Cách giải Bài tập tính công, công suất của nguồn điện cực hay

Bài viết Cách giải Bài tập tính công, công suất của nguồn điện với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải Bài tập tính công, công suất của nguồn điện.

Cách giải Bài tập tính công, công suất của nguồn điện cực hay

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức công, công suất.

- Công suất điện: P = U. I

- Số oát trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó.

- Khi hoạt động bình thường, hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức thì công suất tiêu thụ bằng công suất định mức

- Công suất này được dụng cụ điện chuyển thành công suất của một năng lượng thuộc dạng khác. Chẳng hạn, công suất nhiệt nếu dụng cụ là một cái bếp điện, hay cái bàn là, hoặc công suất cơ học, nếu dụng cụ là quạt điện, hoặc cái bơm nước…Do đó, công thức: P = U. I cũng đồng thời áp dụng cho các máy thu điện.

Đơn vị: 1 W = 1V.A, 1kW = 1000W, 1MW = 1 000 000W

Chú ý nếu mạch chỉ có R thì: P = I²R

Điều kiện đèn sáng bình thường: P_đm = P; I_đm = I

Bài tập ví dụ minh họa

Bài 1: Trên một bóng đèn có ghi (110V - 45 W).

a) Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn này khi đèn sáng bình thường và điện trở của đèn khi đó.

b) Có thể dùng bóng đèn lắp trực tiếp vào mạng điện gia đình để chiếu sáng được không? Tại sao?

Đáp án: a) 0,41A; 268,3 Ω.

Lời giải:

a) Khi đèn sáng bình thường U = 110V; P = 45W

Cường độ dòng điện qua bóng đèn là:

Điện trở của bóng đèn là:

b) Không thể dùng bóng đèn lắp trực tiếp vào mạng điện gia đình để chiếu sáng được vì mạng điện gia đình có hiệu điện thế 220V, quá giá định mức của đèn, nếu mắc trực tiếp vào thì đèn sẽ cháy.

Bài 2: Một bàn là ghi 220V - 1000W

a) Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của bàn là

b) Người ta mắc bàn là nối tiếp với điện trở 1,6 Ω rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V. Coi điện trở của bàn là không đổi. Hãy tính công suất của bàn là trong trường hợp này?

Đáp án: a) 48,4 Ω; 4,55 A; b) 968 W

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện định mức của bàn là là:

Điện trở của bàn là là:

b) Cường độ dòng điện qua bàn là khi mắc bàn là nối tiếp với điện trở 1,6 Ω là:

Công suất của bàn là trong trường hợp này là: P = U.I = 220.4,4 = 968 W

Bài 3: Cho hai đèn Đ₁ (3V - 3W); Đ₂ (6V - 6W) mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 18V.

a) Xác định các giá trị định mức của bóng đèn?

b) Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và hiệu điện thế hai đầu mỗi bóng đèn?

c) Các đèn sáng như thế nào?

Lời giải:

a) Đèn 1: Hiệu điện thế định mức là U_đm1 = 3V.

Cường độ dòng điện định mức là:

Đèn 2: Hiệu điện thế định mức là U_đm2 = 6V.

Cường độ dòng điện định mức là:

b) Điện trở của đèn 1 là:

Điện trở của đèn 2 là:

Vì hai đèn mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện qua hai đèn là:

Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn 1 là: U₁ = I.R₁ = 2.3 = 6 V

Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn 2 là: U₂ = I.R₂ = 2.6 = 12 V

c) Vì cường độ dòng điện qua hai bóng đều lớn hơn giá trị định mức của mỗi đèn nên cả 2 đèn sáng hơn bình thường (có thể bị cháy).

Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Bóng đèn ghi 12V - 100mW. Cường độ dòng điện định mức để đèn sáng bình thường là :

A. 0,12 A      B. 8,3 A

C. 8,3 mA      D. 1,2 A

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 2: Bóng đèn ghi 12V - 3 W. Tính điện trở của đèn

A. 24 Ω      B. 48 Ω

C. 144 Ω      D. 4 Ω

Lời giải:

Đáp án: B

Bài 3: Có ba bóng đèn: Đ₁ (6V - 3W), Đ₂ (12V - 3W), Đ₃ (6V - 6W). Khi các bóng này đều sử dụng ở hiệu điện thế định mức thì độ sáng của các bóng đèn như sau:

A. Bóng Đ₂ sáng nhất, hai bóng Đ₁ và Đ₃ sáng như nhau.

B. Bóng Đ₃ sáng nhất, hai bóng Đ₁ và Đ₂ sáng như nhau

C. Bóng Đ₃ sáng nhất, bóng Đ₁ sáng yếu

D. Cả ba bóng sáng như nhau.

Lời giải:

Đáp án: B

Bài 4: Bóng đèn có điện trở 8 Ω và cường độ dòng điện định mức là 2A. Tính công suất định mức của bóng đèn.

