Bài toán săn mồi của cá điện Electrophorus

Cá điện (Electrophorus) ẩn náu trong các sông ở Nam Mỹ, giết các con cá bằng cách phóng ra các xung điện. Cách phát ra dòng điện bằng các pin sinh học được gọi là các bản điện. Đó là các nguồn điện sinh học. Các bản điện của cá điện Nam Mỹ được sắp xếp thành 140 dãy, mỗi dãy chứa 5000 bản điện, trải dài theo thân cá.  Mỗi bản điện có suất điện động bằng 0,15V và điện trở nội r = 0,25W.

a) Nếu nước có điện trở Rn = 800W, hỏi dòng điện mà cá điện có thể gửi qua nước từ gần đầu đến đuôi nó có cường độ bằng bao nhiêu?

b) Hỏi dòng điện đi qua mỗi dãy có cường độ là bao nhiêu?

c) Giải thích tại sao khi giết các con cá mồi bằng cách phóng điện thì cá điện lại không bị choáng váng hoặc tự giết mình bằng dòng điện do nó sinh ra?

Giải:

a) Sđđ tổng cộng Edãy dọc theo một dãy gồm có 5000 bản điện Edãy = 5000E = (5000)(0,15V) = 750V Điện trở tổng cộng dọc theo một dãy: Rdãy = 5000r = (5000)(0,25W) = 1250W Điện trở tương đương của mạch gồm 140 dãy: Rtđ = Rdãy/140 = 1250/140  = 8,93W Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I = Edãy/(Rn +Rtđ) = 750/(800+8,93) = 0,927A » 0,93A b)       Idãy = I/140 = 0,927/140= 6,6´10-3A c) Dòng qua mỗi dãy là nhỏ, nhỏ hơn hàng trăm lần so với dòng chạy qua nước. Điều đó có nghĩa cá điện không bị choáng váng hay tự giết mình khi nó làm choáng váng hay giết con cá mồi.