Bài 11.4 trang 32 SBT Vật lý 9

Đề bài

Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức là U_Đ=6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ là I_Đ=0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U=12V.

a. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với điện trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?

b. Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 thì phần điện trở R₁ của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?

Lời giải chi tiết

a)

Mắc đèn nối tiếp với biến trở : \(I_Đ=I_b=I\)

Điện trở của biến trở khi đó là:

 \({R_b} =\dfrac{U_b}{I}= \dfrac{U - {U_D}}{I_D}=\dfrac {12 - 6}{0,75} = 8\Omega \)

b.

Gọi phần còn lại của biến trở là \(R_2\) : \(R_2 = R_b-R_1=16-R_1\)

Mạch gồm: Đèn được mắc song song với phần \(R_1\) của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại \(R_2\) của biến trở .

Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là U_Đ = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu \(R_2\) của biến trở là\(U_2= U – U_Đ = 12-6= 6V\).

Từ đó suy ra điện trở của hai đoạn mạch này bằng nhau, nghĩa là:\(\dfrac{R_D.R_1}{R_D + R_1} =R_2= 16 - {R_1}\) (*) với \({R_D} = \dfrac{6}{0,75} = 8\Omega \)  

=> từ (*) ta tính được \(R_1 ≈11,3Ω\)