- Giải Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 11
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11
- Giải Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
Định luật Ôm đối với toàn mạch Mạch điện kín đơn giản nhất gồm một nguồn điện (pin, acquy, hoặc máy phát điện) và một điện trở R, là điện trở tương đương của mạch ngoài bao gồm các vật dẫn nối liền hai cực của nguồn điện (Hình 13.1), thường gọi là điện trở ngoài. Nguồn điện có suất điện động ố và điện trở trong r. Định luật Ôm đối với toàn mạch nêu lên mối liên hệ giữa suất điện động ố, cường độ dòng điện chạy trong mạch và điện trở toàn phẩn (R+ r) của toàn mạch. Có thể thiết lập định luật Ôm đối với toàn mạch nhờ vận dụng định luật Jun – Len-xơ và định luật bảo toàn năng lượng. Giả sử dòng điện chạy trong mạch có cường độ 1 thì trong khoảng thời gian I có điện lượng q = II chuyển qua mạch. Nguồn điện đã thực hiện công A, theo công thức (12.6), bằng : A = qố = ếII (13.1) Cũng trong khoảng thời gian I đó nhiệt lượng toả ra ở điện trở ngoài R và điện trở trong r, theo định luật Jun – Len-xơ là: Q = R12t + 12t (13.2) Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch phải bằng năng lượng do nguồn điện cung cấp nghĩa là O = A. Từ đó ta có : éIt = RP1 + rPt hay żż = IR + Ir (13.3) ố = I(R + r) (13.4) Người ta gọi tích số của cường độ dòng điện với điện trở của đoạn mạch là độ giảm điện thế trên đoạn mạch. Như vậy, theo (13.3) suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.Tür (13.4) ta ruit ra :I = R | – (13.5)Công thức (13,5) biểu thị định luật Ôm đối với toàn mạch, phát biểu như sau:Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phẩm của mạch.Nếu gọi U = IR là hiệu điện thế mạch ngoài thì hệ thức (13.3) được viết lại là:U = ċ – Ir (13.6)Hiệu điện thế mạch ngoài cũng là hiệu điện thế UAE giữa cực dương và cực âm của nguồn điện.Từ (13.6) ta thấy : nếu điện trở trong của nguồn rất nhỏ, không đáng kể (rs 0), hoặc nếu mạch hở (1=0), thì hiệu điện thế giữa hai cực của một nguồn điện bằng suất điện động của nguồn điện đó. 2. Hiện tượng đoản mạchNếu điện trở mạch ngoài nhỏ không đáng kể R > 0, thì theo công thức (13,5), cường độ dòng điện sẽ lớn nhất và chỉ phụ thuộc vào ố và r của chính nguồn điện:A.I = – (13.7)Ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch. Vì điện trở trong của pin khá lớn (khoảng vài ôm), nên khi pin bị đoản mạch thì dòng điện qua pin cũng không lớn lắm, tuy nhiên sẽ mau hết điện. Nhưng với acquy chì thì điện trở trong khá nhỏ, vào khoảng vài phần trăm ôm, nên khi đoản mạch thì cường độ dòng điện qua acquy sẽ rất lớn, làm hỏng acquy. Để tránh hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đình, người ta dùng cầu chì hoặc atÔmat. 3. Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện Giả sử trong mạch kín nói trên có thêm máy thu điện (acquy cần nạp điện chẳng hạn) mắc nối tiếp với điện trở R (Hình 13,2). Máy thu điện có suất phản điện ě, Và5- will 11 – nic – aXét mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động * = 2V. điện trở trong r = 0,1 Q mắc với điện trở ngoài R = 100 (). Tìm hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.Đoản mạnh còn gọi là chập mạch hay ngắn mach.I ‘é, r.p p RHình 13,2 Mạch ngoài có máy thu điện (ế, ng)65Tà có thể chứng minh công thức 13.8 nhur sau : Thật vậy, năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch bao gồm nhiệt lượng O toả ra ở các điện trở R. P. 1 Q = (R + r)/Pt và điện năng tiêu thụ ở máy thu điện, theo công thức (12.13), bằng : A, = č, It + r, Pt Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch phải bằng năng lượng A = ếII do nguồn điện cung cấp, nghĩa là: A = Q +A, hay 1 = (R+r)F + 1 + Pl Từ đó rút ra (13.8).Hãy chứng minh công thức: H = 1 – 1 Trong trường hợp mạch ngoài chỉ có điện trở R, hãy tìmCông thức của hiệu suất H trong đó chỉ chứa R và r.57. BằI TÂPđiện trở ra. Dòng điện 1 đi vào cực dương của máy thu điện.Khi đó ta có: *- Ýn = {{R + r + n) (13.8) ή ό, hay I = R + r + F, (13.9)Công thức (13.9), biểu thị định luật Ôm đối với toàn mạch chứa nguồn và máy thu điện mắc nối tiếp.4. Hiệu suất của nguồn diệnCông toàn phần của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và ở mạch trong, trong đó chỉ có công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là công có ích. Như vậy hiệu suất của nguồn điện được tính theo công thức:Acó ích U. H = A á (13.10)1. Chọn phương án đúng.Người ta mắc hai Cực của một nguồn điện. Với một biếntrở. Thay đổi điện trở của biến trở, đo hiệu điện thế UgiữaU (V)hai Cực của nguồn điện và Cường độ dòng điện I chạy qua Î0|”—mạch, người ta vẽ được đô thị như trên Hinh 133. Từ đó tìm được giá trị của suất điện động Ý và điện trở trong r củanguồn là: A. a = 4.5V: r = 4.5C). Ο β = 4,5 V : r = 1 Ω.Β, β = 4.5V : r = 0.25 Ω. D. € = 9W : r = 4,5 (2.O 2 I(A)Hình 13,35- will 11 – NC – e.Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện. Với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoàiA. tỉ lệ thuận. Với Cường độ dòng điện chạy trong mạch.B, tỉ lệ nghịch Với Cường độ dòng điện chạy trong mạch.C. tăng khi Cường độ dòng điện chạy trong mạch tăng.D. giảm khi Cường độ dòng điện chạy trong mạch tăng.3. Một nguồn điện. Có điện trở trong 0,1 Q được mắc Với điện trở4,8 Q thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai Cực của nguồn điện là 12 V. Tỉnh Suất điện động của nguồn và Cường độ dòngđiện trong mạch.Đối với pin có suất điện động 4,5 V, ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu điện thế giữa hai Cực của pin vào Cường độ dòng điện I như trên Hình 134.Đường kéo dài của phần đoạn thẳng A của đồ thị cắt trục cường độ dòng điện tại điểm có toạ độ là trị số của Cường độ dòng điện đoản mạch (1 đm) của pin (Iđm = 3 A). Sở dĩ một phần đồ thị có dạng đường COng là vì khi cưỡng độ dòng điện qua pin quá lớn, điện trở trong của pin tăng.Hình 13.467