ĐỊNH LUẬT OHM CĨ BÌNH ĐIỆN PHÂN
Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ: Có bộ nguồn (E
= 12 V; r = 0,4 Ω), R1 = 9Ω, R2 = 6Ω và một bình điện
phân đựng dung dịch CuSO4, anơt bằng đồng Cu và điện
trở của bình điện phân Rp = 4Ω. Tính:
a) Cường độ dịng điện qua mạch chính.
b) Khối lượng đồng thoát ra ở cực dương trong 16 phút 5 giây.
ĐS: a) 1,5A; b) 0,48g.
Hướng dẫn:
a)
RP nt R1 / / R2
R12
R1.R2
9.6
3, 6
R1 R2 9 6
RN RP R12 4 3, 6 7, 6
I
b)
mCu
E
12
1,5 A
RN r 7, 6 0, 4
1 A
1
64
. .It
. .1,5. 16.60 5 0, 48 g
F n
96500 2
Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ: E = 13,5 V, r =
1 Ω; R1 = 3 Ω; R3 = R4 = 4 Ω. Bình điện phân đựng dung
dịch CuSO4, anốt bằng đồng, có điện trở R 2 = 4 Ω. Hãy
tính:
a) Điện trở tương đương RMN của mạch ngồi, cường
độ dịng điện qua nguồn, qua bình điện phân.
b) Khối lượng đồng thoát ra ở catốt sau th ời gian t = 3
phút 13 giây. Cho khối lượng nguyên tử của Cu = 64 và n = 2.
c) Công suất của nguồn.
ĐS: a) 2; 4,5 A;1,5 A ; b) 0,096g; c) 60,75W.
Hướng dẫn:
a)
R1 / / R2 nt
R34
R3 / / R4
R3 .R4
4.4
2
R3 R4 4 4
R234 R2 R34 4 2 6
RN
R1.R234
3.6
2
R1 R234 3 6
E
13,5
4,5 A
RN r 2 1
-
Cường độ dòng điện qua nguồn:
-
Hiệu điện thế: U N I N .RN 4,5.2 9V U 2
b)
I
Cường độ dòng điện qua bình điện phân:
mCu
I2
1 A
1
64
. .It
. .1,5. 3.60 13 0, 096 g
F n
96500 2
c) PN E.I N 13,5.4,5 60, 75W
Bài tập 3: Cho mạch điện như hình vẽ: Mỗi nguồn
E = 4,5V, r = 0,5Ω, R1 = 1Ω, R3 = 6Ω; R2: Đèn (6V 6W), R4 = 2Ω, R5 = 4Ω (với R5 là bình điện phân
đựng dung dịch CuSO4/Cu). Cho biết A = 64, n = 2.
Tính:
a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
b) Nhiệt lượng tỏa ra trên bóng đèn trong thời
gian 10phút.
c) Khối lượng Cu bám vào catốt trong thòi gian 16
phút 5 giây.
ĐS: a) 18V; 1Ω; b) 3600J; c) 0,64g.
Hướng dẫn:
a)
Eb m.E 4.E 4.4, 5 18V
rb
b)
mr 4r
2r 2.0,5 1
n
2
U2 9
1, 5 A
R234 6
U 2 62
RÐ
6 R2
P
6
R1nt R2 ntR3 / / R4 ntR5
R23 R2 R3 6 6 12
R45 R4 R5 2 4 6
R2345
R23 .R45
12.6
12.6
4
R23 R45 12 6 12 6
RN R1 R2345 1 4 5
I
Eb
18
3 A I1 I 2345
RN rb 5 1
U 2345 I 2345 .R2345 3.4 12V U 23 U 45
I 23
U 23 12
1A I 2 I 3
R23 12
Q I 2 RÐ t I 22 R2t 12.6.10.60 3600 J
c)
I 45
U 45 12
2 A I 4 I5
R45
6
mCu
1 A
1
64
. .I 5t
. .2. 16.60 5 0, 64 g
F n
96500 2
Bài tập 4: Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết nguồn có suất điện động E = 24V, điện trở trong r =
1Ω; tụ điện có điện dung C = 4µF; đèn Đ loại 6V - 6W; các
điện trở có giá trị R1 = 6 Ω; R2 = 4 Ω; bình điện phân đựng
dung dịch CuSO4 và có anốt làm bằng Cu, có điện trở Rp =
2 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính:
a) Điện trở tương đương của mạch ngồi.
b) Khối lượng Cu bám vào catơt sau 16 phút 5 giây.
ĐS: a) 5Ω; b) 1,28g.
Hướng dẫn:
a)
U 2 62
6
P
6
RP nt R2 / / R1ntRÐ
RÐ
R1Ð R1 RÐ 6 6 12
R1Ð 2
R2 .R1Ð
4.12
3
R2 R1Ð 4 12
RN RP R1Ð 2 2 3 5
b)
I
E
24
4 A I P I1 Ð 2
RN r 5 1
mCu
1 A
1
64
. .I Pt
. .4. 16.60 5 1, 28 g
F n
96500 2
Bài tập 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ
nguồn có 8 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện
động E = 1,5 V, điện trở trong r = 0,5Ω, mắc thành 2
nhánh, mỗi nhánh có 4 nguồn mắc nối tiếp. Đèn Đ loại 3V
- 3W; R1 = R3 = 2Ω; R2 = 3Ω; RB = 1Ω và là bình điện phân
đựng dung dịch CuSO4, có cực dương bằng Cu. Tính:
a) Cường độ dịng điện chạy trong mạch chính.
b) Tính lượng Cu giải phóng ra ở cực m trong thời gian 32
phút 10 giây. Biết Cu có ngun tử lượng 64 và có hố trị 2.
ĐS: a) 1,2A; b) 0,512g.
Hướng dẫn:
a)
Eb m.E 4.1,5 6V
mr 4r
2r 2.0, 5 1
n
2
R1nt RD ntR2 / / RB ntR3
rb
R3 B R3 RB 2 1 3
U 2 32
3
P
3
R2 RD 3 3 6
RD
R2 D
R3 B 2 D
R3 B .R2 D
3.6
2
R3 B R2 D 3 6
RN R1 R3 B 2 D 2 2 4
I
Eb
6
1, 2 A
RN rb 4 1
b)
I I1 I 3 B 2 D 1, 2 A
U 3 B 2 D I 3 B 2 D .R3 B 2 D 1, 2.2 2, 4V U 3 B U 2 D
I3B
U 3 B 2, 4
0,8 A I 3 I B
R3 B
3
mCu
1 A
1
64
. .I B t
. .0,8. 32.60 10 0,512 g
F n
96500 2
Bài tập 6: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ
nguồn có n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện
động 1,5V và điện trở trong 0,5Ω. Mạch ngoài gồm các
điện trở R1 = 20Ω; R2 = 9Ω; R3 = 2Ω; đèn Đ loại 3V 3W; Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO 3, có cực
dương bằng bạc. Điện trở của ampe kế và dây nối
không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn. Biết ampe
kế A1 chỉ 0,6A, ampe kế A2 chỉ 0,4A. Tính:
a) Cường độ dịng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân.
b) Số pin và cơng suất của bộ nguồn.
c) Số chỉ của vôn kế.
d) Khối lượng bạc giải phóng ở catơt sau 32 phút 10 giây với A = 108g/mol và n = 1.
e) Đèn Đ có sáng bình thường khơng? Tại sao?
