Bài 9.9 trang 25 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Khi mắc điện trở R₁ = 500 Ω vào hai cực của một pin mặt trời thì hiệu điện thế mạch ngoài là U₁ = 0,10 V. Nếu thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂ = 1 000 Ω thì hiệu điện thế mạch ngoài bây giờ là U₂ = 0,15 V.

a) Tính suất điện động E và điện trở trong r của pin này.

b) Diện tích của pin là S = 5 cm² và nó nhận được năng lượng ánh sáng với công suất trên mỗi xentimét vuông diện tích là w = 2 mW/cm². Tính hiệu suất H của pin khi chuyển từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng ở điện trở ngoài R₂.

Trả lời:

a) Áp dụng định luật Ôm dưới dạng \({U_N} = E - {\rm{Ir}} = E - {{{U_N}} \over R}r\)

 và từ các số liệu của đầu bài ta đi tới hai phương trình là :

0,1 = E - 0,0002r    và        0,15 = E -  0,00015r

Nghiệm của hệ hai phương trình này là : E = 0,3 V và r = 1000 Ω

b) Pin nhận được năng lượng ánh sáng với công suất là :

P_tp = wS = 0,01 W = 10^-2 W

Công suất toả nhiệt ở điện trở R₂ là P_nh = 2,25.10^-5 W.

Hiệu suất của sự chuyển hoá từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng trong trường hợp này là :      H =\({{{P_{nh}}} \over {{P_{tp}}}}\) = 2,25.10 ^-3 = 0,225%.

Sachbaiatp.com