Một bộ pin có suất điện động 12,0 V và điện trở trong r = 0,05 ôm. Người ta mắc

Giải SBT Vật lí 11 Chủ đề 4: Dòng điện, mạch điện

Câu 4.45 trang 53 SBT Vật Lí 11: Một bộ pin có suất điện động 12,0 V và điện trở trong r = 0,05 Ω. Người ta mắc vào hai cực của nó một điện trở R = 3,00 Ω.

a) Tìm cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của bộ pin.

b) Tính công suất cung cấp cho điện trở R, công suất cung cấp cho điện trở trong r và công suất do bộ pin cung cấp.

c) Khi pin già đi, điện trở trong của nó tăng lên. Giả sử đến một thời điểm, điện trở trong của bộ pin này là 2,00 Ω. Thực hiện các câu hỏi a) và b) cho trường hợp này.

Lời giải:

$I=\frac{\text{E}}{R+r}=\frac{\mathrm{12,0}V}{(\mathrm{3,00}\Omega +\mathrm{0,05}\Omega )}=\mathrm{3,93}A$

$U=\text{E}-Ir=\mathrm{12,0}V-\left(\mathrm{3,93}A\right)\left(\mathrm{0,05}\Omega \right)=\mathrm{11,8}V$

b) ${\text{P}}_R=I^{2}R={\left(\mathrm{3,93}A\right)}^2\left(\mathrm{3,00}\Omega \right)=\mathrm{46,3}W$

${\text{P}}_r=I^{2}r={\left(\mathrm{3,93}A\right)}^2\left(\mathrm{0,05}\Omega \right)=\mathrm{0,772}W$

c) $I=\frac{\text{E}}{R+r}=\frac{\mathrm{12,0}V}{(\mathrm{3,00}\Omega +\mathrm{2,00}\Omega )}=\mathrm{2,40}A$

$U=\text{E}-Ir=\mathrm{12,0}V-\left(\mathrm{2,40}A\right)\left(\mathrm{2,00}\Omega \right)=\mathrm{7,2}V$

${\text{P}}_R=I^{2}R={\left(\mathrm{2,40}A\right)}^2\left(\mathrm{3,00}\Omega \right)=\mathrm{17,3}W$

${\text{P}}_r=I^{2}r={\left(\mathrm{2,40}A\right)}^2\left(\mathrm{2,00}\Omega \right)=\mathrm{11,5}W$

$\text{P}={\text{P}}_R+{\text{P}}_r=\mathrm{17,3}W+\mathrm{11,5}W=\mathrm{28,8}W$