Đề bài
Một bóng đèn sáng bình thường khi có hiệu điện thế U1 = 4,5V. Khi đó cường độ dòng điện qua đèn là I = 0,5A. Đèn được mắc nối tiếp với một biến trở vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 12V [hình H7.2]. Biến trở có điện trở lớn nhất \[R = 40\Omega \]
a] Vẽ sơ đồ mạch điện.
b] Đóng khóa K. Phải di chuyển con chạy C đến vị trí biến trở có điện trở R2 là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?
c] Khi đó, C ở cách hai đầu dây M, P của biến trở các đoạn \[{l_M},{l_P}\] [đầu M được nối với nguồn điện còn đầu P để hở]. Tính tỉ số \[{{{l_M}} \over {{l_P}}}\] ?
Lời giải chi tiết
a] Sơ đồ mạch điện như hình H7.2.
b] Hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở là: \[{U_2} = U - {U_d} = 12 - 4,5 = 7,5V\]
Cường độ dòng điện qua biến trở: I = Iđ = 0,5A.
Giá trị điện trở của biến trở là: \[{R_2} = {{{U_2}} \over I} = {{7,5} \over {0,5}} = 15\,\Omega \]
c] Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài nên: \[{{{l_M}} \over {{l_P}}} = {{{R_{MC}}} \over {{R_{PC}}}}\]
Với \[{R_{MC}} = {R_2} = 15\Omega \] và \[{R_{PC}} = R - {R_2} = 40 - 15 = 25\,\Omega \]
Vậy \[{{{l_M}} \over {{l_P}}} = {{{R_{MC}}} \over {{R_{PC}}}} = {{15} \over {25}} = {3 \over 5}\].