Bài 16 17 Định luật Jun – len xơ Bài tập vận dụng định luật Jun – len xơ Bài 16 17 1 trang 42 SBT Vật Lí 9 Định luật jun – len – xơ cho biết điện năng biến đổi thành A cơ năng B năng lượng ánh sáng C[.]
Bài 16 - 17 Định luật Jun – len-xơ Bài tập vận dụng định luật Jun – len-xơ Bài 16 - 17.1 trang 42 SBT Vật Lí 9: Định luật jun – len – xơ cho biết điện biến đổi thành A B lượng ánh sáng C hóa D nhiệt Lời giải: Định luật jun – len – xơ cho biết điện biến đổi thành nhiệt Chọn đáp án D Bài 16 - 17.2 trang 42 SBT Vật Lí 9: Câu phát biểu sau không ? Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua: A tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua B tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua C tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn D tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện với thời gian dòng điện chạy qua Lời giải: Nhiệt lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, với điện trở dây dẫn thời gian dòng điện chạy qua Hệ thức: Q = I R.t = U2 t = U.I.t R Trong đó: + I cường độ dòng điện (A), + R điện trở dây dẫn (Q), + t thời gian dòng điện chạy qua (s) + Q nhiệt ìượng tỏa (J)) + U hiệu điện hai đầu dây dẫn Chọn đáp án A Bài 16 - 17.3 trang 42 SBT Vật Lí 9: Cho hai điện trở R1 R2 Hãy chứng minh rằng: a) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 R2 mắc nối tiếp nhiệt lượng Q R tỏa điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó: = Q2 R b) Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 R2 mắc song song nhiệt Q R lượng tỏa điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: = Q2 R1 Lời giải: a) Vì R1 R2 mắc nối tiếp nên chúng có cường độ dịng điện chạy qua Gọi nhiệt lượng tỏa điện trở tương ứng Q1 Q2 Ta có: Q1 I12 R 1.t1 I1 = I2 (R1 nối tiếp với R2) t1 = t2 = Q I 22 R t suy Q1 R = Q2 R b) Vì R1 R2 mắc song song với nên hiệu điện U hai đầu chúng Ta có: Q1 U12 R t1 U1 = U2 (R1 song song với R2 ) t1 = t2 = Q U 22 R 1.t Suy Q1 R = Q2 R1 Bài 16 - 17.4 trang 42 SBT Vật Lí 9: Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, dây nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 dây sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2 Khi cho dịng điện chạy qua đoạn mạch nột thời gian dây tỏa nhiều nhiệt lượng hơn.? Vì sao? Biết điện trở suất nikêlin 0,40.10-6Ωm điện trở suất sắt 12,0.10.-8Ωm Tóm tắt: Dây 1: S1 = 1mm2 = 1.10-6m2; l1 = 1m; ρ1 = 0,40.10-6Ω.m Dây 2: S2 = 0,5mm2 = 0,5.10-6m2; l2 = 2m; ρ2 = 12.10-8Ω.m Hai dây nối tiếp; So sánh Q1 Q2? Lời giải: Điện trở dây nikelin là: R1 = 1 S1 = 0,4.10−6 = 0,4 1.10−6 Điện trở dây sắt là: R = 2 S2 = 12.10−8 = 0,48 0,5.10−6 Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp với nên có I1 = I2 = I R2 > R1 nên ta có Q2 > Q1 Vậy dây sắt tỏa nhiều nhiệt lượng Bài 16 - 17.5 trang 42 SBT Vật Lí 9: Một dây dẫn có điện trở 176Ω mắc vào hiệu điện 220V Tính nhiệt lượng dây tỏa 30 phút theo đơn vị jun đơn vị calo Lời giải: Nhiệt lượng dây tỏa 30 phút là: U2 2202 Q= t = 30.60 = 495000J = 95000.0,24 = 118800cal R 176 Bài 16 - 17.6 trang 43 SBT Vật Lí 9: Một bếp điện sử dụng với hiệu điện 220V dịng điện chạy qua bếp có cường độ 3A Dùng bếp đun sơi lít nước từ nhiệt độ ban đầu 20oC thời gian 20 phút Tính hiệu suất bếp điện, biết nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.K Tóm tắt: U = 220V; I = 3A; V = lít nước => m = 2kg; T0 = 20oC; t = 20 phút = 1200s; c = 4200J/kg.K, nước sôi T = 100oC; Hiệu suất H = ? Lời giải: Nhiệt lượng mà bếp tỏa 20 phút là: Qtp = U.I.t = 220 20 60 = 792000J Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước là: Qi = m c (T - T0) = 4200 (100 – 20) = 672000J Hiệu suất bếp là: H= Qi 672000 100% = 100% = 84,8% Q 792000 Bài 16 - 17.7 trang 43 SBT Vật Lí 9: Đặt hiệu điện U vào hai đầu điện trở R cường độ dịng điện chạy qua I Công thức cơng thức tính nhiệt lượng tỏa dây dẫn thời gian t? A Q = U.t I B Q = UIt U t C Q = R D Q = I2Rt Lời giải: A – sai B – C – D – Chọn đáp án A Bài 16 - 17.8 trang 43 SBT Vật Lí 9: Mắc dây dẫn vào hiệu điện khơng đổi Trong nột thời gian nhiệt lượng tỏa dây dẫn phụ thuộc vào điện trở dây dẫn? A Tăng gấp điện trở dây dẫn tăng lên gấp đôi B Tăng gấp điện trở dây dẫn giảm nửa C Tăng gấp bốn điện trở dây dẫn giảm nửa D Giảm nửa điện trở dây dẫn tăng lên gấp bốn Lời giải: Vì nhiệt lượng tỏa dây dẫn tính theo cơng thức Q = U t nên R giảm điện trở nửa nhiệt lượng Q tăng gấp đơi Chọn đáp án B Bài 16 - 17.9 trang 43 SBT Vật Lí 9: Nếu đồng thời giảm điện trở dây dẫn, cường độ dòng điện thời gian dịng điện chạy qua dây dẫn nửa nhiệt lượng tỏa dây thay đổi nào? A Giảm lần B Giảm đi lần C Giảm lần D Giảm 16 lần Lời giải: Ta có: Q = I2 R.t Khi R’ = 0,5R; I’ = 0,5I; t’ = 0,5t I2 R.t Q Q' = I' R '.t ' = ( 0,5I ) 0,5R.0,5t = = 16 16 2 => Nếu đồng thời giảm điện trở dây dẫn, cường độ dòng điện thời gian dòng điện thời gian dòng điện qua dây dẫn nửa nhiệt lượng tỏa dây giảm 16 lần Chọn đáp án D Bài 16 - 17.10 trang 43 SBT Vật Lí 9: Dịng điện có cường độ 2mA chạy qua điện trở 3kΩ thời gian 10 phút nhiệt lượng tỏa điện trở có giá trị đây? A Q = 7,2J B Q = 60J C Q = 120J D Q = 3600J Tóm tắt: I = 2mA = 2.10-3A; R = 3kΩ = 3000Ω; t = 10 phút = 600s; Q=? Lời giải: Nhiệt lượng tỏa điện trở có giá trị: Q = I2 R.t = (2.10-3)2 3000.600 = 7,2J Chọn đáp án A Bài 16 - 17.11 trang 43 SBT Vật Lí 9: Thời gian đun sơi 1,5 lít nước ấm điện 10 phút Hiệu điện hai đầu dây nung ấm 220V Tính điện trở dây nung này, biết kể nhiệt lượng hao phí để đun sơi lít nước cần nhiệt lượng 420 000J? Tóm tắt: V = 1,5 lít => m = 1,5kg; U = 220V; t = 10 phút = 600s V0 = lít => m0 = 1kg; Q0 = 420000J; R=? Lời giải: Nhiệt lượng cần thiết để đun sơi lít nước là: Q0 = m0.c.Δto Nhiệt lượng cần thiết để đun sơi 1,5 lít nước là: Q = m.c.Δto = 1,5m0.c Δto = 1,5.Q0 = 630000 (J) (vì m = 1,5kg = 1,5.m0) U2 t Mặt khác: Q = I R.t = R U t 2202.600 => Điện trở dây nung: R = = 46,1 Q 630000 Bài 16 - 17.12 trang 44 SBT Vật Lí 9: Khi mắc bàn vào hiệu điện 110V dịng điện chạy qua có cường độ 5A Bàn sử dụng trung bình 15 phút ngày a) Tính công suất tiêu thụ bàn theo đơn vị W b) Tính điện mà bàn tiêu thụ 30 ngày tính theo đơn vị kW.h c) Tính nhiệt lượng bàn tỏa 30 ngày theo đơn vị kJ, cho điện mà bàn tiêu thụ biến đổi hoàn toàn thành nhiệt Tóm