Bài 12 Công suất điện Bài 12 1 trang 35 SBT Vật Lí 9 Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính công suất tiêu thụ điện năng P của đoạn mạch được mắc vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua c[.]
Bài 12 Công suất điện Bài 12.1 trang 35 SBT Vật Lí 9: Cơng thức khơng phải cơng thức tính cơng suất tiêu thụ điện P đoạn mạch mắc vào hiệu điện U, dịng điện chạy qua có cường độ I điện trở R? A P = U.I B P = U I C P = U2 R D P = I R Lời giải: A – B – sai, C – D – Chọn đáp án B Bài 12.2 trang 35 SBT Vật Lí 9: Trên bóng đèn có ghi 12V – 6W a) Cho biết ý nghĩa số ghi b) Tính cường độ định mức dịng điện chạy qua đèn c) Tính điện trở đèn Lời giải: a) Trên bóng đèn có ghi 12V – 6W, ý nghĩa số là: - Số 12V cho biết hiệu điện định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường - Số 6W cho biết công suất định mức đèn b) Cường độ định mức dòng điện chạy qua đèn là: Ta có: P = U I ⇒ I = P : U = : 12 = 0.5A c) Điện trở đèn là: R = U 122 = = 24 P Bài 12.3 trang 35 SBT Vật Lí 9: Có trường hợp, bóng đèn bị đứt dây tóc, ta lắc cho hai đầu dây tóc chỗ bị đứt dính lại với sử dụng bóng đèn thêm thời gian Hỏi cơng suất độ sáng bóng đèn lớn hay nhỏ so với trước dây tóc bị đứt? Vì sao? Lời giải: Khi bị đứt nối dính lại dây tóc bóng đèn ngắn trước nên điện trở dây tóc nhỏ trước Trong đó, hiệu điện hai đầu dây tóc U2 trước nên cơng suất P = lớn Do đèn sáng so với R trước Bài 12.4 trang 35 SBT Vật Lí 9: Trên hai bóng đèn có ghi 220V – 60W 220V – 75W Biết dây tóc hai bóng đèn vonfam có tiết diện Dây tóc đèn có độ dài lớn lớn lần? Lời giải: Ta có: R = S hai dây tóc làm vật liệu có tiết diện dây có điện trở lớn dài U2 Mặt khác công suất tiêu thụ điện trở R là: P = R Cho nên hai đèn hoạt động hiệu điện định mức đèn có cơng suất lớn có điện trở nhỏ Vậy, đèn có điện trở nhỏ nên dây tóc đèn nhỏ dây tóc đèn Ta có: R U12 P P = = = R P U 22 P (vì U1 = U2 = 220V) = 75 = 1,25 60 Vậy dây tóc bịng đèn 60W dài dài 1,25 lần Bài 12.5 trang 35 SBT Vật Lí 9: Trên nồi cơm điện có ghi 220V – 528W a) Tính cường độ định mức dòng điện chạy qua dây nung nồi b) Tính điện trở dây nung nồi nồi hoạt động bình thường Lời giải: a) Cường độ định mức dòng điện chạy qua dây nung nồi là: Ta có: P = UI ⇒ I = P : U = 528 : 220 = 2,4A b) Điện trở dây nung nồi hoạt động bình thường là: R = U : I = 220 : 2,4 = 91,7Ω Bài 12.6 trang 35 SBT Vật Lí 9: Mắc bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 60W vào ổ lấy điện có hiệu điện 110V Cho điện trở dây tóc bóng đèn khơng phụ thuộc vào nhiệt độ, tính cơng suất bóng đèn đó? Lời giải: U2 Cơng thức tính cơng suất: P = Rd ⇒ Rđèn = U2 : P = 2202 : 60 = 806,67 Ω Vì điện trở R đèn không đổi, nên mắc đèn vào hiệu điện 110V đèn chạy với công suất: P = U2 : Rđèn = 1102 : 806,67 = 15W Cách 2: - Cơng thức tính cơng suất: P = U2 : Rđèn ⇒ P tỉ lệ thuận với U2 - Theo đề bài: đèn có cơng suất 60W mắc đèn vào hiệu điện 220V cơng suất đèn khơng thay đổi Do mắc đèn vào hiệu điện 110V (ta thấy hiệu điện giảm 220 : 110 = lần) nên công suất đèn giảm 22 = lần ⇒ Công suất đèn là: P = 60 : = 15W Bài 12.7 trang 35 SBT Vật Lí 9: Ở cơng trường xây dựng có sử dụng máy nâng để nâng khối vật liệu có trọng lượng 000N lên tới độ cao 15m thời gian 40 giây Phải dùng động điện có cơng suất thích hợp cho máy nâng này? A 120kW B 0,8kW C 75W D 7,5kW Tóm tắt: Trọng lượng P = 000N; h = 15m; t = 40s Công suất P = ? Lời giải: Công suất máy nâng là: P = A P.h 2000.15 = = = 750W = 0,75kW t t 40 Nếu bỏ qua cơng suất hao phí, để nâng vật phải dùng động điện có cơng suất P ≥ 0,75kW => Công suất phù hợp cho máy nâng là: P = 0,8kW Chọn đáp án B Bài 12.8 trang 36 SBT Vật Lí 9: Cơng suất điện đoạn mạch có ý nghĩa ? A Là lượng dòng điện chạy qua đoạn mạch B Là điện mà đoạn mạch tiêu thụ đơn vị thời gian C Là mức độ mạnh yếu dòng điện chạy qua đoạn mạch D Là loại tác dụng mà dịng điện gây đoạn mạch Lời giải: Công suất điện đoạn mạch điện mà đoạn mạch tiêu thụ đơn vị thời gian Chọn đáp án B Bài 12.9 trang 36 SBT Vật Lí 9: Một bếp điện có điện trở R mắc vào hiệu điện U dịng điện chạy qua có cường độ I Khi cơng suất bếp P Cơng thức tính P không đúng? A P = U2R B P = U2 R C P = I2 R D P = UI Lời giải: A – không B – C – D – Chọn đáp án A Bài 12.10 trang 36 SBT Vật Lí 9: Có hai điện trở R1 R2 = 2R1 mắc song song vào hiệu điện không đổi Công suất điện P1, P2 tương ứng hai điện trở có mối quan hệ đây? A P1 = P2 B P2 = 2P1 C P1 = 2P2 D P1 = 4P2 Lời giải: Ta có: Cơng suất điện điện trở R1 là: U2 P1 = R1 Công suất điện điện trở R2 là: P2 = U2 R2 Ta có tỉ lệ: P1 = P1 = 2P2 P Chọn đáp án C Bài 12.11 trang 36 SBT Vật Lí 9: Trên nhiều dụng cụ điện gia đình thường có ghi 220V số ốt (W) Số ốt có ý nghĩa A cơng suất tiêu thụ điện dụng cụ sử dụng với hiệu điện nhỏ 220V B cơng suất tiêu thụ điện dụng cụ sử dụng với hiệu điện 220V C cơng mà dịng điện thực phút dụng cụ sử dụng với hiệu điện 220V D điện mà dụng cụ tiêu thụ sử dụng với hiệu điện 220V Lời giải: Công suất tiêu thụ điện dụng cụ sử dụng với hiệu điện Chọn đáp án B Bài 12.12 trang 36 SBT Vật Lí 9: Trên bóng đèn có ghi 6V – 3W Khi đèn sáng bình thường dịng điện chạy qua đèn có cường độ ? A 18A B 3A C 2A D 0,5A Lời giải: Khi đèn sáng bình thường dịng điện chạy qua đèn có cường độ là: I= P = = 0,5A U Chọn đáp án D Bài 12.13 trang 37 SBT Vật Lí 9: Trên bàn có ghi 220V – 1100W Khi bàn hoạt động bình thường có điện trở bao nhiêu? A 0,2Ω B 5Ω C 44Ω D 5500Ω Tóm tắt: U = 220V; P = 1100W; R = ? Lời giải: U2 Áp dụng công thức: P = R Khi bàn hoạt động bình thường có điện trở là: U 2202 R= = = 44 P 1100 Chọn đáp án C Bài 12.14 trang 37 SBT Vật Lí 9: Trên bóng đèn Đ1 có ghi 220V – 100W, bóng đèn, Đ2 có ghi 220V – 25W Khi sáng bình thường, điện trở tương ứng R1 R2 dây tóc bóng đèn có mối quan hệ đây? A R1 = 4R2 B 4R1 = R2 C R1 = 16R2 D 16R1 = R2 Tóm tắt: U = U1 = U2 = 220V; P1 = 100W; P2 = 25W; R1 = ? R2 Lời giải: Áp dụng công thức: P = U2 R Khi đèn sáng bình thường điện trở hai đèn là: R1 = U2 U2 ; R2 = P1 P2 Ta có tỷ lệ: R P1 100 = = = R = 4R1 R1 P2 25 Chọn đáp án B Bài 12.15 trang 37 SBT Vật Lí 9: Trên hai bóng đèn dây tóc Đ1 Đ2 có ghi số tương ứng 3V – 1,2W 6V – 6W Cần mắc hai đèn với biến trở vào hiệu điện U = 9V để hai bóng đèn sáng bình thường a) Vẽ sơ đồ mạch điện thỏa mãn u cầu nói giải thích hai bóng đèn sáng bình thường b) Tính điện trở bóng đèn biến trở c) Tính cơng suất điện biến trở Tóm tắt: Đèn 1: Uđm1 = U1 = 3V; Pđm1 = P1 = 1,2W; Đèn 2: Uđm2 = U2 = 6V, Pđm2 = P2 = 6W; U = 9V a)Vẽ sơ đồ mạch điện; giải thích? b) R1 = ? R2 = ? c) Pbếp = Pb = ? Lời giải: a) Vì Uđm1 + Uđm2 = + = 9V = U nên mắc bóng đèn Đ1 nối tiếp với đèn Đ2 Mặt khác cường độ dòng điện định mức qua hai đèn là: I1 = P1 1,2 = = 0,4A U1 I2 = P2 = = 1A U2 Ta thấy I2 > I1 nên để hai đèn sáng bình thường phải mắc R b song song với đèn Đ1 hình vẽ b) Vì đèn song song với biến trở nên U1 = Ub = 3V I1 + Ib = I2 = I => Ib = I2 – I1 = – 0,4 = 0,6A Điện trở đèn biến trở đó: R1 = U1 = = 7,5 I1 0,4 R2 = U2 = = 6 I2 Rb = Ub = = 5 Ib 0,6 c) Cơng suất biến trở khí đó: Pb = Ub Ib = 3.0,6 = 1,8W Bài 12.16 trang 37 SBT Vật Lí 9: Chứng minh đoạn mạch gồm dụng cụ điện mắc nối tiếp hay mắc song song cơng suất điện đoạn mạch tổng công suất điện dụng cụ mắc mạch Lời giải: Trường hợp 1: dụng cụ mắc nối tiếp Giả sử có n dụng cụ mắc nối tiếp với vào nguồn điện U Khi cường độ dòng điện qua mạch I Hiệu điện hai đầu dụng cụ là: U1, U2, , Un Cường độ dòng điện chạy dụng cụ là: I1, I2, , In Vì dụng cụ ghép nối tiếp nên ta có: U = U1 + U2 + + Un I = I1 = I2 = = In Cơng suất tồn mạch là: P = U.I = (U1 + U2 + + Un).I = I.U1 + I.U2 + + I.Un (1) Công suất dụng cụ điện là: P1 = U1.I1; P2 = U2.I2; ; Pn = Un.In Vì I = I1 = I2 = = In nên P1 = U1.I; P2 = U2.I; ; Pn = Un.I (2) Từ (1) (2) ta được: P = P1 + P2 + + Pn (đpcm) Trường hợp 2: dụng cụ mắc song song Giả sử có n dụng cụ mắc song song với vào nguồn điện U Khi cường độ dịng điện qua mạch I Hiệu điện hai đầu dụng cụ là: U1, U2, , Un Cường độ dòng điện chạy dụng cụ là: I1, I2, , In Vì dụng cụ ghép song song nên ta có: U = U1 = U2 = = Un I = I1 + I2 + + In Cơng suất tồn mạch là: P = U.I = U.( I1 + I2 + + In) = U.I1 + U.I2 + + U.In (3) Công suất dụng cụ điện là: P1 = U1.I1; P2 = U2.I2; ; Pn = Un.In Vì U = U1 = U2 = = Un nên P1 = U.I1; P2 = U.I2; ; Pn = U.In (4) Từ (3) (4) ta được: P = P1 + P2 + + Pn (đpcm) Bài 12.17 trang 37 SBT Vật Lí 9: Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220V – 100W, bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220V – 75W a) Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện 220V Tính cơng suất đoạn mạch song song cường độ dòng điện mạch b) Mắc hai đèn dây nối tiếp với mắc đoạn mạch vào hiệu điện 220V Tính hiệu điện hai đầu đèn công suất điện đoạn mạch nối tiếp cho điện trở đèn 50% điện trở đèn sáng bình thường Tóm tắt: Đèn 1: Uđm1 = U1 = 220V; Pđm1 = P1 = 100W; Đèn 2: Uđm2 = U2 = 220V, Pđm2 = P2 = 75W; a) Đ1 mắc // Đ2; U = 220V; Psongsong = Pss = ?; I = ? b) Đ1 mắc /nt Đ2; U = 220V; R’1 = 50%R1; R’2 = 50%R2; U’1 = ?; U’2 = ?; Pnt = ? Lời giải: a) Điện trở dây tóc bóng đèn Đ1 Đ2: U 2202 R1 = = = 484; P1 100 U 2202 R2 = = = 645,33 P2 75 Cường độ dòng điện chạy đèn là: I1 = P1 100 = = A U1 220 11 I2 = P2 75 15 = = A U 220 44 Cường độ dịng điện mạch chính: I = I1 + I = 15 + = 0,795A 11 44 Công suất điện đoạn mạch song song: P = P + P = 100 + 75 = 175W Lưu ý: Ta tìm I nhanh cách tính P tồn mạch trước: P = P + P = 100 + 75 = 175W Vì P = U.I nên I = P : U = 175 : 220 = 0,795A b) Đ1 mắc /nt Đ2, điện trở đèn là: R’1 = 50%R1 = 0,5.484 = 242Ω; R’2 = 50%R2 = 0,5.645,33 = 322,67Ω Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp: R’ = R’1 + R’2 = 242 + 322,67 = 564,67Ω Cường độ dòng điện qua mạch: I’ = U / R’ = 220 / 564,67 ≈ 0,39A ⇒ I’ = I’1 = I’2 = 0,39A Hiệu điện hai đầu đèn Đ1 Đ2: U’1 = I’ R’1 = 0,39.242 = 94,38V U’2 = I’ R’2 = 0,39.322,67 = 125,84V Công suất điện đoạn mạch: P nt = U’.I’ = 220.0,39 = 85,8W ... 564,67 ≈ 0,39A ⇒ I’ = I’1 = I’2 = 0,39A Hiệu điện hai đầu đèn Đ1 Đ2: U’1 = I’ R’1 = 0, 39. 242 = 94 ,38V U’2 = I’ R’2 = 0, 39. 322,67 = 125 ,84V Công suất điện đoạn mạch: P nt = U’.I’ = 220.0, 39 = 85,8W... đèn nhỏ dây tóc đèn Ta có: R U12 P P = = = R P U 22 P (vì U1 = U2 = 220V) = 75 = 1,25 60 Vậy dây tóc bịng đèn 60W dài dài 1,25 lần Bài 12. 5 trang 35 SBT Vật Lí 9: Trên nồi cơm điện có ghi 220V... 2,4A b) Điện trở dây nung nồi hoạt động bình thường là: R = U : I = 220 : 2,4 = 91 ,7Ω Bài 12. 6 trang 35 SBT Vật Lí 9: Mắc bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 60W vào ổ lấy điện có hiệu điện 110V Cho