Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi - Bài 4: Ghép các nguồn điện thành bộ - Chu Văn Biên

25 trang xuanthu 29/08/2022 4440

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi - Bài 4: Ghép các nguồn điện thành bộ - Chu Văn Biên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

luyen_thi_vat_li_lop_11_chuong_2_dong_dien_khong_doi_bai_4_g.doc

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi - Bài 4: Ghép các nguồn điện thành bộ - Chu Văn Biên

CHƯƠNG 2 BÀI 4. GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Suất điện động của bộ nguồn mắc nối tiếp bằng tổng các suất điện động của nguồn điện có trong bộ. Điện trở trong rb của bộ nguồn nối tiếp bằng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ: b 1 2 n rb r1 r2 rn + Ghép song song n nguồn điện có suất điện động và điện trở trong r tạo thành bộ nguồn song song có   b suất điện động và điện trở trong: r r b n TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Việc ghép nối tiếp các nguồn điện để có được bộ nguồn có A. suất điện động lớn hơn các nguồn có sẵn. B. suất điện động nhỏ hơn các nguồn có sẵn. C. điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. D. điện trở trong bằng điện trở mạch ngoài. Câu 2. Việc ghép song song các nguồn điện giống nhau thì có được bộ nguồn có A. suất điện động lớn hơn các nguồn có sẵn. B. suất điện động nhỏ hơn các nguồn có sẵn. C. điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. D. điện trở trong bằng điện trở mạch ngoài. Câu 3. Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện A. đặt liên tiếp cạnh nhau. B. với các cực được nối liên tiếp với nhau. C. mà các cực dương của nguồn này được nối với cực âm của nguồn điện tiếp sau. D. với các cực cùng dấu được nối liên tiếp với nhau. Câu 4. Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm các nguồn điện A. có các cực đặt song song với nhau. B. với các cực thứ nhất được nối bằng dây dẫn vào một điểm và các cực còn lại được nối vào điểm khác. C. được mắc thành hai dãy song song, trong đó mỗi dãy gồm một số nguồn mắc nối tiếp. D. với các cực dương được nối bằng dây dẫn vào một điểm và các cực âm được nối vào điểm khác. Câu 5. Suất điện động của bộ nguồn nối tiếp bằng A. suất điện động lớn nhất trong số suất điện động của các nguồn điện có trong bộ. B. trung bình cộng các suất điện động của các nguồn có trong bộ.
C. suất điện động của một nguồn điện bất kỳ có trong bộ. D. tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1 A 2 C 3 C 4 D 5 D TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG DẠNG 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MẠCH ĐIỆN CHỨA MỘT NGUỒN  Ang  It * Từ định luật Ôm toàn mạch: I R r 2 QR I Rt * Dạng tương đương của định luật Ôm toàn mạch: U  Ir 2 Ud * Bóng đèn dây tóc: Pd Ud Id . Rd Câu 1. Một dây hợp kim có điện trở là R = 5 Ω được mắc vào hai cực của một pin điện hóa có suất điện động 1,5 V và điện trở trong là 1 Ω. Điện trở của các dây nối là rất nhỏ. Trong thời gian 5 phút, lượng hóa năng được chuyển hóa thành điện năng và nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở R lần lượt là A. 112,5 J và 93,75 J.B. 122,5 J và 93,75 J. C. 112,5 J và 98,75 J.D. 122,5 J và 98,75 J. Hướng dẫn  1,5 Ang  It 1,5.0,25.5.60 112,5 J * Tính: I 0,25 A R r 5 1 2 2 QR I Rt 0,25 .5.5.60 93,75 J Chọn A. Câu 2. Một acquy có suất điện động và điện trở trong là 6 V và 0,6 Ω. Sử dụng acquy này để thắp sáng bóng đèn dây tóc có ghi 6 V – 3 W. Coi điện trở bóng đèn không thay đổi. Cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của acquy lần lượt là A. 10/21 A và 40/7 V.B. 0,5 A và 6 V. C. 10/23 A và 40/9 V.D. 10/21 A và 40/9 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 6 * Tính: Pd Rd Id Rd 12  . Rd Pd 3  6 10 I A R r 12 0,6 21 * Từ: Chọn A. 10 40 U IR .12 V 21 7 Câu 3. Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 6 V và có điện trở trong 2 Ω, các điện trở R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = 3 Ω. Chọn phương án đúng
A. Điện trở tương đương của mạch ngoài là 15 Ω. B. Cường độ dòng điện qua nguồn điện là 3 A. C. Hiệu điện thế mạch ngoài là 5 V. D. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là 1,5 V. Hướng dẫn R R R R 18  1 2 3 U IR 5,4 V * Từ:  6 Chọn D I 0,3 A U1 IR1 1,5 V R r 18 2 Câu 4. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 6 V và có điện trở trong không đáng kể. Các điện trở R1 = R2 = 30 Ω, R3 = 7,5 Ω. Chọn phương án đúng A. Điện trở tương đương của mạch ngoài là 6 Ω. B. Hiệu điện thế hai cực nguồn điện là 5 V. C. Cường độ dòng điện chạy qua R1 là 0,3 A. D. Cường độ dòng điện chạy qua R3 là 0,8 A. Hướng dẫn * Phân tích đoạn mạch: (R1 // R3 // R2). 1 1 1 1 * Tính: R1 R2 30 R 5  R3 7,5 R R1 R2 R3 U 6 I1 I2 0,2 A R1 30 * Từ U  Ir 6 V Chọn D. U 6 I 0,8 A 3 R1 7,5 Câu 5. Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 12,5 V và có điện trở trong 0,4 Ω; bóng đèn dây tóc Đ 1 có ghi số 12 V – 6 W; bóng đèn dây tóc Đ 2 loại 6 V – 4,5 W; Rb là một biến trở. Để các đèn sáng bình thường thì A. Rb = 16 Ω.B. không tồn tại R b.C. R b = 10 Ω.D. R b = 8 Ω. Hướng dẫn 6 U 12 I 0,5 A R d1 24  d1 12 d1 I 0,5 Pd d1 * Tính: Pd Ud Id Id U 4,5 U 6 d I 0,75 A R d 2 8  d 2 d 2 6 Id 2 0,75 Ub Ud1 Ud 2 12 6 Rb 8  Id 2 Id 2 0,75 * Thử lại định luật Ôm:  U Ir Ud1 Id1 Id 2 r 12 0,5 0,75 0,4 12,5 V Đúng.
