Chuyên đề định luật Ôm cho toàn mạch, định luật Ôm tổng quát

Tài liệu Vật lý 11

Chuyên đề định luật Ôm cho toàn mạch, định luật Ôm tổng quát bồi dưỡng HSG Vật lí 11 gồm 62 trang, được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 11 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.

A – TÓM TẮT KIẾN THỨC
B – NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP
VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG:
– Các định luật Ôm cho toàn mạch và định luật Ôm tổng quát đều được xây dựng bằng phương pháp năng lượng:
+ Định luật Ôm cho toàn mạch: Xét mạch kín đơn giản gồm nguồn điện (E, r) và mạch ngoài (R).
Ta có:
* Công của nguồn điện thực hiện trong thời gian t: A = EIt.
* Nhiệt lượng tỏa ra trên toàn mạch trong thời gian t: Q = (R + r)I2t.
* Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: A = Q EIt = (R + r)I2t.
+ Định luật Ôm tổng quát: Xét đoạn mạch đơn giản gồm nguồn điện (E, r); máy thu điện (E’, r’); mạch ngoài (R).
* Công của nguồn điện thực hiện trong thời gian t: A = EIt.
* Năng lượng tiêu thụ trên máy thu điện và các điện trở: W1 = E’It + (R + r + r’)I2t.
* Năng lượng cung cấp cho mạch ngoài: W2 = UIt.
* Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: A = W1 + W2.
– Nếu điện trở mạch ngoài không đáng kể (R 0) thì cường độ dòng điện trong mạch kín sẽ có giá trị lớn nhất (I = Er), ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch. Khi có hiện tượng đoản mạch, nguồn điện sẽ bị hỏng (một chiều) và có thể gây cháy nổ, hỏa hoạn nguy hiểm (xoay chiều). Để tránh hiện tượng này trong thực tế người ta dùng cầu chì hoặc atômat.
– Nếu mạch điện gồm nhiều nguồn hoặc nhiều máy thu điện mắc nối tiếp nhau thì trong các công thức trên ta thay E, E’, r và r’ bằng E, E’, r và r’, với E là tổng suất điện động của các nguồn điện, E’ là tổng suất phản điện của các máy thu điện; r là tổng điện trở trong của các nguồn điện, r’ là tổng điện trở trong của các máy thu điện. Định luật Ôm cho toàn mạch và định luật Ôm tổng quát sẽ có dạng tổng quát sau với R là điện trở tương đương của mạch ngoài.
VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
Với dạng bài tập về định luật Ôm cho toàn mạch (mạch kín). Phương pháp giải là:
– Chọn chiều dòng điện trong mạch (nếu đề bài chưa cho) thích hợp. Cụ thể:
+ Nếu mạch kín chỉ có một hoặc nhiều nguồn mắc nối tiếp thì chọn dòng điện để các nguồn trên đều là nguồn điện (dòng điện đi vào nguồn từ cực âm, ra khỏi nguồn từ cực dương).
+ Nếu mạch kín gồm nhiều nguồn mắc xung đối nhau (cực cùng tên nối với nhau) thì chọn dòng điện sao cho các nguồn là nguồn điện có tổng suất điện động lớn hơn tổng suất phản điện của các nguồn là máy thu điện.
– Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch (mạch kín): I = ΣER + Σr. E là tổng suất điện động của các nguồn, r là tổng điện trở trong của các nguồn; R là điện trở tương đương của mạch ngoài.
– Một số chú ý: Khi áp dụng công thức I = bbER + r cần chú ý các trường hợp:
+ Trường hợp các nguồn điện giống nhau mắc với nhau và mắc với điện trở ngoài thì:
* Nếu các nguồn giống nhau mắc nối tiếp thì: Eb = nE; rb = nr.
* Nếu các nguồn giống nhau mắc song song thì: Eb = E; rb= rn.
* Nếu các nguồn giống nhau mắc hỗn hợp đối xứng (m dãy, n nguồn/dãy) thì: Eb = nE; rb = nrm.
+ Trường hợp các nguồn điện khác nhau mắc với nhau và mắc với điện trở ngoài thì:
* Nếu các nguồn mắc nối tiếp thì: Eb = E1 + E2 + …; rb = r1 + r2 + ….
* Nếu các nguồn mắc xung đối thì: Eb = E1 – E2 (E1 > E2); rb = r1 + r2.
+ Trường hợp mạch kín gồm nhiều nguồn điện và nhiều máy thu mắc nối tiếp nhau và mắc với điện trở ngoài.
Với dạng bài tập về định luật Ôm cho các loại đoạn mạch (tổng quát). Phương pháp giải là:
– Xác định cấu trúc của mạch điện và vẽ lại mạch điện (nếu mạch điện phức tạp).
– Chọn chiều dòng điện trong mạch (nếu đề bài chưa cho) thích hợp. Theo chiều dòng điện xác định nguồn điện, máy thu điện trong mạch.
– Nếu mạch điện đơn giản (gồm các nguồn điện, máy thu mắc nối tiếp): dùng các công thức định luật Ôm cho các loại đoạn mạch để giải.
– Nếu mạch điện phức tạp: thường dùng 2 định luật Kiếc-xốp để giải, lúc này cần chú ý xác định đúng dấu của I và E theo quy ước đã nêu.
C – CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG

[ads]

TÀI LIỆU CÙNG CHUYÊN MỤC