Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 20. Thực hành xác định suất điện động và điện trở trong của pin

Đo suất điện động và điện trở trong của pin chưa qua sử dụng và pin đã qua sử dụng. 

Hình 20.1. Sơ đồ mạch điện

Xét mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động và điện trở trong r mắc nối tiếp với mạch ngoài gồm điện trở R có giá trị đã biết và biến trở R mắc nối tiếp như Hình 20.1. Xem điện trở của các dây dẫn không đáng kể. 

Khi đóng khoá K, cường độ là I được xác định theo công thức:

\(I = \frac{E}{{R + {R_0} + r}}\)

Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R là:

\(U = {\rm{IR}} = E - I(r - {R_0})\)

Hình 20.2. Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa cường độ dòng điện 1 chạy trong mạch và hiệu điện thế U giữa hai đầu điện trở R

Theo (20.2), đô thị mô tả mối quan hệ giữa I và U là một đoạn thẳng như Hình 20.2. Đoạn thẳng này có đường kéo dài cắt trục tung OU (khi I = 0) tại điểm có giá trị \({U_m} = E\)và cắt trục hoành OI (khi U = 0) tại điểm có giá m trị \({{\mathop{\rm I}\nolimits} _m} = \frac{E}{{r + {R_0}}}\)

− 2 pin: 1 pin chưa sử dụng và 1 pin đã qua sử dụng, hộp đựng pin (1).

– 1 biến trở R (2).

– 1 điện trở R, đã biết giá trị (3).

– 2 đồng hồ đo điện đa năng hiện số dùng làm ampe kế một chiều và vôn kế một chiều (4).

– Khoá K (5).

– Bảng điện (6) và dây nối (7).

Hình 20.3. Bộ dụng cụ đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện

- Bước 1: Lắp mạch điện như Hình 20.1.

- Bước 2: Chọn pin cần đo để lắp vào hộp đựng pin.

- Bước 3: Chọn thang đo thích hợp cho hai đồng hồ đo điện đa năng và để biến trở ở giá trị lớn nhất. 

- Bước 4: Đóng khoá K. Đọc giá trị của cường độ dòng điện I chạy trong mạch và hiệu điện thế U giữa hai đầu biến trở, ghi số liệu vào Bảng.

- Bước 5: Thay đổi giá trị R của biến trở, ứng với mỗi giá trị của biến trở, đọc giá trị của I và U tương ứng, ghi số liệu vào Bảng 20.

Bảng số liệu đo cường độ dòng điện trong mạch và hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở

Ví dụ 1: Một đèn pin đang sáng, nếu tháo pin ra và đảo chiều một cục pin thì hiện tượng gì sẽ xảy ra?

A. Đèn vẫn sáng

B. Đèn không sáng

C. Đèn sẽ bị cháy

D. Đèn sáng mờ.

Hướng dẫn giải

Mỗi nguồn điện đều có hai cực: cực dương (+) và cực âm (-). Vì vậy khi lắp thiết bị điện với nguồn là pin hay acquy cần nối đúng cực dương của thiết bị điện với cực dương của nguồn, cực âm của thiết bị điện với cực âm của nguồn. Nếu mắc ngược hay sai thì dụng cụ không hoạt động.

Ở đề bài, ta lắp ngược một viên pin, như vậy là không đúng cực, vì vậy đèn sẽ không sáng.

Đáp án B

Ví dụ 2: Đo suất điện động của nguồn điện người ta có thể dùng cách nào sau đây?

A. Mắc nguồn điện với một điện trở đã biết trị số và một ampekế tạo thành một mạch kín. Dựa vào số chỉ của ampe kế cho ta biết suất điện động của nguồn điện.

B. Mắc nguồn điện với một điện trở đã biết trị số tạo thành một mạch kín, mắc thêm vôn kế vào hai cực của nguồn điện. Dựa vào số chỉ của vôn kế cho ta biết suất điện động của nguồn điện.

C. Mắc nguồn điện với một điện trở có trị số rất lớn và một vôn kế tạo thành một mạch kín. Dựa vào số chỉ của vôn kế cho ta biết suất điện động của nguồn điện.

D. Mắc nguồn điện với một vôn kế có điện trở rất lớn tạo thành một mạch kín. Dựa vào số chỉ của vôn kế cho ta biết suất điện động của nguồn điện.

Hướng dẫn giải

 Đo suất điện động của nguồn điện người ta có thể dùng cách mắc nguồn điện với một vôn kế có điện trở rất lớn tạo thành một mạch kín. Dựa vào số chỉ của vôn kế cho ta biết suất điện động của nguồn điện.

Đáp án D

Học xong bài này các em cần biết:

- Đo suất điện động và điện trở trong của pin bằng dụng cụ thực hành.

- Đo suất điện động và điện trở trong của pin chưa qua sử dụng và pin đã qua sử dụng.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 20 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Hai nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5V và điện trở trong 0,5 Ω được mắc với một điện trở 2Ω thành sơ đồ mạch điện như sau. Tính cường độ dòng điện trong mạch.

  

  • A. 0,5 A
  • B. 1 A
  • C. 1,5 A
  • D. 2 A

• Câu 2:

  Có tám nguồn điện cùng loại với cùng suất điện động ξ = 1,5 V và điện trở trong r = 1 Ω. Mắc các nguồn này thành bộ hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V - 6W. Coi như bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường. Tính cường độ dòng điện I qua bóng đèn và công suất tiêu thụ của đèn khi đó.

  • A. 0,25 A
  • B. 0,5 A
  • C. 0,75 A
  • D. 1 A

• Câu 3:

   Suất điện động của một pin là 1,5V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một điện tích +2C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện.

  • A. 2 J
  • B. 3 J
  • C. 4 J
  • D. 5 J

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 20 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Khởi động trang 117 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 1 trang 118 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 2 trang 118 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 3 trang 119 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 119 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 119 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!