Category:
Trắc nghiệm Chân trời ôn tập Vật lý 9 học kì 1 (Phần 1)
Tags:
Bộ đề 1
7. Khi mắc nối tiếp hai điện trở $R_1$ và $R_2$ vào một hiệu điện thế $U$, công suất tiêu thụ trên mỗi điện trở là $P_1$ và $P_2$. Nếu mắc song song hai điện trở đó vào cùng hiệu điện thế $U$, công suất tiêu thụ trên mỗi điện trở là $P_1$ và $P_2$. Tìm mối quan hệ giữa các công suất này.
Khi mắc nối tiếp, cường độ dòng điện qua hai điện trở là như nhau ($I_{nt}$). $P_1 = I_{nt}^2 R_1$, $P_2 = I_{nt}^2 R_2$. Khi mắc song song, hiệu điện thế qua hai điện trở là như nhau ($U$). $P_1 = \frac{U^2}{R_1}$, $P_2 = \frac{U^2}{R_2}$. Gọi $R_{td,nt} = R_1+R_2$ và $R_{td,ss} = \frac{R_1 R_2}{R_1+R_2}$. Ta thấy $R_{td,ss} < R_1 < R_{td,nt}$ và $R_{td,ss} < R_2 < R_{td,nt}$. Cường độ dòng điện khi mắc nối tiếp là $I_{nt} = \frac{U}{R_1+R_2}$. Cường độ dòng điện qua $R_1$ khi mắc song song là $I_{1,ss} = \frac{U}{R_1}$. Ta có $I_{1,ss} = \frac{U}{R_1} = \frac{U}{R_1} \frac{R_1+R_2}{R_1+R_2} = I_{nt} \frac{R_1+R_2}{R_1}$. Vì $R_1+R_2 > R_1$, nên $I_{1,ss} > I_{nt}$. Tương tự $I_{2,ss} > I_{nt}$. Do đó, $P_1 = \frac{U^2}{R_1} > \frac{U^2}{(R_1+R_2)} = P_1$ (vì $R_1$ nhỏ hơn $R_1+R_2$). Hoặc đơn giản hơn, khi mắc song song, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở bằng hiệu điện thế nguồn, trong khi khi mắc nối tiếp, hiệu điện thế này bị chia sẻ. Do đó, với cùng một điện trở, hiệu điện thế khi mắc song song sẽ lớn hơn khi mắc nối tiếp (trừ trường hợp chỉ có 1 điện trở). Vì công suất tỉ lệ với bình phương hiệu điện thế ($P = U^2/R$), nên công suất khi mắc song song sẽ lớn hơn khi mắc nối tiếp. Kết luận $P_1 < P_1$ và $P_2 < P_2$.
