Chuyên đề điện học 2

Phần Điện

Bài 1:
Cho mạch điện như hình vẽ. Biến trở AB là 1 dây
đồng chất, dài l = 1,3m, tiết diện S = 0,1mm2, điện
trở suất
= 10 - 6
.U là hiệu điện thế không đổi.
Nhận thấy khi con chạy ở các vị trí cách đầu A hoặc
đầu B những đoạn như nhau bằng 40cm thì công suất
toả nhiệt trên biến trở là như nhau. Xác định R0 và
tỉ số công suất tỏa nhiệt trên R0 ứng với 2 vị trí của C?
:
Gọi R1, R2 là điện trở của biến trở ứng với 2 vị trí trên của con chạy C; R là điện trở toàn phần của biến trở:



P1 = P2

( R0 =

Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện qua R0 trong 2 trường hợp trên



( I1 = 1,5I2 (

Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ 3, nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r = R / 2, hai tụ điện có điện dung
C1 = C2 = C (ban đầu chưa tích điện) và hai điện trở R và 2R, lúc đầu khóa k mở. Bỏ qua điện trở các dây nối và khoá k. Đóng k.
a.Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN.
b.Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R.
Giải:
a. +Khi k ngắt q1 = 0; q2 = 0 nên tổng điện tích các bản phía trái của các tụ điện q = 0.
+ Khi k đóng
nên q’=

+Điện lượng từ cực dương của nguồn đến nút A là: q’= 2CE
+ Gọi điện lượng qua AM là
q1, qua AN là
, ta có :
q’=
= 2CE (1)
+Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện trung bình trong đoạn AM và AN ta có:
(2)
+Từ (1) và (2) suy ra:

+Điện lượng dịch chuyển từ M đến N

b. +Công của nguồn điện làm dịch chuyển điện tích q’ trong mạch là : A = q’E = 2CE2
+Năng lượng của hai tụ sau khi tích điện: W = 2.

+Điện trở tương đương của mạch AM là: RAM =

+Tổng nhiệt lượng tỏa ra trên các điện trở là: QAM + Qr = A - W = CE2 (3)
+Trong đoạn mạch mắc nối tiếp nhiệt lượng tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở:

+Từ (3) và (4) ta được:

+Trong đoạn mạch mắc song song nhiệt lượng tỏa ra tỉ lệ nghịch với điện trở nên:

Bài 3 : Có một số điện trở r = 5 (
).
a. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3 (
).
Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ?
b. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 7 (
).
Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ?

Giải:
a. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3 (
).
* Gọi điện trở của mạch là R
Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song.
Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với một mạch nào đó có điện trở X như hình (a) .
Ta có :
R =


3 =


X = 7,5 (
)
Với X = 7,5 (
) ta có X có sơ đồ như hình (b)
Ta có : X = r + Y

Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 (
)
Để Y = 2,5 (
) thì phải có 2 điện trở r mắc song song.
Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c).

b. Phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 7 (
).
* Gọi điện trở của mạch là R

Vì R
> r nên coi mạch gồm điện trở r mắc nối tiếp với
một đoạn mạch có điện trở X như hình (d)
Ta có : R
= r + X


X
= R
- r = 7 - 5 = 2 (
).
Vì X
< r
X
là đoạn mạch gồm r mắc song song với một đoạn mạch có điện trở Y
như hình (e).
Ta có : X
=


2 =

Y
=
(
).
Vì Y
< r nên Y
là một đoạn