Chọn D. Câu 6. Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 12 V và có điện trở trong 0,4 Ω, bóng đèn dây tóc Đ 1 có ghi số 12 V – 6 W, bóng đèn dây tóc Đ2 loại 6 V – 4,5 W; Rb = 8 Ω. Coi điện trở bóng đèn không thay đổi. Hiệu suất và công suất của nguồn điện lần lượt là A. 95% và 14,4 W.B. 96% và 14,4 W.C. 96% và 12,5 W.D. 95% và 12,5 W. Hướng dẫn 122 2 2 Rd1 24 2 Ud Ud 6 Rd1 Rb Rd 2 * Tính: Pd Id Rd Rd 2 R 9,6 Rd Pd 6 Rd1 Rb Rd 2 Rd 2 8 4,5 R 9,6  12 H 0,96 I 1,2 A R r 9,6 0,4 Chọn B. R r 9,6 0,4 Png  I 12.1,2 14,4 W Câu 7. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó bộ nguồn có suất điện động 42,5 V và điện trở trong 1 Ω, điện trở R 1 = 10 Ω, R2 = 15 Ω. Điện trở của các ampe kế và của các dây nối không đáng kể. Biết ampe kế A 1 chỉ 1,5 A. Số chỉ của ampe kế A2 và trị số của điện trở R lần lượt là A. 1,0 A và 10 Ω.B. 1,5 A và 10 Ω.C. 2,5 A và 10 Ω.D. 1,0 A và 15 Ω. Hướng dẫn * Phân tích đoạn mạch R nt (R1//R2). R1R2 * Tính: R12 6  RN R R12 R 6 R1 R2 U2 U1 I1R1 1,5.10 * Tính: I2 1 A I I1 I2 2,5 A R2 R2 R2 15  42,5 * Từ I 2,5 R 10  Chọn C. RN r R 6 1 Câu 8. Các mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 30 V và điện trở trong 3 Ω, các điện trở R 1 = 12 Ω, R2 = 27 Ω, R3 = 18 Ω, vôn kế V có điện trở rất lớn. Số chỉ của vôn kế là A. 25 V.B. 23,6 V.C. 22,5 V.D. 29 V. Hướng dẫn * Phân tích đoạn mạch: (R1 nt R2 nt R3).  30 I 0,5 A * Tính: R R1 R2 R3 57 R r 57 3 Chọn C. UV I R2 R3 22,5 V
Câu 9. Cho một nguồn điện có suất điện động 24 V và điện trở trong 6 Ω. Có một số bóng đèn loại 6 V – 3 W được mắc thành y dãy song song trên mỗi dãy có x bóng đèn, rồi mắc vào nguồn điện đã cho thì tất cả các đèn sáng bình thường. Giá trị lớn nhất của xy là A. 8 với y = 4 và x = 2. B. 8 với y = 2 và x = 4. C. 6 với y = 2 và x = 3. D. 6 với y = 3 và x = 2. Hướng dẫn Pd 3 * Tính: Pd Ud Id Id 0,5 A Ud 6 U xUd 6x * Khi các đèn sáng bình thường: I yId 0,5y * Định luật Ôm toàn mạch:  U Ir 24 6x 0,5y.6 xy 8 x 2 8 2x y 2 2xy xy 8 max Chọn A. 2x y y 4 Câu 10. Cho một nguồn điện có suất điện động 24 V và điện trở trong 6 Ω. Có 6 bóng đèn dây tóc loại 6 V – 3 W, được mắc thành y dãy song song trên mỗi dãy có x bóng đèn rồi vào nguồn điện đã cho thì các đèn đều sáng bình thường và hiệu suất của nguồn khi đó là H. Chọn phương án đúng. A. y = 2, x = 3 và H = 25%.B. y = 6, x = 1 và H = 75%. C. y = 2, x = 3 và H = 75%.D. y = 6, x = 1 và H = 45%. Hướng dẫn Pd 3 * Tính: Pd Ud Id Id 0,5 A Ud 6 U xUd 6x * Khi các đèn sáng bình thường: I yId 0,5y * Định luật Ôm toàn mạch:  U Ir 24 6x 0,5y.6 x 3 U 6.3 H 0,75 y 2  24 xy 6 Chọn C. x 1 U 6.1 H 0,25 y 6  24 Câu 11. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động 8 V, có điện trở trong 2 Ω. Điện trở của đèn dây tóc Đ là 3 Ω; R 1 = 3 Ω. Di chuyển con chạy C người ta nhận thấy khi điện trở phần BC của biến trở AB có giá trị 1 Ω thì đèn tối nhất. Điện trở toàn phần của biến trở là
A. 3 Ω.B. 6 Ω.C. 7 Ω.D. 2 Ω. Hướng dẫn * Vẽ lại mạch điện. R1Rxd 3 x 3 R1xd R1 Rxd x 6 * Tính: Rxd x Rd x 3 x2 3x 9 R R R R N AC 1xd x 6  8 x 6 U1xd I.R1xd I 2 I xd R r x R 1 x 6R 21 Rxd Rxd 24 b R 1 I min x 1 R 3  xd x2 R 1 x 6R 21 2a 2 Chọn A. Câu 12. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có điện trở trong 2Ω . Đèn dây tóc Đ có kí hiệu 7 V – 7 W; R 1 = 18 Ω; R2 = 2 Ω và Rx là biến trở thay đổi từ 0 đến 100 Ω. Điều chỉnh giá trị của biến trở để đèn sáng bình thường; đồng thời lúc này công suất tiêu thụ trên đèn là cực đại. Suất điện động của nguồn và giá trị của biến trở khi đó lần lượt là A. 16 V và 0 Ω.B. 16 V và 6 Ω. C. 12 V và 0 Ω.D. 12 V và 6 Ω. Hướng dẫn * Vẽ lại mạch điện. Pd Ud * Tính: Pd Ud Id Id 1 A Rd 7  Ud Id 25x 126 R1xd R1x Rd R1Rx 18x 18 x * Tính: R1x R R 18 x R R 25x 126 1 x R 1xd 2 2. R1xd R2 27x 162  0,5 27x 162 U IR  x 18  648 I Id 1 RN r 52x 288 R1xd R1xd 52x 288 52 52x 288  Hàm ngịch biến trong đoạn 0;100 nên giá trị cực đại khi x = 0 và I và lúc này đèn sáng bình d max 16  thường nên I 1 A  16 V Chọn A. d max 16 Câu 13. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động 8 V, điện trở trong 2 Ω. Điện trở của đèn dây tóc Đ là 3 Ω; R 1 = 3 Ω; ampe kế có điện trở không đáng kể. Khi điện trở phần CB bằng 6 Ω thì ampe kế chỉ 5/3 A. Điện trở toàn phần của biến trở là
A. 15 Ω.B. 12 Ω.C. 14 Ω.D. 20 Ω. Hướng dẫn * Vẽ lại mạch điện (chập A và B). RCARCB R 6 6 RABC R R R CA CB 9R 36 * Tính: RABC1 RABC R1 R R R 9R 36 R ABC1 d N R R 4R 12 ABC1 d E 8 4R 12 U ABC I ABC1.RABC U RABC IRN RABC I I AC . . RN r 17R 60 RAC RAC RABC1 RAC RABC1 RAC 48 5 32R 144 I IA I I AC R 12  Chọn B. AC 17R 60 3 17R 60 Câu 14. Cho mạch điện như hình vẽ. Đèn dây tóc Đ ghi 12 V – 6 W. Nguồn điện có suất điện động 15 V, có điện trở trong 1 Ω và R 1 = 4,8 Ω. Biến trở R b có giá trị trong khoảng từ 0 đến 144Ω . Các tụ điện có điện dung C 1 = 2µF ; C2 = 3µF . Coi điện trở của đèn Đ không thay đổi. Cho N di chuyển đều từ đầu A đến đầu B của biến trở trong thời gian t = 5 s. Trong khoảng thời gian đó, cường độ dòng điện tức thời qua ampe kế là A. 2µA chiều M đến N.B. 2 µA chiều N đến M. C. 14,4 µA chiều N đến M.D. 14,4 µA chiều M đến N. Hướng dẫn 2 2 2 Ud Ud 12 * Tính: Pd Rd 24  Rd Pd 6  5 I 0,6 A R R R r 24 1 * Tính: R R R 28,8 R 1d b 24 1d 1 d IR 0,6.24 R1d Rb Ib 0,1 A Rb 144 Q1 C1U1 C1U AN C1Ib RAN C1Ib x * Đặt: RAN x RNB Rb x Q2 C2U2 C2U NB C1Ib RNB C2 Ib Rb x * Điện tích tại M: QM Q2 Q1 C2 Ib Rb Ib C1 C2 x Q Q Q I C C R 0 Điện tích tại M giảm Dòng điện chạy qua ampe M x Rb M x 0 b 1 2 b kế theo chiều từ M đến N với cường độ: Q I C C R 0,1.5.10 6.144 I b 1 2 b 14,4.10 6 A Chọn D. A t t 5
Câu 15. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động 18 V, có điện trở trong 4 Ω, R 1 = 12 Ω; R2 = 4 Ω; R3 = 21 Ω; R4 = 18 Ω; R5 = 6 Ω; RĐ = 3 Ω; C = 2 µF. Biết điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể. Điện tích của tụ điện và số chỉ ampe kế A lần lượt là A. 8 µC và 5/6 A.B. 8 µC và 0,8 A. C. 6 µC và 5/6 A.D. 6 µC và 0,8 A. Hướng dẫn * Vẽ lại mạch điện: R R R d 3 1 8 d13 R R d 3 1 Rd 3 Rd R3 24 * Tính: Rd123 Rd13 R2 12 R R R 24 45 4 5 R R R d123 45 8 Rd123 R45 U1 Id123Rd13 U Rd13 IR Rd13 2 I1 R R R R R R 3 1 1 d123 1 d123 1  18 Ud13 Id123Rd13 U Rd13 IR Rd13 1 I 1,5 A I3 R r 8 4 Rd 3 Rd 3 Rd123 Rd 3 Rd123 R3 3 U IR 1 I5 R45 R45 2 2 5 I A I I1 1,5 A 3 6 6 U DE U DA U AE I5R5 I3R3 4 V UC Q CUC 8.10 C Chọn A. Câu 16. Cho mạch điện như hình vẽ. R 1 = 12 Ω; R2 = 4 Ω; R4 = 18 Ω; R5 = 6 Ω; RĐ = 3 Ω; C = 2 µF. Biết điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể. Dịch chuyển con chạy của biến trở R 3 để điện tích trên tụ C bằng 0. Tìm R 3. A. 5 Ω.B. 4 Ω. C. 3 Ω.D. 6 Ω. Hướng dẫn * Vẽ lại mạch điện: Rd 3R1 3 x 12 Rd13 R R 15 x d 3 1 Rd 3 Rd R3 3 x 96 16x * Tính: Rd123 Rd13 R2 R45 R4 R5 24 15 x R R 48 6 x R d123 45 Rd123 R45 5x 57