tắt: U = 110V; I = 5A; t0 = 15 phút = 0,25h = 900s; t = 30.0,25 = 7,5h = 27000s a) P = ?W; b) A = ? kW.h c) Q = ? kJ Lời giải: a) Công suất tiêu thụ bàn là: P = U.I = 110.5 = 550W = 0,55kW b) Điện mà bàn tiêu thụ 30 ngày: A = P.t = 0,55kW.7,5h = 4,125 kW.h c) Nhiệt lượng tỏa bàn là: Q = 4,125 kW.h = 4,125.1000.3600 = 14850000(J) = 14850 kJ Bài 16 - 17.13 trang 44 SBT Vật Lí 9: Một bình nóng lạnh có ghi 220V – 1100W sử dụng với hiệu điện 220V a) Tính cường độ dịng điện chạy qua bình b) Tính thời gian để bình đun sơi 10 lít nước từ nhiệt độ 20oC, biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K nhiệt lượng bị hao phí nhỏ c) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình 30 ngày , biết thời gian sử dụng trung bình ngày giờ, giá tiền điện 1000đ/kW.h Tóm tắt: Uđm = 220V; Pđm = 1100W; U = 220V a) I = ?; b) V = 10 lít => m = 10kg; T1 = 20oC, nước sôi T2 = 100oC; c = 4200J/kg.K; t = ? c) t0 = 1h; t’ = 1.30 = 30h; 1000đ/kW.h; tiền = ?đồng Lời giải: a) Vì Uđm = U = 220V nên cơng suất tiêu thụ bình nóng lạnh cơng suất định mức: P = Pđm = 1100W Cường độ dịng điện qua bình: P = I.U ⇒ I = P : U = 1100 : 220 = 5A b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sơi 10 lít nước từ 20 oC là: Q = m.c.(T2 – T1) = 10.4200.(100oC – 20oC) = 3,36.106 J Vì nhiệt lượng bị hao phí nhỏ nên Q = A = P.t => Thời gian đun sôi 10 lít nước: t= A Q 3,36.106 = = = 3055s ≈ 50 phút 55 giây P P 1100 c) Điện tiêu thụ bình tháng là: A = P.t’ = 1,1 30 = 33kW.h Tiền phải trả: T = 33 1000 = 33000 đồng Bài 16 - 17.14 trang 44 SBT Vật Lí 9: Trong mùa đơng, lị sưởi có ghi 220V – 880W sử dụng với hiệu điện 220V ngày a) Tính điện trở dây nung lò sưởi cường độ dòng điện chạy qua b) Tính nhiệt lượng mà lị sưởi toả ngày theo đơn vị kJ c) Tính tiền điện phải trả cho việc dùng lị sưởi suốt mùa đông, tổng cộng 30 ngày Cho giá tiền điện 1000đ/kW.h Tóm tắt: ULđm = 220V; PLđm = 880W = 0,88kW; U = 220V; t0 = 4h = 4.3600 = 14400s a) R = ?; I = ? b) Q0 = ?kJ c) t = 4.30 = 120h; 1000đ/kW.h; tiền = ?đồng Lời giải: a) Vì ULđm = U = 220V nên cơng suất tiêu thụ lị sưởi cơng suất định mức: P = PLđm = 880W Điện trở dây nung: P = U2 : R ⇒ R = U2 : P = 2202 : 880 = 55Ω Cường độ dịng điện chạy qua nó: P = I.U ⇒ I = P : U = 880 : 220 = 4A b) Nhiệt lượng tỏa lò sưởi điện mà lò sưởi tiêu thụ ngày Q = A = P t0 = 880 14400 = 12672000J = 12672 kJ c) Điện mà lò sưởi tiêu thụ tháng là: A =P t’ = 0,88 120 = 105,6kW.h Tiền điện phải trả: T = 105,6.1000 = 105600 đồng ... giải: Nhiệt lượng dây tỏa 30 phút là: U2 2202 Q= t = 30.60 = 495 000J = 95 000.0,24 = 118800cal R 176 Bài 16 - 17. 6 trang 43 SBT Vật Lí 9: Một bếp điện sử dụng với hiệu điện 220V dịng điện chạy qua... sắt tỏa nhiều nhiệt lượng Bài 16 - 17. 5 trang 42 SBT Vật Lí 9: Một dây dẫn có điện trở 176 Ω mắc vào hiệu điện 220V Tính nhiệt lượng dây tỏa 30 phút theo đơn vị jun đơn vị calo Lời giải: Nhiệt... với R2 ) t1 = t2 = Q U 22 R 1.t Suy Q1 R = Q2 R1 Bài 16 - 17. 4 trang 42 SBT Vật Lí 9: Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, dây nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 dây sắt dài 2m có tiết diện