Cho mạch điện (như hình vẽ).
Biết Uo = 12 V, Ro là điện trở, R là biến trở ampe kế lí tưởng. Khi con chạy C của biến trở R từ M đến N, ta thấy ampe kế chỉ giá trị lớn nhất I1 = 2A. Và giá trị nhỏ nhất I2 = 1A. Bỏ qua điện trở của các dây nối. Xác định giá trị Ro và R lần lượt là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiVới mạch điện này thì: RMC // RNC và RMC + RNC = R
Vì vậy khi ta đặt RMC = x (Ω) ⇒ RNC = R – x (0 < x < R)
\( \Rightarrow {R_{MNC}} = \frac{{x(R - x)}}{R}\)
Khi đó chỉ số của am pe kế là:
\(I = \frac{{{U_o}}}{{{R_o} + {R_{MNC}}}} = \frac{{{U_o}}}{{{R_o} + \frac{{x(R - x)}}{R}}}\)
+) Khi con chạy C ở M (ở N) thì RMNC = 0 và lúc đó ampe kế sẽ chỉ giá trị cực đại:
\({I_{\max }} = \frac{{{U_o}}}{{{R_o}}} \Rightarrow {R_o} = \frac{{{U_o}}}{{{I_{\max }}}} = \frac{{12}}{2} = 6\Omega \)
+) Để am pe kế chỉ giá trị nhỏ nhất thì:
\({R_{CNM}} = \frac{{x(R - x)}}{R}\) phải có giá trị cực đại, ta triển khai RCNM
\({R_{CNM}} = \frac{{x(R - x)}}{R} = \frac{{ - {x^2} + Rx}}{R} = \frac{{ - {x^2} + Rx - \frac{{{R^2}}}{4} + \frac{{{R^2}}}{4}}}{R} = \frac{{\frac{{{R^2}}}{4} - {{\left( {x - \frac{R}{2}} \right)}^2}}}{R} \le \frac{R}{4}\)
Để RMNC có giá trị cực đại bằng R/4 thì:
\({\left( {x - \frac{R}{2}} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow x = \frac{R}{2}\Omega \)
Tức là con chạy C ở chính giữa của biến trở và
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {R_{CNM}} = \frac{R}{4}\Omega \Rightarrow {I_{\min }} = \frac{{{U_o}}}{{{R_o} + \frac{R}{4}}} = 1\\ \Leftrightarrow \frac{{12}}{{6 + \frac{R}{4}}} = 1 \Rightarrow R = 24\Omega \end{array}\)