b. Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ. Cho rằng điện trở của các bóng đèn có giá trị n[r]
(1)Giải tập SBT Vật lý lớp 14: Bài tập công suất điện điện sử dụng
Bài 14.1; 14.2 trang 40 Sách tập (SBT) Vật lý 9 14.1 Điện biến đổi thành:
A Cơ B Nhiệt
C Hóa D Năng lượng nguyên tử
14.2 Công suất điện cho biết:
A Khả thực cơng dịng điện B Năng lượng dòng điện
C Lượng điện sử dụng đơn vị thời gian D Mức độ mạnh, yếu dòng điện
Trả lời:
14.1 C 14.2 D
Bài 14.3 trang 40 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Trên bóng đèn dây tóc có ghi 220V-100W
a Tính điện sử dụng 30 ngày thắp sáng bình thường bóng đèn ngày
b Mắc nối tiếp bóng đèn loại vào hiệu điện 220V Tính cơng suất đoạn mạch nối tiếp tính cơng suất bóng đèn
c Mắc nối tiếp bóng đèn với bóng đèn dây tóc khác có ghi 220V-75W vào hiệu điện 220V Hỏi bóng đèn bị hỏng khơng? Nếu khơng, tính cơng suất đoạn mạch công suất đèn
Cho điện trở bóng đèn trường hợp b c có giá trị chúng sáng bình thường
Trả lời:
a) Điện sử sụng 30 ngày là: A = 0,1.4.30 = 12kW.h = 4,32.107J
b) Điện trở đèn là: R = U2/℘ = 2202/100 = 484Ω
Khi hai đèn mắc nối tiếp, cường độ dòng điện chạy qua đèn là: I = U/Rtd = U/2R = 220/(2.484) = 0,227A
(2)c) Điện trở đèn thứ là: R1 = U2/℘1 = 2202/100 = 484Ω
Điện trở đèn thứ hai là: R2 = U2/℘2 = 2202/75 = 645,3Ω
Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là: I=UR=0,195AI=UR=0,195A Vì R1 R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2 = I = 0,195A
Hiệu điện đặt lên đèn là:
U1 = IR1 = 94,4V U2 = IR2 = 125,8V
Vì U1 U2 nhỏ hiệu điện định mức nên đèn không bị hỏng
Công suất đoạn mạch là: ℘đm = UI = 0,195 x 220 = 42,9W
Công suất đèn thứ là: ℘1 = U1 I1 = 0,195 x 94,4 = 18,4W
Công suất đèn thứ hai là: ℘2 = U2 I2 = 0,195 x 125,8 = 24,5W Bài 14.4 trang 40 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Trên bóng đèn dây tóc có ghi 220V-100W bóng đèn dây tóc khác có ghi 220V-40W
a So sánh điện trở hai bóng đèn chúng sáng bình thường
b Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào hiệu điện 220V đèn sáng hơn? Vì sao? Tính điện mà mạch điện sử dụng Cho điện trở bóng đèn có giá trị chúng sáng bình thường
c Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện 220V đèn sáng hơn? Vì sao? Tính điện mà mạch điện sử dụng
Trả lời:
a) Điện trở đèn thứ là: R1 = U2/℘1 = 2202/100 = 484Ω
Điện trở đèn thứ hai là: R2 = U2/℘2 = 2202/40 = 1210Ω
Lập tỉ lệ: R2/R1 = 1210/484 = 2,5 ⇒ R2 = 2,5R1
b) Khi mắc nối tiếp hai đèn vào hiệu điện 220V, dòng điện chạy qua hai đèn có cường độ I đèn có điện trở lớn sáng Như đèn thứ hai (loại 40W) sáng
Cường độ dòng điện đoạn mạch là: I = U/(R1 + R2) = 220/(484 + 1210) = 0,13A
Vì R1 R2 mắc nối tiếp nên: I1 = I2 = I = 0,13A
Điện mạch điện tiêu thụ là:
(3)A = (P1 + P2).t = 140W.h
Điện mà mạch điện thụ là:
A = (℘1 + ℘2).t = (100 +40).3600 = 504000J = 0,14kW.h Bài 14.5 trang 40 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Trên bàn có ghi 110V-550V bóng đèn dây tóc có ghi 110V-40W a Tính điện trở bàn bóng đèn chúng hoạt động bình thường
b Có thể mắc nối tiếp bàn bóng đèn vào hiệu điện 220V khơng? Vì sao? Cho điện trở bàn bóng đèn có giá trị tính câu a
c Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ vào hiệu điện lớn để chúng không bị hỏng? Tính cơng suất dụng cụ
Trả lời:
a) Điện trở bàn là: R1 = U2/℘1 = 1102/550 = 22Ω
