Để mắc đèn vào nguồn điện có hiệu điện thế lớn hơn giá trị ghi trên đèn, có thể dùng

Câu hỏi số 529023:

Vận dụng cao

Để mắc đèn vào nguồn điện có hiệu điện thế lớn hơn giá trị ghi trên đèn, có thể dùng một trong hai sơ đồ bên. Biết cả hai trường hợp đèn đều sáng bình thường. Sơ đồ nào có hiệu suất lớn hơn?

A. Sơ đồ a.

B. Sơ đồ b.

C. Hai sơ đồ có hiệu suất như nhau.

D. Chưa đủ dữ kiện để kết luận.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:529023

Phương pháp giải

Cường độ dòng điện: \(I = \dfrac{U}{R}\)

Công suất tiêu thụ: \(P = {I^2}R = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Hiệu suất: \(H = \dfrac{{{P_d}}}{P}\)

Giải chi tiết

Gọi hiệu điện thế và công suất định mức của đèn là \({U_{dm}};\,\,{P_{dm}}\)

Cường độ dòng điện định mức của đèn là: \({I_{dm}} = \dfrac{{{P_{dm}}}}{{{U_{dm}}}}\)

Điện trở của đèn là: \({R_d} = \dfrac{{{U_{dm}}}}{{{I_{dm}}}}\)

Ở sơ đồ a, gọi \({R_x}\) là phần điện trở song song với bóng đèn

Ta có: \({U_x} = {U_{dm}} \Rightarrow {I_x} = \dfrac{{{U_x}}}{{{R_x}}} = \dfrac{{{U_{dm}}}}{{{R_x}}} = \dfrac{{{I_{dm}}{R_d}}}{{{R_x}}}\)

Cường độ dòng điện trong mạch là:

\({I_1} = {I_x} + {I_{dm}} = \dfrac{{{I_{dm}}{R_d}}}{{{R_x}}} + {I_{dm}} = {I_{dm}}\left( {1 + \dfrac{{{R_d}}}{{{R_x}}}} \right)\)

Công suất của mạch điện là:

\({P_1} = U{I_1} = U{I_{dm}}\left( {1 + \dfrac{{{R_d}}}{{{R_x}}}} \right)\)

Hiệu suất của sơ đồ a là:

\({H_1} = \dfrac{{{P_{dm}}}}{{{P_1}}} = \dfrac{{{U_{dm}}{I_{dm}}}}{{U{I_{dm}}\left( {1 + \dfrac{{{R_d}}}{{{R_x}}}} \right)}} = \dfrac{{{U_{dm}}}}{U}.\dfrac{{{R_x}}}{{{R_x} + {R_d}}}\)

Hiệu suất của sơ đồ b là:

\({H_2} = \dfrac{{{P_{dm}}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{{U_{dm}}.I}}{{U.I}} = \dfrac{{{U_{dm}}}}{U}\)

Xét hiệu: \({H_1} - {H_2} = \dfrac{{{U_{dm}}}}{U}\left( {\dfrac{{{R_x}}}{{{R_x} + {R_d}}} - 1} \right) = \dfrac{{{U_{dm}}}}{U}.\dfrac{{ - {R_d}}}{{{R_x} + {R_d}}}\)

Nhận xét: \(\dfrac{{ - {R_d}}}{{{R_x} + {R_d}}} < 0 \Rightarrow {H_1} - {H_2} < 0 \Rightarrow {H_1} < {H_2}\)

Vậy mạch điện ứng với sơ đồ b có hiệu suất lớn hơn.

Đáp án cần chọn là: B

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