Google
Giải Bài 11.4 trang 32 sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Đề bài.
Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức ${U_D} = 6$V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ ${I_D} = 0,75$A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V.
a) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?
b) Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 SBT (hình bên) thì phần điện trở ${R_1}$ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?
Lời giải.
a) Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:
${I_b} = {I_D} = I = 0,75$A
${U_b} + {U_D} = U$ và ${U_D} = 6$V $ \to {U_b} = U - {U_D} = 12 - 6 = 6$
Điện trở của biến trở là: ${R_b} = \dfrac{{{U_b}}}{{{I_b}}} = \dfrac{6}{{0,75}} = 8\Omega $
b) Đèn được mắc song song với phần ${R_1}$ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại ${R_1}$ (${R_2} = 16 - {R_1}$) của biến trở.
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là ${U_D} = 6$V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến Hình 11.3 trở là:
${U_2} = U - {U_D} = 12 - 6 = 6$V.
Điện trở của đèn là: ${R_D} = \dfrac{{{U_D}}}{{{I_D}}} = \dfrac{6}{{0,75}} = 8\Omega $
Vì cụm đoạn mạch (đèn // ${R_1}$) nối tiếp với ${R_2}$ nên ta có hệ thức: $\dfrac{{{R_{1D}}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{{U_{1D}}}}{{{U_2}}}$
(${R_{1D}}$ là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // ${R_1}$ và ${U_{1D}} = {U_1} = {U_D} = 6$V)
$ \to \dfrac{{\dfrac{{{R_1}.{R_D}}}{{{R_1} + {R_D}}}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{6} = 1$
$ \leftrightarrow \dfrac{{{R_1}.{R_D}}}{{{R_1} + {R_D}}} = {R_2} = 16 - {R_1}$
$ \leftrightarrow \dfrac{{{R_1}. 8}}{{{R_1} + 8}} = 16 - {R_1}$
$ \leftrightarrow 8.{R_1} = - R_1^2 + 8{R_1} + 128$
$ \to {R_1} = \sqrt {128} = 8\sqrt 2 \Omega = 11,31\Omega $
Đáp án: a) 8Ω; b) 11,31Ω.
Đề bài.
Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức ${U_D} = 6$V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ ${I_D} = 0,75$A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V.
a) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?
b) Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 SBT (hình bên) thì phần điện trở ${R_1}$ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?
Lời giải.
a) Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:
${I_b} = {I_D} = I = 0,75$A
${U_b} + {U_D} = U$ và ${U_D} = 6$V $ \to {U_b} = U - {U_D} = 12 - 6 = 6$
Điện trở của biến trở là: ${R_b} = \dfrac{{{U_b}}}{{{I_b}}} = \dfrac{6}{{0,75}} = 8\Omega $
b) Đèn được mắc song song với phần ${R_1}$ của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại ${R_1}$ (${R_2} = 16 - {R_1}$) của biến trở.
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là ${U_D} = 6$V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến Hình 11.3 trở là:
${U_2} = U - {U_D} = 12 - 6 = 6$V.
Điện trở của đèn là: ${R_D} = \dfrac{{{U_D}}}{{{I_D}}} = \dfrac{6}{{0,75}} = 8\Omega $
Vì cụm đoạn mạch (đèn // ${R_1}$) nối tiếp với ${R_2}$ nên ta có hệ thức: $\dfrac{{{R_{1D}}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{{U_{1D}}}}{{{U_2}}}$
(${R_{1D}}$ là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // ${R_1}$ và ${U_{1D}} = {U_1} = {U_D} = 6$V)
$ \to \dfrac{{\dfrac{{{R_1}.{R_D}}}{{{R_1} + {R_D}}}}}{{{R_2}}} = \dfrac{6}{6} = 1$
$ \leftrightarrow \dfrac{{{R_1}.{R_D}}}{{{R_1} + {R_D}}} = {R_2} = 16 - {R_1}$
$ \leftrightarrow \dfrac{{{R_1}. 8}}{{{R_1} + 8}} = 16 - {R_1}$
$ \leftrightarrow 8.{R_1} = - R_1^2 + 8{R_1} + 128$
$ \to {R_1} = \sqrt {128} = 8\sqrt 2 \Omega = 11,31\Omega $
Đáp án: a) 8Ω; b) 11,31Ω.