ĐS: a) 0,2A; 22Ω; b) 14pin; c) 16,8V; d) 0,432g; e)
Hướng dẫn:
a)
R1nt R2 ntRD / / R3ntRP
U 2 32
RD
3
P
3
R2 D R2 RD 9 3 12
U 2 D I A 2 .R2 D 0, 4.12 4, 8V U 3 P
Xét nút: I A1 I A2 I3 P I 3 P I A1 I A2 0, 6 0, 4 0, 2 A I 3 I P
R3 P
U 3 P 4,8
24 R3 RP RP R3 P R3 24 2 22
I 3 P 0, 2
b)
R2 D 3 P
R2 D .R3 P
12.24
8
R2 D R3 P 12 24
RN R1 R2 D 3 P 20 8 28
I
Eb
n.E
n.1,5
0, 6
n 14
RN rb RN n.r
28 n.0,5
PN Eb .I N nE.I N 14.1,5.0, 6 12, 6W
c) U IR 0, 6.28 16,8V
d)
mAg
1 A
1 108
. .I P t
.
.0, 2. 32.60 10 0, 432 g
F n
96500 1
e)
I D I A 2 0, 4 A I dm
PD 3
1A
UD 3
=> Đèn sáng yếu hơn bình thường.
Bài tập 7: Cho mạch điện như hình vẽ.
E 9V ; r 0,5 . Bình điện phân chứa dung
dịch đồng sunfat với hai cực bằng đồng.
Đèn ghi 6V – 9W. Rx là một biến trở. Điều
chỉnh Rx = 12Ω thì đèn sáng bình thường.
Tính khối lượng đồng (A = 64g/mol; n = 2)
bám vào catot trong thời gian 16 phút 5 giây và điện trở của bình đi ện phân.
ĐS: 0,64g
Hướng dẫn:
RD
U 2 62
U
6
4;U D 6V ; I D D 1,5 A
P
9
RD 4
Do RD / / Rx nên U D 6V U x
Ix
Ux 6
0,5 A
Rx 12
Xét nút C: I I D I x 1,5 05 2 A
mCu
1 A
1
64
. .I P t
. .2. 16.60 5 0, 64 g
F n
96500 2
Bài tập 8: Cho mạch điện kín có sơ đồ như hình vẽ, trong đó
các nguồn điện có suất điện động E = 2,6V và điện trở trong r =
1Ω, các điện trở ở mạch ngoài là R1 3; R2 5; R3 2
a) Xác định cường độ dịng điện chạy trong mạch chính?
b) Xác định hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài và công suất của
nguồn
điện?
ĐS: a) 1A; b) 1,6V; 2,6W
Hướng dẫn:
Bài tập 9: Có 18 pin giống nhau, mỗi pin có e = 1,5V, r0 =
0,2Ω được mắc thành 2 dãy song song, mỗi dãy 9 pin nối
tiếp. Điện trở R = 2 ,1Ω mắc vào hai đầu bộ pin trên.
a) Tính suất điện động và điện trở trong tương đương của
bộ nguồn.
b) Tính cường độ qua R.
ĐS: a) 13,5V; 0,9 Ω; b) 4,5A.
Hướng dẫn:
a) Suất điện động của bộ nguồn: Eb = 9e = 9.1,5 = 13,5V.
Điện trở trong của bộ nguồn:
b)
Bài tập 10: Cho mạch điện như hình vẽ. Mỗi
nguồn có suất điện động E = 5V; r = 0,25Ω mắc
nối tiếp. Đèn Đ: 4V-8W; R1 = 3Ω; R2 = R3 = 2Ω; Rp
= 4Ω và là bình điện phân đựng dung dịch
Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al. Điều chỉnh biến
trở Rx để đèn sáng bình thường. Biết Al = 27; n
= 3.Tính:
a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch.
b) Khối lượng nhơm giải phóng ở cực dương của bình điện phân trong thời gian 1h 4 phút
20giây.
ĐS: a) 4,6Ω; b) 0,48g.
Hướng dẫn:
a)
Eb m.E 8.E 8.5 40V
mr 8.0, 25
2
n
1
U2
42
RD dm
2
Pdm
8
rb
R1nt R2 ntR p / / R3ntRD ntRx
R2 P R2 RP 2 4 6
R3 D R3 RD 2 2 4
R2 P 3 D
R2 P .R3 D
6.4
2, 4
R2 P R3 D 6 4
Đèn sáng bình thường =>
I dm
Pdm 8
2 A ID
U dm 4
Do R3 ntRD nên I D 2 A I 3 I3 D
U 3 D I 3D .R3 D 2.4 8V
Do
R ntR / / R ntR
2
I2P
p
3
D
nên U 3 D U 2 P U 2 P 3 D 8V
U2P 8 4
A
R2 P 6 3
Xét nút C:
I I 2P I3D
Eb I RN rb 40
4
10
2 A
3
3
10
RN 2 RN 10
3
Mà
RN R1 R2 P 3 D Rx Rx RN R1 R2 P 3 D 10 3 2, 4 4, 6
Do
R2 ntR p
b)
m Al
nên
I2P I2 I P
4
A
3
1 A
1
27 4
. .I P t
. . . 1.60.60 4.60 20 0, 48 g
F n
96500 3 3
Bài tập 11: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết bộ
nguồn gồm 6 nguồn giống nhau mỗi nguồn có E =
2,25V; r = 0,5Ω. Bình điện phân có Rp chứa dung
dịch CuSO4 anot làm bằng Cu. Tụ điện có điện
dung C = 6µF. Đèn Đ: 4V-2W. R1 = 0,5R2 = R3 = 1Ω.
Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, bỏ qua điện
trở của dây nối. Biết đèn sáng bình thường tính:
a) Suất điện động và điện trở trong của bộ
nguồn.
b) Hiệu điện thế UAB và số chỉ của ampe kế
c) Khối lượng đồng bám vào catot sau 32 phút 10s và điện trở Rp của bình điện phân.
ĐS: a) 9V; 1,5Ω; b) 4,5V; 1,8A; c) 0,832g; 1,5Ω
Hướng dẫn:
a) Eb = 4*2,25 = 9V; rb = 0,5 + 0,5*2/2 + 0,5 = 1,5Ω
b) Dịng một chiều khơng qua tụ => [(R1 nt Rđ) // (Rp nt R2)] nt R3
Rđ = 8Ω => R1đ = R1 + Rđ = 9Ω
Đèn sáng bình thường => Iđ = Pđm /Uđm = 0,5A
UAB = I1đ . R1đ = 4,5V
Eb = UN + I.rb = UAB + I.R3 + I.rb => I = 1,8A = IA
c) Ip = I - Iđ = 1,3A
=> m = 0,832(g)
UAN = UAB - UNB = UAB - Ip.R2 = 1,9V
Rp = UAN/IP = 1,5Ω
Bài tập 12: Cho bộ nguồn gồm 2 nguồn giống nhau mắc như
hình vẽ, mỗi nguồn có E = 18V; r = 2Ω; R1 = 32 Ω; R2 = 12 Ω.
a) Tính suất điện động, điện trở trong của bộ nguồn và cường
độ dòng điện mạch chính.
b) Thay R2 bằng bóng đèn loại 6W – 3V. Hỏi đèn có sáng bình
thường khơng? Tính điện năng tiêu thụ của đèn trong 1 giờ?
Hướng dẫn:
a)
Eb E 18V
r
1
2
R1ntR2
rb
RN R1 R2 44
I
Eb
0, 4 A
RN rb
b)
I dm
Pdm 6
2A
U dm 3
U 2 32
1,5
P
6
RN 33,5
RD
I
Eb
0, 52 A
RN rb
Mà R1 nt RD nên I = I1 = ID = 0,52A < Idm
Vậy đèn sáng yếu hơn bình thường.
2
2
c) A I .RD .t 0, 52 .1, 5.60.60 1460,12 J
Bài tập 13:
Bài tập 14:
Bài tập 15:
Bài tập 16:
Bài tập 17:
Bài tập 18: