Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 58 sgk Vật Lí 11

Nội Dung

Hướng dẫn giải Bài 10. Ghép các nguồn điện thành bộ sgk Vật Lí 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 58 sgk Vật Lí 11 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

I. Đoạn mạch chứa nguồn điện

Đối với đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều từ cực dương và tới cực âm. Tương tự hệ thức 9.3 ở bài trước ta có hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế U_AB, cường độ dòng điện I và các điện trở r, R:

U_AB = ξ – I(r+R) (10.1)

Hay I = (ξ -U_AB)/ (R+r) = (ξ – U_AB)/R_AB.

Trong đó R_AB= r+ R là điện trở tổng của đoạn mạch.

Nếu đi theo chiều này trên đoạn mạch h10.2a mà gặp cực dương của nguồn điện trước thì suất điện động ξ được lấy với giá trị dương, dòng điện có chiều từ B tới A ngược chiều với hiệu điện thế thì tổng độ giảm thế I(R+r) được lấy giá trị âm.

II. Ghép các nguồn điện thành bộ.

Có thế ghép các nguồn điện thành bộ theo một trong các cách sau đây.

1. Bộ nguồn nối tiếp

Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện được ghép nối tiếp với nhau. Trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp. Như vậy A là cực dương, B là cực âm của bộ nguồn.

Ta có U_AB= U_AM+ U_MN + … + U_QB do đó.

ξ_b= ξ₁ + ξ₂ + …+ ξ_n (10.3)

Suất điện động của bộ nguồn được ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ.

Điện trở trong r_b bẳng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ:

r_b= r₁ + r₂ + … + r_n (10.4)

2. Bộ nguồn song song

Khi các nguồn giống nhau có cực dương nối với nhau, cực âm nối với nhau gọi là nối song song, Khi mạch hở hiệu điện thế U_AB bằng suất điện động của mỗi nguồn và bằng suất điện động của bộ, và điện trở trong của bộ nguồn điện là tương đương của n điện trở r mắc song song, Do đó:

ξ_b = ξ; r_b = r/n (10.5)

3. Bộ nguồn mắc hỗn hợp đối xứng

ξ_b = mξ; r_b = mr/n

Với n là dãy song song, m là số nguồn của mỗi dãy.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 55 Vật Lý 11

Hãy viết biểu thức liên hệ giữa suất điện động ℰ với cường độ dòng điện I và các điện trở $r, R, R_1$ của mạch điện kín.

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11

Trả lời:

Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch, ta được:

$I = \dfrac{\xi }{{{R_1} + R + r}}$

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 55 Vật Lý 11

Hãy viết hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế U_AB, cường độ dòng điện I và điện trở R₁ đối với đoạn mạch hình 10.2b

Trả lời:

Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch chứa điện trở thuần: U_AB = I.R₁

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 56 Vật Lý 11

Hãy viết hệ thức tính $U_{BA}$ đối với đoạn mạch hình 10.2a và tính hiệu điện thế này khi cho biết ℰ = 6V; I = 0,5A ; r = 0,3Ω; và R = 5,7Ω

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11

Trả lời:

${U_{AB}} = – \varepsilon + I\left( {r + R} \right) = – 6 + 0,5\left( {5,7 + 0,3} \right) = – 3V$

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 58 sgk Vật Lí 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

❓

1. Giải bài 1 trang 58 Vật Lý 11

Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều như thế nào?

Trả lời:

Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều đi ra từ cực dương và đi tới cực âm của nguồn điện.

2. Giải bài 2 trang 58 Vật Lý 11

Hãy trình bày các mối quan hệ trong đoạn mạch có chứa nguồn điện.

Trả lời:

Trong đoạn mạch có chứa nguồn điện (Hình 10.2a), mối quan hệ giữa các đại lượng được biểu diễn bằng các công thức:

${U_{AB}} = \xi – I\left( {R + r} \right)$

Trong đó dòng điện có chiều từ B đến A;

R là điện trở toàn phần trên đoạn mạch AB.

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11

3. Giải bài 3 trang 58 Vật Lý 11

Trình bày các cách mắc nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp, và thành bộ nguồn song song. Trong từng trường hợp hãy viết công thức tính suất điện động của bộ nguồn và điện trở trong của nó.

Trả lời:

– Bộ nguồn nối tiếp gồm các nguồn $( ℰ _1;r_1), ( ℰ _2;r_2)…… ( ℰ _n;r_n)$ ghép nối tiếp bằng cách ghép cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau tạo thành một dãy liên tiếp.

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn :

$ℰ _b= ℰ _1+ ℰ _2+…..+ ℰ _n$

$R_b=r_1+r_2+ … +r_n$

Trường hợp bộ nguồn gồm n nguồn giống nhau có cùng suất điện động ℰ và điện trở trong r ghép nối tiếp thì: $ℰ_ b=n. ℰ$ và $r_b=n.r$

– Bộ nguồn song song là bộ nguồn n nguồn giống nhau, trong đó cực dương của các nguồn được nối với một điểm A và cực âm của các nguồn được nối vào cùng một điểm B.

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn : $ℰ_ b= ℰ$ và $r_b=r/n$

?

