Đáp án:
30 W; 576 J; 6,4 W; 80%
Giải thích các bước giải:
Ta có: \({I_3} = {I_A} = 1,2\,\,\left( A \right)\)
Hiệu điện thế mạch ngoài:
\({U_{AB}} = {U_3} = {I_3}{R_3} = 1,2.10 = 12\,\,\left( V \right)\)
Điện trở mạch ngoài:
\(R = \frac{{{R_3}.\left( {{R_1} + {R_2}} \right)}}{{{R_3} + {R_1} + {R_2}}} = \frac{{10.\left( {10 + 5} \right)}}{{10 + 10 + 5}} = 6\,\,\left( \Omega \right)\)
Cường độ dòng điện trong mạch:
\(I = \frac{U}{R} = \frac{{12}}{6} = 2\,\,\left( A \right)\)
Công suất của nguồn:
\(P = {I^2}R + {I^2}r = {2^2}.6 + {2^2}.1,5 = 30\,\,\left( {\text{W}} \right)\)
Cường độ dòng điện qua R1, R2:
\({I_1} = {I_2} = I - {I_A} = 2 - 1,2 = 0,8\,\,\left( A \right)\)
Hiệu điện thế qua R1, R2:
\(\begin{gathered}
{U_1} = {I_1}{R_1} = 0,8.10 = 8\,\,\left( V \right) \hfill \\
{U_2} = {I_2}{R_2} = 0,8.5 = 4\,\,\left( V \right) \hfill \\
\end{gathered} \)
Nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong 3 phút:
\({Q_2} = {I_2}^2{R_2}t = 0,{8^2}.5.3.60 = 576\,\,\left( J \right)\)
Công suất trên R1:
\({P_1} = {I_1}^2{R_1} = 0,{8^2}.10 = 6,4\,\,\left( {\text{W}} \right)\)
Hiệu suất của nguồn:
\(H = \frac{{{P_i}}}{P} = \frac{{{I^2}R}}{{{I^2}\left( {R + r} \right)}} = \frac{R}{{R + r}} = \frac{6}{{6 + 1,5}} = 0,8 = 80\% \)
