Giải SBT Vật Lí 9: Bài 12

Bài 12: CÔNG SUẤT ĐIỆN

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Số oát ghi trên một dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường.
2. Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua nó. P=U.I

12.1 Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính công suất tiêu thụ điện năng P của đoạn mạch được mắc vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua có cường độ I và điện trở của nó là R?

A. P=U.I B. P=U/I C. P=U²/R D. P=I²R

Đáp án: B

12.2 Trên một bóng đèn có ghi 12V-6W.

a. Cho biết ý nghĩa của các số ghi này.

b. Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn.

c. Tính điện trở của đèn khi đó.

Đáp án:

a. 12 V là hiệu điện thế định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường. Khi đó đèn tiêu thụ công suất định mức là 6 W.

b. I = 0,5 A

c. R = 24 Ω

12.3 Có trường hợp, khi bóng đèn bị đứt dây tóc, ta có thể lắc cho hai đầu dây tóc ở chỗ bị đứt dính lại với nhau và có thể sử dụng bóng đèn này thêm một thời gian nữa. Hỏi khi đó công suất và độ sáng của bóng đèn lớn hơn hay nhỏ hơn so với trước khi dây tóc bị đứt? Tại sao?

Đáp án: Công suất và độ sáng của đèn lớn hơn so với lúc trước. Vì rằng khi bị đứt và sau khi được nối dính lại thì dây tóc ngắn hơn trước. Do đó, điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc vẫn như trước nên công suất P = U²/R lớn hơn trước và đèn sáng hơn.

12.4 Trên hai bóng đèn có ghi 220V-60W và 220V-75W. Biết rằng dây tóc của hai đèn này đều bằng vonfram và có tiết diện bằng nhau. Dây tóc đèn nào có độ dài lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

Đáp án: Dây tóc của đèn 60 W có độ dài lớn hơn dây tóc của đèn 75 W và lớn hơn 1,25 lần.

Giải

12.5 Trên một nồi cơm điện có ghi 220V-528W.

a. Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi.

b. Tính điện trở dây nung của nồi khi nồi đang hoạt động bình thường.

Đáp án:

a. I = 2,4 A

b. R ≈ 91,7 Ω

12.6 Mắc một bóng đèn dây tóc có ghi 220V-60W vào ổ lấy điện có hiệu điện thế 110V. Cho rằng điện trở của dây tóc bóng đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính công suất của bóng đèn khi đó.

Đáp án: Khi cho rằng điện trở của đèn trong cả hai trường hợp là như nhau, nếu hiệu điện thế đặt vào đèn giảm 2 lần thì công suất đèn giảm 4 lần. Do đó công suất của đèn là 15 W.

12.7 Ở công trường xây dựng có sử dụng một máy nâng để nâng khối vật liệu có trọng lượng 2000N lên tới độ cao 15m trong thời gian 40 giây. Phải dùng động cơ điện có công suất nào dưới đây là thích hợp cho máy nâng này?

A. 120kW B. 0,8kW C. 75W D. 7,5kW

Đáp án: B (Công suất của máy nâng là P = A/t = 2000.15/40 = 750 W = 0,75 kW)

12.8 Công suất điện của một đoạn mạch có ý nghĩa gì?

A. Là năng lượng của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

B. Là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.

C. Là mức độ mạnh yếu của dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

D. Là các loại tác dụng mà dòng điện gây ra ở đoạn mạch.

Đáp án: B

12.9 Một bếp điện có điện trở R được mắc vào hiệu điện thế U thì dòng điện chạy qua nó có cường độ I. Khi đó công suất của bếp là P. Công thức P nào dưới đây không đúng?

A. P=U²R B. P=U²/R C. P=I²R D. P=U.I

Đáp án: A

12.10 Có hai điện trở R₁ và R₂=2R₁ được mắc song song vào một hiệu điện thế không đổi. Công suất điện P₁, P₂ tương ứng trên hai điện trở này có mối quan hệ nào dưới đây?

A. P₁=P₂ B. P₂=2P₁ C. P₁=2P₂ D. P₁=4P₂

Đáp án: C

12.11 Trên nhiều dụng cụ điện trong gia đình thường có ghi 220V và số oát(W), số oát này có ý nghĩa là

A. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với những hiệu điện thế nhỏ hơn 220V.

B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.

