Bài tập Mạch điện chứa nguồn điện lớp 11 (có lời giải)
30 câu hỏi
Khi mắc thêm nguồn theo cách trên có nghĩa điện trở mắc vào bộ hai nguồn mắc song song. Vì hai nguồn giống hệt nhau nên: \({{\rm{E}}_b} = {\rm{E}};{r_b} = \frac{r}{2}\).
Hiệu điện thế hai đầu điện trở tăng thêm 20%: \({U_2} = {U_1} + 0,2{U_1} = 1,2{U_1}\).
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_1} = R{I_1} = \frac{{R{\rm{E}}}}{{R + r}}}\\{{U_2} = R{I_2} = \frac{{R{\rm{E}}}}{{R + \frac{r}{2}}}}\end{array} \Rightarrow \frac{{{U_2}}}{{{U_1}}} = \frac{{R + r}}{{R + \frac{r}{2}}} = 1,2} \right.\)
Thay \(R = 3,2{\rm{\Omega }}\), tính được \(r = 1,6{\rm{\Omega }}\).
Trường hợp hai nguồn mắc nối tiếp: \({I_1} = \frac{{{{\rm{E}}_{nt}}}}{{R + {r_{nt}}}} = \frac{{2{\rm{E}}}}{{R + 2r}}\)
Trường hợp hai nguồn mắc song song: \[{I_2} = \frac{{{{\rm{E}}_{//}}}}{{R + {r_{//}}}} = \frac{{\rm{E}}}{{R + \frac{r}{2}}}\]
Từ (1) và (2) cho \({I_1} = {I_2}\) ta được \(R = r\).
Thay vào tính được hiệu suất tương ứng trong hai trường hợp: \({H_1} = \frac{r}{{r + 2r}} = \frac{1}{3}\) và \({H_2} = \frac{r}{{r + \frac{r}{2}}} = \frac{2}{3}\).
Cho mạch điện như hình vẽ. Ampe kế A có điện trở không đáng kể.
a) Tìm số chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua nó.
b) Đổi vị trí điện trở \(5{\rm{\Omega }}\) và ampe kế A. Tìm số chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua nó.
a) Vì điện trở ampe kế A bằng 0 nên \({U_{{\rm{MN}}}} = 0\). Chập điểm M và N, mạch ngoài trở thành điện trở \(\left[ {\left( {5{\rm{\Omega }}} \right)//\left( {1{\rm{\Omega }}} \right)} \right]\) nối tiếp với \(\left[ {\left( {4{\rm{\Omega }}} \right)//\left( {2{\rm{\Omega }}} \right)} \right]\).
Dòng điện trong mạch chính: \(I = \frac{{\rm{E}}}{{{R_N} + r}} = \frac{{12}}{{\frac{5}{6} + \frac{4}{3} + 2}} = 2,88\) A.
Từ đó: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{{\rm{AM}}}} = {U_{{\rm{AN}}}} = 2,88 \cdot \frac{5}{6} = 2,4{\rm{\;V}}}\\{{U_{{\rm{AB}}}} = 2,88 \cdot \left( {\frac{5}{6} + \frac{4}{3}} \right) = 6,24{\rm{\;V}}}\end{array} \Rightarrow {U_{{\rm{MB}}}} = 6,24 - 2,4 = 3,84{\rm{\;V}}} \right.\)
Như vậy dòng điện qua điện trở \(5{\rm{\Omega }}\) có chiều từ A đến M với cường độ: \(\frac{{2,4}}{5} = 0,48{\rm{\;A}}\)
Dòng điện qua điện trở \(4{\rm{\Omega }}\) có chiều từ M đến B với cường độ: \(\frac{{3,84}}{4} = 0,96{\rm{\;A}}\).
Vậy dòng điện qua ampe kế A có chiều từ N đến M với cường độ: \(0,96 - 0,48\) \( = 0,48{\rm{\;A}}\)
b) Tương tự, lúc này điểm A chập với điểm M và ta có mạch gồm \(\{ \left[ {\left( {5{\rm{\Omega }}} \right)//\left( {1{\rm{\Omega }}} \right)} \right]\) nối tiếp với \(\left( {2{\rm{\Omega }}} \right)\} //\left( {4{\rm{\Omega }}} \right)\). Tính được dòng điện trong mạch chính \(I = 3,28{\rm{\;A}}\); dòng điện qua điện trở \(1{\rm{\Omega }}\) là 1,6 A và dòng điện qua ampe kế A bằng \(3,28 - 1,6 = 1,68{\rm{\;A}}\), có chiều từ A đến M.
Mỗi nguồn có suất điện động \({\rm{E}}\) và điện trở trong r.
a) Cường độ dòng điện: \(I = \frac{{n{\rm{E}}}}{{nr}} = \frac{{\rm{E}}}{r}\).
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn bất kì: \(U = {\rm{E}} - rI = {\rm{E}} - r\frac{{\rm{E}}}{r} = 0\).
b) Cường độ dòng điện: \(I = \frac{{\left( {n - 2} \right){\rm{E}}}}{{nr}}\)
Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn đảo cực và một nguồn còn lại bất kì:
\({U_{dao\,cuc}} = {\rm{E}} + rI = {\rm{E}} + r\frac{{(n - 2){\rm{E}}}}{{nr}} = \frac{{2{\rm{E}}(n - 1)}}{n}\)
\({U_{con\,lai}} = {\rm{E}} - rI = {\rm{E}} - r\frac{{(n - 2){\rm{E}}}}{{nr}} = \frac{{2{\rm{E}}}}{n} \Rightarrow \frac{{{U_{dao\,cuc}}}}{{{U_{con\,lai}}}} = (n - 1) = 40 \Rightarrow n = 41.\)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Biết \({R_2} = 2{\rm{\Omega }},{R_3} = 3{\rm{\Omega }}\). Khi K mở, vôn kế chỉ \(6{\rm{\;V}}\). Khi \({\rm{K}}\) đóng vôn kế chỉ \(5,6{\rm{\;V}}\) và ampe kế chỉ \(2{\rm{A}}\).
a) Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.
b) Tính \({R_1}\) và cường độ dòng điện qua \({R_2}\) và \({R_3}\).
a) Khi K mở, vôn kế chỉ giá trị của suất điện động của nguồn:
Vì \({U_v} = {\rm{E}} - Ir\) có \({\rm{I}} = 0\), vậy \({\rm{E}} = 6\;V\).
Khi K đóng, vôn kế chỉ hiệu điện thế hai đầu nguồn điện:
\({U_v} = {\rm{E}} - Ir \Rightarrow 5,6 = 6 - 2.r \Rightarrow r = 0,2\Omega \).
b) Theo định luật Ohm, ta có: .
\[{R_{23}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = 1,2\,\Omega \]
Mặt khác \({R_1} = {R_{td}} - {R_{23}} = 1,6\Omega \)
\({U_{23}} = I{R_{23}} = 2,4{\rm{\;V}}.\)
Cường độ dòng điện qua R2 và R3 là:
\({I_2} = \frac{{{U_{23}}}}{{{R_2}}} = 1,2{\rm{\;A}}.\)
\({I_3} = I - {I_2} = 0,8{\rm{\;A}}.\)
Cho mạch điện như hình vẽ. Khi ngắt công tắc, vôn kế chỉ 13 V, khi đóng công tắc vôn kế chỉ 12 V và ampe kế chỉ 4,0 A. Tìm:
a) Suất điện động của nguồn điện.
b) Độ giảm điện thế trên điện trở trong khi đóng công tắc.
c) Điện trở trong của nguồn điện.
a) Khi ngắt công tắc \[{U_V} = {\rm{E}} = 13\,V\]
b) \[{U_V} = {\rm{E}} - Ir \Rightarrow Ir = 13 - 12 = 1\,V\]
c) \[r = \frac{1}{4} = 0,25\,\Omega \]
Do 3 nguồn mắc nối tiếp nên: \[3r = \frac{{{\rm{E}} - U}}{I} = \frac{{3.1,5 - 0,27.15}}{{0,27}} \Rightarrow r = 0,57\,\Omega \]
Áp dụng định luật Ôm đối với toàn mạch.
\(I = \frac{{\rm{E}}}{{r + R}} = \frac{{4,5}}{{0,5 + 8,5}} = 0,5\)A
Mạch ngoài gồm hai điện trở ghép song song có giá trị là 6 W và 3 W, nên điện trở tương đương của mạch là: \({R_N} = \frac{{6.3}}{{6 + 3}} = 2(\Omega )\)
Áp dụng định luật Ôm đối với toàn mạch.
\(I = \frac{{\rm{E}}}{{r + {R_N}}} = \frac{6}{{1 + 2}} = 2\)A
Học thông minh hơn mỗi ngày
Xem toàn bộ 30 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí
Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua acquy là: \(I = \frac{{\rm{E}}}{r} = \frac{3}{{{{20.10}^{ - 3}}}} = 150\) A
Khi mạch kín, trong mạch có dòng điện chạy qua.
Dòng điện trong mạch chỉ phụ thuộc vào điện trở ngoài \(R\).
Điện trở trong của nguồn điện cũng ảnh hưởng đến cường độ dòng điện trong mạch.
Nếu tăng điện trở ngoài trong khi nguồn điện không đổi thì cường độ dòng điện giảm.
Đáp án: a) đúng; b) sai; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. Khi mạch kín và có nguồn điện thì dòng điện có thể chạy trong mạch.
b) Sai. Cường độ dòng điện phụ thuộc cả suất điện động, điện trở ngoài và điện trở trong.
c) Đúng. Điện trở trong \(r\) nằm trong tổng điện trở của mạch.
d) Đúng. Với nguồn điện không đổi, \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}}\) nên khi \(R\) tăng thì \(I\) giảm.
Suất điện động đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
Điện trở trong là điện trở nằm bên ngoài nguồn điện.
Khi có dòng điện chạy qua nguồn, một phần năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt ở điện trở trong.
Nếu điện trở trong bằng 0 thì nguồn điện không có sự hao phí năng lượng bên trong.
Đáp án: a) đúng; b) sai; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. Suất điện động đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện khi dịch chuyển điện tích bên trong nguồn.
b) Sai. Điện trở trong là điện trở của chính nguồn điện.
c) Đúng. Công suất hao phí bên trong nguồn là \({P_{{\rm{hao}}}} = {I^2}r\).
d) Đúng. Khi \(r = 0\) thì \({P_{{\rm{hao}}}} = 0\).
Tổng điện trở của mạch là \(6\) Ω.
Cường độ dòng điện trong mạch là \(2\) A.
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 12 V
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở ngoài là 10 V.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \({R_{{\rm{t?ng}}}} = R + r = 5 + 1 = 6\) Ω.
b) Đúng. \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}} = \frac{{12}}{6} = 2\) A.
c) Sai. Khi có dòng điện, \(U = \mathcal{E} - Ir = 12 - 2 \cdot 1 = 10\) V.
d) Đúng. \(U = IR = 2 \cdot 5 = 10\) V.
Ampe kế dùng để đo cường độ dòng điện trong mạch.
Ampe kế phải được mắc nối tiếp với phần mạch cần đo dòng điện.
Có thể mắc ampe kế song song trực tiếp với nguồn điện trong mạch điện thông thường.
Ampe kế lí tưởng có điện trở rất nhỏ.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. Ampe kế dùng để đo cường độ dòng điện.
b) Đúng. Muốn đo dòng điện qua một nhánh thì ampe kế phải mắc nối tiếp với nhánh đó.
c) Sai. Mắc ampe kế trực tiếp song song với nguồn có thể tạo dòng điện rất lớn, gây nguy hiểm cho thiết bị.
d) Đúng. Ampe kế lí tưởng có điện trở bằng 0.
Cường độ dòng điện trong mạch là \(3\) A
Độ giảm điện thế bên trong nguồn là \(3\) V.
Hiệu điện thế hai cực của nguồn là \(6\) V.
Hiệu điện thế trên điện trở ngoài lớn hơn suất điện động của nguồn.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. \(I = \frac{9}{{2 + 1}} = 3\) A.
b) Đúng. \({U_r} = Ir = 3 \cdot 1 = 3\) V.
c) Đúng. \(U = \mathcal{E} - Ir = 9 - 3 = 6\) V.
d) Sai. Hiệu điện thế hai cực nguồn khi đang phát điện nhỏ hơn suất điện động.
Khi mạch hở, cường độ dòng điện qua nguồn bằng 0.
Khi mạch hở, hiệu điện thế giữa hai cực nguồn bằng suất điện động của nguồn.
Khi nguồn đang cung cấp điện cho mạch ngoài, hiệu điện thế hai cực nguồn luôn lớn hơn suất điện động.
Khi dòng điện chạy qua nguồn, điện trở trong gây ra độ giảm điện thế $Ir$.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. Mạch hở nên không có dòng điện chạy qua nguồn.
b) Đúng. Khi \(I = 0\), từ \(U = \mathcal{E} - Ir\) suy ra \(U = \mathcal{E}\).
c) Sai. Khi nguồn phát điện, \(U = \mathcal{E} - Ir < \mathcal{E}\).
d) Đúng. Độ giảm điện thế bên trong nguồn là $Ir$.
Cường độ dòng điện trong mạch là \(3\) A
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở ngoài là \(9\) V.
Hiệu điện thế hai cực của nguồn là 11 V.
Công suất hao phí bên trong nguồn là 18 W.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \(I = \frac{{15}}{{3 + 2}} = 3\) A.
b) Đúng. \({U_R} = IR = 3 \cdot 3 = 9\) V.
c) Đúng. \(U = \mathcal{E} - Ir = 15 - 3 \cdot 2 = 9\) V.
d) Đúng. \({P_{{\rm{hao}}}} = {I^2}r = {3^2} \cdot 2 = 18\) W.
Tăng điện trở ngoài làm cường độ dòng điện giảm.
Giảm điện trở ngoài làm cường độ dòng điện tăng.
Khi điện trở ngoài rất lớn, cường độ dòng điện có xu hướng rất nhỏ.
Khi điện trở ngoài tăng, độ giảm điện thế trong nguồn luôn tăng.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}}\) nên \(R\) tăng thì \(I\) giảm.
b) Đúng. \(R\) giảm thì \(I\) tăng.
c) Đúng. Khi \(R\) rất lớn thì \(I\) tiến gần 0.
d) Sai. Độ giảm điện thế trong nguồn là Ir; khi \(R\) tăng thì \(I\) giảm nên Ir giảm.
Có thể xác định điện trở ngoài từ \(U\) và \(I\) bằng hệ thức \(R = \frac{U}{I}\).
Nếu biết \(R\), \(I\) và \(\mathcal{E}\) thì có thể xác định điện trở trong.
Khi biết \(I\), \(R\) và \(r\), có thể xác định suất điện động bằng \(\mathcal{E} = I(R + r)\).
Suất điện động của nguồn luôn bằng hiệu điện thế trên điện trở ngoài khi mạch kín.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. Theo định luật Ohm cho điện trở ngoài, \(U = IR\).
b) Đúng. Từ \(\mathcal{E} = I(R + r)\) suy ra \(r = \frac{\mathcal{E}}{I} - R\).
c) Đúng. Đây là biểu thức tính suất điện động của nguồn trong mạch kín.
d) Sai. Khi nguồn có điện trở trong, \(\mathcal{E} = U + Ir\) nên \(\mathcal{E} > U\) khi \(I > 0\).
Hai nguồn có thể có suất điện động khác nhau.
Hai nguồn có thể có điện trở trong khác nhau.
Với cùng điện trở ngoài, nguồn có điện trở trong lớn hơn chắc chắn tạo ra dòng điện lớn hơn.
Khi mạch kín, dòng điện phụ thuộc vào cả nguồn điện và mạch ngoài.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. Mỗi nguồn có thể có suất điện động riêng.
b) Đúng. Mỗi nguồn có cấu tạo và điện trở trong khác nhau.
c) Sai. Với \(\mathcal{E}\) như nhau, điện trở trong lớn hơn làm \(R + r\) lớn hơn và dòng điện nhỏ hơn.
d) Đúng. Cường độ dòng điện được xác định bởi \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}}\).
Đáp án: 2
Giải:
Tổng điện trở của mạch là \(R + r = 5 + 1 = 6\) Ω.
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}} = \frac{{12}}{6} = 2\) A.
Đáp án: 6
Giải:
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{{10}}{{3 + 2}} = 2\) A.
Hiệu điện thế hai cực nguồn: \(U = \mathcal{E} - Ir = 10 - 2 \cdot 2 = 6\) V.
Đáp án: 6,5
Giải:
Từ \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}}\) suy ra \(R = \frac{\mathcal{E}}{I} - r\).
Do đó \(R = \frac{{15}}{2} - 1 = 6,5\) Ω.
Đáp án: 8
Giải:
Hiệu điện thế hai cực nguồn: \(U = \mathcal{E} - Ir = 9 - 2 \cdot 0,5 = 8\) V.
Vì điện trở ngoài mắc trực tiếp với hai cực nguồn nên hiệu điện thế hai đầu điện trở ngoài bằng \(8\) V.
Đáp án: 4
Giải:
Áp dụng \(I = \frac{\mathcal{E}}{{R + r}}\).
Suy ra \(R = \frac{\mathcal{E}}{I} - r = \frac{{18}}{3} - 2 = 4\) Ω.
Đáp án: 4
Giải:
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{{12}}{{5 + 1}} = 2\) A.
Công suất hao phí bên trong nguồn: \({P_{{\rm{hao}}}} = {I^2}r = {2^2} \cdot 1 = 4\) W.
Đáp án: 32
Giải:
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{{20}}{{8 + 2}} = 2\) A.
Công suất trên điện trở ngoài: \(P = {I^2}R = {2^2} \cdot 8 = 32\) W.
Đáp án: 1
Giải:
Ta có \(\mathcal{E} = U + Ir\).
Suy ra \(r = \frac{{\mathcal{E} - U}}{I} = \frac{{12 - 10}}{2} = 1\) Ω.
Đáp án: 12
Giải:
Từ lần đo thứ nhất: \(\mathcal{E} = {I_1}({R_1} + r) = 2(4 + r)\).
Từ lần đo thứ hai: \(\mathcal{E} = {I_2}({R_2} + r) = 1,2(8 + r)\).
Suy ra \(2(4 + r) = 1,2(8 + r)\).
Giải được \(r = 2\) Ω.
Do đó \(\mathcal{E} = 2(4 + 2) = 12\) V.
Đáp án: 20
Giải:
Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \frac{{24}}{{10 + 2}} = 2\) A.
Hiệu điện thế hai cực nguồn: \(U = \mathcal{E} - Ir = 24 - 2 \cdot 2 = 20\) V.
Bạn có thích hoạt động này không?
Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.
Gợi ý cho bạn
Ý tưởng của bạn, bài học của bạn
Tự thiết kế đề thi, bài giảng hoặc flashcard theo cách riêng.
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 21](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-3izficdefgfoel0s9j8s-1786772791.jpg&w=3840&q=75)
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 20](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-emy0gtcksawvorajezvv-1786772460.jpg&w=3840&q=75)
