Chương II: Bài Tập định Luật Ôm, Xác định Giá Trị Cực đại - SoanBai123

Chương II: Bài tập định luật Ôm, xác định giá trị cực đại

Chương II: Bài tập định luật Ôm phương pháp điểm nút

Bài tập định luật Ôm cho toàn mạch, phương pháp giải các bài tập tìm giá trị cực đại bài tập vật lý lớp 11 chương dòng điện không đổi

1/ Cơ sở lý thuyết

a/ Bất đẳng thức cosi: (a + b) ≥ 2√abab với a; b > 0

=> (a+b)min = 2√ab2ab => (1a+b)(1a+b)max = 12√ab12ab dấu bằng xảy ra khi a = b​

b/ xét tam thức bậc 2: f(x) = ax2 + bx + c (a>0)

f(x)min = −Δ4a−Δ4a xảy ra khi x1 = x2 = =−b2a=−b2a​

Chương II: Bài tập định luật Ôm, xác định giá trị cực đại

2/ Vận dụng các bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch Bài toán tổng quát: Cho đoạn mạch như hình vẽ: UAB = U = không đổi R1 = b; R ≠ 0 là biến trở a/ Xác định R để công suất trên điện trở R1 đạt giá trị cực đại, xác định giá trị cực đại b/ Xác định R để công suất trên điện trở R đạt giá trị cực đại, xác định giá trị cực đại c/ Xác định R để công suất toàn mạch đạt giá trị cực đại, xác định giá trị cực đại

Hướng dẫn

Lưu ý: phương pháp trên áp dụng được cho cả mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC trong chương trình vật lý lớp 12. 3/ Bài tập định luật Ôm cho toàn mạch, phương pháp giải các bài tập tìm giá trị cực đại. Bài tập 1: Cho mạch như hình vẽ: E=2V, r=0,7Ω , R1 = 0,3Ω , R2 = 2Ω Xác định R để công suất của R đạt cực đại.

Hướng dẫn

R2R = R2RR2+R=2RR+2R2RR2+R=2RR+2 I = ER1+R2R+rER1+R2R+r = 21+R2R21+R2R PR=U22RR=(IR2R)2RPR=U2R2R=(IR2R)2R PR = 16R(3R+2)216R(3R+2)2 => (PR)max = 2/3W khi R = 2/3 (Ω)

Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ E=6V, r=1Ω, R2= 2Ω a) Tìm R1 đểcông suất tỏa nhiệt trên R1max; Tính (P1 )max b) Tìm R1 để công suất tỏa nhiệt toàn mạch max Tính Pmax c) Tìm R1 để công suất tỏa nhiệt trên nguồn max tính (Png)max

Hướng dẫn

a/ I = Er+R1+R2Er+R1+R2 P1=I2R1=(Er+R1+R2)2.R1P1=I2R1=(Er+R1+R2)2.R1 = 36R1(3+R1)236R1(3+R1)2=> (P1)max khi R1 = 3Ω => (P1)max = 3W b/ P=I2(R1+R2+r)=363+R1P=I2(R1+R2+r)=363+R1=> Pmax khi R1 = 3Ω => Pmax = 6W c/ Png=I2.r=36(3+R1)2Png=I2.r=36(3+R1)2 PngPngmax = 1W khi R1 = 3Ω

Bài tập 3: Cho mạch điện như hình vẽ E=12V,r=2Ω,R1=4Ω,R2=2Ω. Tìm R3 để : a) Công suất mạch ngoài lớn nhất, tính giá trị này b) Công suất tiêu thụ trên R3 bằng 4,5W c) Công suất tiêu tụ trên R3 là lớn nhất. Tính công suất này

