SBT Vật lí 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ. Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ | Giải SBT Vật lí lớp 9

3.1 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải sách bài tập Vật lí lớp 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ. Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 9. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 9 Bài 16-17: Định luật Jun - Len-xơ. Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ

Bài 16-17.1 trang 42 SBT Vật lí 9: Định luật Jun – Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành:

A. Cơ năng.

B. Năng lượng ánh sáng.

C. Hóa năng

D. Nhiệt năng

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Định luật Jun - Lenxơ " Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua".

Lời giải:

Ta có: Định luật Jun - Lenxơ "Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua". Như vậy, Định luật Jun - Lenxơ cho ta biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng.

Chọn đáp án: D

Bài 16-17.2 trang 42 SBT Vật lí 9: Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua: 

A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua.

B. Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua.

C. Tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn.

D. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Định luật Jun - Lenxơ " Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua".

Lời giải:

Ta có: Q=I2.R.t=UIt=U2.tR

=> Đáp án A - Sai

Chọn đáp án: A

Bài 16-17.3 trang 42 SBT Vật lí 9: Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:

a. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở đó: Q1Q2=R1R2

b. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở đó: Q1Q2=R2R1

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng : Q=I2.R.t=U2.tR

Lời giải:

a) Vì R1 và R2 mắc nối tiếp nên chúng có cùng cường độ dòng điện chạy qua. Gọi nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở này tương ứng là Q1 và Q2.

Ta có: Q1Q2=I12.R1.t1I22.R2.t2 

Vì I1 = I2 (R1 nối tiếp với R2) và t= t2 

=> Q1Q2=R1R2

b) Vì R1 và R2 mắc song song với nhau nên hiệu điện thế U giữa hai đầu của chúng là như nhau:

Ta có: Q1Q2=U12.R2.t1U22.R1.t2 

Vì U1 = U2 (R1 // R2) và t1 = t2,

=> Q1Q2=R2R1

Bài 16-17.4 trang 42 SBT Vật lí 9: Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 và dây kia bằng sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng một thời gian thì dây nào tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn? Vì sao? Biết điện trở suất của nikêlin là 0,40.10-6Ω.m và điện trở suất của sắt là12,0.10-8Ω.m
Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở của đoạn dây dẫn: R=ρ.lS

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=I2.R.t

Lời giải:

Điện trở của dây nikêlin là:

R1=ρ1.l1S1=0,4.106.1106=0,4Ω

Điện trở của dây sắt là:

R2=ρ2.l2S2=12.108.20,5.106=0,48Ω

Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp với nhau và R2 > R1 

mà ta có Q=I2.R.t nên Q2 > Q1.

Vậy dây sắt tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn.

Bài 16-17.5 trang 42 SBT Vật lí 9: Một dây dẫn có điện trở 176Ω được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị Jun và đơn vị calo.
Phương pháp giải:
Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=I2.R.t=U2.tR

Lời giải:

Nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút là:

Q=U2.tR=2202.30.60176=495000J=118800cal

Bài 16-17.6 trang 43 SBT Vật lí 9: Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp điện có cường độ 3A. Dùng bếp này đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 200 trong thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước là c=4200J/kg.K
Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=U.I.t

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=mcΔt

Lời giải:

Tóm tắt:

U=220V

I=3A

t=20phút=1200s
t1o=20o
t2o=100o
H=?

Trả lời:

Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút là:

Qtp=U.I.t=220.3.1200=792000J

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước này là:

Qi=cm(t20t10)=4200.2.(10020)

=672000J

Hiệu suất của bếp là:

H=Q1Qtp=672000792000×100%=84,8%

Bài 16-17.7 trang 43 SBT Vật lí 9: Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu của một biến trở R thì cường độ dòng điện chạy qua là I. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn trong thời gian t?

A. Q=UtI

B.Q=UIt

C. Q=U2.tR

D. Q=I2Rt

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=UIt

Lời giải:

Ta có:

Q=UIt=U.UR.t=U2.tR 

Q=UIt=R.I.I.t=I2.R.t

Chọn đáp án: A

Bài 16-17.8 trang 43 SBT Vật lí 9: Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?

A. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp đôi.

B. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.

C. Tăng gấp bốn khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.

D. Giảm đi một nửa khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp bốn.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng:Q=UIt=U.UR.t=U2.tR

Lời giải:

Do U không đổi. Mà ta có: Q=UIt=U.UR.t=U2.tR 

=> Nhiệt lượng tỏa ra khi U không đổi tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn

Chọn đáp án : B

Bài 16-17.9 trang 43 SBT Vật lí 9: Nếu đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng toả ra trên dây sẽ thay đổi như thế nào?

A. Giảm đi 2 lần.

B. Giảm đi 4 lần.

C. Giảm đi 8 lần.

D. Giảm đi 16 lần.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=UIt=R.I.I.t=I2.R.t

Lời giải:

Ta có: Q2=I22R2t2=I12.R1.T14.2.2=Q116

=> Nhiệt lượng giảm đi 16 lần 

Chọn đáp án: D

Bài 16-17.10 trang 43 SBT Vật lí 9: Dòng điện có cường độ 2mA chạy qua một điện trở 3kΩ trong thời gian 10 phút thì nhiệt lượng này có giá trị nào dưới đây?

A. Q=7,2J              B. Q=60J

C. Q=120J              D. Q=3600J

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=UIt=R.I.I.t=I2.R.t

Lời giải:

Nhiệt lượng toả ra ở điện trở:

Q=I2.R.t=0,022.3000.10.60=7,2J

Chọn đáp án: A

Bài 16-17.11 trang 43 SBT Vật lí 9: Thời gian đun sôi 1,5 lít nước của một ấm điện là 10 phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là 220V. Tính điện trở của dây nung này, biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi 1 lít nước thì cần nhiệt lượng là 420000J.
Phương pháp giải:
+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=I2.R.t
Lời giải:

Tóm tắt:

V=1,5l

t=10

U=220V

q=420000J

R=?Ω

Trả lời:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1 lít nước là: Q0 = m0.c.Δto

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1,5 lít nước là:

Q = m.c.Δto = 1,5m0.c. Δto = 1,5.Q0

=> Q=1,5.420000=630000(J)

Điện trở của dây nung :  Q=I2Rt=U2.tR

630000=2202R.10.60

R46,1Ω 

Bài 16-17.12 trang 44 SBT Vật lí 9: Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế 110V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 5A. Bàn là này sử dụng như vậy trung bình 15 phút mỗi ngày.

a. Tính công suất tiêu thụ điện của bàn là này theo đơn vị W.

b. Tính điện năng mà bàn là tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị kW.h

c. Tính nhiệt lượng mà bàn là tỏa ra trong 30 ngày theo đơn vị kJ, cho rằng điện mà bàn là này tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính công: A=P.t

+ Sử dụng biểu thức tính công suất: P=UI

Lời giải:

Tóm tắt:

U = 110V; I = 5A; t0 = 15 phút = 0,25h = 900s; t = 30.0,25 = 7,5h = 27000s

a) P = ?W;

b) A = ? kW.h

c) Q = ? kJ

Trả lời:

a) Công suất tiêu thụ của bàn là :=UI=110.5=550W

b) Điện năng mà bàn là tiêu thụ trong 30 ngày:

A=.t=0,55×30×0,25=4,125(kW.h)

c) Nhiệt lượng tỏa ra của bàn là:

Q=4,125×3,6.106=14850000(J)=14850(kJ)

Bài 16-17.13 trang 44 SBT Vật lí 9: Một bình nóng lạnh có ghi 220V-1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V.

a. Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó.

b. Tính thời gian để bình đun sôi 10 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ.

c. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ và giá tiền điện là 1000đ/kW.h

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính công suất: P=UI

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=mcΔt

+ Sử dụng biểu thức tính công: A=P.t

Lời giải:

Tóm tắt:

Uđm = 220V; Pđm = 1100W; U = 220V

a) I = ?;

b) V = 10 lít ↔ m = 10kg; T1 = 20oC, nước sôi T2 = 100oC; c = 4200J/kg.K; t = ?

c) t0 = 1h; t’ = 1.30 = 30h; 1000đ/kW.h; tiền = ?đồng

Trả lòi:

a) Cường độ dòng điện qua bình:

=IUI=U=1100220=5A

b) Thời gian đun:

=At

t=A=mcΔt=10.4200.801100=3054,5s50phút55giây

c) Tiền phải trả:

T=1,1×30×1000=33000đng

Bài 16-17.14 trang 44 SBT Vật lí 9: Trong mùa đông, một lò sưởi điện có ghi 220V-880W được sử dụng với hiệu điện thế 220V trong 4 giờ mỗi ngày.

a. Tính điện trở của dây nung lò sưởi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó.

b. Tính nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra trong mỗi ngày theo đơn vị kJ.

c. Tính tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi như trên trong suốt mùa đông, tổng cộng là 30 ngày.Cho rằng giá tiền điện là 1000đ/kW.h

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q=UIt

+ Sử dụng biểu thức tính công suất: =U2R

Lời giải:

a) Điện trở của dây nung :

 =U2RR=U2=2202880=55Ω

Cường độ dòng điện chạy qua nó: =IUI=U=880220=4A

b) Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi:

Q=UIt=220.4.4.3600

    =12672000J=3,52(kW.h)

c) Tiền điện phải trả: T=3,52.30.1000=105600đng

Đánh giá

0

0 đánh giá