Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220 V - 100 W và trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220 V - 40 W

Sách bài tập KHTN 9 Bài 13: Năng lượng của dòng diện và công suất điện - Kết nối tri thức

Bài 13.8 trang 36 Sách bài tập KHTN 9: Trên bóng đèn dây tóc Đ₁ có ghi 220 V - 100 W và trên bóng đèn dây tóc Đ₂có ghi 220 V - 40 W.

a) So sánh điện trở của hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường.

b) Mắc nối tiếp hai bóng này vào hiệu điện thế 220 V 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 như khi chúng sáng bình thường.

c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220 V thì đèn nào sáng hơn, vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ.

Quảng cáo

Lời giải:

a) Đèn sáng bình thường, tức là đúng công suất định mức.

Ta có: $P = \frac{U^{2}}{R} \Rightarrow R = \frac{U^{2}}{P}$

Điện trở của hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường:

R_Đ1 = $\frac{U_{1}^{2}}{P_{1}} = \frac{220^{2}}{100} = 484 Ω$

R_Đ2 = $\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}} = \frac{220^{2}}{40} = 1210 Ω$ > R_Đ1

Vậy điện trở của bóng đèn 2 lớn hơn điện trở của bóng đèn 1.

b) Khi mắc nối tiếp hai đèn, đèn Đ₂ có điện trở lớn hơn nên hiệu điện thế giữa hai đầu đèn lớn hơn, do đó công suất tiêu thụ lớn hơn. Do đó, đèn Đ₂ sáng hơn.

Khi mắc nối tiếp hai đèn, thì R = R_Đ1 + R_Đ2 = 484 + 1210 = 1694 $Ω$

Cường độ dòng điện trong mạch là: $I = \frac{U}{R} = \frac{220}{1694} = \frac{110}{847} A .$

Vậy điện năng tiêu thụ trong 1 giờ là: A = Pt = UIt = $220. \frac{110}{857} .3600 \approx 103000 J .$

c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220 V thì 2 đèn được dùng đúng hiệu điện thế định mức nên đèn nào có công suất định mức lớn hơn thì sáng hơn.

Ta có: $P = \frac{U^{2}}{R}$ mà R₁ < R₂ nên P₁ > P₂.

Vậy đèn 1 sáng hơn.

Điện năng mà mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ: A = P t = (100 + 40).3600 = 504000J.

Quảng cáo

Lời giải sách bài tập KHTN 9 Bài 13: Năng lượng của dòng diện và công suất điện hay khác: