Phương pháp giải một số dạng bài tập về định luật Ôm đối với toàn mạch
Dạng 1: Tính cường độ dòng điện qua một mạch kín
- Tính điện trở mạch ngoài
- Tính điện trở toàn mạch: \({R_{tm}} = {R_N} + r\)
- Áp dụng định luật Ôm: \(I = \frac{E}{{r + {R_{tm}}}}\)
Lưu ý:
Trong trường hợp mạch có nhiều nguồn thì cần xác định xem các nguồn mắc với nhau như thế nào (nối tiếp hay song song). Tính \({E_b},{r_b}\) rồi thay vào biểu thức của định luật Ôm ta tìm được cường độ dòng điện I.
Dạng 2: Tìm điện trở, hiệu điện thế, suất điện động của nguồn.
Làm tương tự dạng 1. Khi đó bài cho cường độ dòng điện, hiệu điện thế trên mạch,…Từ đó, áp dụng định luật Ôm, suy ra các đại lượng cần tìm.
- Hiệu điện thế mạch ngoài (hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện: \(U = E - I.r\)
- Nếu điện trở trong r = 0 hay mạch hở (I = 0) thì U = E
- Nếu điện trở mạch ngoài R = 0 thì \(I = \frac{E}{r}\) => đoản mạch.
Bài tập ví dụ:
Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết \(E = 6V,{R_1} = 6\Omega ,{R_2} = 3\Omega \). Tính:
a) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
b) Tính UAB giữa hai cực của nguồn điện.
c) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1
Cho điện trở trong của nguồn điện không đáng kể.
Hướng dẫn giải
a)
Ta có:
\({R_1}//{R_2} \Rightarrow {R_N} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{6.3}}{{6 + 3}} = 2\Omega \)
Điện trở trong của nguồn coi không đáng kể. Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có:
\(I = \frac{E}{{{R_N}}} = \frac{6}{2} = 3A\)
b)
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện: \({U_{AB}} = I.{R_N} = 3.2 = 6V\)
c)
Do \({R_1}//{R_2} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}U = {U_1} = {U_2}\\I = {I_1} + {I_2}\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}6{I_1} = 3{I_2}\\{I_1} + {I_2} = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{I_1} = 1{\rm{A}}\\{I_2} = 2{\rm{A}}\end{array} \right.\)
Vậy cường độ dòng điện chạy qua R1 là 1 A
Dạng 3: Tính công suất cực đại mà nguồn có thể cung cấp cho mạch ngoài
Ta cần tìm biểu thức của công suất P theo điện trở R, sau đó kháo sát biểu thức ta sẽ tìm được giá trị R để P max và giá trị Pmax.
Ta có: \(P = {I^2}.R = {\left( {\frac{E}{{r + R}}} \right)^2}.R\)
Biến đổi về biểu thức \(P = \frac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt R + \frac{r}{{\sqrt R }}} \right)}^2}}}\)
Để P max thì \(\left( {\sqrt R + \frac{r}{{\sqrt R }}} \right)\) min xảy ra khi R = r (bất đẳng thhức Côsi).
Khi đó, \({P_{\max }} = \frac{{{E^2}}}{{4r}}\)
Bài tập ví dụ:
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:
Biết \(E = 12V,r = 1,1\Omega ,{R_1} = 0,1\Omega \)
a) Phải chọn R bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ trên R là lớn nhất?
b) Tính công suất lớn nhất đó?
Hướng dẫn giải
a)
Ta có, công suất tiêu thụ:
\(P = {I^2}.(R + {R_1}) = {\left( {\frac{E}{{r + R + {R_1}}}} \right)^2}.\left( {R + {R_1}} \right)\)
Chia cả tử và mẫu số của biểu thức cho (R + R1) ta được:
\(P = \frac{{{E^2}}}{{{{\left( {\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}} \right)}^2}}}\)
Để P max thì \(\left( {\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}} \right)\) min. Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số dương \(\sqrt {R + {R_1}} \) và \(\frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }}\) ta có:
\(\sqrt {R + {R_1}} + \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} \ge 2\sqrt {R + {R_1}} .\frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} = 2r\)
Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow \sqrt {R + {R_1}} = \frac{r}{{\sqrt {R + {R_1}} }} \Rightarrow R + {R_1} = r = 1,1\Omega \)
\( \Rightarrow R = 1,1 - {R_1} = 1,1 - 0,1 = 1\Omega \)
b)
Công suất lớn nhất là:
\({P_{\max }} = {\left( {\dfrac{E}{{r + R + {R_1}}}} \right)^2}.\left( {R + {R_1}} \right) \\= {\left( {\dfrac{{12}}{{1,1 + 1 + 0,1}}} \right)^2}(1 + 0,1) = 32,7{\rm{W}}\)
- Câu C1 trang 51 SGK Vật lý 11
- Câu C2 trang 51 SGK Vật lý 11
- Câu C3 trang 52 SGK Vật lý 11
- Câu C4 trang 52 SGK Vật lý 11
- Câu C5 trang 53 SGK Vật lý 11
- Bài 1 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 2 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 3 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 4 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 5 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 6 trang 54 SGK Vật lí 11
- Bài 7 trang 54 SGK Vật lí 11
SGK Vật lí lớp 11
Giải bài tập vật lý lớp 11 đầy đủ công thức, lý thuyết, định luật, chuyên đề vật lý SGK lớp 11 giúp để học tốt vật lý 11, luyện thi THPT Quốc gia
CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
- Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông
- Bài 2. Thuyết electron - Định luật bảo toàn điện tích
- Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường - Đường sức điện
- Bài 4. Công của lực điện
- Bài 5. Điện thế - Hiệu điện thế
- Bài 6. Tụ điện
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 1 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 1 – Vật lý 11
CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
- Bài 7. Dòng điện không đổi. Nguồn điện
- Bài 8. Điện năng - Công suất điện
- Bài 9. Định luật ôm đối với toàn mạch
- Bài 10. Ghép các nguồn điện thành bộ
- Bài 11. Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- Bài 12. Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
- Bài 13. Dòng điện trong kim loại
- Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân
- Bài 15. Dòng điện trong chất khí
- Bài 16. Dòng điện trong chân không
- Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn
- Bài 18. Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI
CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
- Bài 19. Từ trường
- Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ
- Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- Bài 22. Lực Lo-ren-xơ
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 4 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 4 – Vật lý 11
CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
- Bài 23. Từ thông. Cảm ứng điện từ
- Bài 24. Suất điện động cảm ứng
- Bài 25. Tự cảm
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 5 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 5 – Vật lý 11
CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
- Bài 26. Khúc xạ ánh sáng
- Bài 27. Phản xạ toàn phần
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 6 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 6 – Vật lý 11
CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG
- Bài 28. Lăng kính
- Bài 29. Thấu kính mỏng
- Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính
- Bài 31. Mắt
- Bài 32. Kính lúp
- Bài 33. Kính hiển vi
- Bài 34. Kính thiên văn
- Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 7 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 7 – Vật lý 11
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11
Xem Thêm
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
Vật Lý
Hóa Học
Ngữ Văn
- Soạn văn 11
- SBT Ngữ văn lớp 11
- Văn mẫu 11
- Soạn văn 11 chi tiết
- Soạn văn ngắn gọn lớp 11
- Soạn văn 11 siêu ngắn
Sinh Học
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
Công Nghệ
Lịch Sử & Địa Lý
- Tập bản đồ Địa lí lớp 11
- SBT Địa lí lớp 11
- SGK Địa lí lớp 11
- Tập bản đồ Lịch sử lớp 11
- SBT Lịch sử lớp 11
- SGK Lịch sử lớp 11