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

Tham Gia Group Dành Cho Học Sinh Lớp 9 - Ôn Thi Vào Lớp 10

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com . Học online tại nhà cũng giáo viên giỏi từ trường TOP đầu cả nước. 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. Phụ huynh và học sinh tham khảo chi tiết khoá học tại: Link