Hướng dẫn

a) P = I2RAB =(ERAB+r)2(ERAB+r)2RAB=E2R(R+r)2≤E2R4RrE2R(R+r)2≤E2R4Rr=E24rE24r PmaxPmax=E24E24 khi R = r = 2Ω => PmaxPmax=E24rE24r =18W 1RAB=1R1+1R231RAB=1R1+1R23 => R3 = 2Ω b) R23 = R2 +R3 = R3 + 2 RAB =R1R23R1+R23R1R23R1+R23 =4(2+R3)6+R34(2+R3)6+R3 Cường độ mạch chính: I=ERAB+rERAB+r=124(2+R3)6+R3+2124(2+R3)6+R3+2 =6(6+R3)10+3R36(6+R3)10+3R3 U23 =IRAB =24(2+R3)10+3R324(2+R3)10+3R3 I3 =U23R23U23R23=2410+3R32410+3R3 P3 =I32.R3 = 576R3(10+3R3)2576R3(10+3R3)2 = 4,5=> R3=509509 c) (P3)max = 576R3(10+3R3)2576R3(10+3R3)2 = 4,8W khi 3R3 = 10 => R3 = 10/3Ω

Bài tập 4: Cho mạch điện như hình vẽ R1; r = 3Ω; R2 là biến trở. U =12V. a/ Điều chỉnh R2 để công suất trên nó là lớn nhất, khi đó công suất trên R2 bằng 3 lần công suất trên R1. Tìm R1 b/ Thay R2 bằng một bóng đèn thì đèn sáng bình thường, khi đó công suất trên đoạn mạch AB là lớn nhất. Tính công suất và hiệu điện thế định mức của đèn.

Hướng dẫn

R = r + RAB = r + R1R2/(R1+R2) => I = U/RAB U2 = UAB = I.RAB P2 = U22/R2 = U2R12R2/(R2(r +R1) +rR1)2 = U2R21(√R2(r+R1)+rR1√R2)2U2R12(R2(r+R1)+rR1R2)2 P2 max khi mẫu min xảy ra khi √R2(r+R1)R2(r+R1) = \displaystyle \frac{rR_{1}}{\sqrt{R_{2}}\displaystyle \frac{rR_{1}}{\sqrt{R_{2}} => R2 = 3R1/(3+R1) (1) => P2max = U2.R1/[4r(r+R1)] P2 = 3P1 = > R1 = 3R2 (2) Từ (1) và (2) => R1 = 6Ω; R2 = 2Ω b/ PAB = I2.RAB = U2.RAB /(r+RAB) => Pmax = U2/4r xảy ra khi RAB = r = 3Ω RAB = R1.Rđ/(R1 + Rđ) => Rđ = 6Ω Rđ = R1 => Pđ = P1 = PAB/2 = 6W => Uđ2 = Pđ.Rđ => Uđ = 6V

Bài tập 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R = 4Ω, đèn Đ:6V-3W, UAB = 9V không đổi. Rx là biến trở. Điện trở của đèn không đổi. Xác định giá trị của Rx để a/ Đèn sáng bình thường b/ Công suất tiêu thụ trên biến trở là lớn nhất. Tính công suất đó.

Hướng dẫn

a/ Đèn sáng bình thường => Ux = Uđm = 6V => I = UAD/R = (UAB – Ux)/R = 0,75A Ix = I – Iđm = 0,25A => Rx = Ux/Ix = 24Ω b/ Ux = U – UAD = 27Rx/4(3+Rx) Px = Ux2/Rx = 729Rx/[16(3 + Rx)2] => Px max = 3,8W khi Rx = 3Ω Chuyên mục: Bài Tập Vật Lý Lớp 11

Thảo luận cho bài: Chương II: Bài tập định luật Ôm, xác định giá trị cực đại

Bài viết cùng chuyên mục

• Chương VII: Bài tập kính hiển vi, kính thiên văn

• Chương VII: Bài tập kính lúp, năng suất phân li của mắt

• Chương VII: Bài tập mắt và cách khắc phục

• Chương VII: Bài tập hệ hai thấu kính đồng trục

• Chương VII: Bài tập dịch chuyển thấu kính

• Chương VII: Bài tập thấu kính cơ bản

• Chương VII: Bài tập quang hình học thấu kính

• Chương VII: Bài tập lăng kính