Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “ Dòng điện không đổi” vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh

a có:

– UAB = I1r1 – e1
– UAB = I2r2 – e2

(1)

(2)

UAB = IR

(3)

I1 + I 2 = I

(4)

Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
(1’)

0,1I1 + 0I2 + 0,2I = 2
0I1 + 0,1I2 + 0,2I = 1,5

(2’)

I1 + I 2 – I = 0

(3’)

Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 6 A; I2 = 1 A; I = 7 A. Thay I vào (3), ta có U AB =
UV = 1,4 V. Vì I1 > 0; I2 > 0; I > 0 nên dòng điện chạy trong các nhánh mạch đúng

nhƣ chiều ta giả sử.

Bài 4:
Giả sử dòng điện chạy trong các nhánh mạch có chiều nhƣ hình vẽ.


Ta có:

UAB = I1(r1 + r4 + R1) – e1 + e4

– UAB = I2(r2 + R2) – e2

(2)

UAB = I3(r3 + R3) – e3

(3)

I1 + I3 = I 2

(1)

(4)

Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
(1’)

10I1 + 20I2 + 0I3 = 50
0I1 + 20I2 + 5I3 = 40

(2’)

I1 – I2 + I 3 = 0

(3’)

Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,29 A; I2 = 1,86 A; I3 = 0,57 A. Thay I3 vào (3), ta
có UAB = - 12,15 V. Vì UAB < 0 nên điện thế điểm A thấp hơn điện thế điểm B; I1 >
0; I2 > 0; I3 > 0 nên dòng điện chạy trong các nhánh mạch đúng nhƣ chiều ta giả sử.
Bài 5:
Giả sử dòng điện chạy trong các nhánh mạch có chiều nhƣ hình vẽ.
Ta có:

– UAB = I1(r1 + R1) – e1
– UAB = I2(r2 + R2) – e2

(2)

UAB = I3(r3 + R3) – e3

(3)

I1 + I 2 = I 3

(4)

(1)

Từ (1), (2), (3), (4) ta có:
4,5I1 + 0I2 + 5I3 = 14

(1’)

0I1 + 5,5I2 + 5I3 = 10

(2’)

I1 + I 2 – I3 = 0

(3’)

Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,30 A; I2 = 0,33 A; I3 = 1,63 A. Thay I3 vào (3), ta
có UAB = 2,15 V. Vì I1 > 0; I2 > 0; I3 > 0 nên dòng điện chạy trong các nhánh mạch
đúng nhƣ chiều ta giả sử.
Bài 5:
EAB = E = 2V.
rab = 0,2  .
ECD = 3E = 6V. rCD = 3r = 1,2A.


Vì ECD > EAB nên dòng điện qua R3 từ C đến B.
Vậy:I = 0,17A.

Bài 6:
EAB = E = 2V.
rab = 0,2  .
ECD = 3E = 6V. rCD = 3r = 1,2A.
Vì ECD > EAB nên dòng điện qua R3 từ C đến B.
Vậy:I = 0,17A.
Bài 7:

- Giả sử dòng điện có chiều nhƣ hình vẽ:

Ta có:

I1 

U NM  E1 E1  U MN

r1
r1

I2 

U NM  E2 E2  U MN

r2
r2

I3 

U MN
R1  R2

Tại M ta có; I3 = I1 + I2.
Gọi UMN = U ta có:

E  U E2  U
U
 1


R1  R2
r1
r2

Giải phƣơng trình này ta đƣợc U = 11,58V.
Suy ra :

I1 = 2,1A
I2 = 0,2A
I3 = 2,3A.

- Vậy chiều dòng điện là đúng với chiều thật của đã chọn.
UR2 = I3.R2 = 6,9V.
- Điện tích của tụ C là: Q = C.UR2 = 5. 6,9 = 34,5 C .
E1,r1
M

E2,r2
R1
R2

C

N


2

E2
E

Bi 8: Ta cú: P = I R =
. Vỡ E v r khụng i nờn P = Pmax
R=
r2
Rr
R 2r
R
2

khi (R +

r2
r2
) cú giỏ tr cc tiu, m theo bt ng thc Cụsi thỡ (R +
) cú giỏ tr
R
R

cc tiu khi R =

r2
E2
R = r = 2 . Khi ú Pmax =
= 18 W. R = r = 2 .
R
4r

Bi 10:
- Điều kiện để các đèn đều sáng bình th-ờng là gì?
- Điện trở và CĐDĐ định mức của mỗi bóng đèn là bao nhiêu?

- Liên hệ giữa CĐDĐ trong mạch điện chính và các mạch điện rẽ?
- Chọn HĐT cho mạch điện nh- thế nào?
-Điện trở và CĐDĐ định mức của mỗi bóng là:
Rđ=Uđ2/Pđ = 7,5 , Iđ =Pđ/Uđ =0,8A.
Tr-ờng hợp mắc hỗn hợp đối xứng:
-

Giả sử mắc 4 bóng thành x hàng, mỗi hàng có y bóng mắc nối tiếp (x,y
nguyên d-ơng).
Ta có:
x.y = 4

(1)

- Điện trở mạch điện ngoài: R=

y.Rd 7,5 y 15 y


x
x
2x
I

- CĐDĐ do nguồn cung cấp:
Ta có: I= x.Iđ =>

U 2Ux

R 15 y

2Ux
x.0,8 => U =6y (2)
15 y

Giải hệ ph-ơng trình (1) và (2) với x và y nguyên ta đ-ợc:
x

y

U(V)

1

4

24

2

2

12

4

1

6

Tr-ờng hợp các bóng không mắc đối xứng ta dễ thấy chỉ có tr-ờng hợp mắc thành
hai nhóm nối tiếp, mỗi nhóm gồm hai bóng mắc song song.
Vậy có 4 cách mắc để đèn sáng bình th-ờng:
+ Mắc 4 bóng thành một dãy nối tiếp, chọn HĐT 24V.
+ Mắc 2 dãy song song, mỗi dãy 2 bóng mắc nối tiếp, chon HĐT 12V.
+ Mắc 4 bóng song song, chọn HĐT 6V.
+ Mắc thành hai nhóm nối tiếp, mối nhóm gồm hai bóng mắc song song,
chọn HĐT 12V.
-

Tiến hành mắc mạch điện theo các ph-ơng án để kiểm tra kết quả.

Bi 11:
- Vì các đèn giống nhau và đều sáng bình th-ờng nên phải mắc chúng nh- thế nào?
- CĐDĐ định mức của mỗi bóng đèn là bao nhiêu?
- Liên hệ giữa CĐDĐ trong mạch điện chính và các mạch điện rẽ?
- Hiệu suất của nguồn điện đ-ợc tính theo công thức nào?
- Điện trở và CĐDĐ định mức của mỗi bóng là:
Rđ=Uđ2/Pđ = 12 , Iđ =Pđ/Uđ =0,5A.
-

Giả sử mắc 4 bóng thành x hàng, mỗi hàng có y bóng mắc nối tiếp
ta có:
x.y = 4

(1)

- Điện trở mạch điện ngoài: R=
- CĐDĐ do nguồn cung cấp:

Ta có: I= x.Iđ

-

=>

y.Rd 12 y

.
x
x

I

E
18

.
r R 6 12 y
x

18
= 0,5x
12 y
6
x

=> x+2y = 6

Giải hệ ph-ơng trình (1) và (2), ta đ-ợc:
x = 4, y=1
x =2, y=2
Vậy có 4 cách mắc để đèn sáng bình th-ờng:

(2)


+ Mắc 4 bóng song song
+ Mắc 2dãy song song, mỗi dãy 2 bóng mắc nối tiếp.
-

Với mạch điện ngoài chỉ có điện trở thuần hiệu suất của nguồn điện là:

H

U
R
1


E R r 1 r
R

Để có hiệu suất lớn nhất thì điện trở mạch điện ngoài phải lớn nhất do đó ta chọn
cách mắc thứ 2
Bi 12:
*Điều kiện để đèn 6V - 6W sáng bình th-ờng là gì?
- Giả sử có N pin mắc thành m dãy song song, mỗi dãy có n pin mắc nối tiếp, hãy
xác định m và n để đèn sáng bình th-ờng?

- Điều kiện để đèn sáng bình th-ờng là HĐT mạch điện ngoài U= 6V, khi đó CĐDĐ
P
1( A)
U

qua đèn là: I=

- Giả sử có n pin mắc thành m dãy, mỗi dãy có n pin mắc nối tiếp
Ta có: E= ne = 1,5n
r=

n
n
r0
m
m

áp dụng định luật Ôm:
E = U +Ir =>
1,5n = 6 +
n = 4

n
ta đi đến ph-ơng trình:
m

8
3m 2

Với m, n là nguyên d-ơng, do đó

3m - 2 = 1, 2, 4, 8.
Ta chọn m = 1, 2. Ta tính đ-ợc n = 12, 6
- Bài toán có hai nghiệm:
Dùng 12 pin ghép thành 1 dãy nối tiếp hoặc hai dãy song song mỗi dãy 6 pin nối
tiếp.
Hiệu suất của bộ nguồn là:


H=

U
công suất mạch ngoài
=
E
công suất của bộ nguồn

(%)

Cả hai ph-ơng án đều có công suất mạch điện ngoài 6W tức HĐT mạch điện ngoài
U= 6V, vậy ph-ơng án nào có công suất bộ nguồn bé tức suất điện động bé thì có
hiệu suất lớn .
E1 = 12e = 18V, E2 =6e = 9V .
Ph-ơng án hai có hiệu suất gấp hai ph-ơng án 1.
- Tiến hành mắc mạch điện điện để kiểm tra kết quả.

Bi 13:
Khụng mõu thun gỡ vỡ giỏ tr 30 l in tr ca ốn khi khụng lm vic.
Khi ốn sỏng, nhit ca dõy túc búng ốn tng nhanh sau ú n nh do ú in
tr ca búng ốn cng tng lờn rt nhanh. S liu tớnh toỏn c ng vi trng hp
búng ốn ang lm vic bỡnh thng.

Bi 14:
Khi ct dõy mayso in tr dõy gim, dũng in tng lờn. in tr gim bao nhiờu
ln thỡ dũng in tng by nhiờu ln. Khi cha ct, nhit lng: Q = RI2t.
Khi ó ct dõy: R '

R
v I = nI
n

Nhit lng: Q = I2Rt = n.Q
Nh vy sau khi ó ct dõy, trong cựng mt khong thi gian bng nhau
nhit lng to ra tng n ln so vi khi cha ct. vy bng vic ct dõy cú th rỳt
ngn c thi gian un nc.
Bi 15 :
Nguyờn nhõn ca hin tng trờn l do tng quan gia cụng suõt thc v
cụng sut nh mc ca mi búng ốn.
Gi s cỏc ốn ban u thuc loi 12 V 5 W, nu Minh thay ốn hng bng
ốn loi 12 V v cụng sut nh mc nh hn 5W thỡ ốn ú s t ngay vỡ cụng
sut thc s ln hn nhiu so vi cụng sut nh mc. Nu thay bng ốn 6 V 3 W
s gn bng hoc nh hn cụng sut nh mc.


U2
U d2
Công suất thực: P 
mà Rd 
Rd
Pd
U
Suy ra P  

 Ud

2


 Pd
