Trên thực tế, các Vôn kế có điện trở hữu hạn và hi...

Câu hỏi: Trên thực tế, các Vôn kế có điện trở hữu hạn và hiệu điện thế giữa hai cực của một nguồn điện bất kì phụ thuộc vào dòng điện chạy qua nó. Nhà vật lí người Đức, Giooc Ôm đã phát hiện, thông thường, hiệu điện thế U giữa hai cực của một nguồn điện liên hệ với cường độ dòng điện I chạy qua nó theo hệ thức U = U₀ – Ir, trong đó U₀ và r là những hằng số. Để xác định điện trở R_V của một Vôn kế và các thông số U₀, r của một nguồn điện khi chỉ được sử dụng thêm một điện trở R = 2,4kΩ, một học sinh tiến hành các bước sau: - Đầu tiên học sinh này mắc Vôn kế vào hai cực của nguồn, khi đó Vôn kế chỉ giá trị U₁ = 23,5V.- Tiếp đó học sinh ấy mắc Vôn kế trên nối tiếp với điện trở R rồi mắc đoạn mạch điện trở và Vôn kế ấy vào hai cực của nguồn thì thấy Vôn kế chỉ giá trị U₂ = 11,5V- Cuối cùng học sinh này mắc điện trở R vào hai cực của nguồn rồi dùng Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở thì thấy Vôn kế chỉ giá trị U₃ = 23,0V.Từ các kết quả đo trên, hãy tìm các giá trị U₀, r và điện trở R_V của Vôn kế. Biết rằng các điện trở không thay đổi theo nhiệt độ, bỏ qua điện trở các dây nối.

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Giải chi tiết:

Ta có:

\({U_0} - Ir = {U_1} = {\rm{I}}{{\rm{R}}_V} \Rightarrow {U_0} = {U_1}\left( {1 + \frac{r}{{{R_V}}}} \right)\,\,\,\,(1)\)

Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}I = \frac{{{U_2}}}{{{R_V}}}\\{U_2} + {\rm{IR}} = {U_0} - Ir\end{array} \right. \Rightarrow {U_0} = {U_2}\left( {1 + \frac{{r + R}}{{{R_V}}}} \right)\,\,(2)\)

Ta có:

\(\left\{ \matrix{
{I_V} = {{{U_3}} \over {{R_V}}} \hfill \cr
{I_R} = {{{U_3}} \over R} \hfill \cr
I = {I_R} + {I_V} \hfill \cr
{U_0} - {\rm{Ir}} = {U_3} \hfill \cr} \right. \Rightarrow {U_0} = {U_3}\left( {1 + {r \over {{R_V}}} + {r \over R}} \right)(3)\buildrel {(1);(2);(3)} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
{U_0} = 24V \hfill \cr
r = 0,05k\Omega \hfill \cr
{R_V} = 2,4k\Omega \hfill \cr} \right.\)

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

vào chuyên vật lí trường THPT chuyên Đại Học Sư Phạm Hà Nội - Năm học 2018 - 2019 (có lời giải chi tiết)

↑