Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
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 + RA)
Suy ra:\(I=I_A=\dfrac{E}{R+R_A+R_0+r}\)
Với RA, 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 RA 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 → RA.
Tham khảo:
Trong quá trình sử dụng, suất điện động và điện trở trong của nguồn điện có thay đổi và giảm dần thoe thời gian.
Để đo suất điện động và điện trở trong ta cần áp dụng kiến thức định luật Ôm đối với toàn mạch để từ đó thiết kế ra phương án thí nghiệm phù hợp:
Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
\(I=\dfrac{\xi}{R+r}\)
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).
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 .
- 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..
tham khảo.
- Em làm pin theo link hướng dẫn sau:
https://www.youtube.com/watch?v=e7_lz9vQ1e0
- Đề xuất biện pháp
+ Tăng số nguồn điện bằng cách: Mắc nối tiếp các pin (cực âm củɑ pin này nối với cực dương của pin kiɑ) có thể tạo ra nguồn điện lớn hơn.
+ Thay cặp kim loại khác có điện áp cao hơn, ví dụ như: magnesi – đồng.
a) Ta có: R đ = U đ 2 P đ = 3 Ω ; R 2 đ = R 2 + R đ = 12 Ω ;
U 2 đ = U 3 p = U C B = I A 2 . R 2 đ = 4 , 8 V ; I 3 p = I 3 = I p = I A 1 - I A 2 = 0 , 2 A ;
R 3 p = U 3 p I 3 p = 24 Ω ; R p = R 3 p - R 3 = 22 Ω
b) Điện trở mạch ngoài: R = R 1 + R C B = R 1 + U C B I = 28 Ω ;
I = n e R + n r ⇒ 16 , 8 + 0 , 3 n = 1 , 5 n ⇒ n = 14 n g u ồ n
Công suất của bộ nguồn: P n g = I . n e = 12 , 6 W .
c) Số chỉ vôn kế: U V = U N = I R = 16 , 8 V .
d) Khối lượng bạc giải phóng: m = 1 F . A n . I p . t = 0 , 432 g .
e) I đ = I A 2 = 0 , 4 A < I đ m = P đ U đ = 1 A ; đ è n s á n g y ế u h ơ n m ứ c b ì n h t h ư ờ n g
. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là 
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 Im 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 = RA + 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 xm và y0 là các điểm mà đồ thị trên cắt trục hoành và trục tung.
\(\left\{ \begin{array}{l}y = 0 \to {x_m} = - b = - \left( {{R_A} + {R_0} + r} \right) \to r\\x = 0 \to {y_0} = \frac{b}{E} \to E\end{array} \right.\)