Bài 20 Tổng kết chương I Điện học I TỰ KIỂM TRA Bài 1 (trang 54 SGK Vật Lý 9) Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế U giữa 2 đầu đoạn dây đó? Lời giải Cường đ[.]
Bài 20: Tổng kết chương I : Điện học I - TỰ KIỂM TRA Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn phụ thuộc vào hiệu điện U đầu đoạn dây đó? Lời giải: Cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện U hai đầu dây dẫn Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Nếu đặt hiệu điện U hai đầu dây dẫn I cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn thương số U giá trị đại I lượng đặc trưng cho dây dẫn? Khi thay đổi hiệu điện U giá trị có thay đổi khơng? Vì sao? Lời giải: - Thương số U giá trị điện trở R đặc trưng cho dây dẫn I - Khi thay đổi hiệu điện U giá trị khơng đổi, hiệu điện U tăng (hoặc giảm) lần cường độ dịng điện I chạy qua dây dẫn tăng (hoặc giảm) nhiêu lần Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Vẽ sơ đồ mạch điện, sử dụng ampe kế vôn kế để xác định điện trở dây dẫn Lời giải: Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Viết cơng thức tính điện trở tương đương đối với: a Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc nối tiếp b Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc song song Lời giải: Cơng thức tính điện trở tương đương đối với: Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 mắc song song: 1 R R hay R td = = + R td R R R1 + R Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Hãy cho biết: a) Điện trở dây dẫn thay đổi chiều dài tăng lên ba lần? b) Điện trở dây dẫn thay đổi tiết diện tăng lên lần? c) Vì dựa vào điện trở suất nói đồng dẫn điện tốt nhơm? d) Hệ thức thể mối liên hệ điện trở suất R dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S điện trở suất ρ vật liệu làm dây dẫn? Lời giải: a) Ta có: Điện trở dây dẫn có tiết diện làm từ loại vật liệu tỉ lệ thuận với chiều dài dây => Điện trở dây dẫn tăng lên lần chiều dài tăng lên ba lần b) Ta có: Điện trở dây dẫn có chiều dài làm từ loại vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện dây => Điện trở dây dẫn giảm lần tiết diện tăng lên lần c) Vì điện trở suất dây đồng nhỏ điện trở suất dây nhôm d) Hệ thức thể mối liên hệ điện trở suất R dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S điện trở suất ρ vật liệu làm dây dẫn: R = ρ l S Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Viết đầy đủ câu đây: a Biến trở điện trở dùng để b Các điện trở dùng kĩ thuật có kích thước có trị số được… xác định theo Lời giải: a Biến trở điện trở thay đổi trị số dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện mạch b Các điện trở dùng kĩ thuật có kích thước nhỏ có trị số ghi sẵn xác định theo vòng màu Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Viết đầy đủ câu đây: a Số oát ghi dụng cụ điện cho biết b Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch tích Lời giải: a Số oát ghi dụng cụ điện cho biết cơng suất định mức dụng cụ b Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua đoạn Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Hãy cho biết: a) Điện sử dụng dụng cụ xác định theo công suất, hiệu điện thế, cường độ dòng điện thời gian sử dụng cơng thức nào? b) Các dụng cụ điện có dụng việc biến đổi lượng? Nêu số ví dụ Lời giải: a Ta có: A = P t = U.I.t b Các dụng cụ điện có tác dụng biến đổi chuyển hóa điện thành dạng lượng khác Chẳng hạn: - Bóng đèn dây tóc nóng sáng biến đổi phần lớn điện thành nhiệt phần nhỏ thành lượng ánh sáng - Bếp điện, nồi cơm điện, bàn điện, mỏ hàn điện…biến đổi hầu hết điện thành nhiệt Bài (trang 54 SGK Vật Lý 9): Phát biểu viết hệ thức định luật Jun – Len -xơ Lời giải: - Định luật Jun - Len-xơ: Năng lượng tỏa dây dẫn có dịng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở dây dẫn thời gian dòng điện chạy qua - Biểu thức: Q = I2.R.t Bài 10 (trang 54 SGK Vật Lý 9): Cần phải thực quy tắc để đảm bảo an toàn sử dụng điện? Lời giải: - Chỉ làm thí nghiệm dành cho học sinh THCS với hiệu điện 40V - Phải sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo quy định - Cần mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với dụng cụ điện dùng mạng điện gia đình - Khơng tự tiếp xúc với mạng điện gia đình - Ở gia đình, trước thay bóng đèn hỏng phải ngắt cơng tắc rút cầu chì mạch điện có bóng đèn đảm bảo cách điện thể người nhà, tường gạch - Nối đất cho vỏ kim loại dụng cụ hay thiết bị điện Bài 11 (trang 54 SGK Vật Lý 9): Hãy cho biết: a Vì phải sử dụng tiết kiệm điện năng? b Có cách để sử dụng tiết kiệm điện năng? Lời giải: - Cần tiết kiệm điện vì: + Trả tiền điện hơn, giảm bớt chi tiêu cho gia đình cá nhân + Các thiết bị dụng cụ điện sử dụng bền lâu hơn, góp phần giảm bớt chi tiêu điện + Giảm bớt cố gây tổn hại chung cho hệ thống cung cấp điện bị tải, đặc biệt cao điểm + Dành phần điện tiết kiệm cho sản xuất, cho vùng miền khác cịn chưa có điện cho xuất - Các cách tiết kiệm điện: + Sử dụng dụng cụ hay thiết bị điện có nhãn mác tiết kiệm lượng + Chỉ sử dụng dụng cụ hay thiết bị điện lúc cần thiết + Tắt rút khỏi nguồn không sử dụng thiết bị điện Bài 12 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Đặt hiệu điện 3V vào hai đầu dây dẫn hợp kim cường độ dịng điện chạy qua dầy dẫn 0,2 A Hỏi tăng thêm 12V cho hiệu điện hai đầu dây dẫn điện qua có giá trị đây? A 0,6 A B 0,8 A C A D Một giá trị khác giá trị Tóm tắt: U1 = 3V; I1 = 0,2A; U2 = U1 + 12; I2 = ? Lời giải: Chọn C Vì U2 = U1 + 12 = + 12 = 15V = 5.U1 Do U tăng lần nên I tăng lần => Khi I = 1A Bài 13 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Đặt hiệu điện U vào hai đầu dây dẫn khác đo cường độ dịng điện I chạy qua dây dẫn Câu phát biểu sau tính thương số U cho dây dẫn I A Thương số có giá trị dây dẫn B Thương số có giá trị lớn dây dẫn dây dẫn có điện trở lớn C Thương số có giá trị lớn dây dẫn dây dẫn có điện trở nhỏ D Thương số khơng có giá trị xác định dây dẫn Lời giải: Chọn B Thương số có giá trị lớn dây dẫn dây dẫn có điện trở lớn Bài 14 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Điện R1 = 30Ω chịu dịng điện có độ lớn 2A điện trở R2 = 10Ω chịu dòng điện có cường độ lớn 1A Có thể mắc nối tiếp hai điện trở vào hiệu điện đây? A 80V, điện trở tương đương mạch 40Ω chịu dòng điện có cường độ lớn 2A B 70V, điện trở R1 chịu hiệu điện lớn 60V, điện trở R2 chịu 10V C 120V, điện trở tương đương mạch 40Ω chịu dịng điện có cường độ dịng điện có cường độ tổng cộng 3A D 40V, điện trở tương đương mạch 40Ω chiu đươc dòng điên có cường 1A Tóm tắt: R1 = 30Ω; I1 max = 2A; R2 = 10Ω; I2 max = 1A; R1 nối tiếp R2; Ugiới hạn = ? Lời giải: Chọn D 40V Điện trở tương đương ghép nối tiếp hai điện trở: Rtđ = R1 + R2 = 30 + 10 = 40 Ω Vì ghép nối tiếp I1 = I2 = I, mà I1 max > I2 max nên để đảm bảo R2 không bị hỏng (tức dịng qua R2 khơng vượt q I2 max = 1A) cường độ dịng điện cực đại qua đoan mạch I = I1 max = 1A Khi hiệu điện giới hạn đặt vào hai đầu đoạn mạch là: Ugiới hạn = I.Rtđ = 1.40 = 40V Bài 15 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Có thể mắc song song hai điện trở cho câu 14 vào hiệu điện đây? A 10V B 22,5V C 60V D 15V Tóm tắt: R1 = 30Ω; I1 max = 2A; R2 = 10Ω; I2 max = 1A; R1 song song R2; Umax= ? Lời giải: Chọn A 10V Hiệu điện giới hạn R1 là: U1 max = I1 max.R1 = 2.30 = 60V Hiệu điện giới hạn R2 là: U2 max = I2 max.R2 = 1.10 = 10V Vì R1 R2 ghép song song nên U1 = U2 = U Do hiệu điện đặt vào hai đầu đoạn mạch không vượt hiệu điện cực đại R1 R2 U ≤ U1 max = 60V U ≤ U2 max = 10V Ta chọn Umax = 10V thỏa mãn hai điều kiện Bài 16 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Một dây dẫn đồng chất, chiều dài l, tiết diện S có điện trở 12Ω gập đơi thành dây dẫn có chiều dài l Điện trở dây dẫn có trị số: A 6Ω B 2Ω C 12Ω D 3Ω Tóm tắt: l1 = l; S1 = S; R1 = 12Ω; l2 = l/2 ; S2 = 2S; R2 = ? Lời giải: Chọn D Giảm lần Ta có R = ρ l l1 R = ρ S2 S1 l1 R S1 l1 S2 l 2S = = =4 Lập tỷ lệ: = R ρ l2 l2 S1 l S S2 ρ R1 = 4.R2 hay R2 = 0,25R1 => R2 = 12 : = 3Ω Bài 17 (trang 55 SGK Vật Lý 9): Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 R2 vào hiệu điện 12V dịng điện qua chúng có cường độ I = 0,3A Nếu mắc song song hai điện trở vào hiệu điện 12V dịng điện mạch có cường độ I' = 1,6A Hãy tính R1 R2 Tóm tắt: R1 nối tiếp R2; Unt = 12V; Int = 0,3A R1 song song R2; Uss = 12V; Iss = 1,6A R1 = ?; R2 = ? Lời giải: Khi R1 mắc nối tiếp với R2 thì: R nt = U nt 12 = = 40Ω I nt 0,3 => R1 + R2 = Rnt = 40Ω (1) Khi R1 mắc song song với R2 thì: R ss = U ss 12 = = 7,5Ω (1) Iss 1,6 1 R R (2) = + = = R ss R R R + R 7,5 Thay (1) vào (2) ta R1.R2 = 300 Ta có: R2 = 40 – R1 => R1.(40 – R1) = 300 => - R12 + 40R1 – 300 = (*) Giải (*) ta được: R1 = 30Ω; R2 = 10Ω R1 = 10Ω; R2 = 30Ω Bài 18 (trang 56 SGK Vật Lý 9): a) Tại phận dụng cụ đốt nóng điện làm dây dẫn có điện trở suất lớn? b) Tính điện trở ấm điện có ghi 220V - 1000W ấm hoạt động bình thường c) Dây điện trở ấm điện làm nicrom dài m có tiết diện trịn Tính đường kính tiết diên dây điện trở Lời giải: a) Những dụng cụ đốt nóng điện dựa tác dụng nhiệt dòng điện Để nhiệt lượng tỏa dây dẫn lớn dây phải có điện trở lớn, tức điện trở suất lớn Vì vậy, phận dụng cụ đốt nóng điện làm dây dẫn có điện trở suất lớn b) Ấm ghi 220V−1000W => Uđm =220V P đm =1000W Điện trở ấm điện hoạt động bình thường là: R= U 220 = = 48, 4Ω P 1000 a) Ta có: + Chiều dài dây điện trở: l = 2m + Điện trở suất nicrom: ρ = 1,1.10-6 Ωm + Điện trở dây: R = 48,4Ω d2 + Tiết diện dây điện trở: S = πr = π l l Mặt khác, ta có: R = ρ = ρ d2 S π 4ρl 4.1,1.10-6.2 = = 2,4.10-4 m Ta suy ra: d = πR π.48,4 Bài 19 (trang 56 SGK Vật Lý 9): Một bếp điện loại 220V - 1000W sử dụng với hiệu điện 220V để đun sơi 2l nước có nhiệt độ ban đầu 25 oC Hiệu suất trình đun 85% a Tính thời gian đun sơi nước, biết nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K b Mỗi ngày đun sôi 