Vở bài tập Vật Lí 9 Bài 14 trang 43-44-45

Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

B – GIẢI BÀI TẬP

Quảng cáo

I – BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP

Câu 14.1 trang 43 VBT Vật Lí 9: D. Năng lượng nguyên tử.

Câu 14.2 trang 43 VBT Vật Lí 9: C. Lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian.

Câu 14.3 trang 43 VBT Vật Lí 9:

a) Điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắp sáng bình thường bóng đèn này mỗi ngày 4 giờ là: A = 0,1.4.30 = 12kW.h = 4,32.10⁷J

b) Công suất của đoạn mạch nối tiếp: Vở bài tập Vật Lí 9 Bài 14 trang 43-44-45 | Giải vở bài tập Vật Lí 9

Công suất của mỗi bóng đèn là: P_đ1 = P_đ2 = P_m/2 = 25 W

c) Điện trở của đèn thứ hai là:

Vở bài tập Vật Lí 9 Bài 14 trang 43-44-45 | Giải vở bài tập Vật Lí 9

Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là:

Công suất của đoạn mạch là: P_đm = I².(R₁ + R₂) = 0,195². (484 + 645,3) = 42,9 W

Công suất của đèn thứ nhất là:P₁ = I².R₁ = 0,195².484 = 18,4 W

Công suất của đèn thứ hai là: P₂ = I².R₂ = 0,195².645,3 = 24,5 W

Câu 14.4 trang 44 VBT Vật Lí 9: a) So sánh điện trở của hai đèn:

Điện trở của đèn thứ nhất là: R₁ = U_đm1²/P_đm1 = 220²/100 = 484 Ω

Điện trở của đèn thứ hai là: R₂ = U_đm2²/P_đm2 = 220²/40 = 1210 Ω

Lập tỉ lệ: R₂/R₁ = 1210/484 = 2,5 ⇒ R₂ = 2,5R₁. Vậy đèn 1 có điện trở nhỏ hơn đèn 2 là 2,5 lần.

b) Khi mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn loại 40 W sẽ sáng hơn vì đèn loại 40 W có điện trở R2 lớn hơn nên có công suất P₂ = I².R₂ lớn hơn (P₂ = 20,4 W; P₁ = 8,2 W).

Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ:

A = U.I.t = 220.0,13.3600 = 102960 J = 0,0286 kW.h

c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế 220 V thì đèn 1 sáng hơn vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.

Điện năng mà mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = (P₁ + P₂).t = (100 + 40).3600 = 504000 J = 0,14 kWh.

Câu 14.5 trang 44 VBT Vật Lí 9:

a) Điện trở của bàn là khi hoạt động bình thường là:

Điện trở của bóng đèn dây tóc khi hoạt động bình thường là:

b) Không thể mắc nối tiếp bàn là và đèn vào hiệu điện thế 220V, vì:

Điện trở tương đương của mạch là: R₁₂ = R₁ + R₂ = 22 + 302,5 = 324,5 Ω

⇒ Dòng điện chạy qua chúng có cường độ là:

Khi đó hiệu điện thế đặt vào bàn là là: U₁ = I.R₁ = 0,678.22 = 14,9V

hiệu điện thế đặt vào đèn là: U₂ = I.R₂ = 0,678.302,5 = 205,2V

Ta thấy U₂ > U_đm2 nên đèn sẽ hỏng do vậy không thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này vào hiệu điện thế 220V.

c) Hiệu điện thế lớn nhất có thể mắc nối tiếp đèn và bàn là:

Ta có cường độ định mức của bàn là và đèn tương ứng là:

I_đm1 = P_đm1/U_đm1 = 550/110 = 5A

I_đm2 = P_đm2/U_đm2 = 40/110 = (4/11) A = 0,364A.

Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này thì dòng điện chạy qua chúng có cùng cường độ và chỉ có thể lớn nhất là I_max = I_đm2 = 0,364 A, vì nếu lớn hơn thì bóng đèn sẽ hỏng. Vậy có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là:

U_max = I_max.(R₁ + R₂) = 118 V.

Công suất của bàn là khi đó: P₁ = R₁.I² = 22.0,364² = 2,91 W.

Công suất của đèn khi đó: P₂ = R₂.I² = 302,5.0,364² = 40 W.

Câu 14.6 trang 45 VBT Vật Lí 9:

a) Muốn quạt chạy bình thường thì phải mắc quạt vào hiệu điện thế định mức U = 12V.

Điện trở của quạt là: R = U²/P = 12²/15 = 9,6 Ω.

Cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó: I = U/R = 12/9,6 = 1,25 A.

b) Điện năng quạt tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = P_đm.t = 15.3600 = 54000J = 0,015kW.h

c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Điện trở của quạt: