Cho mạch điện như Hình 25.2. Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 25: Năng lượng và công suất điện - Kết nối tri thức

Câu 25.13 trang 63 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho mạch điện như Hình 25.2. Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi, điện trở R₀ không đổi.

a) Xác định R để công suất tiêu thụ trên R là cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

b) Gọi công suất tiêu thụ cực đại trên R là P_max, chứng tỏ rằng với công suất của mạch P<P_max thì có hai giá trị R₁ và R₁ thoả mãn sao cho R₁R₂ = $R_0^2$.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện của mạch: $I=\frac{U}{R_0+R}$

Công suất tiêu thụ trên điện trở R là: ${\text{P}}_R=I^{2}R=\frac{U^{2}R}{{\left(R_0+R\right)}^2}=\frac{U^2}{R+\frac{R_0^2}{R}+2R_0}$

Do $R+\frac{R_0^2}{R}\ge 2\sqrt{R\frac{R_0^2}{R}}=2R_0$

Nên công suất tiêu thụ trên R: ${\text{P}}_R\le \frac{U^2}{4R_0}$.

Công suất cực đại ${\text{P}}_{\max }=\frac{U^2}{4R_{0\max }}$ khi $R=\frac{R_0^2}{R}\Rightarrow R=R_0$.

b) Khi công suất của R: ${\text{P}}_R<{\text{P}}_{\max }=\frac{U^2}{4R_0}$ thì ta có phương trình:

$\text{P}=\frac{U^{2}R}{{\left(R+R_0\right)}^2}\iff R^2-\left(U^2-2R_0\right)\frac{R}{{\text{P}}_R}+R_0^2=0$

Ta có: $\Delta ={\left(\frac{U^2-2R_0}{{\text{P}}_R}\right)}^2-4R_0^2=\frac{U^2}{{\text{P}}_R}\left(U^2-4R_0{\text{P}}_R\right)>0$

Phương trình (1) có hai nghiệm: R₁ và R₂.

Theo định lí Vi-ét: $R_1{R}_2=R_0^2$.

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 25: Năng lượng và công suất điện hay khác:

• Câu 25.1 trang 61 Sách bài tập Vật Lí 11: Công thức nào trong các công thức sau đây cho phép xác định năng lượng điện tiêu thụ của đoạn mạch ....

• Câu 25.2 trang 61 Sách bài tập Vật Lí 11: Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính công suất của vật tiêu thụ điện toả nhiệt? ....

• Câu 25.3 trang 61 Sách bài tập Vật Lí 11: Đơn vị đo năng lượng điện tiêu thụ là ....

• Câu 25.4 trang 61 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho dòng điện I chạy qua hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp ....

• Câu 25.5 trang 61 Sách bài tập Vật Lí 11: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 4V thì dòng điện qua bóng đèn có cường độ là 600mA ....

• Câu 25.6 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Trên một bàn là điện có ghi thông số 220V - 1000W. Điện trở của bàn là điện này là ....

• Câu 25.7 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Trên vỏ một máy bơm nước có ghi 220V - 1100W. Cường độ dòng điện định mức của máy bơm là ....

• Câu 25.8 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Nếu đồng thời tăng điện trở dây dẫn, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn lên hai lần ....

• Câu 25.9 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Một bếp điện hoạt động liên tục trong 4 giờ ở hiệu điện thế 220V ....

• Câu 25.10 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Một trường học có 20 phòng học, tính trung bình mỗi phòng học sử dụng điện trong 10 giờ mỗi ngày ....

• Câu 25.11 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 11: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 9V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở ....

• Câu 25.12 trang 63 Sách bài tập Vật Lí 11: Trên một bàn là có ghi 110V - 550W và trên bóng đèn dây tóc có ghi 110V - 100W ....

• Câu 25.14 trang 63 Sách bài tập Vật Lí 11: Hai dây điện trở của một bếp điện được mắc song song giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế 220V ....

• Câu 25.15 trang 63 Sách bài tập Vật Lí 11: Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 2kg nước ở ${20}^{\circ }\text{C}.$ ....

• Câu 25.16 trang 63 Sách bài tập Vật Lí 11: Một bếp điện sợi đốt tiêu thụ công suất P = 1,1kW được dùng ở mạng điện có hiệu điện thế U = 120V ....

• Câu 25.17 trang 64 Sách bài tập Vật Lí 11: Nguồn điện có điện trở trong r = 2$\Omega$, cung cấp một công suất P ....

• Câu 25.18 trang 64 Sách bài tập Vật Lí 11: Một nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở trong r = 2$\Omega$ ....

• Câu 25.19 trang 64 Sách bài tập Vật Lí 11: Hai điện trở R₁ và R₂ được mắc vào hiệu điện thế không đổi ....

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• SBT Vật Lí 11 Bài tập cuối chương 3

• SBT Vật Lí 11 Bài 22: Cường độ dòng điện

• SBT Vật Lí 11 Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

• SBT Vật Lí 11 Bài 24: Nguồn điện

• SBT Vật Lí 11 Bài tập cuối chương 4

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

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

---