4l nước bếp điện với điều kiện cho, tháng (30 ngày) phải trả tiền điện cho việc đun nước này? Cho giá điện 700 đồng kW.h c Nếu gập đôi dây điện trở bếp sử dụng hiệu điện 220V thời gian đun sơi 2l nước có nhiệt độ ban đầu hiệu suất bao nhiêu? Tóm tắt: Bếp điện: Um = 220V, P m = 1000W; U = 220V; V1 = 2l => m1 = 2kg; t0 = 25ºC; H = 85% a) c = 4200J/kg.K; t = ? b) V2 = 4l => m2 = 4kg; 700 đồng/1kW.h; Tiền T = ? c) Gập đôi dây; t’ = ? Lời giải: a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là: Qi = m1.c.Δtº = 2.4200.(100 – 25) = 630000 (J) Ta có: H = Qi Q 100% 100% => Q = i Q H Nhiệt lượng bếp điện tỏa là: Q = Qi 100% 630000.100% = = 741176,5J H 85% Vì U = Um = 220 nên bếp hoạt động với công suất P = P m = 1000W Ta có: Qtp = A = P.t Thời gian đun sôi nước là: t = Qtp : P = 741176,5 : 1000 = 741 (s) = 12,35 phút b) Nhiệt lượng bếp tỏa để đun sôi lít nước là: Q1 = 2.Qtp = 2.741176,5 = 1482353 (J) (vì m2 = 4kg = 2m1) Nhiệt lượng bếp điện tỏa 30 ngày là: Q2 = 1482353.30 = 44470590 (J) Điện tiêu thụ tháng là: A = Q2 = 44470590 J = 12,35kW.h (vì 1kW.h = 3600000J) Tiền điện phải trả là: Tiền T = A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng c) Do gập đôi dây điện trở nên: tiết diện dây tăng lần ⇒ điện trở giảm lần chiều dài dây giảm lần ⇒ điện trở giảm lần Vậy R giảm lần U2 Dựa vào công thức P nên R giảm lần P tăng lần, đó: R P ’ = 4.1000 = 4000 (W) Thời gian đun sôi nước là: t’ = Qtp : P = 741176,5 : 4000 = 185 (s) = 3,08 phút Bài 20 (trang 56 SGK Vật Lý 9): Một khu dân cư sử dụng cơng suất điện trung bình 4,95 kW với hiệu điện 220V Dây tải điện từ trạm cung cấp tới khu dân cư có điện trở tổng cộng 0,4Ω a Tính hiệu điện hai đầu đường dây trạm cung cấp điện b Tính tiền điện mà khu phải trả tháng (30 ngày), biết thời gian dùng điện ngày trung bình giá điện 700 đồng kW.h c Tính điện hao phí tải điện tháng Tóm tắt: P = 4,95kW = 4950W; U = 220V; Rdây tải = Rd = 0,4Ω a) U = ? b) t0 = 6h; t = 6.30 = 180h; 700 đồng/1kW.h; T = ? đồng c) Ahao phí = Ahp = ? Lời giải: a) Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là: I = P : U = 4950 : 220 = 22,5 A (U hiệu điện khu dân cư) Hiệu điện đặt vào hai đầu đường dây trạm cung cấp điện là: UAB = U + ΔU = U + I.Rd = 220 + 22,5.0,4 = 229 (V) (ΔU phần hiệu điện bị hao hụt dây truyền tải có điện trở Rd) b) Lượng điện tiêu thụ tháng là: A = P t = 4,95kW.180h = 891 kW.h Tiền điện phải trả tháng là: T = A.700 = 891.700 = 623700 đồng c) Lượng điện hao phí đường dây tải tháng là: Ahp = P hp t = I2.Rd.t = (22,5)2.0,4.180h = 36450W.h = 36,45 kW.h ... m? ?i li? ?n hệ ? ?i? ??n trở suất R dây dẫn v? ?i chiều d? ?i l, tiết diện S ? ?i? ??n trở suất ρ vật li? ??u làm dây dẫn? L? ?i gi? ?i: a) Ta có: ? ?i? ??n trở dây dẫn có tiết diện làm từ lo? ?i vật li? ??u tỉ lệ thuận v? ?i chiều... a Vì ph? ?i sử dụng tiết kiệm ? ?i? ??n năng? b Có cách để sử dụng tiết kiệm ? ?i? ??n năng? L? ?i gi? ?i: - Cần tiết kiệm ? ?i? ??n vì: + Trả tiền ? ?i? ??n hơn, giảm bớt chi tiêu cho gia đình cá nhân + Các thiết bị... sáng biến đ? ?i phần lớn ? ?i? ??n thành nhiệt phần nhỏ thành lượng ánh sáng - Bếp ? ?i? ??n, n? ?i cơm ? ?i? ??n, bàn ? ?i? ??n, mỏ hàn ? ?i? ??n…biến đ? ?i hầu hết ? ?i? ??n thành nhiệt B? ?i (trang 54 SGK Vật Lý 9) : Phát biểu viết