Mắc hai đầu một biến trở R vào hai cực của một nguồn điện không đổi

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 19: Năng lượng điện. Công suất điện - Chân trời sáng tạo

Bài 19.6 (VD) trang 75 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu một biến trở R vào hai cực của một nguồn điện không đổi. Điều chỉnh giá trị biến trở R. Bỏ qua điện trở của các dây nối. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất toả nhiệt trên biến trở $P$ theo R như Hình 19.4.

a) Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

b) Giả sử tăng R tuyến tính theo thời gian, bắt đầu từ giá trị 0 đến rất lớn. Thời điểm $t=12,5\text{ s}$  kể từ lúc bắt đầu tăng, công suất $\text{P}$  đạt giá trị cực đại. Tính khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp công suất $\text{P}$ đạt giá trị 5 W.

Lời giải:

a) Ta có, công suất toả nhiệt trên biến trở: $\text{P}=R{I}^2=R\frac{{\text{E}}^2}{{(R+r)}^2}=\frac{{\text{E}}^2}{R+2r+\frac{r^2}{R}}$ .

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có: $R+\frac{r^2}{R}\ge 2r$ . Dấu "=" của biểu thức này ( R = r) tương ứng với giá trị cực đại của $\text{P}:{\text{P}}_{\text{max}}=\frac{{\text{E}}^2}{4r}$ .

Từ đồ thị, ta có: $r=4\text{Ω}$  và ${\text{P}}_{\max }=9 W$ .

Thay vào: ${\text{P}}_{\max }=\frac{{\text{E}}^2}{4r}\Rightarrow 9=\frac{{\text{E}}^2}{4.4}\Rightarrow \text{E}=12 V$.

b) Với $\text{P}=5 W$  ta thấy trên đồ thị có một giá trị tương ứng là $R_2=20\text{Ω}$ . Giá trị $R_1$ còn lại thoả điều kiện $R_1{R}_2=r^2\Rightarrow R_1\cdot 20=4^2\Rightarrow R_1=0,8\text{Ω}$ .

Từ đề bài, ta có: $R=0,32t\left(\text{Ω}\right)$ , (t tính bằng s). Từ đó, thời gian cần tìm là: $\text{Δ}t=\frac{20-0,8}{0,32}=60\text{ s}$ .

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 19: Năng lượng điện. Công suất điện hay khác:

• Câu 19.1 (B) trang 73 Sách bài tập Vật Lí 11: Đặt hiệu điện thế 12 V vào hai đầu đoạn mạch. Năng lượng điện mà đoạn mạch đã tiêu thụ khi có điện lượng 150 C chuyển qua mạch bằng....

• Câu 19.2 (B) trang 73 Sách bài tập Vật Lí 11: Đặt một hiệu điện thế không đổi vào hai đầu một biến trở R. Điều chỉnh giá trị R và đo công suất toả nhiệt ....

• Câu 19.3 (H) trang 73 Sách bài tập Vật Lí 11: Đặt hiệu điện thế U vào hai đầu một điện trở. Khi có điện lượng q chuyển qua điện trở thì năng lượng điện tiêu thụ A ....

• Câu 19.4 (VD) trang 73 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu một biến trở vào hai cực của một nguồn điện có suất điện động ....

• Câu 19.5 (VD) trang 74 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu một điện trở R vào hai cực của một acquy. Sau một khoảng thời gian, tổng năng lượng mà acquy cung cấp là 10 J....

• Câu 19.6 (VD) trang 74 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu biến trở vào hai cực của một bình acquy. Điều chỉnh để giá trị của biến trở thay đổi từ 0 đến rất lớn....

• Câu 19.7 (VD) trang 74 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu biến trở vào hai cực của một bình acquy. Điều chỉnh biến trở và đo công suất toả nhiệt ....

• Bài 19.1 (H) trang 74 Sách bài tập Vật Lí 11: Đặt hai đầu điện trở R vào một hiệu điện thế U thì dòng điện chạy qua điện trở là I. ....

• Bài 19.2 (H) trang 74 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu một điện trở R vào hai cực của một nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r....

• Bài 19.3 (VD) trang 75 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho mạch điện như Hình 19.1. Suất điện động E của nguồn chưa biết. Bỏ qua điện trở của các dây nối.....

• Bài 19.4 (VD) trang 75 Sách bài tập Vật Lí 11: Mắc hai đầu một biến trở R vào hai cực của một nguồn điện không đổi. Điều chỉnh giá trị biến trở R. Bỏ qua điện trở của các dây nối....

• Bài 19.5 (VD) trang 75 Sách bài tập Vật Lí 11: Một biến trở được mắc vào hai cực của một nguồn điện không đổi có điện trở trong....

• Bài 19.7 (VD) trang 76 Sách bài tập Vật Lí 11: Xét mạch điện như Hình 19.5. Bỏ qua điện trở của các dây nối và của ampe kế A. ....

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• SBT Vật Lí 11 Bài 15: Năng lượng và ứng dụng của tụ điện

• SBT Vật Lí 11 Bài 16: Dòng điện. Cường độ dòng điện

• SBT Vật Lí 11 Bài 17: Điện trở. Định luật Ohm

• SBT Vật Lí 11 Bài 18: Nguồn điện

• SBT Vật Lí 11 Bài 20: Thực hành xác định suất điện động và điện trở trong của pin

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---