Viết công thức của định luật Jun – Len xơ và giải thích các đại lượng có trong công thức của định luật.

R_đ

b) Một bóng đèn sợi đốt loại (6V – 6W). Tính nhiệt lượng do bóng đèn này tỏa ra trong thời gian 20 phút, biết đèn sáng bình thường.

c) Mắc nối tiếp bóng đèn trên với biến trở R_x và đặt vào hai đầu mạch một nguồn điện có suất điện động 14V, điện trở trong r = 1Ω. Tìm giá trị của R_x để công suất tiêu thụ trên R_x đạt giá trị cực đại. Tính công suất cực đại đó.

 Sử dụng biểu thức định luật Jun – Len xơ SGK VL11 trang 47

b) Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: $Q=I^{2}Rt=Pt$

c)

+ Sử dụng biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch: $I=\frac{E}{R+r}$

+ Sử dụng biểu thức tính công suất: $P=I^{2}R$

+ Áp dụng BĐT Cosi

Giải chi tiết:

a) Biểu thức định luật Jun-Len xơ: $Q=I^{2}Rt$

Trong đó:

+ Q: Nhiệt lượng tỏa ra

+ I: Cường độ dòng điện

+ R: Điện trở của vật dẫn

+ t: Thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn

b) Nhiệt lượng đèn tỏa ra trong thời gian  là:

c)

+ Điện trở của đèn: $R_d=\frac{U_{dm}^2}{P_{dm}}=\frac{6^2}{6}=6\Omega$

+ Điện trở tương đương mạch ngoài: $R=R_d+R_x=6+R_x$

+ Cường độ dòng điện qua mạch: $I=\frac{E}{R+r}=\frac{14}{6+R_x+1}=\frac{14}{7+R_x}$

+ Công suất tiêu thụ trên : $P=I^2{R}_x=\frac{{14}^2}{{\left(7+R_x\right)}^2}.R_x=\frac{196}{{\left(\frac{7}{\sqrt{R_x}}+\sqrt{R_x}\right)}^2}$

 $P_{max}$ khi ${{\left(\frac{7}{\sqrt{R_x}}+\sqrt{R_x}\right)}^2}_{\min }$

Ta có: ${\left(\frac{7}{\sqrt{R_x}}+\sqrt{R_x}\right)}^2\ge {\left(2\sqrt{7}\right)}^2=28$

Dấu “=” xảy ra khi $\frac{7}{\sqrt{R_x}}=\sqrt{R_x}\Rightarrow R_x=7\Omega$

$P_{max}=\frac{196}{28}=7\text{W}$