PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CÔNG, CÔNG SUẤT VÀ HIỆU SUẤT CỦA MÁY THU ĐIỆN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
– Công tiêu thụ của máy thu điện:
A' = UIt = E'It + r'I2t.
– Công suất tiêu thụ của máy thu điện:
P’= A’/t = UI = E’I+r’I2
– Hiệu suất của máy thu điện:
H% = E’/U.100% = E’ / (E’+r’I). 100% = (1 – rI/U).100%
(E', r' là suất phản điện và điện trở trong của máy thu; R là điện trở mạch ngoài).
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Một động cơ điện mắc vào nguồn điện hiệu điện thế U không đổi. Cuộn dây của động cơ có điện trở R. Khi động cơ hoạt động, cường độ dòng điện chạy qua động cơ là I.
a) Lập biểu thức tính công suất hữu ích của động cơ và suất phản điện xuất hiện trong động cơ.
b) Tính I để công suất hữu ích đạt cực đại. Khi này, hiệu suất của động cơ là bao nhiêu?
Giải
a) Biểu thức tính công suất hữu ích của động cơ và suất phản điện xuất hiện trong động cơ
Công suất có ích của động cơ:
P = UI – RI2.
Suất phản điện của động cơ:
U = E + RI
⇒ E = U – RI.
b) Tính I để công suất hữu ích đạt cực đại
- Công suất có ích:
P = RI2 = U2R/(R+r)2
- Theo bất đẳng thức Cô-si:
\(\begin{array}{l} {(R + r)^2} \ge 4Rr\\ \Rightarrow P \le \frac{{{U^2}}}{{4r}} \end{array}\)
- Khi R = r thì công suất mạch ngoài cực đại:
Pmax = U2/4r
=> I = U/ (R+r) = U/2R
- Hiệu suất của động cơ:
H = R / (R+r) = R/2R = 50%
Vậy: Để công suất hữu ích đạt cực đại thì I = U/2R, lúc đó hiệu suất của động cơ là H = 50%.
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 12V, điện trở trong r = 1Ω. Điện trở R1 = 6Ω, R3 = 4Ω. Hỏi R2 bằng bao nhiêu để công suất trên R2 lớn nhất. Tính công suất này.
Đ/S: R2 = 30/11 Ω; P = 3,92W
Bài 2: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2Ω
a) Cho R = 10Ω. Tính công suất tỏa nhiệt trên R, công suất của nguồn; hiệu suất của nguồn.
b) Tìm R để công suất trên R là lớn nhất? Tính công suất đó ?
c) Tính R để công suất tỏa nhiệt trên R là 16 W.
Đ/S:
a) Công suất tỏa nhiệt trên R: 10W
Công suất của nguồn: 12W
Hiệu suất của nguồn: 83,33%
b) Điện trở: R = 2 Ω ;
Công suất cực đại: 18W
c) Để công suất tỏa nhiệt trên R là 16 W thì R = 4 Ω hoặc R = 1 Ω
Trên đây là đoạn trích toàn bộ phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập về Công suất của Máy thu điện môn Lý lớp 11 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
