Chương II: Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương

Rate this post

Chương II: Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương

Chương II: Bài tập định luật Ôm cho mạch chứa tụ điện

Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn, máy thu điện. Các dạng bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn, máy thu điện. Phương pháp giải bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn, máy thu điện chương trình vật lý lớp 11 cơ bản, nâng cao.

Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch vận dụng phương pháp nguồn tương đương.
Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ e1 = 12V; e2 = 9V; e3 = 3V; r1 = r2 = r3= 1Ω, các điện trở R1 = R2 = R3= 2Ω. Tính UAB và cường độ dòng điện qua các nhánh.
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông

Giả sử chiều dòng điện như hình vẽ
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
Coi AB là hai cực của nguồn tương đương với A là cực dương, mạch ngoài coi như có điện trở vô cùng lớn.
1rb=1r1+R1+1r2+R2+1r3+R31rb=1r1+R1+1r2+R2+1r3+R3
=> rb = 1Ω
eb=e1r1+R1e2r2+R2+e3r3+R31rbeb=e1r1+R1−e2r2+R2+e3r3+R31rb = 2V = UAB
=> Cực dương của nguồn tương đương ở A.
I1=e1UABr1+R1I1=e1−UABr1+R1 = 10/3 (A)
I2=e2+UABr2+R2I2=e2+UABr2+R2 = 11/3 (A)
I3=e3UABr3+R3I3=e3−UABr3+R3 = 1/3 (A)

Bài tập 2: Cho mạch như hình vẽ: e1 = 24V; e2 = 6V; r1 = r2 = 1Ω; R1 = 5Ω; R2 = 2Ω; R là biến trở. Với giá trị nào của biến trở thì công suất trên R đạt cực đại, tìm giá trị cực đại đó.
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông

Ta xét nguồn điện tương đương gồm hai nhánh chứa hai nguồn e1 và e2.
Giả sử cực dương của nguồn tương đương ở A. Chiều dòng điện như hình vẽ
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
Biến trở R là mạch ngoài.
1rb=1r1+R1+1r2+R21rb=1r1+R1+1r2+R2
=> rb = 2Ω
eb=e1r1+R1e2r2+R21rbeb=e1r1+R1−e2r2+R21rb = 4V = UAB
Mạch tương đương
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
Để công suất trên R cực đại thì R = rb = 2Ω
Pmax=e2b4rbPmax=eb24rb = 2W

Bài tập 3: Cho mạch điện như hình vẽ:
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
e1 = 6V; e2 = 18V; r1 = r2 = 2Ω; R0 = 4Ω; Đèn Đ ghi: 6V – 6W; R là biến trở.
a/ Khi R = 6Ω, đèn sáng thế nào?
b/ Tìm R để đèn sáng bình thường?

Khi R = 6Ω. Ta xét nguồn điện tương đương gồm hai nhánh chứa hai nguồn e1 và e2.
Giả sử cực dương của nguồn tương đương ở A. Biến trở R và đèn là mạch ngoài.
1rb=1r1+Ro+1r21rb=1r1+Ro+1r2 => rb = 1,5Ω
eb=e1r1+R0e2r21rbeb=e1r1+R0−e2r21rb = -12V < 0
=> Cực dương của nguồn tương đương ở B.
Điện trở và cường độ dòng điện định mức của đèn:
Rđ = 6Ω; Iđm = 1A
Iđ=I=ebR+Rđ+rbIđ=I=ebR+Rđ+rb = 8/9 < Iđm => đèn sáng yếu
b/ Để đèn sáng bình thường
I=ebR+Rđ+rbI=ebR+Rđ+rb = Iđm => R = 4,5Ω

Bài tập 4: Cho mạch như hình vẽ:
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
e1 = 18V; e2 = 9V; r1 = 2Ω; r2 = 1Ω; R1 = 5Ω; R2 = 10Ω; R3 = 2Ω; R là biến trở.
Tìm giá trị của biến trở để công suất trên R là lớn nhất, tính giá trị lớn nhất đó.

Gọi nguồn tương đương có hai cực là B và N
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
eb = UBN (khi mạch ngoài hở bỏ R)
rb = rBN (khi mạch ngoài hở bỏ R)
Khi bỏ R: Đoạn mạch BN là mạch cầu cân bằng nên bỏ r1 = 2Ω, ta tính được:
rBN = (R1+R2)//(r2+R3) = (5 + 10)//(1 + 2) = 15/6 = 2,5Ω.
khi bỏ R ta có
UAM=e1r1+e2r2+R1+0R2+R31r1+1r2+R1+1R2+R3UAM=e1r1+e2r2+R1+0R2+R31r1+1r2+R1+1R2+R3 = 14V > 0
Định luật Ôm cho đoạn mạch AR2B:
I2 = UAM/(R2 + R3) = 14/12 = 7/6A
=> UNM = I2.R3 = 7/3V.
Định luật Ôm cho đoạn mạch AR1M:
UAM = 14V = e2 + I1(R1 + r2) = 9 + 6I1
=> I1 = 5/6A => UBM = e2 + I1r2 = 9 + 5/6 = 59/6V.
Vậy UBN = UBM + UMN = 59/6 – 7/3 = 7,5V > 0.
PR(max) khi R = rb = 2,5Ω =>
PR(max)=e2b4rb=5,625WPR(max)=eb24rb=5,625W

Bài tập 5: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ:
Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương, vật lý phổ thông
R1= 4Ω; R2 = 2Ω; R3 = 6Ω,
R4= R5 = 6Ω, E2 = 15V , r = 1Ω , E1 = 3V , r1 = 1Ω
a/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính
b/ Tính số UAB; UCD; UMD
c/ Tính công suất của nguồn và máy thu
Đ/S: I = 1A; UAB = 4V; UCD= – 2/3V; UMD = 34/3V; PN = 15W, PMT = 4W

a/ RN = (R4+R5)(R1 + R2) / (R4 + R5 + R1 + R2) = 4Ω
rb = r1 + r2 + R3 = 8Ω
Eb = E2 – E1 = 12V
I = Eb/(RN + rb) = 1A
UAB = I.RN = 4V
b/ UCD = VC – VD = VC – VA + VA – VD = UAD -UAC = U2 – U4
U4 = I4.R4 = UABR4+R5UABR4+R5 R4 = 2V
U2 = I2.R2 = UABR1+R2UABR1+R2 R2 = 4/3V
=> UCD = -2/3V
UMD = VM –VD = UMA + UAD
UMA = E1 + I(r1+R3) = 10V
=> UMD = 34/3 (V)
c/ PN = IE1 = 15W; PMT = E1.I + I2r1 = 4W

Thảo luận cho bài: Chương II: Bài tập định luật Ôm phương pháp nguồn tương đương