I. Mục đích

- Áp dụng biểu thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ohm đối với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.

- Sử dụng các đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện (đo U và I).

II. Cơ sở lý thuyết

- Lắp sơ đồ mạch điện như hình vẽ bên dưới với các dụng cụ đã cho.

- Đồng hồ đo điện đa năng thứ nhất để ở chế độ đo hiệu điện thế.

- Đồng hồ đo điện đa năng thứ hai để ở chế độ đo cường độ dòng điện.

Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa nguồn điện: U = E – I(R₀ + r)

Mặt khác: U = I(R + R_A)

Suy ra:\(I=I_A=\dfrac{E}{R+R_A+R_0+r}\)

Với R_A, R là điện trở của ampe kế và của biến trở. Biến trở dùng để điều chỉnh điện áp và dòng điện

Trong thí nghiệm ta có R₀ = 100Ω

Ta đo R_A bằng cách dùng đồng hồ vạn năng ở thang đo DC, đo hiệu điện thế giữa hai cực của ampe kế và cường độ dòng điện qua mạch → R_A.

a) Không thể sử dụng đồng hồ đo điện đa năng để đo trực tiếp suất điện động của nguồn điện và điện trở trong của nguồn không vì:

Đồng hồ đo điện đa năng chỉ có thể đo được cường độ dòng điện chạy qua nguồn và hiệu điện thế đặt vào hai đầu của đoạn mạch. Nếu để biến trở R hở mạch thì số chỉ của vôn kế V sẽ gần bằng suất điện động E của nguồn. Số chỉ này không đúng bằng giá trị suất điện động E của pin điện hóa mắc trong mạch vì vẫn có một dòng điện rất nhỏ qua vôn kế V.

b) Để xác định suát điện động và điện trở trong cần xác định: Cường độ dòng điện (I) chạy trong mạch và hiệu điện thế (U) đặt ở hai đầu đoạn mạch.

c) Phương án thí nghiệm

- Phương án 1:

+ Thực hiện đo các giá trị U và I tương ứng khi thay đổi R, ta vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ đó, tức U = f (I)

U = E – I.(R₀ + r)

+ Ta xác định U₀ và I_m là các điểm mà tại đó đường kéo dài của đồ thị U = f (I) cắt trục tung và trục hoành:

\(U = E - I({R_0} + r) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}I = 0 \to U = {U_0} = E\\U = 0 \to I = {I_m} = \frac{E}{{{R_0} + r}}\end{array} \right. \Rightarrow E,r\)

- Phương án 2:

+ Từ \(I = {I_A} = \frac{E}{{R + {R_A} + {R_0} + r}} \Rightarrow \frac{1}{I} = \frac{1}{E}\left( {R + {R_A} + {R_0} + r} \right)\)

đặt y = \(\frac{1}{x}\); x = R; b = R_A + R₀ + r ⇒ y = \(\frac{1}{E}\left( {x + b} \right)\)

+ Căn cứ các giá trị của R và I trong phương án 1, ta tính các giá trị tương ứng của x và y.

+ Vẽ đồ thị y = f (x) biểu diễn gián tiếp mối liên hệ giữa I và R.

+ Xác định tọa độ của x_m và y₀ là các điểm mà đồ thị trên cắt trục hoành và trục tung.

\(\left\{ \begin{array}{l}y = 0 \to {x_m} =  - b =  - \left( {{R_A} + {R_0} + r} \right) \to r\\x = 0 \to {y_0} = \frac{b}{E} \to E\end{array} \right.\)

Tham khảo:

Áp dụng biểu thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ohm đối với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.

Sử dụng các đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện (đo U và I). 

Với các dụng cụ thí nghiệm trên ta có thể đưa ra phương án như sau:

Mắc các thiết bị đã cho thành sơ đồ mạch điện như hình vẽ dưới đây:

Thực hiện thí nghiệm: Thay đổi điện trở của biến trở bằng cách di chuyển con chạy sẽ thấy đèn sáng mạnh yếu khác nhau vì điện trở của toàn mạch đã bị thay đổi dẫn đến cường độ dòng điện qua đèn thay đổi.

Tham khảo:

Để chứng minh tụ điện có khả năng lưu trữ năng lượng, ta có thể sử dụng các dụng cụ trong danh sách như sau:

Kết nối một đầu của tụ điện với một điện trở có giá trị 5 Ω, đầu kia của điện trở kết nối với đất.

Kết nối đầu còn lại của tụ điện với một đầu của LED, đầu kia của LED kết nối với đất.

Nối các đầu của bốn viên pin 1.5V với nhau theo kiểu nối tiếp để tạo ra một nguồn điện có điện áp định mức khoảng 6V.

Kết nối một đầu của công tắc với một đầu của nguồn điện 6V, đầu còn lại của công tắc kết nối với đất.

Nối đầu còn lại của nguồn điện 6V với đầu còn lại của LED.

Bây giờ, khi ta bật công tắc, nguồn điện sẽ cung cấp điện áp đến tụ điện. Ban đầu, tụ điện sẽ không có điện tích, nên điện áp trên tụ điện sẽ bằng 0. Tuy nhiên, khi nguồn điện cung cấp dòng điện vào tụ điện, tụ điện sẽ bắt đầu tích tụ điện tích, và điện áp trên tụ điện sẽ tăng lên theo thời gian. Điện áp trên tụ điện sẽ tiếp tục tăng lên cho đến khi nó đạt đến giới hạn của nguồn điện.

Khi điện áp trên tụ điện đạt đến giới hạn của nguồn điện, nó sẽ ngăn cản dòng điện tiếp tục chảy vào tụ điện. Lúc này, tụ điện sẽ lưu trữ năng lượng trong một khoảng thời gian dài, và LED sẽ sáng lên do điện trường trong mạch.

Để đo cường độ dòng điện chính xác thì miliampe kế phải có điện trở rất nhỏ và mắc nối tiếp với mạch điện.

Để đo hiệu điện thế chính xác thì vôn kê phải có điện trở rất lớn và mắc song song vói mạch điện.

Vì vậy không được phép dùng nhầm thang đo cường độ dòng điện để đo hiệu điện thế trong mạch.

k có đáp án ạ?

câu 1 là ý A:dcv nhé bạn

- Ta mắc hai cực của pin với một vôn kế có điện trở rất lớn thì số chỉ của vôn kế gần đúng bằng E..

- Thực hiện thí nghiệm lần lượt với hai pin, các em thu được số chỉ vôn kế và so sánh với giá trị ghi trên pin sẽ thấy số chỉ vôn kế gần đúng bằng E..

1. Dạng đồ thị và mối quan hệ U và I đối với pin cũ và pin mới là dạng đồ thị của hàm số bậc nhất nghịch biến, mối quan hệ giữa U và I là tỉ lệ nghịch với nhau.

2. Có thể sử dụng phương án:

a. Từ \(I = {I_A} = \frac{E}{{R + {R_A} + {R_0} + r}} \Rightarrow \frac{1}{I} = \frac{1}{E}\left( {R + {R_A} + {R_0} + r} \right)\)

đặt y = \(\frac{1}{x}\); x = R; b = R_A + R₀ + r ⇒ y = \(\frac{1}{E}\left( {x + b} \right)\)

b. Căn cứ các giá trị của R và I trong phương án 1, ta tính các giá trị tương ứng của x và y.

c. Vẽ đồ thị y = f (x) biểu diễn gián tiếp mối liên hệ giữa I và R.

d. Xác định tọa độ của x_m và y₀ là các điểm mà đồ thị trên cắt trục hoành và trục tung.

\(\left\{ \begin{array}{l}y = 0 \to {x_m} =  - b =  - \left( {{R_A} + {R_0} + r} \right) \to r\\x = 0 \to {y_0} = \frac{b}{E} \to E\end{array} \right.\)