Bài V.10* trang 66 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Một đèn nêon (Ne) được mắc vào mạch điện nhự Hình V.3, với nguồn điện E = 1,6V; r = 1,0 Ω ; điện trở R = 7,0 Ω và cuộn dây dẫn L = 10 mH.Đènnêon trong mạch chỉ phát sáng (do hiện tượng phóng điện tự lực) khi hiệ điện thế giữa hai cực của nó đạt từ 80 V trở lên.

a) Khoá K đóng. Đèn nêon có phát sáng không ?

b) K đang đóng. Người ta đột nhiên mở khoá K và thấy đèn nêon loé sáng. Hỏi khoảng thời gian Δt để cường độ dòng điện trong mạch giảm đến không, phải thoả mãn điều kiện gì?

Trả lời:

a) Khi khóa K đang đóng: dòng điện trong mạch điện có cường độ không đổi xác định theo định luật Ôm cho toàn mạch:

\({I_0} = {E \over {R + r}} = {{1,6} \over {7,0 + 1,0}} = 0,20A\)

Hiệu điện thế giữa hai cực của đèn neon nhỏ không đáng kể, nên đèn không phát sáng.

b) Khi ngắt khóa K: cường độ dòng điện i trong cuộn cảm L giảm nhanh từ I₀ = 0,20A đến I = ,0 làm xuất hiện trong nó suất điện động tự cảm e_tcvà hình thành giữa hai đầu đoạn mạch MN một hiệu điện thế

\({u_{tc}}\approx \left|{{e_{tc}}}\right| = L\left| {{{\Delta i}\over{\Delta t}}}\right|\)

  (do cuộn cảm L có điện trở nhỏ không đáng kể.

Muốn đèn lóe sáng thì u_tc ≥ 80V

\(\eqalign{
& \Rightarrow L\left| {{{\Delta i} \over {\Delta t}}} \right| \ge 80 \cr
& \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {\Delta i} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {I - {I_0}} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le 25\mu s \cr} \)

Sachbaitap.com