Giải SGK Vật lý 11 Cánh diều Bài 3. Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện có đáp án

Ở chủ đề trước ta có biểu thức A = U.I.t hay A = qU

Từ biểu thức 3.1 ta thấy $A=q\text{E}$ nên suất điện động có đơn vị giống với đơn vị của hiệu điện thế.

- Giống nhau: đều là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công.

- Khác nhau:

+ Suất điện động đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.

+ Hiệu điện thế đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường tạo ra bởi nguồn điện.

Cá chình thường không bị chính dòng điện trong cơ thể mình giết chết bởi 3 nguyên nhân sau:

- Thứ nhất là cấu tạo cơ thể hợp lí: Với thân hình thon và kéo dài khiến cho khả năng dòng điện đi qua và gây hại cho các bộ phận trọng yếu là rất nhỏ. Dòng điện gần như phóng thẳng ra môi trường chứ không truyền trong cơ thể quá lâu.

- Thứ hai là dòng điện không đủ lâu để giết cá chình: Kích thước cơ thể tỉ lệ thuận với điện áp cao nhất một con có thể tạo ra. Cá càng to, cường độ điện phóng ra càng mạnh. Các nhà khoa học cho rằng cá chình điện có khả năng điều chỉnh điện áp tối đa khó có thể giết chính nó trong khoảng thời gian ngắn mà dòng điện tồn tại, cộng thêm khả năng tạo ra điện và phóng điện vô cùng nhanh nên cá chình mới có thể an toàn như vậy.

- Cuối cùng là khả năng đặc biệt nhất là uốn mình theo những hướng nhất định. Bằng cách này cá chình tránh được dòng điện đi qua tim. Với mỗi tình huống khác nhau, cá chình điện lại có 1 cách riêng để tự vệ.

Gọi suất điện động và điện trở trong của pin lần lượt là E và r.

Vôn kế có điện trở rất lớn nên coi như dòng điện đi qua vôn kế rất nhỏ

Khi mạch hở: ${U}_{V1}=\text{E}=13\ (V)$

Khi mạch kín: ${U}_{V2}={I}_{2}{R}_{d}=3.{R}_{d}=12\Rightarrow {R}_{d}=4\ Ω$

Lại có $\text{E}={I}_{2}({R}_{d}+r)\Rightarrow 13=3(4+r)\Rightarrow r=\frac{1}{3}Ω$

Nhiệt năng sinh ra trong khoảng thời gian t là: $Q={I}^{2}Rt$.

Năng lượng điện tiêu thụ được chuyển hoá thành nhiệt năng: $A=\text{P}.t$.

Do năng lượng điện tiêu thụ được chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt nên:

$Q=A\Rightarrow {I}^{2}Rt=\text{P}.t$

Suy ra, công suất toả nhiệt: ${\text{P}}_{hp}={I}^{2}R$.

Điều chỉnh biến trở để thu được cặp giá trị hiệu điện thế và cường độ dòng điện khác nhau là (U$_{1}$; I$_{1}$) và (U$_{2}$; I$_{2}$). Sau đó ta có thể sử dụng hệ phương trình sau:

$\{\begin{matrix}{U}_{1}=\text{E}-{I}_{1}r \\ {U}_{2}=\text{E}-{I}_{2}r\end{matrix}\Rightarrow r=\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$ hay $r=\frac{ΔU}{ΔI}$

Cường độ dòng điện qua mạch chính: $I=\frac{E}{{R}_{AC}+{R}_{CB}+r}$

Số chỉ của vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu AC:

${U}_{V}={U}_{AC}=I.{R}_{AC}=\frac{E}{{R}_{AC}+{R}_{CB}+r}.{R}_{AC}$

I. Mục đích

$U=I(R+{R}_{A})$

c đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện (đo U và I).

II. Cơ sở lý thuyết

- Lắp sơ đồ mạch điện như hình vẽ bên dưới với các dụng cụ đã cho.

- Đồng hồ đo điện đa năng thứ nhất để ở chế độ đo hiệu điện thế.

- Đồng hồ đo điện đa năng thứ hai để ở chế độ đo cường độ dòng điện.

Định luật Ohm cho đoạn mạch chứa nguồn điện: $U=E-I({R}_{0}+r)$

Mặt khác:

Suy ra: $I={I}_{A}=\frac{E}{R+{R}_{A}+{R}_{0}+r}$

Với R$_{A}$, R là điện trở của ampe kế và của biến trở. Biến trở dùng để điều chỉnh điện áp và dòng điện

Trong thí nghiệm ta có ${R}_{0}=100\ Ω$

Ta đo R$_{A}$ bằng cách dùng đồng hồ vạn năng ở thang đo DC, đo hiệu điện thế giữa hai cực của ampe kế và cường độ dòng điện qua mạch $\rightarrow$ R$_{A}$.

III. Thực hiện thí nghiệm

Sau khi lắp sơ đồ mạch điện như trên, tiến hành đo U và I$_{A}$.

Với các giá trị $R=10\ Ω;\ {R}_{0}=100\ Ω;\$ cho trước có thể tìm được $E$.