CHUYÊN
ĐỀ ĐIỆN HỌC
Bài 1: (Đề thi
HSG cấp Tỉnh năm 2013 - 2014)
Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1= 3,6 W; R2=1W; R3=
6 W;
R4= 3 W, cường độ dòng điện qua mạch
chính I = 1,5A, hiệu điện thế hai đầu
điện trở R3 là U3 = 2,4V. Tính điện trở R5.
Giải
- Vẽ lại sơ đồ mạch điện.
- Hoặc viết được sơ đồ mạch điện: {[(R2
nt R4 )//R3]nt R1}// R5
- Cường độ dòng điện qua R3: I3
= U3/R3 = 2,4/6 = 0,4A
- Cường độ dòng điện qua R2
và R4 :
I2 = U3/(R2
+ R4) = 2,4/(1 + 3) = 0,6A
- Cường độ dòng điện qua R1:
I1 = I2 + I3 = 0,6 +0,4 = 1A
- Hiệu điện thế hai đầu R1: U1
= I1R1 =1.3,6= 3,6V
- Hiệu điện thế của đoạn mạch AB: U = U1
+ U3 = 3,6 +2,4 = 6V
- Cường độ dòng điện qua R5:
I5 = I - I1 = 1,5
-1= 0,5A
- Điện trở R5 : R5= U/I5 = 6/0,5 = 12Ω
Bài 2: (Đề thi
HSG cấp Tỉnh năm 2013 - 2014)
Cho mạch điện như hình vẽ. Khi chỉ đóng khóa K1 thì mạch điện
tiêu thụ công suất P1= 10W. Khi chỉ đóng khóa K2
thì mạch điện tiêu thụ công suất P2= 8W. Khi mở cả hai khóa thì mạch
điện tiêu thụ công suất P3= 4W. Hỏi khi đóng cả hai khóa thì mạch điện
tiêu thụ công suất P bằng bao nhiêu?
Giải
- Khi chỉ đóng khóa K1 thì mạch
chỉ có R3 : P1 = U2/R3 (1)
- Khi chỉ đóng khóa K2 thì mạch
chỉ có R1: P2 = U2/R1 (2)
- Khi mở cả hai khóa thì mạch gồm ba điện
trở ghép nối tiếp
P3 =
U2/(R1 + R2 + R3) (3)
- Khi đóng cả hai khóa thì mạch gồm ba
điện trở ghép song song
P = U2/Rtđ = U2/(1/R1 + 1/R2
+ 1/R3) (4)
- Thay (1)(2) vào (3): R2 = U2(1/P3
+ 1/P2 + 1/P1)
Hay
1/R2 = (P1P2P3)/[U2(P1P2
– P1P3 – P2P3)] (5)
- Thay (1)(2) và (5) vào (4): P = P1
+ P2 + [(P1P2P3)/ (P1P2
– P1P3 – P2P3)]
- Thay số ta được : P= 58W
Bài 3: (Đề thi
HSG cấp Huyện khóa ngày 20/02/2016)
Nếu đặt vào hai đầu A, B (hình vẽ) hiệu
điện thế U1 = 12 V thì có thể lấy ra từ C và D một hiệu điện thế U2
= 4V, Khi đó dòng điện qua R2 là I = 0,5A. Ngược lại, nếu đặt vào C,
D một hiệu điện thế U3 = 18V thì có thể lấy ra từ A, B một hiệu điện
thế U4 = 10,8 V. Xác định giá trị các điện trở R1, R2,
R3.
Giải
* Trường hợp UAB
= U1 = 12V.
-
Sơ đồ mạch điện: R1//(R2 nt R3)
-
Điện trở R3: R3 =U2/I
= 4/0,5 = 8Ω
-
Điện trở R2: R2 =
(U1 – U2)/R2 = (12 – 4)/0,5 = 16Ω
*
Trường hợp UCD = U3 = 18V.
-
Sơ đồ mạch điện: (R1 nt R2)//R3
-
Cường độ dòng điện qua R2: I2 = (U3 – U4)/R2
= (18 – 10,8)/16 = 0,45A.
-
Điện trở R1: R1 = U4/I2 = 10,8/0,45
= 24Ω
Bài 4: (Đề thi
HSG cấp Huyện khóa ngày 20/02/2016)
Một bếp điện có ghi 220V- 1000W được sử
dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 1,5 kg nước từ 200C thì mất
thời gian là 9 phút 30 giây.
a) Tính hiệu suất của bếp. Biết nhiệt
dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
b) Mỗi ngày đun sôi 3 kg nước với các điều
kiện như trên trong 30 ngày sẽ phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước
này. Cho rằng mỗi KWh gia1200 đồng.
Giải
a). Nhiệt lượng
nước hấp thu để tăng nhiệt độ từ 200C đến 1000C.
Q1 = mc(t2 – t1)
= 1,5.4200(100-20) = 504000 J
-
Nhiệt lượng do bếp tỏa ra trong 9 phút 30 giây = 570 giây là:
Q2 = P.t = 1000.570 =
570000 J
-
Hiệu suất của bếp: H = (Q1.100%)/Q2 =
(504000.100%)/570000 = 88,4%
b). Trong 1 ngày
điện năng tiêu thụ để đun sôi 3 kg nước gấp 2 lần điện năng tiêu thụ để đun sôi
1,5 kg nước.
-
Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày là:
A = 2.Q2.30 = 2.570000.30 =
34200000 J
-
Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày tính theo đơn vị KWh
A = 34200000/3600000 = 9,5 KWh.
-
Tiền điện phải trả cho việc đun nước này trong 30 ngày là:
T = 9,5.1200 = 11400 đồng.
Bài 5: (Đề thi HSG cấp Huyện khóa ngày
19/02/2017)
Cho mạch điện như hình vẽ. Đèn Đ1
có ghi 6V – 3W, đèn Đ2 ghi 3V – 6W. Nguồn điện có hiệu điện thế ổn định
U = 15V. Biết hai đèn sáng bình thường, điện trở R3 = 2Ω.
a) Tính điện trở và cường độ dòng điện
qua mỗi bóng đèn.
b) Tính giá trị điện trở R1
và R2.
c) Tính nhiệt lượng tỏa ra của mỗi
bóng đèn trong thời gian 30 phút.
Giải
a) Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn:
-
I1 = P1/U1 = 3/6 = 0,5A
-
I2 = P2/U2 = 6/3 = 2A
-
Điện trở của mỗi đèn:
-
R1 = U12/P1 = 62/3 = 12Ω
-
R2 = U22/P2 = 32/6 =
1,5Ω
b) Cường độ dòng điện qua mạch chính:
- I
= U3/R3 = (U – U1 – U2)/R3
= 6/2 = 3A
-
Điện trở R1: R1 = U1/(I – I1) =
6/(3 – 0,5) = 2,4Ω
-
Điện trở R2: R2 = U2/(I – I2) =
3/(3 – 2) = 3Ω
c) Nhiệt lượng tỏa ra của mỗi đèn trong
30 phút
-
Q1 = P1t = 3.30.60 = 5400 J
- Q2
= P2t = 6.30.60 = 10800 J
Bài 6: (Đề thi HSG cấp Huyện khóa ngày
19/02/2017)
Hai dây constantan và Niken có cùng
chiều dài, tiết diện của dây constantan gấp 1,5 lần tiết diện của dây Niken.
Người ta mắc song song hai dây trên vào hai cực của nguồn điện không đổi. So
sánh cường độ dòng điện và công suất của hai dây. Biết điện trở suất của dây
constantan là ρ1 = 0,5.10-6 Ωm của dây Niken là ρ2
= 0,4.10-6 Ωm.
Giải
-
Tỉ số điện trở giữa hai dây: R1/R2 = (ρ1.S2)/
(ρ2.S1) = 5/6
-
Tỉ số dòng điện giữa hai dây dẫn: I1/I2 = R2/R1
= 6/5 = 1,2
-
Vậy cường độ dòng điện qua dây constantan gấp 1,2 lần cường độ dòng điện qua
dây Niken.
-
Tỉ số công suất giữa hai dây: P1/P2 = R2/R1
= 6/5 = 1,2.
-
Vậy công suất của dây constantan gấp 1,2 lần công suất dây Niken.
