Cho mạch điện như hình vẽ, đèn Đ1 ghi 12V – 12W; đèn Đ2 ghi 3V – 1,5W; \({U_{AB}} = 19,2V\) được

Câu hỏi số 529033:

Vận dụng cao

Cho mạch điện như hình vẽ, đèn Đ₁ ghi 12V – 12W; đèn Đ₂ ghi 3V – 1,5W; \({U_{AB}} = 19,2V\) được giữ không đổi; \({R_x}\) là biến trở; bỏ qua điện trở dây nối.

1. Chỉnh \({R_x}\) đến giá trị thích hợp để các đèn sáng bình thường.

a) Tìm giá trị thích hợp đó của \({R_x}\).

b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong 10 phút.

2. Chỉnh \({R_x} = {R_0}\) để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN bằng công suất tiêu thụ trên R.

a) Tìm \({R_0}\).

b) Bình luận về độ sáng của đèn 1 và đèn 2.

A. \(1.\,\,a)\,\,18\Omega ;\,\,b)\,\,6480J;\,\,2.\,\,a)\,\,20\Omega \); b) đèn 1 sáng yếu, đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường.

B. \(1.\,\,a)\,\,18\Omega ;\,\,b)\,\,6480J;\,\,2.\,\,a)\,\,20\Omega \); b) đèn 2 sáng yếu, đèn 1 sáng mạnh hơn bình thường.

C. \(1.\,\,a)\,\,18\Omega ;\,\,b)\,\,6480J;\,\,2.\,\,a)\,\,2\Omega \); b) đèn 1 sáng yếu, đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường.

D. \(1.\,\,a)\,\,18\Omega ;\,\,b)\,\,6480J;\,\,2.\,\,a)\,\,2\Omega \); b) đèn 2 sáng yếu, đèn 1 sáng mạnh hơn bình thường.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:529033

Phương pháp giải

Điện trở của đèn: \(R = \dfrac{{{U_{dm}}^2}}{{{P_{dm}}}}\)

Đèn sáng bình thường khi đạt hiệu điện thế và công suất định mức

Nhiệt lượng: \(Q = {I^2}Rt\)

Giải chi tiết

1. a) Các đèn sáng bình thường, ta có:

\(\begin{array}{l}{U_{MN}} = {U_{dm1}} = {U_x} + {U_{dm2}} \Rightarrow {U_x} = {U_{dm1}} - {U_{dm2}}\\ \Rightarrow {U_x} = 12 - 3 = 9\,\,\left( V \right)\end{array}\)

Lại có: \({I_x} = {I_{dm2}} = \dfrac{{{P_{dm2}}}}{{{U_{dm2}}}} = \dfrac{{1,5}}{3} = 0,5\,\,\left( A \right)\)

\( \Rightarrow {R_x} = \dfrac{{{U_x}}}{{{I_x}}} = \dfrac{9}{{0,5}} = 18\,\,\left( \Omega \right)\)

b) Cường độ dòng điện trong mạch là:

\(I = {I_{dm1}} + {I_{dm2}} = \dfrac{{{P_{dm1}}}}{{{U_{dm1}}}} + \dfrac{{{P_{dm2}}}}{{{U_{dm2}}}} = \dfrac{{12}}{{12}} + \dfrac{{1,5}}{3} = 1,5\,\,\left( A \right)\)

Lại có hiệu điện thế:

\(\begin{array}{l}{U_{AB}} = {U_R} + {U_{MN}} \Rightarrow {U_R} = {U_{AB}} - {U_{MN}}\\ \Rightarrow {U_R} = 19,2 - 12 = 7,2\,\,\left( V \right)\\ \Rightarrow R = \dfrac{{{U_R}}}{I} = \dfrac{{7,2}}{{1,5}} = 4,8\,\,\left( \Omega \right)\end{array}\)

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong 10 phút là:

\(Q = {I^2}Rt = 1,{5^2}.4,8.10.60 = 6480\,\,\left( J \right)\)

2. a) Điện trở của các bóng đèn tương ứng là:

\(\begin{array}{l}{R_1} = \dfrac{{{U_{dm1}}^2}}{{{P_{dm1}}}} = \dfrac{{{{12}^2}}}{{12}} = 12\,\,\left( \Omega \right)\\{R_2} = \dfrac{{{U_{dm2}}^2}}{{{P_{dm2}}}} = \dfrac{{{3^2}}}{{1,5}} = 6\,\,\left( \Omega \right)\end{array}\)

Công suất trên R bằng công suất trên đoạn mạch MN, ta có:

\(\begin{array}{l}{P_R} = {P_{MN}} \Rightarrow {I^2}R = {I^2}.{R_{MN}} \Rightarrow R = {R_{MN}}\\ \Rightarrow R = \dfrac{{{R_1}\left( {{R_x} + {R_2}} \right)}}{{{R_1} + \left( {{R_x} + {R_2}} \right)}} \Rightarrow 4,8 = \dfrac{{12.\left( {{R_x} + 6} \right)}}{{12 + \left( {{R_x} + 6} \right)}}\\ \Rightarrow {R_x} + 18 = 2,5\left( {{R_x} + 6} \right) \Rightarrow {R_x} + 18 = 2,5{R_x} + 15\\ \Rightarrow 1,5{R_x} = 3 \Rightarrow {R_x} = 2\,\,\left( \Omega \right)\end{array}\)

Khi đó, hiệu điện thế:

\({U_1} = {U_{MN}} = {U_R} = \dfrac{{{U_{AB}}}}{2} = \dfrac{{19,2}}{2} = 9,6\,\,\left( V \right)\)

Nhận xét: \({U_1} < {U_{dm1}} \to \) đèn 1 sáng yếu hơn bình thường

Ta có cường độ dòng điện:

\({I_x} = {I_2} = \dfrac{{{U_{MN}}}}{{{R_x} + {R_2}}} = \dfrac{{9,6}}{{2 + 6}} = 1,2\,\,\left( A \right)\)

Nhận xét: \({I_2} > {I_{dm2}} \to \) đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường

Đáp án cần chọn là: C

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