C. Công mà dòng điện thực hiện trong một phút khi dụng cụ này được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.

D. Điện năng mà dụng cụ tiêu thụ trong một giờ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.

Đáp án: B

12.12 Trên bóng đèn có ghi 6V-3W. Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là bao nhiêu?

A. 18A B.3A C. 2A D. 0,5A

Đáp án: D

12.13 Trên bàn là có ghi 220V-1100W. Khi bàn là này hoạt động bình thường thì nó có điện trở là bao nhiêu?

A. 0,2Ω B. 5Ω C. 44Ω D. 5500Ω

Đáp án: C

12.14 Trên bóng đèn Đ₁ có ghi 220V-100W, Trên bóng đèn Đ₂ có ghi 220V-25W. Khi đèn sáng bình thường, điện trở tương ứng R₁ và R₂ của dây tóc các bóng đèn này có mối quan hệ với nhau như thế nào?

A. R₁=4R₂ B. 4R₁=R₂ C. R₁=16R₂ D. 16R₁=R₂

Đáp án: B

12.15 Trên hai bóng đèn dây tóc Đ₁ và Đ₂ có ghi số tương ứng là 3V-1,2W và 6V-6W. Cần mắc hai đèn này cùng với một biến trở vào hiệu điện thế U=9V để hai đèn này sáng bình thường.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện thỏa mãn yêu cầu nói trên và giải thích vì sao khi đó hai đèn có thể sáng bình thường.

b. Tính điện trở của mỗi bóng đèn và của biến trở khi đó.

c. Tính công suất điện của biến trở khi đó.

Hướng dẫn giải:

a. Để vẽ được sơ đồ mạch điện thì Bạn phải tính cường độ dòng điện định mức qua hai đèn. Chắc chắn là cường độ dòng điện định mức của hai đèn sẽ không giống nhau. Hiệu điện thế của hai đèn và hiệu điện thế của nguồn cũng không giống nhau nên không thể mắc song song các đèn. Cho nên, hai đèn này phải mắc nối tiếp và biến trở phải được mắc song song với một trong hai đèn thì mới được. (Trong trường hợp này biến trở mắc song song với đèn 1)

+ Tính điện trở của đèn 1 theo công thức R₁=U₁²/P₁.

+ Tính điện trở của đèn 2 theo công thức R₂=U₂²/P₂.

+ Ta có I=I₁=1A.

+ Tiếp theo Bạn tính điện trở tương đương R_tđ sau đó tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm biến trở R_b và đèn 1 là R_1b.

+ Sau khi tính được R_1b mình suy ra được R_b.

+ Trước tiên bạn phải tính I_b sau đó vận dụng công thức P_b=I_b²R_b.

Đáp án:

a. Các bạn tự vẽ sơ đồ và tự giải thích nhé.

b. R_Đ1=7,5Ω, R_Đ2=6Ω, R_btrở=5Ω.

c. ρ_btrở=1,8W.

12.16 Chứng minh rằng đối với đoạn mạch gồm các dụng cụ điện mắc nối tiếp hay mắc song song thì công suất điện của đoạn mạch bằng tổng công suất điện của các dụng cụ mắc trong mạch.

Hướng dẫn giải:

+ Trong đoạn mạch mắc nối tiếp thì Bạn chứng minh từ công thức U=U₁+U₂.

+ Trong đoạn mạch mắc song song thì Bạn chứng minh từ công thức I=I₁+I₂.

12.17 Trên bóng đèn dây tóc Đ₁ có ghi 220V-100W, Trên bóng đèn dây tóc Đ₂ có ghi 220V-75W.

a. Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này và cường độ dòng điện trong mạch chính.

b. Mắc hai đèn trên đây nối tiếp với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn và 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.

Hướng dẫn giải:

+ Đầu tiên tính công suất của mạch theo công thức P=P₁+P₂.

+ Sau đó Bạn tính CĐDĐ qua mạch I=P/U.

+ Đầu tiên Bạn phải tính điện trở của mỗi đèn là R₁ và R₂.

+ Sau đó tính điện trở lúc mắc nối tiếp R_1s và R_2s.

+ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp R_tđ= R_1s+ R_2s

+ Tính CĐDĐ qua mạch chính I=U/R_tđ

+ Tính hiệu điện thế của hai đèn U_1s và U_2s.

+ Cuối cùng tính công suất của toàn mạch theo công thức P=U.I

Đáp án:

a. P_ss=175W; I_chính=0,8A.

b. U_Đ1=94,3V; U_Đ2=125,7V; P_đmạch=85,7W