A. 32W     B. 16W

C. 4W     D. 0,5W

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 5: Một bóng đèn có ghi (220V - 60W) mắc vào một nguồn điện. Khi đó cường độ dòng điện qua đèn là 0,18A thì ta thấy đèn sáng

A. bình thường      B. sáng yếu

C. sáng mạnh      D. không sáng

Lời giải:

Đáp án: B

Bài 6: Khi mắc một bóng đèn có hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 455mA. Tính điện trở và công suất của bóng điện khi đó.

Lời giải:

Điện trở của đèn là:

Công suất của đèn khi đó là: P = U.I = 220.0,455 = 100 W.

Đáp án: R = 484 Ω, P = 100W.

Bài 7: Có hai bòng đèn loại: 220V – 100W và 220V – 250W được mắc song song vào nguồn điện 220V.

a) Tính điện trở của mỗi bóng đèn và cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn.

b) Hỏi 2 đèn sáng như thế nào? Giải thích.

Lời giải:

a) Ta có:

Áp dụng với bóng đèn thứ nhất:

Áp dụng với bóng đèn thứ hai:

Cường độ dòng điện qua bóng đèn thứ nhất là:

Cường độ dòng điện qua bóng đèn thứ hai là:

b) Hai đèn sáng bình thường. Vì hai đèn được mắc song song nên hiệu điện thế tại hai đầu mỗi đèn bằng nhau và bằng 220V, đúng bằng giá trị định mức nên hai đèn sáng bình thường.

Đáp án:

a) R₁ = 484 Ω; I₁ = 0,455 A; R₂ = 193,6 Ω; I₂ = 1,14 A.

b) hai đèn sáng bình thường.

Bài 8: Cho hai điện trở mà ở ngoài vỏ có ghi (220 Ω - 50W), ( 300 Ω - 12W).

a) Nếu ý nghĩa các số ghi trên vỏ mỗi điện trở.

b) Tính cường độ dòng điện lớn nhất và hiệu điện thế lớn nhất mà mỗi điện trở chịu được.

c) Tính công suất lớn nhất mà bộ hai điện trở trên chịu được khi :

+ hai điện trở mắc song song

+ hai điện trở mắc nối tiếp

Tóm tắt

Lời giải:

a) Điện trở thứ nhất (220 Ω - 50W) tức là điện trở R₁ là 220 Ω và công suất định mức là 50 W.

Điện trở thứ hai (300 Ω - 12W) tức là điện trở R₂ là 300 Ω và công suất định mức là 12 W.

b) Cường độ dòng điện định mức của điện trở thứ nhất là:

Hiệu điện thế định mức của điện trở thứ nhất là:

U₁ = I₁.R₁ = 0,48. 220 = 105 V.

Cường độ dòng điện định mức của điện trở thứ hai là:

Hiệu điện thế định mức của điện trở thứ hai là: U₂ = I₂.R₂ = 0,2.300 = 60 V.

c) Khi hai điện trở được mắc song song thì để cả hai không bị cháy, hiệu điện thế có thể đặt vào bộ là U = U₂ = 60 V (vì nếu đặt U = 105 V thì hiệu điện thế vượt quá giá trị định mức của điện trở 2, khi đó điện trở 2 sẽ bị cháy).

+ Khi hai điện trở được mắc nối tiếp thì để cả hai không bị cháy thì cường độ có thể chạy qua cả hai điện trở là I = I₂ = 0,2 A. Khi đó hiệu điện thế đặt vào hệ hai điện trở nối tiếp là:

U = I₂.(R₁ + R₂) = 0,2.(220 + 300) = 104 V.

Đáp án:

a) R₁ là 220 Ω; P₁ = 50 W

R₂ là 300 Ω; P₂ = 12 W.

b) I₁ = 0,48 A; U₁ = 105 V; I₂ = 0,2 A; U₂ = 60V

c) U_ss = 60 V; U_nt = 104 V.

Bài 9: Để trang trí một quầy hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V - 9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện thế không đổi U = 240V

a) Tìm số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường.

b) Nếu có một bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng đó còn lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm bao nhiêu phần trăm.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn là:

Điện trở mỗi đèn là:

Để các đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế trên mỗi phần là 6V, vậy số bóng đèn là: N = 240 : 6 = 40 bóng

b) Khi 1 bóng bị cháy và được nối tắt thì còn 39 bóng. Khi đó cường độ dòng điện qua mỗi đèn là

Công suất mỗi đèn khi đó là P' = I'².R = (1,54)².4 = 9,5 W

Vậy công suất mỗi đèn khi đó tăng số % là:

Đáp án: a) 40 bóng; b) 5,1 %.

Bài 10: Có hai bóng đèn: Đ₁(120V - 45W); Đ₂(120V - 60W) được mắc vào hiệu điện thế 240 V như hai hình vẽ:

a) Tính điện trở R và R ở hai cách mắc. Biết rằng các đèn sáng bình thường

b) Tính công suất tiêu thụ của mạch điện trong hai trường hợp trên.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện định mức của đèn 1 là:

Cường độ dòng điện định mức của đèn 2 là:

+ Cách mắc thứ nhất: R₁ nt (Đ₁ // Đ₂).

Để hai đèn sáng bình thường thì U_d = 120 V, nên U_R1 = U – U_d = 120V

Cường độ dòng điện trong mạch chính là I = I_d1 + I_d2 = 0,5 + 0,375 = 0,875 A

Nên điện trở R₁ cần mắc vào là:

+ Cách mắc thứ hai: (R₂ // Đ₁) nt Đ₂

Hiệu điện thế trên R₂ là U_R2 = 120 V.

Cường độ dòng điện qua R₂ là

I_R2 = I₁ – I₂ = 0,5 – 0,375 = 0,125 A

Điện trở R₂ có giá trị là:

b) Cách mắc thứ nhất:

Công suất mạch là: P = U.I = 240.0,875 = 210 W

+ Cách mắc thứ hai:

Công suất mạch là: P' = U.I' = 240.0,5 = 120 W

Đáp án:

a) R₁ = 137 Ω; R₂ = 960 Ω

b) P = 210 W; P' = 120 W

Bài tập tự luyện

Bài 1: Một bóng đèn dây tóc loại 220 V – 100 W và một bóng đèn neon loại 220 V – 16 W. Được sử dụng ở hiệu điện thế là 220 V. Muốn chúng sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào?

Bài 2: Một động cơ điện có ghi 220 V - 2,2 kW. Biết hiệu suất của động cơ là 80%. Động cơ hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220 V. Tính:

a, Điện năng tiêu thụ của dộng cơ trong thời gian trên.

b, Công có ích và công hao phí của động cơ trong thời gian đó.

Bài 3: Có hai điện trở là R₁ = 6 Ω và R₂ = 12 Ω được mắc thành bộ rồi mắc vào hiệu điện thế 18 V. Tính điện năng mà bộ điện trở đã tiêu thụ trong 15 phút trong hai trường hợp:

a) Hai điện trở mắc nối tiếp.

b) Hai điện trở mắc song song.

Bài 4: Trên một bàn là có ghi 110 V – 880 W và trên bóng đèn dây tóc có ghi 110  V – 55 W. Tính điện trở của bàn là và của đèn khi chúng hoạt động bình thường.

Bài 5: Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220 V – 100 W. Trên bóng đèn dây tóc Đ₂ có ghi 220 V – 75 W. Mắc hai bóng đèn nối tiếp với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220 V. Tính công suất điện của đoạn mạch nối tiếp này, cho rằng điện trở của mỗi đèn khi đó bằng 50% điện trở của đèn đó khi sáng bình thường.

Bài 6: Cường độ dòng điện trong đoạn mạch lớn hơn cường độ định mức thì đèn sáng thế nào?

Bài 7: Trên một bóng đèn có ghi 220 V – 75 W. Giải thích ý nghĩa các giá trị đó.

Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và điện trở của nó khi bóng đèn sáng bình thường.

Bài 8: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12 V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là 0,4 A. Tính công suất điện của bóng đèn này và điện trở của bóng đèn khi đó?

Bài 9: Trên bóng đèn có ghi 220 V – 75 W.

a) Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của bóng đèn (Xem điện trở của đèn phụ thuộc không đáng kể vào nhiệt độ).

b) Khi hiệu điện thế trên mạng điện bị sụt 10% thì công suất của đèn bị sụt bao nhiêu phần trăm.

c) Khi hiệu điện thế mắc vào đèn giảm đi n lần thì công suất tiêu thụ của nó tăng hay giảm bao nhiêu lần? Áp dụng trường hợp khi hiệu điện thế giữa hai đầu đèn giảm 3 lần thì công suất như thế nào?

Bài 10: Trên một bàn là có ghi 110 V – 880 W và trên bóng đèn dây tóc có ghi 110 V – 55 W.

a, Tính điện trở của bàn là và của đèn khi chúng hoạt động bình thường.

b, Có thể mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn này vào hiệu điện thế 220 V được không? Vì sao?

c, Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này với hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để chúng không bị hỏng? Tính công suất của mỗi dụng cụ khi đó?

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

• Dạng 7: Cách giải Bài tập Định luật Ôm cho đoạn mạch nối tiếp, song song cực hay
• Dạng 8: Cách giải Bài tập Định luật Ôm cho đoạn mạch hỗn hợp cực hay
• Dạng 9: Cách giải Bài tập Định luật Ôm cho mạch cầu cực hay
• Dạng 10: Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở cực hay
• Dạng 11: Cách giải Bài tập về mạch điện có biến trở nâng cao cực hay
• Dạng 12: Phương pháp giải Bài tập về mạch điện có biến trở khó cực hay
• Dạng 14: Cách giải Bài tập tính công suất định mức của dụng cụ điện cực hay
• Dạng 15: Phương pháp giải Bài tập tính điện năng tiêu thụ cực hay

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---