Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 3

Câu hỏi số 152509:

Vận dụng

Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 3 ((Ω).mạch ngoài gồm điện trở R₁ = 6 (Ω).mắc song song với một điện trở R. Để công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A. R = 1 (Ω).

B. R = 2 (Ω).

C. R = 3(Ω).

D. R = 4 (Ω).

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:152509

Giải chi tiết

Điện trở mạch ngoài là: \({{R}_{ng}}=\frac{R.{{R}_{1}}}{R+{{R}_{1}}}=\frac{6R}{R+6}\)

Cường độ dòng điện trong mạch là:

\(I=\frac{E}{r+{{R}_{ng}}}=\frac{12}{3+\frac{6R}{R+6}}=\frac{12.\left( R+6 \right)}{9R+18}=\frac{4\left( R+6 \right)}{3\left( R+2 \right)}\)

Hiệu điện thế mạch ngoài là:

\({{U}_{ng}}={{U}_{R1}}={{U}_{R}}=I.{{R}_{ng}}=\frac{4\left( R+6 \right)}{3\left( R+2 \right)}.\frac{6R}{R+6}=\frac{8R}{R+2}\)

Công suất tiêu thụ trên điện trở R là:

\({{P}_{R}}=\frac{{{U}_{R}}^{2}}{R}={{\left( \frac{8R}{R+2} \right)}^{2}}.\frac{1}{R}=\frac{64R}{{{\left( R+2 \right)}^{2}}}=\frac{64R}{{{R}^{2}}+4R+4}=\frac{64}{R+4+\frac{4}{R}}\)

Để công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt cực đại:

\(\Rightarrow {{P}_{R}}\max \Rightarrow \left( R+4+\frac{4}{R} \right)\min \Rightarrow \left( R+\frac{4}{R} \right)\min \)

Áp dụng bất đẳng thức Cô-si, ta có:

\(R+\frac{4}{R}\ge 2\sqrt{R.\frac{4}{R}}=4\) (dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow R = \frac{4}{R} \Rightarrow R = 2\,\,\Omega \))

Vậy \(\left( R+\frac{4}{R} \right)\min \Leftrightarrow R=2\,\,\Omega \)

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.