1. Giải bài 4 trang 58 Vật Lý 11

Một acquy có suất điện động và điện trở trong là ξ = 6V và r = 0,6 Ω. Sử dụng acquy này thắp sáng bóng đèn có ghi 6V – 3W. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của acquy khi đó.

Bài giải:

Các thông số trên đèn cho ta giá trị hiệu điện thế định mức của đèn $U_{đm}=6V$ và công suất định mức $P_{đm}=3W$

⇒ Điện trở của bóng đèn:

${R_đ} = \displaystyle{{U_{đm}^2} \over P_{đm}} = {{{6^2}} \over 3} = 12\Omega $

Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch , ta được cường độ dòng điện chạy trong mạch là:

$I = \displaystyle{\xi \over {{R_đ} + r}} = {6 \over {12 + 0,6}} = 0,476A$

Hiệu điện thế giữa hai cực của Acquy:

$U =ξ – Ir = 6 – 0,476.0,6 = 5,714 V$

2. Giải bài 5 trang 58 Vật Lý 11

Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là:

ξ₁ = 4,5 V; r₁ = 3 Ω

ξ₂ = 3 V; r₂ = 2 Ω

Mắc hai nguồn thành mạch điện kín như sơ đồ Hình 10.6. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế U_AB.

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11

Bài giải:

Suất điện động và điện trở của bộ nguồn:

$\left\{ \matrix{
{\xi _b} = {\xi _1} + {\xi _2} = 4,5 + 3 = 7,5V \hfill \cr
{r_b} = {r_1} + {r_2} = 3 + 2 = 5\Omega \hfill \cr} \right.$

Cường độ dòng điện chạy trong mạch:

$I = \displaystyle{{{\xi _b}} \over {{r_b}}} = {{7,5} \over 5} = 1,5A$

Hiệu điện thế $U_{AB}$ trong trường hợp này là:

$U_{AB} = \xi_2 – I.r_2 = \xi_1 – I.r_1 = 4,5 – 1,5.3 = 0V$

3. Giải bài 6 trang 58 Vật Lý 11

Trong mạch điện có sơ đồ như Hình 10.7, hai pin có cùng suất điện động ξ = 1,5 V và điện trở trong r = 1 Ω

Hai bóng đèn giống nhau cùng số ghi trên đèn là 3V – 0,75 W. Cho rằng điện trở của các đèn không thay đổi theo nhiệt độ.

a) Các đèn có sáng bình thường không ? Vì sao ?

b) Tính hiệu suất của bộ nguồn.

c) Tính hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin.

d) Nếu tháo bớt một bóng đèn thì đèn còn lại có công suất tiêu thụ điện năng là bao nhiêu ?

Bài giải:

a) Từ các thông số của bóng đèn, ta suy ra: Hiệu điện thế định mức trên đèn $U_{đm}=3V$ và công suất định mức của đèn $P_{đm}=0,75W$

⇒ Điện trở của mỗi bóng đền là:

$R_1=R_2={R_đ} = \displaystyle{{U_{đm}^2} \over P_{đm}} = {{{3^2}} \over {0,75}} = 12\Omega $

Hai đèn mắc song song → điện trở tương đương:

$\dfrac{1}{R_N}=\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}$

⇒ Điện trở tương đương của mạch ngoài là:

${R_N} = \displaystyle{{{R_1}{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}} = {{12.12} \over {12 + 12}} = 6\Omega $

Hai nguồn điện mắc nối tiếp nhau, ta có:

– Suất điện động của bộ nguồn:

$\xi_b=\xi_1+\xi_2=2\xi=2.1,5=3V$

– Điện trở trong của bộ nguồn:

$r_b=r_1+r_2=2.r=2.1=2\Omega$

Cường độ dòng điện trong mạch chính là:

$I = \displaystyle{{{\xi _b}} \over {{R_N} + {r_b}}} = {{2\xi } \over {{R_N} + 2r}} = {{2.1,5} \over {6 + 2.1}} = 0,375A$

Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mỗi đèn là:

${U_đ} = {U_N} = I.{R_N} = 0,375.6 = 2,25V$

Hiệu điện thế định mức của đèn là $U_{đm}=3V$

Do $U_đ<U_{đm}$ ⇒ các đèn sáng dưới mức bình thường.

b) Hiệu suất của bộ nguồn:

$H = \displaystyle{{{U_N}} \over {{\xi _b}}}.100\% = {{{U_N}} \over {2\xi }}.100\% = {{2,25} \over {2.1,5}}.100\% = 75\% $

c) Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin là:

$U_1=U_2=\xi_1 – I.r_1=1,5-0,375.1=1,125V$

d) Nếu tháo bớt một bóng đèn thì điện trở mạch ngoài là $R_1=12\Omega$

Dòng điện chạy qua mạch khi đó là:

$I’ = \displaystyle{{{\xi _b}} \over {{R_1} + {r_b}}} = {{2\xi } \over {{R_1} + 2r}} = {{2.1,5} \over {12 + 2.1}} = 0,214A$

⇒ Công suất tiêu thụ của đèn:

${P_d} = I{‘^2}{R_1} = {0,214^2}.12 = 0,55W$.

Bài trước:

Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 trang 54 sgk Vật Lí 11

Bài tiếp theo:

Giải bài 1 2 3 trang 62 sgk Vật Lí 11

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 58 sgk Vật Lí 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 11 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“