N₁ = 8 thì cần số nguồn ít nhất (N₂ min) là bao nhiêu để các đèn này sáng bình thường ? Vẽ sơ đồ các cách mắc nguồn và đèn khi đó và tính hiệu suất của bộ nguồn trong từng trường hợp.

b) Nếu số nguồn là N₂ = 15 thì có thể thắp sáng bình thường số đèn lớn nhất (N₁ max) là bao nhiêu ? Vẽ sơ đồ tất cả các cách mắc nguồn và đèn khi đó và tính hiệu suất của bộ nguồn đối với từng cách mắc đó.

Trả lời: