Bài 2.40 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 Nâng cao

Bài làm:

Bài 2.40 trang 27 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 nâng cao 

Cho sơ đồ có mạch điện như Hình 2.25. Cho biết: \({\rm E} = 6V;r = 0,5\Omega ;{R_1} = {R_2} = 2\Omega ;\) \({R_3} = {R_5} = 4\Omega ;{R_4} = 6\Omega .\) Điện trở của ampe kế và của các dây nối không đáng kể.

Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở, số chỉ của ampe kế và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.

Giải :

Các dòng điện có chiều như Hình 2.5G.

Ta tính điện trở mạch ngoài. Vì điện trở ampe kế nhỏ không đáng kể, có thể coi C và D chập làm một và ta có:

\(\left( {{R_2}//{R_4}} \right)nt\left( {{R_3}//{R_5}} \right)\)

Như vậy:

\(\eqalign{
& {R_{24}} = {{{R_2}{R_4}} \over {{R_2} + {R_4}}} = 1,5\Omega \cr
& {R_{35}} = {{{R_3}{R_5}} \over {{R_3} + {R_5}}} = 2\Omega \cr} \)

Từ đó, điện trở ngoài là :

\(R = {R_1} + {R_{24}} + {R_{35}} = 5,5\Omega \)

Áp dụng định luật Ôm :

\(I = {E \over {R + r}} = {6 \over {5,5 + 0,5}} = 1A\)

Hiệu điện thế hai cực nguồn điện :

U = E – Ir = 5,5 V

Cường độ dòng điện qua các điện trở :

\(\eqalign{
& {I_1} = I = 1A \cr
& {U_{24}} = I{R_{24}} = 1,5V\cr& \Rightarrow {U_2} = {U_4} = 1,5V \cr
& {I_2} = {{{U_2}} \over {{R_2}}} = 0,75A;\cr&{I_4} = {{{U_4}} \over {{R_4}}} = 0,25A \cr
& {U_{35}} = I{R_{35}} = 2V \Rightarrow {U_3} = {U_5} = 2V \cr
& {I_3} = {{{U_3}} \over {{R_3}}} = 0,5A;{I_5} = {{{U_5}} \over {{R_5}}} = 0,5A \cr} \)

Vì \({I_2} > {I_3}\) nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D và có cường độ :

\({I_A} = {I_2} - {I_3} = 0,75 - 0,5 = 0,25A\)

Vậy ampe kế chỉ 0,25A.

Xemloigiai.com