Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng đi[r]
(1)Chuyên đề 2: ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN. I ĐIỆN NĂNGTIÊU THỤ VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN.
1 Điện tiêu thụ đoạn mạch:
Lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ có dịng điện chạy quađể chuyển hóa thành dạng lượng khác đo công lực điện thực dịch chuyển có hướng điện tích
A = Uq = UIt 2 Công suất điện
Công suất điện đoạn mạch công suất tiêu thụ điện đoạn mạch đơn vị thời gian, tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch
P = A
t = UI
II CÔNG SUẤT TỎA NHIỆT CỦA VẬT DẪN KHI CĨ DỊNG ĐIỆN CHẠY QUA. 1 Định luật Jun – Lenxơ
Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuật với điện trở vật dẫn, với bình phương cường độ dịng điện thời gian dịng điện chạy qua vật dẫn
Q = RI2t 2 Công suất tỏa nhiệt vật dẫn có dịng điện chạy qua.
Cơng suất tỏa nhiệt P vật dẫn có dịng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt vật dẫn xác định nhiệt lượng tỏa vật dẫn đơn vị thời gian
P = Q t = RI
2
III CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN
1 Cơng nguồn điện Ang = q E = E.I.t 2 Công suất nguồn điện P = Ang
t = E I 3 Hiệu suất nguồn điện ng 1
ng
A U r
H I
A E E
III CƠNG VÀ CƠNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN(chuyển hoá điện thành dạng lượng khác ) + Dụng cụ toả nhiệt: chứa điện trở thuần(chuyển hoàn toàn điện thành nhiệt năng)
*Điện tiêu thụ: Q A UIt RI t2 U2t
R
*Công suất : 2
nh
A U
P UI RI
t R
+Máy thu điện: phần lớn điện chuyển thành dạng lượng khác,không phải nhiệt Được đặc trưng suất phản điện E’
E' A' q
(V)
Suất phản điệnE’ của máy thu điện xác định điện mà dụng cụ chuyển hố thành dạng lượng khác(khơng phải nhiệt) có đơn vị điện tích dương chuyển qua máy
Chú ý:Trường hợp máy thu nguồn điện nạp điện E’=E lúc phát điện. *Điệïn tiêu thụ:
' '
A E It r I t UIt
*Công suất: ' ' ,
nh
A
P E I r I P P t
Voi :P’=’I :công suất có ích *Hiệu suất: I
U r H 1 '
IV.Chú ý:Trên dụng cụ tiêu thụ điện thường ghi hai số công suất định mức (Pđm) hiệu điện định
mức (Uđm):đó giá trị mà dụng cụ làm việc điều kiên bình thường
+Khi dụng cụ hoạt động bình thường U=Uđm:
P I
U
ñm
ñm ñm
:cường độ định mức +Khi dụng cụ hoạt động điều kiện khơng bình thường UUđm:
2
R P
U
ñm
ñm
I U R
(2)B BÀI TẬP:
I CÂU HỎI LÝ THUYẾT:
Câu 1:Điện tiêu thụ đoạn mạch không tỉ lệ thuận với:
A. hiệu điện hai đầu vật dận B. nhiệt độ vật dẫn mạch C. cường độ dòng điện mạch D. thời gian dòng điện chạy qua mạch
Câu 2:Một đoạn mạch có hiệu điện hai đầu khơng đổi Khi điện trở mạch điều chỉnh tăng hai lần khoảng thời gian, lượng tiêu thụ điện mạch:
A. giảm hai lần B. tăng hai lần C. giảm bốn lần D. không đổi
Câu 3:Một đoạn mạch có điện trở khơng đổi Nếu hiệu điện hai đầu đoạn mạch điều chỉnh tăng hai lần khoảng thời gian, lượng tiêu thụ điện mạch:
A. giảm hai lần B. tăng hai lần C. tăng bốn lần D. không đổi Câu 4:Phát biểu sau công suất mạch điện không đúng?
A. Công suất tỉ lệ thuận với hiệu điện hai đầu đoạn mạch B. Công suất tỉ lệ thuận với cường độ dịng điện chạy qua mạch C. Cơng suất tỉ lệ nghịch với thời gian dòng điện chạy qua mạch D. Cơng suất có đơn vị ốt(W)
Câu 5:Hai đầu đoạn mạch có điện khơng đổi Nếu điện trở đoạn mạch giảm hai lần công suất điện đoạn mạch:
A. tăng hai lần B. giảm hai lần C. không đổi D. tăng bốn lần
Câu 6:Trong mạch điện có điện trở thuần, với thời gian nhau, cường độ dịng điện giảm hai lần nhiệt lượng tỏa mạch:
A. giảm hai lần B. tăng hai lần C. giảm bốn lần D. tăng bốn lần Câu 7:Trong mạch điện có điện trở khơng đổi, muốn tăng công suất tỏa nhiệt lên bốn lần thì: A. tăng hiệu điện hai lần B. giảm hiệu điện hai lần
C. tăng hiệu điện bốn lần D. giảm hiệu điện bốn lần Câu 8:Công nguồn điện công của:
A. lực lạ nguồn B. lực điện trường dịch chuyển điện tích mạch ngồi C. lực học mà dịng điện sinh D. lực dịch chuyển nguồn điện từ vị trí đến vị trí khác Câu 9:Phát biểu sau không đúng?
A. Cơng dịng điện chạy qua đoạn mạch công lực điện trường làm di chuyển điện tích tự đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch
B. Cơng suất dịng điện chạy qua đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch
C. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật, với cường độ dòng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật
D. Cơng suất toả nhiệt vật dẫn có dịng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt vật dẫn xác định nhiệt lượng toả vật đãn đơn vị thời gian
Câu 10:Nhiệt lượng toả vật dẫn có dịng điện chạy qua: A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
C. tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
D. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn Câu 11:Phát biểu sau không đúng?
A. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật
B. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua vật C. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dịng điện cạy qua vật D. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ nghịch với hiệu điện hai đầu vật dẫn
Câu 12:Suất phản điện máy thu đặc trưng cho sự: A. chuyển hoá điện thành nhiệt máy thu B. chuyển hoá nhiệt thành điện máy thu C. chuyển hoá thành điện máy thu
(3)Câu 13:Phát biểu sau không đúng?
A. Suất phản điện máy thu điện xác định điện mà dụng cụ chuyển hố thành dạng lượng khác, khơng phải nhiệt năng, có đơn vị điện tích dương chuyển qua máy
B. Suất điện động nguồn điện đại lượng đặc trưng cho khả sinh công nguồn điện đo thương số công lực lạ thực làm dịch chuyển điện tích dương q bên nguồn điện từ cực âm đến cực dương độ lớn điện tích q
C. Nhiệt lượng toả vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật, với bình phương cường độ dịng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật
D. Suất phản điện máy thu điện xác định điện mà dụng cụ chuyển hoá thành dạng lượng
khác, khơng phải năng, có đơn vị điện tích dương chuyển qua máy
Câu 14: Dùng dây dẫn mắc bóng đèn vào mạng điện Dây tóc bóng đèn nóng sáng, dây dẫn khơng sáng lên vì:
A. Cường độ dịng điện chạy qua dây tóc bóng đèn lớn nhiều cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn B. Cường độ dịng điện chạy qua dây tóc bóng đèn nhỏ nhiều cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn C Điện trở dây tóc bóng đèn lớn nhiều so với điện trở dây dẫn
D. Điện trở dây tóc bóng đèn nhỏ nhiều so với điện trở dây dẫn Câu 15:Công nguồn điện xác định theo công thức:
A A = EIt B A = UIt C A = EI D A = UI
Câu 16:Công dịng điện có đơn vị là:
A. J/s B. kWh C. W D. kVA
Câu 17:Công suất nguồn điện xác định theo công thức:
A. P = EIt B. P = UIt C. P = EI D. P = UI
II CÂU HỎI BÀI TẬP:
Bài :nguồn điện có suất điện động 1,2V,r=1
I.Để cơng suất mạch ngồi đạt cực đại điện trở mạch ngồi phải có giá trị là:
A.R=1,2 B.R=1 C.R=0,8 D.R=1,4
II.Công suất mạch cực đại là:
A.Pmax=1,44W B.Pmax=0,54W C.Pmax=0,36W D.Pmax=0,2W
III.Nếu cơng suất mạch ngồi P=0,32W điện trở mạch ngồi có giá trị là:
A.R=2 B.R=0,5 C.R=2hoặc R=0,5 D.R=0,2 R=5
Bài :hai acquy có suất điện động 1 2 0,điện trở r1 r2 Acquy thứ cung cấp cơng
suất mạch ngồi cực đại P1max=20W.Acquy thứ hai cung cấp cơng suất mạch cực đại P2max=30W
I.Hai acquy ghép nối tiếp cơng suất mạch ngồi cực đại là:
A.Pmax=48W B.Pmax=50W C.Pmax=10W D.Pmax=15W
II.Hai acquy ghép song song cơng suất mạch ngồi cực đại là:
A.Pmax=48W B.Pmax=50W C.Pmax=10W D.Pmax=15W
Bài 3:Cho mạch điện kín gồm nguồn điện 28V,r=2 điện trở mạch R=5 nối tiếp I.Cơng suất tiêu thụ mạch ngồi là:
A.P=980W B.P=392W C.P=800W D.P=80W
II.Hiệu suất nguồn điện là:
A.H=35,5% B.H=62% C.H=71% D.H=87%
Bài 4:Một dây nung,khi hoạt động có điện trở R.Một dây nung thứ hai có hiệu điện định mức dây thứ có cơng suất định mức lớn gấp đôi.Điện trở dây nung thứ hai là:
A.R/2 B.R C.2.R D.4.R
Bài 5:Cho mạch điện hình vẽ,trong R1=2,R2=3,R3=4,R4=1
Nhiệt lượng tỏa nhiều điện trở nào?
A.R1 B.R2
C.R3 D.R4
Bài 6:Hai bóng đèn Đ1( 220V – 25W), Đ2 (220V – 100W) sáng bình thường
A. cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ1 lớn gấp hai lần cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ2 B. cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ2 lớn gấp bốn lần cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ1
C. cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ1 cường độ dịng điện qua bóng đèn Đ2
(4)III BÀI TẬP TỰ LUẬN:
D ng 1: Bài tốn tính n n ng tiêu th ạ ệ ă ụ
Câu hỏi Bài giải
Bài TL 1: Mạng điện ngơi nhà có bóng đèn
loại 220V – 50W bóng đèn 220V – 100W Mỗi ngày bóng đèn sữ dụng thắp sáng trung bình
a Tính điện tiêu thụ nhà tháng 30 ngày b Tính số tiền điện nhà phải trả tháng Biết giá
1kWh 700 đồng
Bài TL 2: Một nhà có bàn loại 220V – 1000W,
và máy bơm nước loại 220 – 500W Trung bình ngày nhà dùng bàn để quần áo thời gian giờ, bơm nước để dùng, tưới thời gian
a Tính điện tiêu thụ bàn là, máy bơm nước nhà tháng 30 ngày
b Tính số tiền điện nhà phải trả sữ dụng hai thiết bị tháng Biết giá 1kWh 700 đồng
Câu 1:Nhiệt lượng tỏa hai phút dòng điện 2A chạy qua điện trở 100 là:
A 48 kJ. B. 24 J C. 24000 kJ. D. 400J Câu 2:Một đoạn mạch tiêu thụ điện có cơng suất 100 W, 20 phút tiêu thụ lượng: A 2000 J. B. J C. 120 kJ. D. 10 kJ
Câu 3:Một đoạn mạch điện trở có hiệu điện hai đầu không đổi, phút tiêu thụ lượng điện 2kJ, hai tiêu thụ điện là: A 4kJ. B. 240 kJ C. 120 kJ. D. 1000J Câu 4:Cho đoạn mạch có điện trở 10, hiệu điện hai đầu mạch 20V Trong phút điện tiêu thụ đoạn mạch là:
A. 2,4kJ. B. 40J C. 120kJ. D. 24 kJ Câu 5:Một đoạn mạch điện trở có hiệu điện hai đầu không đổi, phút tiêu thụ lượng điện 40J, thời gian đểu mạch tiêu thụ hết kJ điện là:
A 25 phút. B. 1/40 phút. C. 40 phút. D. 10 phút Câu 6:Người ta làm nóng kg nước thêm10C
cách cho dòng điện 1A qua điện trở 7 Biết khối lượng riêng nước 4200J/kg.độ Bỏ qua hao hụt Thời gian cần thiết là:
A 10 phút. B. 600 phút. C. 10 giây. D.
D ng 2: Bài tốn tính n tr t ng đ ng, áp d ng đ nh lu t ôm cho đo n m ch ch ch a n ạ ệ ở ươ ươ ụ ị ậ ạ ạ ỉ ứ ệ
tr R, bóng đèn, cơng su t tiêu th c a đo n m ch.ở ấ ụ ủ ạ ạ
Câu hỏi Bài giải
Câu 7:Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100(), mắc
nối tiếp với điện trở R2 = 200(), điện trở toàn
mạch là:
A. R = 200 () B.R = 300 ()
C.R = 100 () D. R = 400 () Câu 8:Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100(), mắc
song song với điện trở R2 = 300(), điện trở toàn
mạch là:
A. R = 100 () B.R = 75 ()
(5)Câu 9:Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 300(), mắc
song song với điện trở R2 = 600(), hiệu điện
hai đầu đoạn mạch 24 V Cường độ dòng điện qua điện trở là:
A. I1 = 0,08 A; I2 = 0,04 A B. I1 = 0,04 A; I2 = 0,08 A
C.I1 = I2 = 0,027 A; D. I1 = I2 = 0,08 A
Câu 100:Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100(), mắc
nối tiếp với điện trở R2 = 500(),hiệu điện hai
đầu đoạn mạch 24 V Cường độ dòng điện qua điện trở là:
A. I1 = 0,24 A; I2 = 0,048 A B. I1 = 0,048 A; I2 = 0,24 A
C.I1 = I2 = 0,04A; D. I1 = I2 = 1,44 A
Câu 11:Đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100(), mắc nối
tiếp với điện trở R2 = 200().Đặt hai đầu đoạn mạch vào
hiệu điện U hiệu điện hai đầu điện trở R1 6V Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là:
A. U = 12 V B. U = 18 V C.U = V D. U = 24 V Câu 12:Một bóng đèn có ghi 3V – 3W Điện trở bóng đèn là:
A. () B. () C.6 () D. 12 () Câu 13:Một bóng đèn có ghi 6V – 6W, mắc bóng đèn vào hiệu điện U = V cường độ dịng điện qua bóng là:
A. 36A B. 6A C.1A D. 12 A Câu 14:Hai bóng đèn có cơng suất định mức P1 < P2 làm việc bình thường hiệu điện
U = V Cường độ dịng điện qua bóng đèn điện trở hai bóng đèn có mối liên hệ:
A. I1 < I2 R1 > R2 B. I1 > I2 R1 > R2
C.I1 > I2 R1 < R2 D. I1 < I2 R1 < R2
Câu 15:Để bóng đèn loại 120V – 60W sáng bình thường mạng điện có hiệu điện 220V, người ta phải mắc nối tiếp với bóng đèn điện trở có giá trị: A. R = 100 () B. R = 150 ()
C. R = 200 () D. R = 250 ()
Câu 16:Hai bóng đèn có cơng suất định mức nhau, hiệu điện định mức chúng U1 = 110 V, U2 = 220 V Tỉ số điện trở chúng:
A
R 1
R 2 B.
R 1
R 4 C. R
2 R D.
1 R
4 R Câu 17:Cho mạch điện có điện trở khơng đổi Khi dịng điện mạch A cơng suất tiêu thụ mạch điện 100 W Khi dịng điện mạch 1A cơng suất tiêu thụ mạch là:
(6)Bài TL 1: Một bàn sử dụng với hiệu điện 220V dịng điện chạy qua bàn có cường độ 5A
a) Tính nhiệt lượng bàn tỏa 10 phút
b) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn 30 ngày, ngày 10 phút, tiền điện 700đ/(kW.h)
Bài TL 2: Có mạch điện hình vẽ:
R1 = , R2 = , R3 = 12
Hiệu điện UAB = 24 V
a Tính cường độ dịng điện qua điện trở b Tính cơng suất tỏa nhiệt đoạn mạch.
c Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R3 thời gian 10
phút
Bài TL 3: Có mạch điện hình vẽ:
R1 = 12 , R2 = , R3 = ,
Hiệu điện UAB = 24 V
R4 = , R5 =
a KhiR4 = , R5 =
+ Tính cường độ dịng điện qua điện trở + Tính hiệu điện UMN, UAN
b KhiR4 = , R5 =
+ Tính cường độ dòng điện qua điện trở + Tính hiệu điện UMN, UAN
Bài TL 4: Cho mạch điện hình vẽ: U = 12 V;
R1 = 24 , R3 = 3,8 , Ra = 0,2 Ampe kế 1A Tính
a Điện trở R2
b Nhiệt lượng tỏa R1
thời gian phút
c Công suất tỏa nhiệt R2
Bài TL 5: Có hai bóng đèn: Đ1(120V, 60W);
Đ2(120V, 45W)
mắc vào hiệu điện 240 V hai hình vẽ: a Tính điện trở R1 R2
hai cách mắc Biết đèn sáng bình thường
b Tính cơng suất tiêu thụ mạch điện hai trường hợp
Bài TL 6: Có hai bịng đèn loại : 220V – 100W
220V – 25W mắc song song vào nguồn điện 220V a Tính điện trở bóng đèn cường độ dịng điện
qua bóng đèn
b Hỏi đèn sáng hơn? Giải thích.
Bài TL 7: Có hai bịng đèn loại : 220V – 40W
120V – 60W Tìm cường độ dòng điện qua đèn đèn sáng hai trường hợp sau:
a Mắc hai đèn song song vào mạng điện có hiệu điện 120V b Mắc nối tiếp hai đèn vào mạng điện có hiệu điện 240 V.
Bài TL 8: Một ấm điện dùng hiệu điện
220V đun sơi lít nước từ 200C phút Biết
nhiệt dung riêng nước 4200J/(kg.độ), khối lượng riêng nước 1000 kg/ m3 hiệu suất ấm 92%.
a Tính điện trở ấm
b Tính cơng suất điện ấm này.
Bài TL 9: Một ấm điện có ghi 220V – 1000W,
R1 R
2
R3
A B
R1
R2 R3
R4 R
5
A B
M
N
R2 Đ
1 Đ2
U
Đ2 Đ1 R
1
(7)sữ dụng để dun sơi 1,5 lít nước từ 250C Biết nhiệt
dung riêng nước 4200J/(kg.độ), khối lượng riêng nước 1000 kg/ m3 hiệu suất ấm 90%
Tính thời gian đun sôi lượng nước
+ Điện tiêu thụ: A = P.t
+ Nhiệt lượng tỏa cho dòng điện chạy qua điện trở R thời gian t: Q = I2.R.t
Câu 13: Một đèn ống loại 40W chế tạo để có cơng suất chiếu sáng đèn dây tóc loại 100W Hỏi sử dụng đèn ống trung bình ngày 30 ngày giảm tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc nói trên? Biết giá tiền điện 700đ/ (kW.h)
Câu 15: Đoạn MN = 12cm có phương hợp với đường sức góc 600 nằm điện trường có E = 2.105V/m.
a) Tính UMN cơng lực điện làm dịch chuyển electron từ M đến N
b) Nếu đặt M điện tích q > cường độ điện trường 2.105V/m Tìm độ lớn q.
Câu 16: Cho mạch điện, nguồn gồm hai dãy, dãy có pin nối tiếp, pin có E = 1,5V; r = 0,5Ω, Đ1(3V-1W), Đ2(6V-3W)
a) Khi R1 = 11Ω, R2 = 6Ω Tính cường độ
dịng điện mạch chính, nhánh, nhận xét độ sáng đèn b) Tính R1, R2 để đèn sáng bình thường
Câu 17: ChoR2ntRđp//R1ntR3mắc với nguồn điện tạo thành mạch kín, nguồn điện có E = 12V, r = 0,1Ω, R1 = R2 = 2Ω, Rđp = 4Ω đựng AgNO3, R3 = 4,4Ω
a) Tính RN, cường độ mạch chính, nhánh
b) Hiệu suất nguồn công suất tiêu thụ điện trở
A B
R2 R1
Đ1 Eb,rb