Đáp án: A

Đèn sáng bình thường:

Điện trở đèn:

Cường độ dòng mạch chính:

Giải phương trình ta được:

a) Sơ đồ mạch điện

b) Số chỉ của vôn kế và ampe kế

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

E b = 5 . e = 5 . 2 = 10 ( V )   ;   r b = 5 . r = 5 . 0 , 2 = 1 ( Ω ) .

Điện trở và cường độ định mức của đèn:

R Đ = U Ñ 2 P Ñ = 6 2 6 = 6 ( Ω )   ;   I đ m = P Ñ U Ñ = 6 6 = 1 ( A ) .

Mạch ngoài có:  R t   n t   ( R Đ / / R )

Khi  R t = 2 Ω

R Đ R = R Đ . R R Đ + R = 6.3 6 + 3 = 2 ( Ω ) ⇒ R N = R t + R Đ R = 2 + 2 = 4 ( Ω ) ; I = I . t = I Đ R = E b R N + r b = 10 4 + 1 = 2 ( A ) ; U V = U N = I . R N = 2 . 4 = 8 ( V ) . U Đ R = U Đ = U R = I . R Đ R = 2 . 2 = 4 ( V ) ; I A = I Đ = U Đ R Đ = 4 6 = 2 3 ( A ) ;

c) Tính  R t để đèn sáng bình thường

Ta có:  R N = R t + R Đ R = R t + 2 ;

I = I đ m + I đ m . R Đ R 2 = E b R N + r b ⇒ 1 + 1.6 3 = 3 = 10 R t + 2 + 1 = 10 R t + 3 ⇒ R t = 1 3 Ω .

\(\xi=3.5=15\left(V\right);r'=5r=5\left(\Omega\right)\)

\(R_D=\dfrac{U^2_{dm}}{P_{dm}}=6\left(\Omega\right)\)

\(RntR_Dntr\Rightarrow I=\dfrac{P_{dm}}{U_{dm}}=\dfrac{6}{6}=1\left(A\right)\)

\(I=\dfrac{\xi}{R+R_D+r}=1\Rightarrow R+R_D+r=\xi\)

\(\Rightarrow R=15-5-6=4\left(\Omega\right)\)

Đèn sáng bình thường, nghĩa là cường độ dòng điện đi ua nó bằng cường độ dòng điện định mức

\(\Rightarrow I=I_{dm}=\dfrac{P_{dm}}{U_{dm}}=\dfrac{6}{6}=1\left(A\right)\)

\(I=\dfrac{\xi}{r+R+R_D}=1\Leftrightarrow\dfrac{12}{3+R+\dfrac{6^2}{6}}=1\Rightarrow R=...\left(\Omega\right)\)

a) Sơ đồ mạch điện:

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

E b = E 1 + E 2 = 12 + 4 = 16 ( V )   ;   r b = r 1 + r 2 = 1 + 2 = 3 ( Ω ) .

Điện trở và cường độ định mức của đèn:

R Đ = U Đ 2 P Đ = 3 2 3 = 3 Ω   ;   I đ m = P Đ U Đ = 3 3 = 1 ( A ) .

Mạch ngoài có:  ( R Đ   / /   R B )   n t   R

R Đ B = R Đ . R B R Đ + R B = 3.6 3 + 6 = 2 Ω

⇒ R N = R Đ B + R = 2 + 3 = 5 ( Ω ) ; I = I R = I Đ B = E b R N + r b = 16 5 + 3 = 2 ( A ) ; P R = I R 2 . R = 2 . 2 . 3 = 12 ( W ) . I B = U Đ B R Đ = I Đ B . R Đ B R B = 2.2 6 = 2 3 ( A ) . m = 1 F . A n . I B . t = 1 96500 . 64 2 . 2 3 . ( 3600 + 4.60 + 20 ) = 0 , 853   ( g ) .

b) Thay bóng đèn bằng  R X để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 1A

Ta có:  R N = R B X + R = R B . R X R B + R X = 6. R X 6 + R X + 3 = 18 + 9. R X 6 + R X

I = I B + I B . R B R X = E b R N + r b ⇒ 1 + 1.6 R X = 16 18 + 9. R X 6 + R X + 3 ⇒ R X = 9 Ω .

Nhiệt lượng toả ra trên R X :

I X = I B . R B R X = 1.6 9 = 2 3 ; Q X = I 2 . R X . t = 2 3 . 2 . 9 . 3600 = 14400 ( J ) = 14 , 4 ( k J ) .

a)  Sơ đồ mạch điện:

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

E b = E 1 + E 2 = 6 + 12 = 18 ( V )   ;   r b = r 1 + r 2 = 2 + 1 = 3 ( Ω ) .

Điện trở và cường độ định mức của đèn:

R Đ = U Đ 2 P Đ = 6 2 6 = 6 Ω   ;   I = P Đ U Đ = 6 6 = 1 ( A ) .

Mạch ngoài có:  ( R Đ   / /   R B )   n t   R

R Đ B = R Đ . R B R Đ + R B = 6.3 6 + 3 = 2 Ω ⇒ I = I R = I Đ B = E b R N + r b = 18 6 + 3 = 2 ( A ) ; P R = I . R 2 . R = 2 . 2 . 4 = 16 ( W ) . I B = U Đ B R B = I Đ B . R Đ B R B = 2.2 3 = 4 3 ( A ) . m = 1 F . A n . I B . t = 1 96500 . 64 2 . 4 3 . ( 3600 + 4.60 + 20 ) = 1 , 7   ( g ) .

b) Thay bóng đèn bằng R X để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 1A

Ta có:  R N = R B X + R = R B . R X R B + R X = 3. R X 3 + R X + 4 = 12 + 7. R X 3 + R X

I = I B + I B . R B R X = E b R N + r b

⇒ 0 , 8 + 0 , 8.3 R X = 18 12 + 7. R X 3 + R X + 3 ⇒ R X = 1 , 68 Ω

Nhiệt lượng toả ra trên R X :

I X = I B . R B R X = 0 , 8.3 1 , 68 = 1 , 43 ( A ) ; Q X = I 2 . R X . t = 1 . 432 . 1 , 68 . 2 . 3600 = 24735 ( J ) = 24 , 735 ( k J ) .

Điện trở của mỗi bóng đèn: 

Vì mạch ngoài chứa 2 đền giống nhau mắc song song nên điện trở tương đương mạch ngoài là: RN = R/2 = 12/2 = 6Ω

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

(vì có 2 nguồn (E, r) ghép nối tiếp nên Eb = 2E, rb = 2r)

a) Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi đèn: Uđ = I.RN = 0,375.6 = 2,25V

Nhận xét: Uđ < Uđm = 3V nên hai đèn sáng mờ hơn bình thường.

b) Hiệu suất của bộ nguồn:

c) Vì hai nguồn giống nhau ghép nối tiếp nên hiệu điện thế giữa hai cực mỗi pin:

d) Nếu tháo bỏ một bóng đèn mạch ngoài chỉ còn 1 đèn nên điện trở mạch ngoài lúc này là: R’N = 12ω

Hiệu điện thế ở hai đầu đèn lúc này:

U’đ = I. R’N = 0,214.12 = 2,568V

Nhận xét: U’đ > Uđ (2,568V > 2,25V) nên đèn còn lại sẽ sáng mạnh hơn lúc trước.

Đáp án: a) đèn sáng yếu hơn bình thường; b) H =75%

c) U1pin = 1,125V ; d) sáng mạnh hơn lúc trước.