Bài tập Ghép các nguồn điện thành bộ: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 58 SGK Vật lý 11 bài 10

Nội dung bài viết này các em sẽ vận dụng kiến thức lý thuyết ở trên để giải một số bài tập Ghép các nguồn điện thành bộ: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 58 SGK Vật lý 11 bài 10, qua đó rèn luyện được kỹ năng giải bài tập đồng thời giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết tốt hơn.

• Lý thuyết Vật lí 11 Bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ

* Bài 1 trang 58 SGK Vật Lý 11: Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều như thế nào?

> Lời giải:

- Dòng điện này có chiều đi ra từ cực dương và đi vào cực âm của nguồn.

* Bài 2 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trình bày các mối quan hệ đối với đoạn mạch chứa nguồn điện

> Lời giải:

- Xét một đoạn mạch chứa nguồn điện như hình sau:

- Trong đó dòng điện có chiều từ B đến A;

- R_AB là điện trở toàn phần trên đoạn mạch AB.

- Các mối quan hệ giữa cường độ dòng điện I, hiệu điện thế U_AB, suất điện động E (hay ξ) là:

  hay 

* Bài 3 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trình bày cách ghép các 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.

> Lời giải:

• Bộ nguồn nối tiếp gồm các nguồn (ξ₁; r₁), (ξ₂; r₂),..., (ξ_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 của bộ nguồn:

 ξ_b = ξ₁ + ξ₂ +...+ ξ_n

- Điện trở trong của bộ nguồn:

 r_b = r₁ + r₂ +...+ r_n

- Trường hợp bộ nguồn gồm n nguồn giống nhau có cùng suất điện động ξ và điện trở trong r ghép nối tiếp thì : ξ_b= n.ξ 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:

 ξ_b= ξ và .

* Bài 4 trang 58 SGK Vật Lý 11: Một ắc quy có suất điện động và điện trở trong là ξ = 6V và r = 0,6Ω .Sủa dụng ắc quy này để thắp sáng bóng đèn có ghi 6V-3W. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của ắc quy khi đó.

> Lời giải:

- Ta có: Điện trở của bóng đèn: 

- Cường độ dòng điện chạy trong mạch:

- Xét đoạn mạch AB chứa nguồn (ξ, r) ta có:

⇒ Hiệu điện thế giữa hai cực của Ắc quy:

- Kết luận: I = 0,476(A) ; U = 5,714(V).

* Bài 5 trang 58 SGK Vật Lý 11: Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là ξ₁ = 4,5V, r₁ = 3Ω; ξ₂ = 3V; r₂ = 2Ω. Mắc hai nguồn điện thành mạch điện kín như sơ đồ hình 10.6. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế U_AB.

> Lời giải:

- Để ý ta thấy đây là bộ nguồn mắc nối tiếp, nên sật điện động và điể trở của bộ nguồn là:

 ξ_b = ξ₁ + ξ₂ = 4,5 + 3 = 7,5(V).

 r_b = r₁ + r₂ = 3 + 2 = 5(Ω).

⇒ Cường độ dòng điện chạy trong mạch là:

- Hiệu điện thế U_AB trong trường hợp này là:

 U_AB =  ξ₂ - I.r₂ = ξ₁ - I.r₁ = 4,5 - 1,5.3 = 0(V).

* Bài 6 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trong mạch điện có sơ đồ hình dưới, hai pin có cùng suất điện động ξ = 1,5V và điện trở trong r = 1Ω. Hai bóng đèn giống nhau có cùng số ghi trên đèn là 3V - 0,75W. 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 đèn thì đèn còn lại có công suất tiêu thụ điện năng là bao nhiêu?

> Lời giải:

- Từ thông số của bóng đèn, ta có, hiệu điện thế định mức của bóng đèn là U_đm = 3(V) và cống suất định mức cả bóng là P_đm = 0,75(w)

⇒ Điện trở của mỗi bóng đèn:

- Vì 2 đèn mắc song song nên ta có điện trở tương đương (điện trở mạch ngoài):

- Do 2 nguồn điện được mắc nối tiếp nên ta có, công thức tính suất điện động và điện trở trong là:

 ξ_b = ξ₁ + ξ₂ = 2ξ = 2.1,5 = 3(V)

 r_b = r₁ + r₂ = 2r = 2.1 = 2(Ω).

⇒ Cường độ dòng điện chay qua mạch chính là: 

⇒ Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mỗi bóng đèn là:

- Theo bài ra, hiệu điện thế định mức của đèn:

 U_đm = 3(V) > U_đ = 2,25(V).

⇒ Các đèn sáng yếu hơn mức bình thường.