Cách giải bài tập Công suất của Nguồn điện, Máy thu điện hay, chi tiết

Xem Cách giải bài tập Công suất của Nguồn điện, Máy thu điện hay, cụ thể | Vật Lí lớp 11 2024

Nội dung chính

A. cách thức & Ví dụ

1. Công, công năng và hiệu suất của nguồn điện

– Công của nguồn điện : A = EIt .

– công năng của nguồn điện:

Bạn đang đọc: Cách giải bài tập Công suất của Nguồn điện, Máy thu điện hay, cụ thể | Vật Lí lớp 11

– Hiệu suất của nguồn điện :

( E, r là suất điện động và điện trnằm ở trong của nguồn ; R là điện trở mạch ngoài ) .

Quảng cáo

2. Công, công năng và hiệu suất của máy thu điện

– Công tiêu thụ của dòng dòng sản phẩm thu điện : A ‘ = UIt = E’It + r’I 2 t .
– công năng tiêu thụ của máy thu điện :

– Hiệu suất của máy thu điện :

( E ‘, r ‘ là suất phản điện và điện trnằm ở trong của máy thu ; R là điện trở mạch ngoài ) .

Ví dụ 1: Acquy có r = 0,08Ω. Khi dòng điện qua acquy là 4A, nó hỗ trợ cho mạch ngoài một công năng bằng 8W. Hỏi khi dòng điện qua acquy là 6A, nó đáp ứng cho mạch ngoài công năng bao nhiêu?

chỉ dẫn:

Hiệu điện thế mạch ngoài : U = E – rI .
công năng phân phối cho mạch ngoài : P = UI = ( E – rI ) I .
+ Với I = 4A ⇒ P = ( E – 0,08. 4 ). 4 = 8 ⇒ E = 2,32 V .
+ Với I ’ = 6A ⇒ P ‘ = ( 2,32 – 0,08. 6 ). 6 = 11,04 W .
Vậy : Khi dòng điện qua acquy là 6A, nó đáp ứng cho mạch ngoài công năng là P ‘ = 11,04 W .

Quảng cáo

Ví dụ 2: Điện trở R = 8Ω bận bịu vào 2 cực một acquy có điện trnằm ở trong r = 1Ω. Sau đó người ta bận rộn thêm điện trở R tuy nhiên song với điện trở cũ.

Hỏi công năng mạch ngoài tăng hay giảm bao nhiêu lần ?

chỉ dẫn:

Cường độ dòng điện khởi đầu trong mạch:

công năng mạch ngoài:

Cường độ dòng điện sau thời điểm bận rộn thêm R:

công năng mạch ngoài:

Vậy công năng mạch ngoài tăng đều 1,62 lần

Quảng cáo

Ví dụ 3: Một động cơ điện bận rộn vào nguồn điện hiệu điện thế U không đổi. Cuộn dây của động cơ có điện trở R. Khi động cơ chuyển động, cường độ dòng điện chạy qua động cơ là I.

a ) Lập biểu thức tính công năng có lợi của động cơ và suất phản điện mở cửa trong động cơ .
b ) Tính I để công năng có ích đạt cực lớn. Khi này, hiệu suất của động cơ là bao nhiêu ?

chỉ dẫn:

a ) Biểu thức tính công năng có ích của động cơ và suất phản điện xuất hiện trong động cơ
công năng bổ ích của động cơ : P = UI – RI2 .
Suất phản điện của động cơ : U = E + RI ⇒ E = U – RI .
b ) Tính I để công năng bổ ích đạt cực đại
công năng có lợi :

Theo bất đẳng thức Cô-si :

Khi R = r thì công năng mạch ngoài cực đại :

Hiệu suất của động cơ :

Vậy: Để công năng bổ ích đạt cực lớn thì

, lúc đó hiệu suất của động cơ là H = 50%.

Quảng cáo

Ví dụ 4: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2Ω

a ) Cho R = 10 Ω. Tính công năng tỏa nhiệt trên R, công năng của nguồn ; hiệu suất của nguồn .
b ) Tìm R để công năng trên R là lớn nhất ? Tính công năng đó ?
c ) Tính R để công năng tỏa nhiệt trên R là 16 W .

chỉ dẫn:

a) Ta có:

+ công năng tỏa nhiệt trên R:

+ công suất của nguồn : Pnguon = E.I = 12W

+ Hiệu suất của nguồn:

b ) Ta có :

+ Theo cô-si ta có :

c ) Ta có :

Ví dụ 5: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 12V, điện trở phía trong r = 1Ω. Điện trở R1 = 6Ω, R3 = 4Ω. Hỏi R2 bằng bao nhiêu để công suất trên R2 lớn nhất. Tính công suất này.

chỉ dẫn:

+ Ta có : UR2 = U12 = IR12

+ Lại có :

+ Theo cô-si :

+ Dấu “=” xảy ra khi:

B. Bài tập

Bài 1. Acquy (E,r) khi có dòng I1 = 15A đi qua, công suất mạch ngoài là P1 = 135W, khi I2 = 6A, P2 = 64,8W. Tìm E, r.

Hiển thị giải mã

Bài 1.

Hiệu điện thế mạch ngoài : U = E – rI .
Công suất mạch ngoài : P = UI = ( E – rI ). I = EI – rI2 .

Ta có:

Vậy : E = 12V ; r = 0,2 Ω .

Bài 2.

a ) Mạch bí mật đáo gồm acquy E = 2,2 V đáp ứng điện năng cho điện trở mạch ngoài R = 0,5 Ω. Hiệu suất của acquy H = 65 %. Tính cường độ dòng điện trong mạch .

b) Khi điện trở mạch ngoài biến đổi từ R1 = 3Ω đến R2 = 10,5Ω thì hiệu suất của acquy tăng gấp hai. Tính điện trở phía trong của acquy.

bài viết liên quan: chào làng Cổng thông báo điện tử BHXH nước ta

Hiển thị giải mã

Bài 2.

a ) Cường độ dòng điện trong mạch

Ta có: Hiệu suất của ac quy là:

Vậy : Cường độ dòng điện trong mạch là I = 2,86 A .
b ) Điện trở trong của acquy

Khi R = R1 thì

Khi R = R2 thì

⇔ 21 + 7 r = 42 + 4 r ⇒ r = 7
Vậy : Điện trở trong của acquy là r = 7 .

Bài 3. Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 24V, điện trở trong r = 6Ω. Điện trở R1 = 4Ω. Hỏi giá trị của biến trở R có giá trị bằng bao nhiêu để:

a ) Công suất mạch ngoài lớn nhất. Tính công suất của nguồn khi đó .
b ) Công suất trên R lớn nhất. Tính công suất này .
Hiển thị giải mã

Bài 3.

a ) Gọi RN là tổng trở mạch ngoài

+ Ta có:

+ Theo cô-si ta có:

+ Dấu ” = ” xảy ra khi RN = r = 6 Ω ⇔ R1 + R = 6 Ω ⇒ R = 2 Ω

b) Ta có:

+ Theo cô-si ta có:

+ Dấu ” = ” xảy ra khi R = R1 + r = 10 Ω

Bài 4. Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 12V và có điện trở trong r = 0,5 Ω. các điện trở mạch ngoài R2 = 6Ω, R3 = 12Ω. Điện trở R1 có giá trị biến đổi từ 0 đến rất chi là. Điện trở ampe kế không đáng kể.

Điều chỉnh R1 = 1,5 Ω. Tìm số chỉ của ampe kế và cường độ dòng điện qua các điện trở. Tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài, hiệu suất của nguồn điện .
Điều chỉnh R1 có giá trị bằng bao nhiêu thì công suất trên R1 đạt giá trị cực lớn, tính giá trị cực lớn đó .
Hiển thị lời giải

Bài 4.

a ) Khi R = 1,5 Ω .

+ Ta có:

+ Điện trở tương tự của mạch : R = R1 + R23 = 1,5 + 4 = 5,5 Ω
+ Dòng điện trong mạch chính :

+ Hiệu điện thế U23 : U23 = I23R23 = 2.4 = 8V ⇒ U2 = U3 = U23 = 8V

+ Dòng điện qua R2:

+ Dòng điện qua R3:

+ Công suất tỏa nhiệt mạch ngoài : P = I2R = 22.5,5 = 22W

+ Hiệu suất của nguồn:

b) Ta có:

+ Theo cô-si:

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi:

Bài 5. Cho mạch điện như hình: E = 12V, r = 1 Ω; Đèn Đ1 có ghi 6V – 3W, đèn Đ2 có ghi 3V – 6W.

a ) Tính R1 và R2, biết rằng hai đèn đều sáng bình thường .
b ) Tính công suất tiêu thụ trên R1 và trên R2 .
Hiển thị giải mã

Bài 5.

+ Vì các đèn đều sáng thường thì nên :

+ Ta có : UAB = U1 + U2 = 9 V

+ Định luật ôm cho mạch kín:

+ Dòng điện qua R1 là : I1 = I – Iđ1 = 2,5 A

+ Dòng điện qua R2 là : I2 = I – Iđ2 = 1 A

b ) Công suất tỏa nhiệt trên R1 : P1 = I21R1 = 15W
+ Công suất tỏa nhiệt trên R2 : P2 = I22R2 = 3W

Bài 6. Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 24V, điện trở trong r = 1Ω. Trên các bóng đèn có ghi: Đ1 (12V- 6W), Đ2(12V – 12W), điện trở R = 3Ω.

các bóng đèn sáng ra sao ? Tính cường độ dòng điện qua những bóng đèn .
Tính công suất tiêu thụ của mạch điện và hiệu suất của nguồn điện .
Hiển thị lời giải

Bài 6.

Điện trở của những bóng đèn:

+ Tổng trở mạch ngoài:

+ Dòng điện trong mạch chính:

+ Ta có: U1 = U2 = U12 = I.R12

+ Cường độ dòng điện qua những bóng đèn :

+ Cường độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn :

Vậy những đèn sáng hơn mức thông thường  đèn dễ cháy
b ) Công suất tiêu thụ của mạch điện là công suất tiêu thụ ở mạch ngoài nên ta có :
Pngoai = I2Rtđ = 22.11 = 44W
+ Hiệu điện thế hai đầu cực của nguồn : U = E – It = 24 – 2 = 22V

+ Hiệu suất của nguồn:

Bài 7. Nguồn E = 6V, r = 2Ω cung cấp cho điện trở mạch ngoài công suất P = 4W.

a ) Tìm R .
b ) Giả sử lúc đầu mạch ngoài là điện trở R1 = 0,5 Ω. bận rộn thêm vào mạch ngoài điện trở R2 thì công suất tiêu thụ mạch ngoài không đổi. Hỏi R2 tiếp đến đuôi nhau hay song song R1 và có giá trị bao nhiêu ?
Hiển thị lời giải
a ) Tìm R
Công suất mạch ngoài : P = UI = ( E – rI ) I = EI – rI2

⇔ 4 = 6I – 2I2 ⇔ I2 – 3I + 2 = 0

Mặt khác : P = RI2

+ Với I = 2A

+ Với I = 1A

Vậy : R = 4 Ω hoặc R = 1 Ω .
b ) Cách bận rộn R2 với R1
Công suất tiêu thụ mạch ngoài :

Gọi R3 là điện trở tương tự của R1 và R2, ta có : P1 = P3 .

Vậy : Phải mắc R2 tiếp đến đuôi nhau R1 và R2 = R3 – R1 = 8 – 0,5 = 7,5 Ω .
đọc thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT non sông khác :

giới thiệu kênh Youtube VietJack

ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

Đã có app VietJack trên điện thoại thông minh, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không lấy phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .