Bài 14 Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng A – HỌC THEO SGK Bài 1 Tóm tắt U = 220V; I = 314mA = 0,314A a) R = ? P = ? b) t1 = 4h trong 30 ngày; A = ? (J) = ? số điện Hướng dẫn giải a) Điện[.]
Bài 14 Bài tập công suất điện điện sử dụng A – HỌC THEO SGK Bài Tóm tắt: U = 220V; I = 314mA = 0,314A a) R = ? P = ? b) t1 = 4h 30 ngày; A = ? (J) = ? số điện Hướng dẫn giải a) Điện trở Rđ bóng đèn là: R U 220 645 I 0,314 Cơng suất P bóng đèn là: P = U.I = 220.0,341 ≈ 75W = 0,075kW b) Điện mà bóng đèn tiêu thụ 30 ngày là: A = P t = 0,075.(4.30) = 9kWh 1kWh = số điện Vậy số đếm công tơ điện tương ứng là: số Bài Tóm tắt: Đ: Udm = 6V; Pdm = 4,5W Đ nt Rb; U = 9V a) K đóng, đèn sáng bình thường; IA = ? b) Rb = ? Pb = ? c) t = 10 phút = 600s; Ab = ?; A = ? Hướng dẫn giải a) Mạch điện gồm: Đ nt Rb Số ampe kế : Vì đèn sáng bình thường nên: UĐ = Udm; PĐ = Pdm Cường độ dòng điện qua đèn là: IÐ PÐ 4,5 0,75A UÐ Số ampe kế là: IA I Ib IÐ 0,75A b) Điện trở biến trở là: Hiệu điện hai đầu biến trở là: Ub = U – UĐ = – = 3V Điện trở biến trở là: R b Ub 4 Ib 0,75 Công suất tiêu thụ điện biến trở: Pb = Ub.Ib = 3.0,75 = 2,25 W c) Cơng dịng điện sản biến trở 10 phút là: Ab = Pb.t = 2,25.10.60 = 1350 J Cơng dịng điện sản tồn đoạn mạch là: A = U.I.t = 0,75.9.10.60 = 4050 J Bài 3: Tóm tắt: Đèn: Udm1 = 220V; Pdm1 = 100W Bàn là: Udm2 = 220V; Pdm2 = 1000W U = 220V; đèn bàn hoạt động bình thường a) Vẽ sơ đồ? Rtd = ? b) A = ? (J) = ? (kWh) Hướng dẫn giải a) Vẽ sơ đồ mạch điện (hình 14.1) Udm1 2202 Điện trở bóng đèn là: R1 484 Pdm1 100 Udm2 2202 Điện trở bàn là: R 48,4 Pdm2 1000 Điện trở tương đương đoạn mạch là: R td R1R 484.48,4 44 R1 R 484 48,4 b) Điện mà đoạn mạch tiêu thụ là: A = P.t = (PĐ + PBL).t = (100 + 1000) 3600 = 3960000J = 3960000 1,1kWh 3600000 B – GIẢI BẢI TẬP I – BÀI TẬP TRONG SBT Câu 14.1 trang 43 VBT Vật Lí 9: Hướng dẫn giải Đáp án là: D Điện biến đổi thành lượng nguyên tử Câu 14.2 trang 43 VBT Vật Lí 9: Hướng dẫn giải Đáp án là: C Công suất điện cho biết lượng điện sử dụng đơn vị thời gian Câu 14.3 trang 43 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: Đ1, Đ2: Udm1 = Udm2 = 220V; Pdm1 = Pdm2 = 100W = 0,1kW Đ’2: U’dm2 = 220V; P’dm2 = 75W a) t1 = 4h, 30 ngày; A = ? b) Đ1 nt Đ2; U = 220V; P = ? P1 = ? P2 = ? c) Đ1 nt Đ’2; U = 220V; Các bóng đèn có hỏng khơng? P = ? P1 = ? P2 = ? Hướng dẫn giải a) Điện sử dụng 30 ngày thắp sáng bình thường bóng đèn ngày là: A = P.t = 0,1.(4.30) = 12kW.h = 12.3,6.106 = 4,32.107J b) Công suất đoạn mạch nối tiếp: Điện trở bóng đèn là: R1 R Udm1 2202 484 Pdm1 100 Công suất đoạn mạch nối tiếp U2 2202 P 50W R td 484 484 Công suất bóng đèn là: Pđ1 = Pđ2 = P = 25 W c) Điện trở bóng đèn thứ hai là: U'dm2 2202 R 645,3 P 'dm2 75 ' Điện trở tương đương đoạn mạch R1 nt R2 là: Rtd = R1 + R’2 = 484 + 645,3 = 1129,3 Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là: I I1 I U 220 0,195A R td 1129,3 Công suất đoạn mạch là: P = I2.Rtd = 0,1952 (484 + 645,3) = 42,9 W Công suất đèn thứ là: P1 = I2.R1 = 0,1952.484 = 18,4 W Công suất đèn thứ hai là: P2 = I2.R’2 = 0,1952.645,3 = 24,5 W Câu 14.4 trang 44 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: Đ1: Udm1 = 220V; Pdm1 = 100W Đ2: Udm2 = 220V; Pdm2 = 40W a) R1 ? R2 b) Đ1 nt Đ2; U = 220V; đèn sáng hơn? t = 1h; A = ? c) Đ1 // Đ2; U = 220V; đèn sáng hơn? t = 1h; A = ? Hướng dẫn giải a) So sánh điện trở hai đèn: Điện trở đèn thứ là: U dm1 2202 R1 484 Pdm1 100 Điện trở đèn thứ hai là: Udm2 2202 R2 1210 Pdm2 40 Lập tỉ lệ: R1 1210 2,5 R 2,5R1 R 484 Vậy đèn có điện trở nhỏ đèn 2,5 lần b) Khi mắc nối tiếp hai đèn vào hiệu điện 220V đèn loại 40W sáng lúc cường độ dòng điện chạy qua hai đèn nhau, mà đèn loại 40W có điện trở R2 lớn nên có cơng suất lớn (P = I2.R) Cường độ dòng điện: I U U 220 0,13A R12 R1 R 484 1210 Điện mạch điện tiêu thụ giờ: A = U.I.t = 220.0,13.3600 = 102960 J = 0,0286 kW.h c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện 220V đèn sáng đèn có cơng suất lớn Điện mà mạch điện tiêu thụ là: A = (P1 + P2).t = (100 + 40).3600 = 504000 J = 0,14 kWh Câu 14.5 trang 44 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: Bàn là: Udm1 = 110V; Pdm1 = 550W Đèn: Udm2 = 110V; Pdm2 = 40W a) R1 = ?; R2 = ? b) U = 220V; mắc nối tiếp bàn bóng đèn khơng? Vì sao? c) Đèn mắc nối tiếp bàn là; Umax = ? để đèn bàn không bị hỏng? Hướng dẫn giải a) Điện trở bàn hoạt động bình thường là: R1 Udm1 1102 22 Pdm1 550 Điện trở bóng đèn dây tóc hoạt động bình thường là: Udm2 1102 R2 302,5 Pdm2 40 b) Không thể mắc nối tiếp bàn đèn vào hiệu điện 220V, vì: Điện trở tương đương mạch là: R12 = R1 + R2 = 22 + 302,5 = 324,5 Ω Suy dịng điện chạy qua chúng có cường độ là: I1 I2 I U 220 0,678A R12 324,5 Khi hiệu điện đặt vào bàn là: U1 = I1.R1 = 0,678.22 = 14,9V Hiệu điện đặt vào đèn là: U2 = I2.R2 = 0,678.302,5 = 205,1V Ta thấy U2 > Udm2 nên đèn hỏng mắc nối tiếp hai dụng cụ điện vào hiệu điện 220V c) Hiệu điện lớn mắc nối tiếp đèn bàn là: Ta có cường độ định mức bàn đèn tương ứng là: Idm1 Pdm1 550 5A U dm1 110 Idm2 Pdm2 40 0,364A U dm2 110 Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện dịng điện chạy qua chúng có cường độ lớn Imax = Idm2 = 0,364 A, lớn bóng đèn hỏng Vậy mắc nối tiếp hai dụng cụ vào hiệu điện lớn là: Umax = Imax.(R1 + R2) = 118V Công suất bàn đó: P1 = R1.I2 = 22.0,3642 = 2,91W Cơng suất đèn đó: P2 = R2.I2 = 302,5.0,3642 = 40W Câu 14.6 trang 45 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: Udm = 12V; Pdm = 15W a) Quạt hoạt động bình thường, U = ? I = ? b) t = 1h = 3600s; quạt hoạt động bình thường; A = ? c) H = 85% = 0,85; R = ? Hướng dẫn giải a) Muốn quạt chạy bình thường phải mắc quạt vào hiệu điện định mức U = Udm = 12V Udm 122 9,6 Điện trở quạt là: R Pdm 15 Cường độ dòng điện chạy qua quạt đó: I U 12 1,25A R 9,6 b) Điện quạt tiêu thụ giờ: Quạt hoạt động bình thường P = Pdm = 15W Điện quạt tiêu thụ là: A = P.t = 15.3600 = 54000J = 0,015kW.h c) Khi quạt chạy, điện biến đổi thành nhiệt Điện trở quạt: R Pnhiet Ptp 1 H 15.1 0,85 1,44 I2 I2 1,252 II - BÀI TẬP BỔ SUNG Câu 14a trang 45 VBT Vật Lí 9: Một bàn có ghi 550W - 110V mắc nối tiếp với bóng đèn có ghi 60W-110V vào mạch điện có hiệu điện 220V a) Tính điện trở bàn bóng đèn hoạt động bình thường? b) Coi điện trở bóng đèn bàn là khơng đổi, tính cường độ dịng diện qua mạch c) Tính cơng suất thực tế bàn bóng đèn Tóm tắt: Bóng đèn: Udm1 = 110V; Pdm1 = 60W Bàn là: Udm2 = 110V; Pdm2 = 550W U = 220V a) RĐ, Rbl b) I = ? c) PĐ, Pbl = ? Hướng dẫn giải a) Điện trở dây tóc bóng đèn bàn hoạt động bình thường là: U dm1 1102 605 RÐ Pdm1 60 R bl U dm2 1102 22 Pdm2 550 b) Bàn đèn mắc nối tiếp điện trở tương đương mạch: R td R Ð R bl 22 605 671 3 Khi cường độ dịng điện qua mạch là: I U 220 60 A R td 671 61 c) Công suất thực tế bàn bóng đèn là: 60 Pbl = I Rbl = 22 = 21,3W 61 2 60 605 PĐ = I RĐ = = 195,1W 61 (Vì đèn bàn mắc nối tiếp nên IĐ = Ibl = I) Câu 14b trang 45 VBT Vật Lí 9: Hai bóng đèn có cơng suất định mức 40W 60W, có hiệu điện định mức mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện hiệu điện định mức Tính cơng suất bóng đèn đó? Tóm tắt: Pdm1 = 40 W; Pdm2 = 60W; U = Udm1 = Udm2; P1 = ? P2 = ? Hướng dẫn giải Điện trở dây tóc bóng đèn Đ1 Đ2 là: R1 U dm1 U2 Pdm1 40 U dm2 U2 R2 Pdm2 60 Hai đèn Đ1 nối tiếp với Đ2 điện trở tương đương mạch: R td R1 R U2 U2 U2 40 60 24 Khi cường độ dịng điện qua mạch là: I Vì đèn mắc nối tiếp nên I1 = I2 = I Công suất bóng đèn là: 2 24 U P1 I R1 14,4W U 40 2 24 U P2 I R 9,6W U 60 2 U U 24 A R td U U 24 ... 484 + 645,3 = 11 29, 3 Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là: I I1 I U 220 0, 195 A R td 11 29, 3 Công su? ??t đoạn mạch là: P = I2.Rtd = 0, 195 2 (484 + 645,3) = 42 ,9 W Công su? ??t đèn thứ là:... 3600 = 396 0000J = 396 0000 1,1kWh 3600000 B – GIẢI BẢI TẬP I – BÀI TẬP TRONG SBT Câu 14. 1 trang 43 VBT Vật Lí 9: Hướng dẫn giải Đáp án là: D Điện biến đổi thành lượng nguyên tử Câu 14. 2 trang... 42 ,9 W Công su? ??t đèn thứ là: P1 = I2.R1 = 0, 195 2.484 = 18,4 W Công su? ??t đèn thứ hai là: P2 = I2.R’2 = 0, 195 2.645,3 = 24,5 W Câu 14. 4 trang 44 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: Đ1: Udm1 = 220V; Pdm1 = 100W Đ2: