PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CÔNG, CÔNG SUẤT VÀ HIỆU SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
– Công của nguồn điện:
A = EIt.
– Công suất của nguồn điện:
P = A/t = EI
– Hiệu suất của nguồn điện:
H% = U/E.100% = R / (R+r). 100% = (1 – rI/E).100%
(E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn; R là điện trở mạch ngoài).
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Acquy có r = 0,08Ω. Khi dòng điện qua acquy là 4A, nó cung cấp cho mạch ngoài một công suất bằng 8W. Hỏi khi dòng điện qua acquy là 6A, nó cung cấp cho mạch ngoài công suất bao nhiêu?
Giải
- Hiệu điện thế mạch ngoài:
U = E – rI.
- Công suất cung cấp cho mạch ngoài:
P = UI = (E – rI)I.
+ Với I = 4A:
⇒ P = (E – 0,08.4).4 = 8
⇒ E = 2,32V.
+ Với I’ = 6A:
⇒ P' = (2,32 – 0,08.6).6 = 11,04W.
Vậy: Khi dòng điện qua acquy là 6A, nó cung cấp cho mạch ngoài công suất là P' = 11,04W.
Ví dụ 2: Điện trở R = 8Ω mắc vào 2 cực một acquy có điện trở trong r = 1Ω. Sau đó người ta mắc thêm điện trở R song song với điện trở cũ.
Hỏi công suất mạch ngoài tăng hay giảm bao nhiêu lần?
Giải
- Cường độ dòng điện ban đầu trong mạch:
I1 = E / (R+r)
- Công suất mạch ngoài:
P1 = R.I12 = R.E2 / (R+r)2
- Cường độ dòng điện sau khi mắc thêm R:
\({I_2} = \frac{E}{{\frac{R}{2} + r}} = \frac{{2E}}{{R + 2r}}\)
- Công suất mạch ngoài:
\(\begin{array}{l} {P_2} = \frac{R}{2}I_2^2\\ \Rightarrow \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = \frac{{2{{(R + r)}^2}}}{{{{(R + 2r)}^2}}} = 1,62 \end{array}\)
Vậy công suất mạch ngoài tăng lên 1,62 lần
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: 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?
Đ/S:
a) Công suất có ích của động cơ:
P = UI – RI2.
Suất phản điện của động cơ:
E = U – RI.
b) Để công suất hữu ích đạt cực đại thì I = U/2R
Hiệu suất của động cơ là H = 50%.
Bài 2: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 24V, điện trở trong r = 1Ω. Trên các bóng đèn có ghi: Đ1 (12V- 6W), Đ2(12V – 12W), điện trở R = 3Ω.
a) Các bóng đèn sáng như thế nào? Tính cường độ dòng điện qua các bóng đèn.
b) Tính công suất tiêu thụ của mạch điện và hiệu suất của nguồn điện.
Đ/S:
a) Các đèn sáng hơn mức bình thường => đèn dễ cháy
I1 = 0,5 A; I2 = 1A
b) Công suất tiêu thụ của mạch điện: 44W
Hiệu suất của nguồn: 91,67%
Trên đây là trích dẫn toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập về Công suất của Nguồn điện môn Vật Lý 11 năm học 2020-2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
