Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động e = 14 V, điện trở trong r = 2 Ω; R$_{1}$ là bóng đèn (6V-12W), R$_{2}$ = 10 Ω là điện t

Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động e = 14 V, điện trở trong r = 2 Ω; R$_{1}$ là bóng đèn (6V-12W), R$_{2}$ = 10 Ω là điện trở của bình điện phân dung dịch CuSO4 có cực dương bằng Cu. R3 là một biến trở. Vôn kế lí tưởng, A = 64, n = 2, F = 96500C/mol
a) Khi R$_{3}$ = 12 Ω. Xác định: Số chỉ vôn kế. Tính khối lượng đồng giải phóng trong thời gian 32 phút 10 giây.
b) Để đèn sáng bình thường phải điều chỉnh R$_{3}$ có giá trị là bao nhiêu ?
A 10,5V; 6,72g; b) 0,75Ω
B 9,5V; 8,72g; b) 0,75Ω
C 10,5V; 0,672; b) 0,75Ω
D 9,5V; 6,72g; b) 0,75Ω

Chọn đáp án: C
Phương pháp giải:
- Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I=\frac{e}{R+r}\)
- Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở: U = IR
- Đoạn mạch gồm các điện trở nối tiếp: R = R$_{1}$ + R$_{2}$ + …; U = U$_{1}$ + U$_{2}$ + …; I = I$_{1}$ = I$_{2}$ = …
- Đoạn mạch gồm các điện trở song song: \(\frac{1}{R}=\frac{1}{{{R}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}+...\) ; U = U$_{1}$ = U$_{2}$ = …; I = I$_{1}$+ I$_{2}$+ …
- Công suất tiêu thụ: P = I$^{2}$R = U$^{2}$/R = UI
- Đèn sáng bình thường khi dòng điện qua đèn bằng các giá trị định mức.
- Khối lượng kim loại bám vào catot: m = AIt/Fn
Hướng dẫn
Điện trở của đèn: R$_{đ}$ = U$_{đm}$$^{2}$/P$_{đm}$ = 6$^{2}$/12 = 3Ω
a) Điện trở mạch ngoài: \({{R}_{N}}=\frac{{{R}_{2}}.({{R}_{1}}+{{R}_{3}})}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}}=6\Omega \)
Cường độ dòng điện mạch chính:
\(I=\frac{e}{{{R}_{N}}+r}=\frac{14}{6+2}=1,75A\)
Số chỉ vôn kế là hiệu điện thế giữa hai đầu mạch ngoài: U = IR$_{N}$ = 1,75.6 = 10,5V
Dòng điện qua R$_{2}$: I$_{2}$ = U$_{2}$/R$_{2}$ = 10,5/10 = 1,05A
Khối lượng đồng giải phóng trong 32 phút 10 giây = 1930s
\(m=\frac{AIt}{Fn}=\frac{64.1,05.1930}{96500.2}=0,672g\)
b) Đèn sáng bình thường: I$_{đ}$ = I$_{3}$ = P$_{đm}$/U$_{đm}$ = 2A
Điện trở mạch ngoài: \({{R}_{N}}=\frac{{{R}_{2}}.({{R}_{1}}+{{R}_{3}})}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}}=\frac{10(6+{{R}_{3}})}{16+{{R}_{3}}}\)
Hiệu điện thế mạch ngoài: U = U$_{13}$ = 2.R$_{13}$ = 2.(6+R$_{3}$)
Cường độ dòng điện mạch ngoài:
\(I=\frac{{{U}_{13}}}{{{R}_{N}}}=\frac{e}{{{R}_{N}}+r}\Rightarrow \frac{2({{R}_{3}}+6)}{\frac{10(6+{{R}_{3}})}{16+{{R}_{3}}}}=\frac{14}{\frac{10(6+{{R}_{3}})}{16+{{R}_{3}}}+2}\Rightarrow {{R}_{3}}=\) 0,75Ω