Điện trở bóng đèn là: R2 = U2/℘2 = 1102/40 = 302,5Ω
b) Khi mắc nối tiếp bàn đèn vào hiệu điện 220V, dòng điện chạy qua chúng có cường độ I = 0,678A
Khi hiệu điện đặt vào bàn là: U1 = IR1 = 0,678 × 22 = 14,9V
U2 = IR2 = 0,678 × 302,5 = 205,1V
Hiệu điện đặt vào đèn là: U2 = IR2 = 0,678 × 302,5 = 205,1V
Cả hai hiệu điện lớn hiệu điện định mức 110V nên đèn hỏng Vậy mắc nối tiếp hai dụng cụ điện vào hiệu điện 220V
c) Cường độ định mức bàn đèn tương ứng I1 = 5A I2 = 0,364A Khi mắc
nối tiếp hai dụng cụ điện dịng điện chạy qua chúng có cường độ lớn Imax = I2 = 0,364A, lớn bóng đèn hỏng Vậy mắc nối
tiếp hai dụng cụ vào hiệu điện lớn là: Umax = Imax(R1 + R2) = 118V
Cơng suất bàn đó: ℘1 = I12.R1 = 2,91W
Cơng suất đèn đó: ℘1 = I22.R2 = 40W Bài 14.6 trang 41 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Một quạt điện dùng xe ơtơ có ghi 12V-15W
(4)b Tính điện mà quạt sử dụng chạy bình thường
c Khi quạt chạy, điện biến đổi thành dạng lượng nào? Cho hiệu suất quạt 85%, Tính điện trở quạt
Trả lời:
a) Phải mắc quạt vào hiệu điện định mức U = 12V Điện trở quạt là: R = U2/℘ = 122/15 = 9,6Ω
Cường độ dòng điện chạy qua quạt là: I = U/R = 12/9,6 = 1,25A b) Điện quạt tiêu thụ là:
A = UIt = 12 × 1,25 × 3600 = 54000J = 0,015 kW.h c) Điện biến đổi thành nhiệt Phần điện biến đổi thành nhiệt giây là: ℘nh = ℘(1-H) = 15 × 0,15 = 2,25J
Điện trở quạt là: R = ℘nh/I2 = 1,44Ω
Bài 14.7 trang 41 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Một bàn sử dụng với hiệu điện 220V tiêu thụ lượng điện 990kJ 15 phút
a Tính cường độ dịng điện chạy qua dây nung bàn b Tính điện trở dây nung
Trả lời:
a) Cường độ dòng điện qua dây nung:
A = U.I.t ⇒ I = A/(U.t) = 900000/(220.15.60) = 4,55A ≈ 5A b) Điện trở dây nung:
R = U/I = 220/5 = 44Ω
Bài 14.8 trang 41 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Một bếp điện sử dụng với hiệu điện U =2 20V dịng điện chạy qua dây nung bếp có cường độ I = 6,8A
a Tính cơng suất bếp điện
b Mỗi ngày bếp sử dụng 45 phút.Tính phần điện có ích A1 mà
bếp cung cấp 30 ngày, biết hiệu suất bếp H = 80%
Trả lời:
(5)A = ℘.t = 1496.30.45.60 = 121176000 (J) Điện có ích bếp:
Bài 14.9 trang 41 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Hai điện trở R1 = 12Ω R2 = 36Ω mắc song song vào hiệu điện U cơng suất
tương ứng P1s P2s Khi mắc nối tiếp hai điện trở vào hiệu điện U
trên cơng suất điện trở tương ứng P1n P2n
a Hãy so sánh P1s P2s P1n P2n
b Hãy so sánh P1s P1n P2s P2n
c Hãy so sánh công suất tổng cộng Ps mắc song song với công suất tổng cộng Pn
mắc nối tiếp hai điện trở nêu
Trả lời:
Điện trở tương đương R1 mắc nối tiếp với R2
Rtương đương = R1 + R2 = 12 + 36 = 48Ω
Điện trở tương đương R1 mắc song song với R2:
(6)Bài 14.10 trang 41 Sách tập (SBT) Vật lý 9
Cho hai bóng đèn dây tóc có ghi số 6V-3W 6V-2W
a Tính điện trở dây tóc bóng đèn chúng sáng bình thường
b Cho biết mắc nối tiếp hai bóng đèn vào hiệu điện U = 12V chúng khơng sáng bình thường
c Lập luận để chứng tỏ mắc hai bóng đèn với biến trở vào hiệu điện U nêu để chúng sáng bình thường Vẽ sơ đồ mạch điện
d Tính điện trở biến trở điện mà tiêu thụ 30 phút
Trả lời:
a) Điện trở dây tóc bóng đèn Đ1 Đ2
Nếu mắc Đ1 nối tiếp với Đ2 I1 = I2 đèn sáng bình thường I1 > I2 nên mắc Đ1
nối tiếp với Đ2 bóng đèn Đ2 hỏng
(7)Điện trở tương đương toàn mạch:
Điện trở biến trở:
Rb = R – R12 = 15 – 7,2 = 7,8Ω
Điện tiêu thụ biến trở: