MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học

29 2.4K 3
MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI  vật lý PHẦN điện học

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số CHUYÊN đề bồi DƯỠNG HSG học SINH GIỎI vật lý PHẦN điện học MỘT số, CHUYÊN đề, bồi DƯỠNG,HSG học, SINH GIỎI, vật lý PHẦN, điện học

MT S CHUYấN BI DNG HSG VT Lí PHN IN HC cú cht lng bi dng HSG phn in hc thỡ sau ó h thng ton b kin thc c bn cho hc sinh thỡ ta s chia phn in hc thnh nhiu chuyờn nh, qua ú cú iu kin bi dng chuyờn sõu hn Phn in hc cú th chia thnh mt s chuyờn sau õy: - Chuyờn 1: Mch in tng ng - Chuyờn 2: Cỏc quy tc chuyn mch - Chuyờn 3: Cỏc bi toỏn chia dũng, phộp chia th - Chuyờn 4: Cỏc bi toỏn v nỳt mng, phng trỡnh cng th - Chuyờn 5: Vai trũ ca dng c o (Ampe k, Vụn k) - Chuyờn 6: Cỏc bi toỏn v bin tr - Toỏn bin lun - Chuyờn 7: Cc tr ca cỏc i lng in - Chuyờn 8: Cỏc phng ỏn mc mch in - Chuyờn 9: Xỏc nh cỏc i lng in bng thc nghim - Chuyờn 10: Nhit lng Cụng sut Chuyờn 1: MCH IN TNG NG - Vic chuyn mch in ó cho thnh mch in mi tng ng, cho mch in mi d dng xỏc nh c on mch no l ni tip, song song s giỳp cho vic gii bi toỏn mt cỏch thun li Vỡ vy quỏ trỡnh ging dy phn in chỳng ta khụng th khụng hng dn HS cỏch chuyn mch v mt s th thut chuyn mch I PHNG PHP Trong thc t ta thng gp trng hp sau: + Mch in gm mt s in tr xỏc nh, nhng ta thay i hai nỳt vo ca dũng in mch chớnh thỡ ta c cỏc s tng ng khỏc i vi mch in dng ny thi chỳng ta cú th thc hin theo cỏc bc sau: - Xỏc nh cỏc nỳt vo ca ngun in - Xỏc nh cỏc nỳt in th mch in, nu cỏc nỳt cú in th bng thỡ ta chp chỳng li, ri biu din cỏc nỳt ú theo th t hp lý - Xỏc nh cỏc in tr c ni vi cỏc nỳt in th no s ban u mc vo cỏc nỳt in th tng ng s tng ng + Mch in cú in tr, nỳt vo xỏc nh, nhng cỏc khoỏ K thay úng m, ta cng c cỏc s tong ng khỏc Cỏch lm i vi oan mch loi ny nh sau: - Nu khoỏ K no h thỡ b hn tt c cỏc th ni tip vi K v c phớa - Nu K úng ta chp hai nỳt hai bờn khoỏ K vi thnh im - Xỏc nh xem mch cú my im in th - Tỡm cỏc in tr song song nhau, cỏc phn ni tip v v s II CC V D MINH HO; Dng 1: Mch in gm mt s in tr xỏc nh, nhng ta thay i hai nỳt vo ca dũng in mch chớnh thỡ ta c cỏc s tng ng khỏc Vớ d 1: Cho s mch in (hỡnh 1) Hóy v s tng ng tớnh: a) RAB; R2 R1 A B C b) RAC; c) RBC R3 R4 D Gii: a) Tớnh RAB: Ta chp C v D, mch in A R1 cũn im in th l A, B v C, nhn thy R2 R1 mc vo hai im A,B; R mc vo hai R3 im B,C; R3 mc vo hai im A,D; R4 mc C,D vo hai im B,D ta cú s sau: R4 b) Tớnh RAC Ta chp C vi D mch cng cũn im nh a nhng A l im vo, C l im ra, ta cú s R2 sau: R1 C B R4 A R3 R3 c) Tớnh RBC Chp C v D Khi ú mch gm nhỏnh song song R4, R2 v b ni tip gm R1, R3 cõu D R2 B C,D R4 R3 A R1 Vớ d 2: Cho mch in nh hỡnh v Hóy v s tng cỏc in tr sau: B A a) RAB; R1 b) RAC; R6 c) RAD; d) RCB; R2 ng tớnh C D R3 R5 M Gii: a) Tớnh RAB Chp A, M, N vi B R4 N R1 A,M ,N R6 R3 D R4 R5 C B R2 R1 b) Tớnh RAC B R6 A,M, N c) Tớnh RAD C R2 B R6 R4 D R1 A N M C R5 R3 R2 D R3 R5 R4 d) Tớnh RCB (tng t) Dng2: Cho mch iờn cú cỏc nỳt vo xỏc nh nhng cỏckhúa K thay úng m thỡ ta c mt mch in mi tng ng Vi d 3: V s tng ng tớnh R2 R1 A C B RMN khi: a) K1 úng, K2 m b) K1 h, K2 úng R7 R K K2 R3 c) K1, K2 u úng D R5 Gii: a) Khi K1 úng, chp A va D B nhỏnh CE vỡ K2 h, b R5, R6 ra, mch cũn li hai nhỏnh song song Nhỏnh gm R1//R7 ni tip R2 Nhỏnh gm in tr R 3, R4 ni tip b) B ng AD vỡ K1 h, K2 úng ta chp C vi E, mch gm cm ni tip R1 A D R4 R1 R6 R5 B R3 E R2 C R7 A R2 C R7 E R4 B E R3 D R4 R1 c) Chp A v D, C v E, mch ch cũn li im in th A(v D), C (v E), B A D R7 R2 C E R3 B R4 Vớ d 4: Cho mch in nh hỡnh v V s tớnh in tr tng ng ca on mch AB, khoỏ K ngt v K úng C A D R R B Gii: a) Khi K úng in tr nm ngang b ni tt ba in tr cũn li cú mt u cựng ni vi D , u cung ni vi B, tc l cựng mc song song vi in tr ca on mch AB ú l R/3 K R R E R R A B R R b) Khi K ngt thỡ ta cú s tng ng sau: RAB = 3/5R R R R BI TP VN DNG Bi 1: Cho mch in nh hỡnh v K Bit UAB = 90V, R1 = 40 ; R2 = 90 ; R4 = 20 R1 ; R3 l mt bin tr B qua in tr ca ampe k, A C R4 khúa K v dõy ni R2 D R a.Cho R3 = 30 tớnh in tr tng ng ca on mch AB v s ch ca ampe k _ + hai trng hp : + Khúa K m A B + Khúa K úng b.Tớnh R3 s ch ca ampe k K úng cng nh K ngt l bng Gii a) + Khi K m on mch c v li : I4 + IAB A R R R1 R4 R2 A R3 D _ B U 14 AB RAB = RAD + R3 = R + R + R3 = 66; IAB = R = 1,36A; UAD = IAB RAD = 48,96V 14 AB U AD S ch ca ampe k : Ia = I4 = R = 0,816A 14 + Khi K úng on mch c v li : R3 R4 R1 R234 U AB R234 = R2 + R34 = R2 + R + R = 102 ; RAB = R + R = 28,7 234 U34 = I234 R34 = 10,56 V I234 = R = 0,88A 234 U34 => Ia = R = 0,528A b) + K m : R R U 54 14 AD RAB = R + R + R3 = 36 +R3 Ia = I1 = I4 = R = 36 + R (1) 14 14 + K úng : R R 20 R R34 = R + R = 20 + R ; R234 = R2 + R34 = 180 R3 90(20 + R3 ) + 20 R3 ( 20 + R3 ) ; I = I34 = 20 + R3 180 + 11R3 R3 U34 = I34 R34 = 180 + 11R ; Ia = I4 = 180 + 11R (2) 3 T (1) v (2) => R3 - 30R3 1080 = Gii phng trỡnh ta cú : R3 = 51,1 ( Chn ) R3 = - 21,1( Loi vỡ R3 < 0) Bi Cho mch in nh hỡnh Bit : R1 = ; R2 = R3 = ; R4 = ; UAB = 6V khụng i in tr ca ampe k , khúa K v cỏc dõy ni khụng ỏng k Hóy tớnh in tr tng ng ca on mch AB v s ch ca ampe k hai trng hp : A a Khúa K m b Khúa K úng Xột trng hp K úng : Thay khúa K bng in tr R5 Tớnh R5 cng dũng in chy qua in tr R2 bng khụng ? a R4 Khi K m mch in nh hỡnh v sau : in tr tng ng ca mch in l : R1 R2 A RAB = S ch ca ampe k l : IA = b Khi K úng in nh hỡnh v sau : Do R2 = R3 = , nờn RDC = ( ) RADC =R4 + RDC = + = ( ) = R1 R1 C R2 D K A R3 B Hỡnh D A R3 B C ( R1 + R2 ) R4 (8 + 4)6 + R3 = + = 8( ) R1 + R2 + R4 8+4+6 U AB = = 0,75( A) R AB R4 R2 R4 A D A R1 R3 C B Vy in tr tng ng ca mch in l : R1 = =4( ) 2 RDC U AB = = 1,5(V ) R4 + RDC 6+2 RAB = UDC = S ch ca ampe k l : IA = U DC 1,5 = = 0,375( A) R3 Khi thay khúa K bng in tr R5 s mch in nh hỡnh v sau : D dng thy dũng in qua R2 bng khụng thỡ mch in l mch cu cõn bng nờn ta cú : R4 R1 D R5 R4 R1 = R3 R5 => R2 C A A R3 B 16 = => R5 = 5,33() R5 Chuyờn 2: CC BI TON S DNG NH L V NT V PHNG TRèNH CNG TH 1- Khỏi nim v nỳt Nỳt mch l im ni ca ớt nht ba on mch in - nh lớ v nỳt mng: Tng i s cỏc dũng in i n nỳt bng tng i s cỏc dũng dũng in i nỳt - Phng trỡnh cng th: Nu A, B, C l cỏc im in th bt kỡ mch in, ta cú UAC = UAB + UBC I PHNG PHP - i vi cỏc mch in phc tp, hoc mch in cú cỏc khúa K úng (ngt) khỏc thỡ ta thc hin nh sau: + V li mch in tng ng + Tớnh dũng in qua cỏc in tr hoc qua cỏc on mch + S dng nh lý v nỳt mng tớnh cng dũng in hoc vit phng trỡnh dũng in - i vi nhng mch in m sau v mch in tng ng cỏc ampe k ó b chp cỏc im hai u thi ta da vo cỏc nỳt hai u s gc v s dng nh lý v nỳt mng tớnh cng dũng in chy qua ampe k - i vi nhng bi toỏn yờu cu tớnh hiu in th gia hai im mch in thỡ ta cú th s dng cụng thc cng th tớnh Trong trng hp ny thỡ chỳ ý n chiu dũng in II CC V D MINH HO: Vớ d 1: Cho mch in nh hỡnh v: a) Cho R1 = R3 = ; R2 = R4 = 6; RA ; UAB = 5V M A R2 R1 A R4 R3 N B Tỡm I1; I2; I3; I4 v s ch ca ampe k b) Nu R1 = R2 = ; R3 = R4 = 4; RA Ampe k ch 1A Tỡm I1; I2; I3; I4 v UAB Gii: R1 Vỡ RA nờn chp nỳt M v N ú ta cú s tng ng sau: A M N R3 a) Ta cú RAB = I = 5/3A; I1 = I = I/2 = 5/6A; I2 = 10/9A; I4 = 5/9A tỡm s ch ca ampe k ta phi quay tr li s chớnh Vỡ I2 > I1 nờn cng dũng in qua ampe k chy t N n M R2 B R4 10 5 = A 18 R3 R4 b) I = R + R I = I ; I = R + R I = I ; 4 I I T nỳt M ta cú IA = I2 I1 = I I = = I = 20 A 20 20 suy IA = I2 I1 = T ú ta tớnh c I1 = 15A; I2 = 16A; I3 = 5A; I4 = 4A; UAB = 31V Vớ d 2: Cho mch in nh hỡnh v, ampe k A ch I1 Hi ampe k A2 ch bao nhiờu Kớ hiu dũng in qua cỏc on mch nh hỡnh v Xột dũng in ti cỏc nỳt A v B ta cú I3 + I1 = I2 + I4 (1) Mt khỏc UAB = I3R + I2R = (I3+I2)R UAB = I33R + I4R =(3I1 + I4)R Suy I3 + I2 = 3I1 + I4 (2) T (1) v (2) suy I2 = 2I1 Vy A2 ch 2I1 Vớ d Cho mch in nh hỡnh v B qua in I3 A I A1 I R1 20 I 30 3I I1R3 = I5R5 suy I5 = = 50 I R 3I Ti nỳt P: I4 = I2 I5 suy I = 1 20 I1 + I2 = I6 =I1 + I5 suy R2 R1 A2 R I4 B R1 N Ta cú I2R2 = I1R1 suy R P R4 R5 A Gii: Ti nỳt Q: 3R I2 R R2 M tr ca ampe k v dõy ni R2 = 20; R3 = 30; R4 = 40 ; R5 = 50; R6 = 10 Khi ampe k ch s Hóy tớnh R1 R R3 Q R3 R5 R6 R4 R6 I6 = 3I I = 5 Vit phng trỡnh hiu in th; I4R4 = I5R5+ I6R6 hay [ 3I 8I I R1 3I1 ].40 = 50 + 10 5 20 Suy 2R1 24 = 30 + 16 R1 = 35 Chuyờn 3: CC BI TON V DNG C O (AMPE K, VễN K) I PHNG PHP 1) i vi ampe k: a) Nu ampe k l lớ tng (RA = 0) thỡ s nú cú vai trũ nh dõy ni nờn; - Khi mc ni tip vo mch no thỡ nú ch dũng in mch ú - Khi mc song song vi in tr thỡ in tr ú b ni tt, c b s - Khi nú gn riờng mt mch, thỡ dũng in qua nú c tớnh thụng qua cỏc dũng in liờn quan hai nỳt ta mc ampe k b) Nu ampe k cú in tr ỏng k thỡ s c coi nh in tr 2) i vi vụn k: a) Nu vụn k cú in tr ln vụ cựng (lớ tng) thỡ: + B qua vụn k v s tng ng tớnh in tr ca mch in + Nhng in tr bt kỡ ghộp ni tip vi vụn k thỡ coi nh dõy ni ca vụn k + S ch ca vụn k loi ny trng hp mch phc c tớnh thụng qua cụng thc cng th b) Nu vụn k cú in tr khụng quỏ ln thỡ s nú cú vai trũ nh mt in tr S ch ca vụn k l U = IV.RV M N II CC V D MINH HO A Cỏc vớ d v ampe k Vớ d 1: Cho mch in nh hỡnh v Trong ú in tr cỏc ampe k v cỏc dõy ni u khụng ỏng k R1 = R2 = R3 = R4 = 2, R5 = 1; R6= = 4, UMN = 3V Tỡm s ch ca cỏc ampe k Gii: Ta cú s tng ng sau: T s ta suy ra: RAD 2.1 = = ; +1 2.4 = = ; 2+4 U RMN = + + = I = MN = A RMN 3 RCB = A1 R1 R3 C R4 A2 R2 A A3 B R5 D R M R3 C D R1 A N R4 R6 B R5 Tr li s ban u thỡ A1 v A2 cựng ch R A I3 = R5 I I= = A R3 + R5 I4 = R + R I = + I = I = A T s ban u thỡ A3 ch I A = I I = A Vớ d 2: Trong hỡnh v cỏc in tr r ging nhau, cỏc ampe k u cú in tr khụng r ỏng k, A1 ch 1A Hi A 2, A3 ch bao nhiờu? M Gii; Vỡ cỏc ampe k cú in tr bng nờn s tng ng ta chp im C, D, N vo mt M ng thi v chiu dũng in c hai s Qua ú mi bit mi ampe k ch dũng in no s tng ng Ta cú: I5 = 2I3, (vỡ I3 = I4) t mch song song C A1 R1 r R2 r R4 A R4 D A2 r r A3 R3 r R5 B R6 R3 A R5 C D N B R R2 R1 I 1,5r = = 1,5 I = 1,5 I = 3I ; I5 r I = I + I = 5I r I Tng t: = = I = I = 8I I4 r 5 T gi thit: IA1 = I1 = 1A Ta suy I3 = 1/8A; I2 3I3 = 3/8A Kt qu l IA2 = I1 + I2 = 1+3/8 = 11/8A IA3 = IA2 + I3 = 11/8 + 1/8 = 1,5A Vớ d 3: Mch in mc theo s sau Cỏc ampe k ging ht nhau, cỏc in tr bng l r Bit rng A2 ch 1A, A3 ch 0,5A hi A1 ch bao nhiờu? Gii Ta thy cỏc ampe k cú in tr ỏng k, vỡ nu R A = thỡ A1 lm on mch Do ú ta phi i tỡm RA I2 P r A1 A3 r A2 r Q R A + 2r = R A = 2r Ta cú I = R A cú I1 ta so sỏnh vi I4 thụng qua mch song song; ú l mch A1 v phn cũn li: R PQ = 2r.4r = r; RMPQN 2r + 4r r I 7 7 = r + r + = r = = I = I = 1,5 = 3,5 A 3 I4 r 3 N R1 R2 Vớ d 4: Cho mch in nh hỡnh C Bit R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 l mt bin tr Hiu in th gia hai im A v A B l UAB = 18V khụng i B qua in A B tr ca dõy ni v ca ampe k a Cho R4 = 10 Tớnh in tr R3 D R4 tng ng ca on mch AB v cng dũng in mch chớnh ú ? b Phi iu chnh bin tr cú in tr bng bao nhiờu ampe k ch 0,2A v dũng in chy qua ampe k cú chiu t C n D ? Gii a Do ampe k cú in tr khụng ỏng k nờn ta chp C vi D Mch in c mc nh sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) Vỡ R1 = R3 = 30 nờn R13 = 15 R2 I1 R1 C Vỡ R2 = R4 = 10 nờn R24 = I1 I2 Vy in tr tng ng ca mch in IA l : A A I RAB = R13 + R24 = 15 + = 20 ( ) Cng dũng in mch chớnh l : U 18 I3 R D I4 R I = AB = = 0,9( A) R AB B 20 b Gi I l cng dũng in chy mch chớnh Do ampe k cú in tr khụng ỏng k nờn ta chp C vi D Mch in c mc nh sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) Do R1 = R3 nờn I1 = I3 = R4 I I2 = R + R I 2 Cng dũng in qua ampe k l : I ( R2 R4 ) I (10 R4 ) = = 0,2 ( A ) (1) 2( R2 + R4 ) 2(10 + R4 ) R1 R2 R4 10.R4 in tr ca mch in l : RAB = + R + R = 15 + 10 + R 4 18(10 + R4 ) U 18 = = Cng dũng in mch chớnh l : I = R AB 15 + 10.R4 150 + 25R4 (2) 10 + R4 30 Thay ( ) vo ( ) ri rỳt gn ta c : 14R4 = 60 => R4 = () 4,3() I R => IA = I1 I2 = R + R I ; => IA = B Cỏc vớ d v vụn k Vớ d 1: Cho mch in nh hỡnh v V cú in tr RV rt ln, A v K cú in tr rt nh a Khi K m, V ch 6V b Khi K úng, V ch 5,75V v A ch 0,5A Tớnh hiu in th U hai u mch v in tr R3 Gi ý gii: K R3 A V R1 R2 10 R 34 = R + R = ( ) I 12 = I 34 = U U U = U U U = I 34 R = = U U U U = U V = 6.2 = 12 (V) UV = U1- U3 = = úng khúa K v di chuyn chy C ca bin I1 I2 Ta cú : U = I 12 R = tr R t u bờn trỏi sang u bờn phi thỡ s ch ca ampe k I A thay i nh th no ? A R1 R3 3.2 = = 1,2 ( ) Ta cú : R 13 = R + R = 3+ R2 x 3.x t RNC = x => R 24 = R + x = ; 3+ x 3.x 4,2 x + 3,6 R BD = 1,2 + = 3+ x 3+ x U 6(3 + x) 6(3 + x) 7,2(3 + x) I = R = 4,2 x + 3,6 = 4,2 x + 3,6 ; U 13 = I R 13 = 4,2 x + 3,6 1,2 = 4,2 x + 3,6 BD 3+ x 7,2(3 + x) U 13 2,4(3 + x) 6(3 + x) 18.x 3.x I = R = 4,2 x + 3,6 = 4,2 x + 3,6 ; U 24 = I.R 24 = 4,2 x + 3,6 = 4,2 x + 3,6 3+ x 18.x U 24 6.x I = R = 4,2 x + 3,6 = 4,2 x + 3,6 * Xột hai trng hp : - Trng hp : Dng in chy qua ampe k cú chiu t M n N 2,4(3 + x) 6.x 7,2 3,6 x Khi ú : I A = I - I = 4,2 x + 3,6 - 4,2 x + 3,6 = 4,2 x + 3,6 Bin lun : Khi x = thỡ I A = (A) Khi x tng thỡ (7,2 - 3,6.x) gim ; (4,2.x + 3,6) tng ú I A gim Khi x = thỡ I A = (1) 7,2 3,6.2 = 4,2.2 + 3,6 - Trng hp : Dũng in chy qua ampe k cú chiu t N n M Khi ú : I A = I - I = 6.x 2,4(3 + x) 4,2 x + 3,6 4,2 x + 3,6 7,2 x = 3,6 4,2 + x = 3,6 x 7,2 4,2 x + 3,6 3,6 IA (2) Bin lun : + Khi x tng t ( ) tr lờn thỡ 7,2 3,6 v x x 15 u gim ú I A tng 7,2 3,6 Do ú I A + Khi x rt ln ( x ) thỡ v x x 0,86 (A) v cng dng chy qua in tr R rt nh ; S mch cú th v nh hỡnh bờn Vớ d 9: A Cho mch in nh hỡnh v 1: Bit UAB = 24,64V khụng i, R1 = 18, R2 = 12, bin tr cú in tr ton phn l Rb = 60, in tr ca dõy ni v cỏc ampe k nh khụng ỏng k 1) Khi K m, tỡm s ch ca cỏc ampe k ? 2) Khi K úng, xỏc nh v trớ chy C cho: a) Ampe k A3 ch s ? b) Hai ampe k A1, A2 ch cựng giỏ tr ? Hóy tớnh giỏ tr ú? c) Hai ampe k A1, A3 ch cựng giỏ tr ? A Hóy tỡm giỏ tr ú? Gii: R1 A1 D B R2 K A3 C A2 A1 E F R1 D B R2 K 1) K m A3 - Ampe k ch : I1 = U/(R1 +R2) = 0,82 A - Ampe k ch : I2 = U/Rb = 0,41 A C Ampe k ch A2 2) K úng E a) Ampe k ch 0, ta cú mch cu cõn bng: R1/ REC =R2 /RCF = (R1 + R2) /Rb => REC = R1 Rb / ( R1 + R2) = 36 REC / Rb = 3/5 Vy chy C nm v trớ cỏch E l 3/5 EF b) Hai ampe k A1 v A2 ch cựng giỏ tr UAC = I1 R1 = I2 REC vỡ I1 = I2 nờn R1 = REC = 18 , RFC = 42 Vy chy C v trớ cho EC/EF = 3/10 RAB = RAC + RCB = R1 REC/ (R1 + REC) + R2 RFC/ (R2 + RFC) = 55/3 S ch ca ampe k A1 v A2 l I1 = I2 = I/2 = U/2RAB = 0,672A c) Hai ampe k A1 v A3 ch cựng giỏ tr Trng hp 1: Dũng qua A3 chy t D n C I1 = I3 => I R2 = I1 I3 = => UCB = iu ny ch xy chy C trựng F Khi ú I1 = I3 = 1,369A Trng hp 2: Dũng qua A3 chy t C n D I R2 = IR1 + I3 = IR1 = 2I1 UAC = I1 R1 = I2 REC => I1/I2 = REC/ 18 (1) UCB = IR2 R2 = ICF RCF vi RCF = 60 - REC I R2 =2 I1 v ICF = I2 - I3 = I2 - I1 => 2I1/( 60 - REC) = (I2 - I1)/ 12 = 2I2/ (84- REC) => I1/ I2 = ( 60 - REC)/ (84- REC) (2) T (1) v (2) ta cú : R EC - 102REC + 1080 = Gii phng trỡnh ta c REC = 12 Khi ú UAB = I1 R1 + IR2 R2 = I1 R1 + 2I1 R2 F 16 I1 = U/ 42 = 0,587 A Vy chy v trớ cho R EC / Rb = 1/5 thỡ ampe k A1 v A3 ch cựng giỏ tr 0,587A Chuyờn 4: MT S BI TP V MCH Cể BIN TR TON BIN LU N PHNG PHP: - V li mch in - Chn mt phn ca bin tr lm bin s, sau ú biu din phn cũn li qua bin s ú - Biu din cỏc i lng bi toỏn thụng qua bin s, t ú lp cỏc phng trỡnh tớnh hoc bin lun Vớ d 1: Cho mch in nh hỡnh v Cho bit UAB = V; R1 A B R1 R2 = 3; R2 = 6; MN l mt dõy dn in ng cht, chiu D r r di l = 1,5 m, cú tit din u S = 0,1 mm v in tr sut A = 4.10-7m; in tr ca cỏc dõy ni v ampe k nh khụng ỏng k M N C 1) Tớnh in tr ca dõy dn MN Hỡnh 2) Xỏc nh v trớ ca chy C ampe k ch A Gii 1) l 4.107 m.1,5m R= = = S 0,1.10 m R1 r -t RMC=x k: x RCN=6-x -Mch gm:(R1//RMC)nt(R2//RCN) in tr ton mch l: Rm = = M A B D A R2 r C N Hỡnh R1RMC RR 3x 6(6 x) 3x (12 x) + (36 x)( x + 3) + CN = + = R1 + RMC R2 + RCN x + 12 x ( x + 3)(12 x) x + 54 x + 108 ( x + 3)(12 x) Cng IC = dũng U AB 7( x + 3)(12 x) = Rm x + 54 x + 108 in mch chớnh I1 = I C x x(12 x) 84 x x = = x + x + 54 x + 108 x + 54 x + 108 I = IC x 7( x + 3)(6 x) 21x x + 126 = = 12 x x + 54 x + 108 x + 54 x + 108 l: Trng hp 1: Nu cc dng ca Ampek gn vo D: I1- I2 = Ia 17 84 x x 21x + x 126 = 3(63 x 126) = x + 54 x + 108 x + 54 x + 108 189 x 378 = x + 54 x + 108 x + 135 x 486 = x + 15 x 54 = x = V x=-18 (loi) Vy: Con chy C chớnh gia bin tr thỡ Ampek ch A Trng hp 2: Nu cc dng ca Ampek gn vo C: I2- I1 = Ia 21x x + 126 84 x + x = x 27 x + 30 = x = 1,16 v x 25,8 (loi) x + 54 x + 108 MC RMC MC 1,16 = = MC = 0,29m MN RMN MN Vớ d 2: Cho mch in nh hỡnh v Cho U MN = U = 6V khụng i; r = 2; R1 = R2 = 3; in tr dõy ni, ampe k v khoỏ K nh khụng ỏng k 1) Khoỏ K m, di chuyn chy C ngi ta nhn thy: in tr phn AC ca bin tr AB cú giỏ tr 5,5 thỡ dũng in qua in tr R2 cú giỏ tr nh nht Tớnh in tr ton phn ca bin tr 2) úng khoỏ K, cụng sut tiờu th trờn R l 0,75W Xỏc nh v trớ chy C v tớnh s ch ampe k? K A r M N r C R1 B R2 A Hỡnh Cu to mch: [ ( RCA ntR2 ) // R1 ] ntRBC ntr t RCA=x RBC=RAB-x U = IC= Rm R x + + 3( x + 3) AB x+6 R1 18 I2 = IC = = R1 + R2 + RCA R x + + 3( x + 3) x + x + ( R AB 1) x + R AB + 21 AB x+6 18 = R AB R AB ( R 1) x 2x + + R AB + 21 AB 18 = R ( R 1) ; ( x AB ) + R AB + 21 AB R I2min x= AB R AB = x + = 2.5,5 + = 12 3( x + 3) Rm=RAB-x+2+ x+6 Cu to mch: {[ ( R AC // RBC ) ntR1 ] // R2 } ntr I1= P1 0,75 = = 0,5 A R1 t RAC =y RBC = 12 y iu kin: y 12 U AN R AC RBC y + 12 y + 36 = I1 ( + R1 ) = R AC + RBC 24 18 I2 = U AN y + 12 y + 36 = R2 72 Mt khỏc: I C = (*) IC=I2+I1= U MA U U AN y 12 y + 108 = = r r 48 y + 12 y + 72 72 (1) (2) T (1) v (2) ta cú phng trỡnh y 12 y + 108 y + 12 y + 72 = y 12 y + 36 = y = (tho món) 48 72 chy C chớnh gia bin tr S ch ampe k l :Ia=I2+IAC=1A+0,25A=1,25A *Tớnh IAC? Vỡ RAC=RBC I AC = I1 0,5 = = 0,25 A 2 *Tớnh I2? Thay y=6 vo * ta c I2=1A r U Vớ d 3: Cho mch in nh hỡnh v Cho bit U AD = U; RX l A D mt bin tr; vụn k cú in tr vụ cựng ln; in tr ca R1 B cỏc khoỏ K v dõy ni nh khụng ỏng k Bit rng: V - Khi cỏc khoỏ K1, K2, K3 u úng thỡ vụn k ch 18V, K1 R2 ú bin tr cú giỏ tr RX = R4 = 4,8 v cụng sut tiờu th R3 K2 ca ton mch AD l 270W C - Khi cỏc khoỏ K1, K2 úng; khoỏ K3 m thỡ vụn k ch 24V K3 M RX N - Khi khoỏ K1 úng; cỏc khoỏ K2, K3 m thỡ vụn k ch 27V Hỡnh - Khi cỏc khoỏ K1, K2, K3 u m thỡ vụn k ch 30V 1) Tớnh giỏ tr ca hiu in th UAD = U v cỏc in tr r, R1, R2, R3 2) Khi cỏc khoỏ K1, K2, K3 u úng v chy C v trớ cho R X = R4 = 4,8, mun cho cụng sut ca on mch AB (khụng cha ngun U, r) gim thỡ chy C phi dch chuyn v phớa no? Gii: Khi K1,K2,K3 úng: Cng dũng in mch chớnh c tớnh theo cụng r U thc sau : A D I1 = U 18 18 18 18 18 = + + + r R1 R2 R3 R4 R1 U 1 1 (1) = + + + 18r r R1 R2 R3 R4 K1 V R2 K2 R3 B U 18 K3 C ) = 270( *) r r M RX N U 24 24 24 24 U 1 1 K1,K2úng,K3 m : I = r = R + R + R 24r r = R + R + R ( 2) 3 Cụng sut ca on mch AD l: P = U I1 = U ( - U 1 1 - K1úngK2,K3 m : 27r r = R + R ( 3) U - K1,K2,K3 m : 30r r = R ( 4) 19 U U 1 U U 1 Thay vo ta c: 18r r = 24r r + 4,8 U = 15r ( 5) Thay5 vo * ta c:r=2,4 , thay r=2,4 vo ta c U=36 V 216r Thay3 vo ta c 24r r = 27r r + R R3 = U = 14,4 Thay vo ta c R2 = 270r = 18 U Thay U=36V v r=2.4 vo ta c R1=12 Khi K1,K2,K3 úng: Cng dũng mch chớnh l : I1 = U U 18 36 18 18 = = 7,5 A R AB = AB = = 2,4 r = R AB r 2,4 I1 7,5 Khi in tr on AB thay i,cụng sut on mch AB c tớnh nh sau: U2 U2 U2 R = AB r r (theo Cauchy) PAB=I2RAB= ( R AB + r ) ( R AB + ) R AB R AB R AB max PAB = U 4r t c r=RAB Vy r=RAB thỡ cụng sut on AB l ln nht Con chy C di chuyn v bờn trỏi hay bờn phi bin tr thỡ cụng sut on AB u gim S ch ampe k l :Ia=I2+IAC=1A+0,25A=1,25A Vớ d Cho mch in nh hỡnh v Ngun in U cú hiu in th khụng i l 21V; R = 4,5, R = 3, búng ốn cú in tr khụng i R = 4,5 Ampe k v dõy ni cú in tr khụng ỏng k a Khi khúa K úng, chy C ca bin tr v trớ im N, thỡ ampe k ch 4A Tỡm giỏ tr ca R2 b Xỏc nh giỏ tr ca on bin tr R X ( t M ti C) ốn ti nht khúa K m c Khi khúa K m, dch chy C t M n N thỡ sỏng ca ốn thay i th no? Gii thớch Gii: a) Khi K úng v chy u N thỡ ton b bin tr MN mc song song vi ampe k Khi ú mch in tr thnh: (R2 // ) nt R1 Lỳc ny ampe k o cng dũng in mch P chớnh U 21 Rtm = = = 5,25 (1) I R R 4,5.R2 Mt khỏc: Rtm = R + R + R1 = 4,5 + R + (2) 2 U R1 R2 P C R X N M K R A U R1 R-RX RX C N M R2 T (1) v (2) gii ra: R2 = 4,5 b) Gi in tr ca phn bin tr t M ti chy l RX, nh vy in tr ca on t C n N l R - RX 20 Khi K m mch in thnh: R1ntRXnt{R2//[(R-RXntR)]} ( R R X + R ) R2 R X2 + R X + 81 + R X + R1 = R R X + R + R2 13,5 R X U (13,5 R X ) U Cng dũng in mch chớnh: I = R = R X2 + R X + 81 tm U (13,5 R X ) (9 R X ).4,5 4,5U (9 R X ) = UPC = I.RPC = R X + R X + 81 13,5 R X R X2 + R X + 81 U PC 4,5U Cng dũng in chy qua ốn: I = R = (3) R X + R X + 81 X in tr ton mch: Rtm = ốn ti nht I nh nht Mu ca biu thc v phi ca (3) l mt tam thc bc hai m h s ca RX õm Do ú mu t giỏ tr ln nht khi: RX = 4,5.U = hoc phõn tớch: I d = RX = 2.(1) 90 (Rx 3) Vy Rx = thỡ I nh nht, ốn ti nht c) Theo kt qu cõu trờn, ta thy: Khi K m, nu dch chuyn chy t M ti v trớ ng vi RX = thỡ ốn ti dn i, nu tip tc dch chuyn chy t v trớ ú ti N thỡ ốn s sỏng dn lờn Vớ d 5: Cho mch in nh hỡnh v t vo mch in hiu in th U = 2V, cỏc in tr R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = A 6; R4 = 0,5; R5 l mt bin tr cú giỏ tr ln nht l 2,5 B qua in tr ca ampe k v dõy ni Thay i giỏ tr ca R5, xỏc nh giỏ tr ca R5 : a Ampe k A ch 0,2A b Ampe k A ch giỏ tr ln nht D R1 +U - R4 R0 R2 B A R3 R5 C Gii: a Xỏc nh R5 ampe k ch 0,2A V li mch in nh hỡnh v Ký hiu in tr on AC l x = 0,5 + R5 in tr ton mch l R R3 R1 x + R1 + x R2 + R3 x 3x + = Thay s: Rtm = + x +1 x +1 Rtm = R0 + U 2( x + 1) Cng dũng in mch chớnh: I = R = 3x + tm 21 Cng dũng in qua on mch AC(cha x): I x = 3x + x +1 Cng dũng in qua R3 l: I = 2( 3x + 2) x +1 x Xột ti nỳt C: IA= Ix I3 I A = 3x + 2( 3x + 2) = 2( 3x + 2) = 0,2 (1) (do I x I ) Gii phng trỡnh trờn ta c x = R5 = 0,5 b Ampe k A ch giỏ tr ln nht x T phng trỡnh (1), ta cú: I A = 2( 3x + ) = (vi x bin i t 0,5 n 3) x x = = 6x + 6x + 6x + 6x + + x Nhn thy IA max xmin xmin= 0,5 R5 = Thay vo IA ta c IAmax= 0,357A CHUYấN 5: CC BI TON V CễNG SUT CC I I Túm tt kin thc c bn liờn quan: - Cụng thc tớnh cụng sut ca dũng in: p = UI = U2 = I 2R R - Cụng thc chia dũng i vi on mch gm in tr mc song song R2 R1 I1 = R + R I ; I2 = R + R I 2 - H qu ca nh lý Cụsi: + Vi hai s a, b khụng õm Nu a.b = const thỡ a + b nh nht a = b - Vi A(x) = ax2 + bx + c (a 0) ta cú: A(x) = a(x + b ) 2a 4a b v A(x) = 2a 4a b + Nu a < thỡ A(x) ln nht x = v max A(x) = 2a 4a + Nu a > thỡ A(x) nh nht x = II Phng phỏp: Bc 1: Thit lp cụng thc tớnh cụng sut ca on mch vi bin s l tr s ca in tr hoc l ca on mch Bc 2: Da vo h qu nh lý Cụsi hoc da vo cc tr ca tam thc bc hai tỡm cụng sut cc i III Cỏc vớ d minh ha: VD1: Cho mch in nh hỡnh v: A + R Rx B 22 Bit R0 = , Rx l mt bin tr, hiu in th UAB = 12V Hóy tỡm Rx cụng sut tiờu th trờn Rx t giỏ tr ln nht Gii: Cụng sut tiờu th trờn bin tr l: Px = I Rx = U2 144 144 Rx = Rx = 2 64 ( R0 + Rx ) 64 + 16 Rx + Rx + Rx + 16 Rx 64 64 Vỡ R R x = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + Rx + 16 nh nht x x 64 = R x Rx = Vy cụng sut tiờu thu P ln nht v ch Rx = Rx Khi ú cụng sut ln nht l: P = 4,5W VD2: Cho mch in nh hỡnh v: R Rx B A C R Bit R0 = , R1 = , Rx l bin tr, hiu + in th UAB = 12V a) Tỡm Rx cụng sut tiờu th trờn Rx l ln nht Tỡm cụng sut ln nht ú b) Tỡm Rx cụng sut tiờu th trờn on mch CB l ln nht Tỡm cụng sut ln nht ú Gii: a) in tr tng ng R01 = R0 + R1 = 8+4 = 12 Cụng sut tiờu th trờn Rx l: 144 144 Rx = U2 144 Rx = 144 + 24 Rx + Rx Px = I Rx = + Rx + 24 ( R01 + Rx ) Rx 144 144 Vỡ R Rx = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + Rx + 24 nh nht x x 144 R = Rx Rx = 12 Vy cụng sut tiờu thu P ln nht v ch Rx = x 12 Khi ú cụng sut ln nht l: P = 3W b) Gi in tr ca on mch CB l RCB Cụng sut tiờu th trờn on mch CB l: U2 144 144 RCB = RCB = 2 64 ( R0 + RCB ) 64 + 16 RCB + RCB + RCB + 16 RCB 64 64 Vỡ R RCB = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + RCB + 16 nh nht CB CB 64 R = RCB RCB = Vy cụng sut tiờu th P ln nht v ch RCB = CB PCB = I Rx = => Rx = RCB R1 = - = Khi ú cụng sut ln nht l: P = 4,5W VD : Cho mch in nh hỡnh v: Bit R0 = , R1 = 12 , Rx l bin tr, hiu in th UAB = 12V R A + R C B - Rx 23 a) Tỡm Rx cụng sut tiờu th trờn on mch CB l ln nht Tỡm cụng sut ln nht ú b) Tỡm Rx cụng sut tiờu th trờn Rx l ln nht Tỡm cụng sut ln nht ú Gii: a) Gi in tr ca on mch CB l RCB Cụng sut tiờu th trờn on mch CB l: U2 144 144 RCB = RCB = 2 64 ( R0 + RCB ) 64 + 16 RCB + RCB + RCB + 16 RCB 64 64 Vỡ R RCB = Const nờn theo h qu ca nh lý Cosi thỡ R + RCB + 16 nh nht CB CB 64 R = RCB RCB = Vy cụng sut tiờu th P ln nht v ch RCB = CB R1.RCB 12.8 => Rx = R R = 12 + = 4,8 Khi ú cụng sut ln nht l: P = 4,5W CB PCB = I Rx = b) Gi in tr ca Rx l x: R1.x 12 x Ta cú in tr tng ng: RCB = R + x = 12 + x ; 12 x 20 x + 96 = 12 + x 12 + x U 12(12 + x ) R1 12 12(12 + x) 144 36 I = R = 20 x + 96 ; => Ix = R + x I = 12 + x 20 x + 96 = 20 x + 96 = x + 24 AB RAB = R0+RCB = 8+ Cụng sut tiờu thu trờn Rx: 1296 1296 x= 36 2 576 Px= Ix Rx =( ) x = 25 x + 240 x + 576 25 x + + 240 x + 24 x 576 576 576 + 240 nh nht 25 x = Vỡ 25 x =const nờn 25 x + x =4,8 x x x Vy cụng sut tiờu th trờn Rx ln nht x = 4,8 Khi ú MaxPx = 2,7W IV Bi dng Bi 1: Cho mạch điện nh hình vẽ: (hình 1) UAB = U = 6V; R1 = 5,5; R2 = 3; R biến trở Khi R = 3,5, tìm công suất tiêu thụ đoạn mạch AM Với giá trị biến trở R công suất tiêu thụ đoạn mạch AM đạt giá trị lớn Tìm giá trị lớn R2 R M + - A BHình R1 U U ( R2 + R ) a/ I = R + R + R PAM = I (R2 + R) = ( R2 + R + R1 ) 2 2.(3 + 3,5) = 1,625W Thay s: PAM = (3 + 3,5 + 5,5) 24 U2 b/ PAM = ( R + R) + R12 + R ( R2 + R ) Cụsi: ( R2 + R) + R12 U2 R12 R1 ( R2 + R ) + + R 4R1 PAM ( R2 + R ) ( R2 + R ) 4R1 U2 62 18 = PAM Max = = W 1,64W R2 + R = R1 R = R1 - R2 = 2,5 R1 4.5,5 11 Bi Cho mch in nh hỡnh v (Hỡnh 2) Bit r = , R1, R2 l mt bin tr iu chnh bin tr R2 cho cụng sut trờn nú l ln nht, ú cụng sut trờn R2 bng ln cụng sut trờn R1 Tỡm R1? Thay R2 bng mt búng ốn thỡ ốn sỏng bỡnh thng, +U- R1 A r R2 ú cụng sut trờn on mch AB l ln nht Tớnh cụng sut v hiu in th nh mc ca ốn? Bit U =12V Gii: R R - in tr ton mch: R= r + RAB = r + R + R = R2 (r + R1 ) + r.R1 R1 + R2 U (R + R ) U - Dũng in mch chớnh: I= R = R (r + R ) + r.R 1 T hỡnh v ta cú: U2= UAB=I.RAB= - UR1 R2 R2 (r + R1 ) + r.R1 U R12 R2 U 22 Cụng sut trờn R2 : P2= = R2 R2 ( r + R1 ) + rR1 Vn dng bt ng thc cụsi ta cú: U R12 R2 U R12 R2 U R1 = - P2 = R2 (r + R1 ).rR1 4r (r + R1 ) R2 ( r + R1 ) + rR1 rR1 U R1 - Vy P2MAX= Khi R2(r +R1) = rR1 => R2 = r + R (1) 4r (r + R1 ) P1 R2 R2 U2 1 Mt khỏc theo bi ta cú: P = => AB U = => R = => R1=3R2 (2) R1 3 AB T (1) v (2) Gii ta cú: R2= ; R1=6 Thay R2 bng ốn T hỡnh v ta cú: U Cng dũng in mch chớnh I = r + R Cụng sut trờn AB: PAB= I RAB AB U RAB U RAB U = => PAB= (r + RAB ) 4r.RAB 4r U2 => PABMAX= Khi r=RAB = 4r 25 B R1.Rd Rd Mt khỏc RAB= R + R = => + R =3 => Rd = d d Do Rd=R1 => Pd=P1= PAB U U = =3W Mt khỏc vỡ RAB= r => Ud=UAB= =6V 2 8r A B R0 Bi 3: + Cho mch in nh hỡnh v : UAB = 12V, R0 l mt R1 M bin tr, R1 = ; R2 = 10 ; R3 = ốn l loi 6V - 6W Vụn k cú in tr vụ cựng ln V Cho R0 = Tớnh s ch ca vụn k v ch rừ R2 R3 cc dng ca vụn k c ni vi im no? N Khi ú ốn sỏng th no? iu chnh R0 cụng sut tiờu th trờn R0 t giỏ tr cc i Hóy tớnh : R2 a Giỏ tr ca R0 v cụng sut tiờu th ton mch ú b T s cụng sut tiờu th ca ốn lỳc trc v sau khiRiu chnh bin tr ? ( ) ( ) Gii: 1.Phõn tớch mch: [ R1 nt D // R2 nt R3 ] nt R0 + in tr ca ốn: RD = U 62 = = P R0 A B + - + in tr ca nhỏnh cha ốn: R1 R1D = R1 + R D = 10 M + in tr ca nhỏnh cũn li: R23 = R2 + R3 = 15 V R2 + in tr tng ng ton mch: Rtd = R0 + R3 N R1D R23 10.15 = 2+ = R1D + R23 10 + 15 + Cng dũng in mch chớnh: I = R2 U 12 = = 1,5 A R3 R td R R 1D 23 + Hiu in th hai u on mch CD l U CD : U CD = I RCD = I R + R = 1,5.6 = 9V 1D 23 U U CD + U CM = I R1 = R R1 = 10 = 3,6V 1D CD + U CN = I R2 = R R2 = 15 10 = 6V 23 + U MN = U CN U CM = 3,6 = 2.4V Vy s ch ca vụn k l 2,4 V cc dng ca vụn k ni vi im M => UD = UCD- UCM = 9-3,6 = 5,4V < V Vy ốn sỏng yu hn bỡnh thng 2.a Thay i R0 n cụng sut tiờu th trờn R0 t giỏ tr cc i +Cụng sut tiờu th trờn R0 l P0: P0 = U2 ( R0 + RCD ) R0 = U2 R0 + RCD R0 + Dựng bt ng thc Cụsi cho mu s ta thu c: + P0max R0 = RCD R0 = RCD = R0 PAB = U 122 = = 12W R0 2.6 Vy R0 = thỡ cụng sut tiờu th trờn mch t giỏ tr cc i v P = 12 W 26 * b.Tớnh t s cụng sut: + Cụng sut ca ốn R0 = l P1 = I12 RD + Cụng sut ca ốn sau iu chnh bin tr l P2 = I RD + Cng dũng in mch chớnh sau iu chnh bin tr l I = U 12 = = 1A R0 12 U = I .RCD = 1.6 = 6V => I = CD = = 0.6 A + U CD R1D 10 2 P I + T s cụng sut: = = = 2,25 P2 I Đ R1 Bi 3: Cho mạch điện nh hình UAB = 9V; R1 = 16; A Đ(6V-9W); Ra = Đèn sáng bình thờng Tính Rx RX Tìm RX để công suất cực đại? Tính công suất ấy? Độ U sáng đèn lúc ? Hình Bi + Cho mch in nh hỡnh v: U Cho U = 16V, Ro = 4, R1=12 , Rx l mt giỏ tr tc thi A ca mt bin tr ln Ampe k A v dõy ni cú in tr khụng ỏng k.Tớnh : Ro a /Tớnh Rx cho cụng sut tiờu th trờn Rx bng 9W? R1 A b/ Tớnh hiu sut ca mch in Bit rng tiờu hao nng B lng trờn R1, Rx l cú ớch, trờn Ro l vụ ớch? Rx c/ Vi giỏ tr no ca Rx thỡ cụng sut tiờu th trờn Rx l cc i.Tớnh cụng sut ú Bi 5: Cho mt búng ốn 6V-3W v mt bin tr chy c mc vi nhau, sau ú ni vo ngun cú hiu in th khụng i U=9V nh dõy dn cú in tr Rd=1 (hỡnh v) Cho in tr ca ton bin tr l 20 a)Tỡm in tr RAC ca phn AC ca bin tr , bit ốn sỏng bỡnh thng Tỡm hiu sut ca cỏch mc mch thp sỏng ốn ú b) Vi ngun U, dõy dn R d, ốn v bin tr nh trờn, hóy v nhng s khỏc cho ốn sỏng bỡnh thng Tỡm v trớ ca chy ca bin tr ng vi mi s c) Xỏc nh v trớ ca chy C trờn bin tr s hỡnh cụng sut tiờu th ca on mch AC(gm ốn v bin tr) t giỏ tr cc i Mun cho hiu sut ca cỏch mc mch thp sỏng ốn nh hỡnh v bờn khụng nh hn 60% ốn sỏng bỡnh thng thỡ giỏ tr ton phn ca in tr bin tr nh nht l bao nhiờu? Bi 27 B Cho mch in nh hỡnh 2: t vo hai u ca on mch mt hiu in th UAB = 18V Bin tr Rb cú in tr ton phn RMN = 20 , R1 = , ốn cú in tr R é = , vụn k cú in tr rt ln, ampe k cú in tr nh khụng ỏng k iu chnh chy C ampe k ch 1A a) Xỏc nh v trớ chy C b) Tỡm s ch vụn k ú c) Bit ốn sỏng bỡnh thng Tỡm cụng sut nh mc ca ốn Phi di chuyn chy C n v trớ no cụng sut tiờu th trờn bin tr t giỏ tr ln nht ? Giỏ tr ln nht y bng bao nhiờu ? Cho bit sỏng ca ốn lỳc ny Bi Cho mch in nh hỡnh Ngun in cú hiu in th khụng i UAB =7V Cỏc in tr: Rl=2, R2= ốn cú in tr R3=3 RCD l bin tr vi chy M di chuyn t C n D Ampe k, khoỏ K v dõy ni cú in tr khụng ỏng k a K úng, di chuyn chy M trựng vi C, ốn sỏng bỡnh thng Xỏc nh: s ch Ampe k; giỏ tr hiu in th nh mc v Cụng sut nh mc ca ốn b K m, di chuyn chy M n RCM = thỡ ốn ti nht Tỡm giỏ tr RCD Bi 8: Cho mạch điện nh hình vẽ Cho UMN = U = 6V không đổi; r = 2; R1 = R2 = 3; điện trở dây nối, ampe kế khoá K nhỏ không đáng kể 1) Khoá K mở, di chuyển chạy C ngời ta nhận thấy: điện trở phần AC biến trở AB có giá trị 5,5 dòng điện qua điện trở R2 có giá trị nhỏ Tính điện trở toàn phần biến trở 2) Đóng khoá K, công suất tiêu thụ R 0,75W Xác định vị trí chạy C tính số ampe kế? K A r M N r C R1 B R2 A Hình R0 Bi 10 M +U - N Cho mch in MN nh hỡnh v 1a + + Vụn k V ch 30V Nu thay vụn k bng mt ampe k thỡ thy ampe V k ch 5A Coi vụn k v ampe k Hỡnh 1a u lớ tng, b qua in tr dõy ni a Xỏc nh giỏ tr ca in tr R0 v hiu in th U0 R0 +U b Mc li mch in nh hỡnh v 1b Trong ú bin M + + tr chy cú giỏ tr ton R phn bng R Khi dch chuyn chy C ca bin tr A C R thy cú mt v trớ m ti V hỡnh 1b N 28 ú ampe k ch giỏ tr nh nht v bng 1A, ú vụn k ch 12V Hóy xỏc nh giỏ tr ca R v R1 Bi 11 Cho mch in nh hỡnh v t vo mch hiu in th U = 2V, cỏc in tr R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = 6; R4 = 0,5; R5 l mt bin tr cú giỏ tr ln nht l 2,5 B qua in tr ca ampe k v dõy ni Thay i giỏ tr ca R5, xỏc nh giỏ tr ca R5 : a Ampe k A ch 0,2A b Ampe k A ch giỏ tr ln nht U Bi 12: Cho mch in nh hỡnh v Ngun in U R1 R2 cú hiu in th khụng i l 21V; R = 4,5, R = P 3, búng ốn cú in tr khụng i R = 4,5 C R Ampe k v dõy ni cú in tr khụng ỏng k N M a Khi khúa K úng, chy C ca bin tr v trớ im N, thỡ ampe k ch 4A Tỡm giỏ tr ca R2 K b Xỏc nh giỏ tr ca on bin tr RX ( t M R A ti C) ốn ti nht khúa K m c Khi khúa K m, dch chy C t M n N thỡ sỏng ca ốn thay i th no? Gii thớch Bi 13: Cho mch in nh hỡnh Ngun in cú hiu in th khụng i U=8V Cỏc in tr r=2, R2=3, MN l mt bin tr cú in tr ton phn bng ốn cú in tr R1=3 v chu c hiu in th cc i gp 1,2 ln hiu in th nh mc Ampe k, khúa K v cỏc dõy ni cú in tr khụng ỏng k, coi in tr ca ốn khụng ph thuc vo nhit M khúa K Xỏc nh v trớ ca chy C trờn bin tr ampe k ch 0,6A úng khúa K a) Xỏc nh v trớ ca chy C cụng sut tiờu th trờn bin tr bng 0,6W b) Di chuyn chy C thỡ ốn luụn sỏng v cú mt v trớ sỏng ca ốn t ti a Xỏc nh cụng sut nh mc ca ốn X 29 [...]... RCM = 1 thỡ ốn ti nht Tỡm giỏ tr RCD Bi 8: Cho mạch điện nh hình vẽ 3 Cho UMN = U = 6V không đổi; r = 2; R1 = R2 = 3; điện trở dây nối, ampe kế và khoá K nhỏ không đáng kể 1) Khoá K mở, di chuyển con chạy C ngời ta nhận thấy: khi điện trở phần AC của biến trở AB có giá trị 5,5 thì dòng điện qua điện trở R2 có giá trị nhỏ nhất Tính điện trở toàn phần của biến trở 2) Đóng khoá K, công suất tiêu thụ... Vỡ R Rx = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + Rx + 24 nh nht x x 144 R = Rx Rx = 12 Vy cụng sut tiờu thu P ln nht khi v ch khi Rx = x 2 12 Khi ú cụng sut ln nht l: P = 3W b) Gi in tr ca on mch CB l RCB Cụng sut tiờu th trờn on mch CB l: U2 144 144 RCB = RCB = 2 2 64 ( R0 + RCB ) 64 + 16 RCB + RCB + RCB + 16 RCB 64 64 Vỡ R RCB = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + RCB + 16 nh nht CB CB... 576 576 + 240 nh nht 25 x = Vỡ 25 x =const nờn 25 x + x =4,8 x x x Vy cụng sut tiờu th trờn Rx ln nht x = 4,8 Khi ú MaxPx = 2,7W 2 IV Bi tp vn dng Bi 1: Cho mạch điện nh hình vẽ: (hình 1) UAB = U = 6V; R1 = 5,5; R2 = 3; R là một biến trở 1 Khi R = 3,5, tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch AM 2 Với giá trị nào của biến trở R thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AM đạt giá trị lớn nhất Tìm giá... - H qu ca nh lý Cụsi: + Vi hai s a, b khụng õm Nu a.b = const thỡ a + b nh nht a = b - Vi A(x) = ax2 + bx + c (a 0) ta cú: A(x) = a(x + b 2 ) 2a 4a b v min A(x) = 2a 4a b + Nu a < 0 thỡ A(x) ln nht x = v max A(x) = 2a 4a + Nu a > 0 thỡ A(x) nh nht x = II Phng phỏp: Bc 1: Thit lp cụng thc tớnh cụng sut ca on mch vi bin s l tr s ca in tr hoc l ca 1 on mch Bc 2: Da vo h qu nh lý Cụsi hoc da... sut ln nht ú Gii: a) Gi in tr ca on mch CB l RCB Cụng sut tiờu th trờn on mch CB l: U2 144 144 RCB = RCB = 2 2 64 ( R0 + RCB ) 64 + 16 RCB + RCB + RCB + 16 RCB 64 64 Vỡ R RCB = Const nờn theo h qu ca nh lý Cosi thỡ R + RCB + 16 nh nht CB CB 64 R = RCB RCB = 8 Vy cụng sut tiờu th P ln nht khi v ch khi RCB = CB R1.RCB 12.8 8 => Rx = R R = 12 + 8 = 4,8 Khi ú cụng sut ln nht l: P = 4,5W 1 CB PCB = I... cụng sut tiờu th trờn Rx t giỏ tr ln nht Gii: Cụng sut tiờu th trờn bin tr l: Px = I 2 Rx = U2 144 144 Rx = Rx = 2 2 64 ( R0 + Rx ) 64 + 16 Rx + Rx + Rx + 16 Rx 64 64 Vỡ R R x = Const nờn theo h qu ca nh lý Cụsi thỡ R + Rx + 16 nh nht x x 64 = R x Rx = 8 Vy cụng sut tiờu thu P ln nht khi v ch khi Rx = 8 Rx Khi ú cụng sut ln nht l: P = 4,5W VD2: Cho mch in nh hỡnh v: R Rx B A C R Bit R0 = 8 , R1... chớnh sau khi iu chnh bin tr l I = U 12 = = 1A 2 R0 12 U 6 = I .RCD = 1.6 = 6V => I 1 = CD = = 0.6 A + U CD R1D 10 2 2 P I 0 9 + T s cụng sut: 1 = 1 = = 2,25 P2 I 1 0 6 Đ R1 Bi 3: Cho mạch điện nh hình 2 UAB = 9V; R1 = 16; A Đ(6V-9W); Ra = 0 1 Đèn sáng bình thờng Tính Rx RX 2 Tìm RX để công suất của nó cực đại? Tính công suất ấy? Độ U sáng đèn lúc này thế nào ? Hình 2 Bi 4 + Cho mch in nh... 2 CA 2R + R v U V2 R V 2R = = = 2 UV2= 2UR4 kt hp vi UV2 + UR4=6 UV2= 4V UR4 R 4 R Vy s ch ca vụn k V2 l 4V Vớ d 8: Cho mch in nh hỡnh v Bit R 1 = R 2 = 3 , R 3 = 2 , R 4 l bin tr, ampe k v vụn k u lý tng, A V cỏc dõy ni v khúa K cú in tr khụng ỏng k 1 iu chnh R 4 = 4 a) t UBD = 6V, úng khúa K Tỡm s ch ampe k v vụn k ? b) M khúa K, thay i U BD n giỏ tr no thỡ vụn k ch 2V ? 2 Gi UBD = 6V úng khúa... biến trở AB có giá trị 5,5 thì dòng điện qua điện trở R2 có giá trị nhỏ nhất Tính điện trở toàn phần của biến trở 2) Đóng khoá K, công suất tiêu thụ trên R 1 là 0,75W Xác định vị trí con chạy C và tính số chỉ ampe kế? K A r M N r C R1 B R2 A Hình 3 R0 Bi 10 M +U - N Cho mch in MN nh hỡnh v 1a 0 + + Vụn k V ch 30V Nu thay vụn k bng mt ampe k thỡ thy ampe V k ch 5A Coi vụn k v ampe k Hỡnh 1a u lớ tng,

Ngày đăng: 30/09/2016, 00:23

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan