Cho mạch điện như hình 2: nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 18V; đèn dây tóc Đ ghi

Câu hỏi số 266933:

Vận dụng cao

Cho mạch điện như hình 2: nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 18V; đèn dây tóc Đ ghi 6V – 18W; R₀ = 20Ω; R₁ = 2Ω; vôn kế V lí tưởng; bỏ qua điện trở con chạy C, khoá K và các dây nối.

1. Khoá K mở:

- Tìm vị trí của C để đèn sáng bình thường

- Xác định số chỉ của vôn kế khi đó

2. Khoá K đóng:

- Tìm vị trí của C để số chỉ của vôn kế nhỏ nhất

- Để bảo vệ đèn Đ, người ta mắc nó nối tiếp với một rơle điện từ có điện trở không đáng kể (khi cường độ dòng điện qua rơle lớn hơn 3,3A thì nó sẽ ngắt mạch). Nhận xét độ sáng của đèn khi C dịch chuyển từ E đến F.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:266933

Giải chi tiết

\({I_{dm}} = \frac{{{P_{dm}}}}{{{U_{dm}}}} = 3(A);{R_d} = \frac{{{U_{dm}}}}{{{I_{dm}}}} = 2(\Omega )\)

1. Khi khóa K mở mạnh điện trở thành (Đ nt CF nt R₁)

Khi đèn sáng bình thường: \({U_v} = {U_{dm}} = 6(V)\) ,\({{\mathop{\rm I}\nolimits} _m} = {I_{dm}} = 3(A)\)

\({R_{CF}} = \frac{U}{{{I_m}}} - {R_d} - {R_1} = 4(\Omega )\)

Vậy vị trí của C sao cho đoạn CF có điện trở là \(4\Omega \)

2. Khi K đóng điện trở thành [Đ nt (CE // CF) nt R₁]

Gọi điện trở đoạn CE là x ta có :

\({I_d} = {I_m} = \frac{U}{{{R_d} + {R_1} + \frac{{x(20 - x)}}{{20}}}} = \frac{{18}}{{4 + x - \frac{{{x^2}}}{{20}}}}\)

I_d đạt cực tiểu khi : \({R_{EC}} = {R_{CF}} = 10(\Omega )\) khi đó \({I_d} = 2(A)\)

Vì đèn có rơ le bảo vệ không vượt quá 3,3 A nên ta có : \(\frac{{18}}{{4 + x - \frac{{{x^2}}}{{20}}}} \le 3,3\)

Khi dấu bằng xảy ra ta có : \(18 = 13,2 + 3,3x - \frac{{3,3{x^2}}}{{20}} \Rightarrow \left( \begin{array}{l}x = 1,57\\x = 18,42\end{array} \right.\)

Vậy khi dịch chuyển từ E đến F ban đầu đèn không sáng cho đến khi đi qua điểm x = 1,57 đèn sáng mạnh ngay lập tức rồi hạ dần độ sáng về sáng ít nhất cho đến khi đi qua điểm chính giữa EF. Sau đó đèn lại sáng mạnh dần rồi đến điểm x = 18,42 là sáng nhất rồi tắt cho đến khi về đến F.

+ Khi K đóng : \({U_v} = U - {I_m}{R_1}\) .

Vôn kế chỉ nhỏ nhất khi mà dòng điện trong mạch lớn nhất khi đó x = 0 hoặc x = 20 nghĩa là C trùng E hoặc trùng F.

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link