Id123Rd13 U Rd13 12U I3 Rd 3 Rd123 Rd 3 96 16x U U I 5 R45 24 U 12U * Vì 0 U U U I R I R .6 .x x 3 Chọn C. DE DA AE 5 5 3 3 24 96 16x Câu 17. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động 56 V, có điện trở trong không đáng kể, R 1 = R2 = 15 Ω, R3 = 30 Ω, C = 2 µ. Người ta chuyển khóa k liên tục giữa A và B sau những khoảng thời gian bằng nhau. Tìm cường độ dòng điện trong bình qua R3 sau khi đã chuyển khóa k qua lại rất nhiều lần. A. 0,5 A.B. 1,5 A.C. 1 A.D. 2 A. Hướng dẫn * Khi k ở chốt A tụ được nạp điện với dòng nạp IC gọi U là hiệu điện thế trên tụ  U U 168 4U * Tính: IC I1 I2 R1 R2 R3 45 * Khi k ở chốt B tụ phóng điện với dòng phóng IC gọi U là hiệu điện thế trên tụ. U  U U 28 * Tính: IC I2 I1 R3 R1 R2 15 * Sau một số rất lớn lần chuyển khóa k thì sẽ đạt trạng thái cân bằng U U và I 'C IC U 28 168 4U hay U 36 V 15 45 U I 0,8 2 R R 2 3 I2 I2 Itb 1 A Chọn C. U 2 I 1,2 2 R3 DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN MẠCH ĐIỆN CHỨA BỘ NGUỒN  1 2 n b n * Bộ nguồn nối tiếp: rb r1 r2 rn rb nr   b * Bộ nguồn song song (các nguồn giống nhau): r r b n
 m b * Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng: mr r b n Câu 1. (Đề tham khảo của Bộ GD&ĐT – 2019) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết 1 = 3 V, r1 = 1 Ω, 2 = 6 V, r2 = 1 Ω, R = 2,5 Ω. Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối. Số chỉ của ampe kế là A. 0,67 A.B. 2,0 A.C. 2,57 A.D. 4,5 A. Hướng dẫn b 1 2 9 V  9 * Tính: I b 2 A Chọn B. r R 2 2,5 rb r1 r2 2  b Câu 2. Có n nguồn điện như nhau có cùng suất điện động và cùng điện trở trong r mắc nối tiếp thành bộ rồi nối với điện trở R thì cường độ dòng điện chạy qua R là I 1. Nếu mắc thành bộ nguồn song song rồi mắc điện trở R thì cường độ dòng điện chạy qua R là I2. Nếu R = r thì A. I2 = 2I1.B. I 2 = I1.C. I 2 = 3I1.D. I 2 = 4I1. Hướng dẫn n b  b n * Mắc bộ nguồn nối tiếp: I1 rb nr rb R r nr b  b  n * Mắc bộ nguồn song song: r I2 Chọn B. r R r r nr r b b r n n Câu 3. Bốn nguồn điện giống nhau, có cùng suất điện động  và điện trở trong r, được mắc thành bộ nguồn theo sơ đồ như hình vẽ. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn này tương ứng là A. , r.B. 2,r.C. 2,2r.D. 4,4r. Hướng dẫn  2 b * Từ 2r Chọn B. r r b 2 Câu 4. Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là 1 = 4,5 V; r1 = 3Ω; 2 = 3 V; r2 = 2Ω. Mắc hai nguồn điện thành mạch điện kín như hình vẽ. Cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế UAB lần lượt là A. 1,5 A và 1,5 V.B. 1,5 A và 0 V. C. 0,3 A và 0 V.D. 0,3 A và 1,5 V. Hướng dẫn
1 2 4,5 3 I 1,5 A * Từ r1 r2 3 2 Chọn B. U AB 1 Ir1 4,5 1,5.3 0 Câu 5. Trong mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, hai pin có cùng suất điện động 3,5 V và điện trở trong 1 Ω. Bóng đèn dây tóc có số ghi trên đèn là 7,2 V – 4,32 W. Cho rằng điện trở của đèn không thay đổi theo nhiệt độ. Công suất tiêu thụ điện năng của bóng đèn là A. 4,32 W.B. 3,5 W.C. 3 W.D. 4,6 W. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 7,2 * Tính: Pd Id Rd Rd 12  . Rd Pd 4,32    7 V 1 2  7 2 * Từ: I 0,5 A P I R 3 W R r 12 2 r r1 r2 2  Chọn C. Câu 6. Trong mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, hai pin có cùng suất điện động 1,5 V và điện trở trong 1 Ω. Hai bóng đèn giống nhau cùng có số ghi trên đèn là 3 V – 0,75 W. Cho rằng điện trở của các đèn không thay đổi theo nhiệt độ. Hiệu suất của bộ nguồn và hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin lần lượt là A. 75% và 1,125 V.B. 80% và 2,25 V. C. 80% và 2,5 V.D. 75% và 2,25 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 3 * Tính: Pd Id Rd Rd 12  . Rd Pd 0,75 Rd Rd R 6 R 6  H 0,75  1 2 3 V R R R r 6 2 * Từ: d d r r r 2   3 U IR 1 2 I 0,375 A 1,125 V R r 6 2 2 2 Chọn A. Câu 7. Có tám nguồn điện cùng loại với cùng suất điện động 1,5 V và điện trở trong 1 Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dây song song để thắp sáng bóng đèn dây tóc loại 6 V – 6 W. Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường. Chọn phương án đúng. A. Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 0,8 A. B. Công suất bóng đèn tiêu thụ 4 W. C. Công suất của mỗi nguồn trong bộ nguồn là 0,6 W. D. Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn là 1,125 V.
Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 6 * Tính: Pd Id Rd Rd 6  . Rd Pd 6 P  I 4,5 W  4 6 V ng b b b 6 2 * Từ: 4r I 0,75 A P I Rd 3,375 W r 2  Rd rb 6 2 2 U IR 4,5 V d * Công suất của mỗ i nguồn: Pi Png /8 0,5625 W. * Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn: Ui U / 4 1,125V. Chọn D. Câu 8. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó các acquy có suất điện động 1 = 12 V; 2 = 6 V và có điện trở trong không đáng kể. Các điện trở R 1 = 4 Ω; R2 = 8 Ω. Chọn phương án đúng. A. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là 1 A. B. Công suất tiêu thụ điện của R1 là 8 W. C. Công suất của acquy 1 là 16 W. D. Năng lượng mà acquy 2 cung cấp trong 5 phút là 2,7 kJ. Hướng dẫn 2  1 2 18 V PR1 I R1 9 W  18 * Từ: r r1 r2 0 I 1,5 A Png1 1I 18 W R r 12 0 R R R 12  1 2 Ang 2 2 It 2700 J Chọn D. Câu 9. Có 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 12 V và điện trở trong 2 Ω, được ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dây song song, mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp. Mạch ngoài là 6 bóng đèn giống nhau được mắc song song thì các bóng đèn đều sáng bình thường, hiệu điện thế mạch ngoài là 120 V và công suất mạch ngoài là 360 W. Chọn phương án đúng. A. Điện trở của mỗi bóng đèn là 200 Ω. B. Giá trị (m + n) là 14. C. Công suất của bộ nguồn là 432 W. D. Hiệu suất của bộ nguồn là 85%. Hướng dẫn * Hiệu điện thế định mức của đèn là 120 V và công suất định mức là 360/6 = 60 W:
Rd 2 2 2 R 40  2 Ud Ud 120 6 Pd Id Rd Rd 240  R P 60 U d d I 3 A R  m 12m b  12m m 60 2 b * Từ: mr 2m m I 3 2 r R r m m 12 n 3 b b 40 n n 18 18 Png b I 144.3 432 W b 144 V R 40 Chọn C. H 0,833 rb 8  R rb 40 8 Câu 10. Hai nguồn điện có suất điện động như nhau 2 V và có điện trở trong tương ứng là r1 = 0,4 Ω và r2 = 0,2 Ω được mắc với điện trở R thành mạch điện kín có sơ đồ như hình vẽ. Biết rằng, khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của một trong hai nguồn bằng 0. Giá trị của R là A. 0,2 Ω.B. 0,4 Ω.C. 0,25 Ω.D. 0,15 Ω. Hướng dẫn b 2 4 V  4 * Từ: I b R r R 0,6 rb r1 r2 0,6  b 4.0,4 2R 0,4 U1  Ir1 2 0 R 0,2  R 0,6 R 0,6 Chọn A. 4.0,2 2R 0,4 U2  Ir2 2 0R R 0,6 R 0,6 Câu 11. Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong tương ứng là 1 = 3 V; r1 = 0,6Ω và 2 = 1,5 V; r2 = 0,4 Ω được mắc với điện trở R = 4 Ω thành mạch điện kín có sơ đồ như hình vẽ. Chọn phương án đúng. A. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là 1 A. B. Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn 1 là 2,4 V. C. Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn 2 là 1,4 V. D. Hiệu điện thế trên R là 3,6 V. Hướng dẫn b 1 2 4,5 V  4,5 * Từ: I b 0,9 A R r 4 1 rb r1 r2 1  b U1 1 Ir1 3 0,9.0,6 2,46 V U2 2 Ir2 1,5 0,9.0,4 1,14 V Chọn D. U IR 0,9.4 3,6 V
Câu 12. Hai nguồn điện có cùng suất điện động và cùng điện trở trong được mắc thành bộ nguồn và được mắc với điện trở R = 11 Ω như sơ đồ hình vẽ. Trong trường hợp Hình a thì dòng điện chạy qua R có cường độ 0,4 A; còn trong trường hợp Hình b thì dòng điện chạy qua R có cường độ 0,25 A. Suất điện động và điện trở trong lần lượt là A. 6 V và 2 Ω.B. 3 V và 2 Ω. C. 3 V và 3 Ω. D. 6 V và 3 Ω. Hướng dẫn b 2  2 * Hình a: I b 0,4 rb r1 r2 2r R rb 11 2r   b    3 V * Hình b: r I b 0,25 Chọn D. rb R rb 11 0,5r r 2  2 Câu 13. Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong tương ứng là 1 = 4 V; r1 = 2 Ω và 2 = 3V; r2 = 3 Ω được mắc với biến trở R thành mạch điện kín theo sơ đồ như hình vẽ. Để không có dòng điện chạy qua 2 nguồn thì gía trị của biến trở là A. 2 Ω.B. 4 Ω.C. 5 Ω.D. 6 Ω. Hướng dẫn U IR 1 2 4 3 I 0,5 A I I I r 2 1 2 I2 0 1 * Từ:  IR 2 1 Ir1 U  I r  3 1 1 1 R 2 6  U 2 I2r2 I 0,5 Chọn D. Câu 14. Cho mạch điên như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn gồm 8 acquy, mỗi cái có suất điện động 2 V, điện trở trong 0,4 mắc thành 2 nhánh, mỗi nhánh có 4 nguồn mắc nối tiếp; đèn dây tóc Đ loại 6 V – 6 W; R 1 = 0,2 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 4 Ω; R4 = 4 Ω. Coi điện trở bóng đèn không thay đổi. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M là A. 4,5 V.B. + 3,5 V.C. + 1,7 V.D. 2,5 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 6 * Tính: Pd Id Rd Rd 6  . Rd Pd 6 * Phân tích mạch: R1 nt (R4//(R2 nt Rd)) nt R3. R2d R4 * Tính: R2d R2 Rd 12 R2d 4 3 R R1 R2d 4 R3 7,2  R2d R4 b 4 8 V b 8 * Từ: 4r I 1 A R r 7,2 0,8 rb 0,8  b 2
U AC IR1 0,2 V * Từ: U2d U2d 4 1.3 UCM I2d R2 R2 R2 .6 1,5 V R2d R2d 12 U AM U AC UCM 1,7 V Chọn C. Câu 15. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó 1 = 6 V; 2 = 2 V; r1 = r2 = 0,4 Ω; Đèn dây tóc Đ loại 6 V – 3 W; R1 = 0,2 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 1 Ω; R4 = 4 Ω. Coi điện trở bóng đèn không thay đổi. Hiêu điện thế giữa hai điểm M, N là A. – 3,45 V.B. +3,15 V.C. + 3,45 V.D. – 3,15 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 6 * Tính: Pd Id Rd Rd 12  . Rd Pd 3 * Phân tích mạch: R1 nt (Rd//(R2 nt R3)) nt R4. R23Rd * Tính: R 23 R2 R3 4 R23d 3 R R1 R23d R4 7,2  R23 Rd b 1 2 8 V  8 * Từ: I b 1 A R r 7,2 0,8 rb r1 r2 0,8  b U MA 1 I r1 R1 6 1. 0,4 0,2 5,4 V * Từ: U23 U23d I.R23d 1.3 U AN I23R2 R2 R2 R2 .3 2,25 V R23 R23 R23 4 U MN U MA U AN 3,15 V Chọn D. Câu 16. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có 7 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 2 V, điện trở trong 0,2 Ω mắc như hình vẽ. Coi điện trở bóng đèn không thay đổi. Đèn dây tóc Đ loại 6 V – 12 W; R 1 = 2,2 Ω; R2 = 4 Ω; R3 = 2 Ω. Chọn phương án đúng. A. Đèn Đ sáng bình thường. B. Đèn Đ sáng mạnh hơn. C. Hiệu điện thế UMN = 2,5 V. D. Hiệu điện thế UMN = 2,3 V. Hướng dẫn 2 2 2 2 Ud Ud 6 * Tính: Pd Id Rd Rd 3  . Rd Pd 12 * Phân tích mạch: R1 nt (Rd//(R2 nt R3)). R23Rd * Tính: R 23 R2 R3 6 R23d 2 R R1 R23d 4,2  R23 Rd
b 5 10 V  10 * Từ: I b 2 A R r 4,2 0,8 rb 3r r 0,8  b UCD I.R23d 4 V 6 V Đèn sáng yếu hơn bình thường. U MC 3 I 3r R1 6 2. 3.0,2 2,2 0,4 V * Từ: U23 I.R23 2.2 8 UCN I23R2 R2 R2 .4 V R23 R23 6 3 U MN U MC UCN 2,3 V Chọn D. Câu 17. Cho mạch điện như hình vẽ. Đèn dây tóc Đ ghi 12 V – 6 W. Các nguồn điện 1 = 9 V, r1 = 0,8 Ω và 2 = 6 V, r2 = 0,2 Ω và R2 = 144 Ω. Nếu đèn sáng bình thường thì UPQ bằng A. –2,52 V. B. 2,52 V. C. 3,48 V.D. –3,48 V. Hướng dẫn Pd 6 Ud * Tính: Pd Ud Id Id 0,5 A Rd 24  Ud 12 Id   I r r 1 2 1 2 15 I I2 Id I * Từ: U I2 R2 1 2 I r1 r2 I2  R2 144 15 I 0,5 I I 0,6 U U U I R E Ir 3,48 V 144 PQ PA AQ d d 1 1 Chọn D. Câu 18. Hai nguồn có suất điện động bằng nhau nhưng các điện trở trong khác nhau. Biết công suất điện lớn nhất mà mỗi nguồn có thể cung cấp cho mạch ngoài lần lượt là P 1 = 30 W và P2 = 50 W. Công suất điện lớn nhất mà cả hai nguồn đó có thể cung cấp cho mạch ngoài khi chúng mắc nối tiếp là A. 80 W.B. 48 W.C. 60 W.D. 75 W. Hướng dẫn  2  2  2  2  2 * Từ: P I 2 R R R P 2 R2 r 2 2Rr r 2 4r max 4r R r R 2r R 2r  2  2 Pmax1 4r1 4r1 Pmax1  2  2 P 4r max 2 2 4r2 Pmax 2 * Bộ nguồn mắc nối tiếp:
2 2 2 b  2 2 Pmax1Pmax 2 Pmax 4 75 W r r r 4(r r )  2  2 P P b 1 2 1 2 max1 max 2 Pmax1 Pmax 2 Chọn D. Câu 19. Một bộ nguồn gồm 12 acquy giống nhau, mỗi acquy có suất điện động 2 V và điện trở trong 0,1 Ω, được mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song trên mỗi dây có m nguồn mắc nối tiếp. Điện trở R =0,3 Ω được mắc vào hai cực của bộ nguồn này. Để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R cực đại thì A. n = 1 và m = 12.B. n = 2 và m = 6. C. n = 4 và m = 3.D. n = 6 và m = 2. Hướng dẫn  m 2m b  2m 240 120 2 b * Từ: mr 0,1m m I 2 R r m 120R R rb b n n 120 R m 120 m 2 120R 120 I m 120R 6 n 2 Chọn B. max R Câu 20. Có 8 bóng đèn cùng loại 3 V – 3 W và một số nguồn điện có cùng suất điện động 4 V và điện trở trong 1 Ω. Các nguồn được mắc thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song trên mỗi dây có m nguồn nối tiếp. Các bóng được mắc thành y dãy song song trên mỗi dãy có x bóng nối tiếp. Số nguồn cần ít nhất để các đèn sáng bình thường là A. 6 với n = 2, m = 3, y = 2 và x = 4. B. 6 với n = 1, m = 6, y = 2 và x = 4. C. 5 với n = 1, m = 5, y = 4 và x = 2. D. 5 với n = 1, m = 5, y = 4 và x = 2. Hướng dẫn Pd 3 * Tính: Pd Ud Id Id 1 A Ud 3 U xUd 3x * Khi các đèn sáng bình thường: I yId y  m 4m b * Mắc các bộ nguồn hỗn hợp đối xứng: mr m r b n n m * Định luật Ôm toàn mạch:  U Ir 4m 3x y b b n
mn 6 min xy 8 2 2 4mn 3xn ym 2 3xn.ym  mn 6 3nx ym 3n x xymn xy 8 m 6 x 4 ; n 1 y 2 nx 4 1.4 2.2 1 y 8;1 n,x 4 Chọn B. 1 m 6 m 3 x 2 ; n 2 y 4 Câu 21. Có một số bóng đèn cùng loại 3 V – 3 W và 15 nguồn điện có cùng suất điện động 4 V và điện trở trong 1 Ω. Các nguồn được mắc thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song trên mỗi dãy có m nguồn nối tiếp. Các bóng được mắc thành y dãy song song trên mỗi dãy có x bóng nối tiếp. Biết các đèn đều sáng bình thường. Số đèn lớn nhất là A. 24 với y = 3, x = 8, n = 1 và m = 15. B. 24 với y = 8, x = 3, n = 3 và m = 5. C. 20 với y = 10, x = 2, n = 3 và m = 5. D. 20 với y = 2, x = 10, n = 1 và m = 15. Hướng dẫn Pd 3 * Tính: Pd Ud Id Id 1 A Ud 3 U xUd 3x * Khi các đèn sáng bình thường: I yId y  m 4m b * Mắc bộ nguồn hỗn hợp đối xứng: mr m r b n n m * Định luật Ôm toàn mạch:  U Ir 4m 3x y b b n xy 20 max mn 15 2 2 4mn 3xn ym 2 3xn.ym  xy 20 3nx ym 3n x xymn mn 15 m 15 x 10 ; n 1 y 2 nx 10 1.10 2.5 1 y 20;1 n,x 10 Chọn D. 1 m 15 m 3 x 2 ; n 5 y 10
Câu 22. Có một bóng đèn loại 12 V – 18 W và một số nguồn điện có cùng suất điện động 1,5 V và điện trở trong 1,5 Ω. Các nguồn được mắc thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song trên mỗi dây có m nguồn nối tiếp . Khi có nguồn cần ít nhất để đèn sáng bình thường thì công suất mỗi nguồn là A. 3 W.B. 2,25 W.C. 1,5 W.D. 0,75 W. Hướng dẫn Pd 18 * Tính: Pd Ud Id Id 1,5 A Ud 12 b m 1,5m  U I r * Từ: mr m b d d b mn 8n 1,5m 2 8n.1,5m r 1,5 b n n m 16 mn 48 8n 1,5m I Chọn D. min n 3 P  d 0,75 W 1 3 BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Mắc điện trở R = 2 Ω vào bộ nguồn gồm hai pin có suất điện động và điện trở trong giống nhau. Nếu hai pin ghép nối tiếp thì cường độ dòng điện qua R là I 1 = 0,75 A. Nếu hai pin ghép song song thì cường độ dòng điện qua R là I2 = 0,6 A.Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi pin. A. 1,5 V và 2 Ω.B. 3 V và 2 Ω.C. 3 V và 3 Ω.D. 1,5 V và 1 Ω. Câu 2. Hai acquy có suất điện động 12 V và 6 V, có điện trở trong không đáng kể mắc nối tiếp với nhau và mắc với điện trở 12 Ω thành mạch kín. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là A. 0,15 A.B. 1 A.C. 1,5 A.D. 3 A. Câu 3. Một bộ nguồn gồm 20 acquy giống nhau, mỗi acquy có suất điện động 2 V và điện trở trong 0,1Ω được mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng. Điện trở R = 2 Ω được mắc vào hai cực của bộ nguồn này. Để dòng điện chạy qua điện trở R có cường độ cực đại thì bộ nguồn này phải gồm A. 1 dãy gồm 20 acquy mắc nối tiếp. B. 2 dãy song song, mỗi dãy gồm 10 acquy mắc nối tiếp. C. 4 dãy song song, mỗi dãy gồm 5 acquy mắc nối tiếp. D. 5 dãy song song, mỗi dãy gồm 4 acquy mắc nối tiếp. Câu 4. Một bộ nguồn gồm 20 acquy giống nhau, mỗi acquy có suất điện động 2 V và điện trở trong 0,1Ω, được mắc nối tiếp. Điện trở R = 2 Ω được mắc vào hai cực của bộ nguồn này. Cường độ dòng điện trong mạch và hiệu suất của nguồn lần lượt là A. 5A và 80%.B. 10 A và 50%.C. 5 A và 50%.D. 10 A và 80%. Câu 5. Một dây hợp kim có điện trở là R = 5 Ω được mắc vào hai cực của một pin điện hóa có suất điện động 1,5 V và điện trở trong là 1 Ω.Điện trở của các dây nối là rất nhỏ. Trong thời gian 10 phút, lượng hóa năng được chuyển hóa thành điện năng và nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở R lần lượt là A. 112,5 J và 93,75 J.B. 225 J và 187,5 J.