Cho mạch điện như hình vẽ/ Nguồn điện có suất điện động E= 24V, và điện trở trong r= 1ôm. Các điện trở mạch ngoài R1= 2 ôm, R2= 4 ôm, R3= R4= 3 ôm. Dòng điện trở R1 là I1= 2A a) Tính giá trị điện trở R5. Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài. b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D, tính hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trỡ. c) Tính hiệu suất của nguồn điện.

Đáp án:

a) \(2\Omega \)

b) \(2V\)

c) \(83,33\% \)

Giải thích các bước giải:

a) Ta có:

\(\begin{array}{l}
{R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 2 + 4 = 6\Omega \\
{U_{12}} = {I_1}.{R_{12}} = 2.6 = 12V\\
{R_{34}} = {R_3} + {R_4} = 3 + 3 = 6\Omega \\
{I_{34}} = \dfrac{{{U_{12}}}}{{{R_{34}}}} = \dfrac{{12}}{6} = 2A\\
I = {I_1} + {I_{34}} = 2 + 2 = 4A\\
\xi  = {U_{12}} + I.\left( {{R_5} + r} \right)\\
 \Rightarrow 24 = 12 + 4\left( {{R_5} + 1} \right)\\
 \Rightarrow {R_5} = 2\Omega 
\end{array}\)

Ta có:

\(U = \xi  - I.r = 24 - 4.1 = 20V\)

Công suất tiêu thụ mạch ngoài là:

\(P = UI = 20.4 = 80W\)

b) HĐT giữa 2 đầu mỗi điện trở là:

\(\begin{array}{l}
{U_1} = {I_1}{R_1} = 2.2 = 4V\\
{U_2} = {I_2}{R_2} = 2.4 = 8V\\
{U_3} = {I_3}{R_3} = 2.3 = 6V\\
{U_4} = {I_4}{R_4} = 2.3 = 6V\\
{U_5} = {I_5}{R_5} = 4.2 = 8V\\
{U_{CD}} =  - {U_1} + {U_3} =  - 4 + 6 = 2V
\end{array}\)

c) Hiệu suất của nguồn điện là:

\(H = \dfrac{U}{\xi }.100\%  = \dfrac{{20}}{{24}}.100\%  = 83,33\% \)