Cho mạch điện như hình vẽ. Biết ({R_1} = 8Omega ;,,{R_2} = 4Omega ;,,{R_3} = 6Omega ;,,U = 12V). Vôn kế có điện trở rất lớn, điện trở khóa K không đáng kể. Khi K đóng, Vôn kế chỉ 2V. Tính ({R_4}).
Phương pháp giải:
Biểu diễn chiều dòng điện trên mạch điện
Hiện điện thế giữa hai đầu điện trở: (U = I.R)
Quy tắc cộng hiệu điện thế: ({U_{MN}} = {U_{MA}} + {U_{AN}})
Giải chi tiết:
Khi K đóng, Vôn kế lí tưởng, mạch điện có cấu tạo: (left( {{R_1}nt{R_2}} right)//left( {{R_3}nt{R_4}} right))
Ta có chiều dòng điện:
Ta có điện trở tương đương:
(begin{array}{l}{R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 8 + 4 = 12,,left( Omega right)\{R_{34}} = {R_3} + {R_4} = 6 + {R_4},,left( Omega right)end{array})
Cường độ dòng điện:
(begin{array}{l}{I_1} = {I_2} = {I_{12}} = dfrac{{{U_{12}}}}{{{R_{12}}}} = dfrac{U}{{{R_{12}}}} = dfrac{{12}}{{12}} = 1,,left( A right)\{I_3} = {I_4} = {I_{34}} = dfrac{{{U_{34}}}}{{{R_{34}}}} = dfrac{U}{{{R_{34}}}} = dfrac{{12}}{{{R_4} + 6}},,left( A right)end{array})
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là:
({U_{MN}} = {U_{MA}} + {U_{AN}} = - {I_1}{R_1} + {I_3}.{R_3} = - 1.8 + dfrac{{12}}{{{R_4} + 6}}.6 = dfrac{{24 - 8{R_4}}}{{{R_4} + 6}},,left( V right))
Số chỉ của Vôn kế là: ({U_V} = 2,,left( V right) Rightarrow {U_{MN}} = pm 2,,left( V right))
Trường hợp 1: ({U_{MN}} = 2V)
( Rightarrow dfrac{{24 - 8{R_4}}}{{{R_4} + 6}} = 2 Rightarrow 24 - 8{R_4} = 2{R_2} + 12 Rightarrow {R_4} = 1,2,,left( Omega right))
Trường hợp 2: ({U_{MN}} = - 2V)
( Rightarrow dfrac{{24 - 8{R_4}}}{{{R_4} + 6}} = - 2 Rightarrow 24 - 8{R_4} = - 2{R_4} - 12 Rightarrow {R_4} = 6,,left( Omega right))
Chọn C.