(2 điểm) Giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi U = 12 V, người ta mắc nối tiếp điện trở R1 = 25 Ω và một biến trở có điện trở lớn nhất R2 = 15 Ω.
a) Khi R2 = 15 Ω. Tính điện trở tương đương của mạch và cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở khi đó.
b) Biến trở R2 là một dây dẫn đồng chất có tiết diện S = 0,06 mm2 và có điện trở suất ρ = 0,5.10-6 m. Hãy tính chiều dài của dây dẫn quấn biến trở.
c) Mắc thêm một bóng đèn Đ (6 V - 3 W) song song với điện trở R1 trong mạch trên. Điều chỉnh biến trở để đèn sáng bình thường. Tính điện trở của biến trở khi đó.
a) Điện trở tương đương của mạch là:
Rtđ=R1+R2=25+15=40 (Ω)
Cường độ dòng điện đi qua mỗi điện trở là:
I1=I2=I=U/Rtđ=12/40=0,3 (A)
b) Điện trở của R2 là:
R2=\(\dfrac{\rho\times l}{S}\)=15 (Ω)
<=> \(\dfrac{0,5\times10^{-6}\times l}{0,06\times10^{-6}}\)=15
<=>0,5.l=0,9
<=>l=1,8 (m)
c) Hiệu điện thế hai đầu R2 là :
U2=U-Uđ=12-6=6 (V)
Cường độ dòng điện đi qua R1 là:
I1=\(\dfrac{U_đ}{R_1}=\dfrac{6}{25}=0,24\) (A)
Cường độ dòng điện đi qua đèn là:
Iđ=\(\dfrac{P_đ}{U_đ}=\dfrac{3}{6}=0,5\) (A)
Cường độ dòng điện đi qua R2 là:
I2=I=Iđ+I1=0,5+0,24=0,74 (A)
Điện trở của R2 lúc đó là:
R2=U2/I2=6/0,74≈8,11 (Ω)
a)\(R_1ntR_2\Rightarrow\)\(R_tđ=R_1+R_2=25+15=40\)\(\Omega\)
\(I_1=I_2=I=\dfrac{U}{R_{tđ}}=\dfrac{12}{40}=0,3A\)
b)Điện trở dây: \(R=\rho\cdot\dfrac{l}{S}\)
\(\Rightarrow\)Chiều dài dây: \(l=\dfrac{R\cdot S}{\rho}=\dfrac{15\cdot0,06\cdot10^{-6}}{0,5\cdot10^{-6}}=1,8m\)
c)\(R_Đ=\dfrac{U^2_Đ}{P_Đ}=\dfrac{6^2}{3}=12\Omega;I_{Đđm}=\dfrac{P_Đ}{U_Đ}=\dfrac{3}{6}=0,5A\)
CTM: \(\left(R_1//Đ\right)ntR_2\)
Để đèn sáng bình thường\(\Rightarrow I_Đ=I_{Đđm}=0,5A\Rightarrow U_Đ=0,5\cdot12=6V\Rightarrow U_{1Đ}=6V\)
\(U_1=6V\Rightarrow I_1=\dfrac{6}{25}=0,24A\)
\(I_2=I_1+I_Đ=0,24+0,5=0,74A\)
\(U_2=U-U_{1Đ}=12-6=6V\)
\(R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{6}{0,74}=\dfrac{300}{37}\approx8,108\Omega\)