Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 13: Điện năng - Công của dòng điện chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Điện năng - Công của dòng điện lớp 9.

Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 13: Điện năng - Công của dòng điện

Trả lời câu hỏi giữa bài

+ Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

+ Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

Lời giải:

+ Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện: Máy khoan, máy bơm nước.

+ Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện: Nồi cơm điện, mỏ hàn, bàn là.

Bảng 1:

Lời giải:

Lời giải:

Công suất P là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công, được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian:

$P={\displaystyle \frac{A}{t}}$

trong đó A là công thực hiện được trong thời gian t.

Trong đó:

U đo bằng vôn (V),

I đo bằng ampe (A)

t đo bằng giây (s)

thì công A của dòng điện đo bằng jun (J)

              $1J=1W.1s=1V.1A.1s$.

Phương pháp giải:

Công suất: $P=\frac{A}{t}=UI$

Lời giải:

Ta có: $P={\displaystyle \frac{A}{t}\Rightarrow A=Pt}$

Mà: $P=UI$  do đó $A=UIt$; 

Trong đó U đo bằng vôn (V),

              I đo bằng ampe (A)

              t đo bằng giây (s)

              và công A đo bằng jun (J)

Bảng 2

Từ bảng này, hãy cho biết mỗi số đếm của công tơ (số chỉ của công tơ tăng thêm 1 đơn vị) ứng với lượng điện năng đã sử dụng là bao nhiêu.

Lời giải:

Mỗi số đếm của công tơ ứng với lượng điện năng đã sử dụng là 1KWh = 1000W.1h = 1000W.3600s = 3600000J

Sử dụng biểu thức tính công: $A=P.t$

Lời giải:

Tóm tắt:

Bóng đèn 220V – 75W

U = 220V

t = 4h

A = ? (J) và A = ? (kWh)

Lời giải:

Vì bóng đèn được sử dụng với hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức nên công suất đèn tiêu thụ cũng chính bằng công suất định mức.

Lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng là:

$A=Pt=\mathrm{75.4.3600}=1080000J$

Hoặc ta có thể tính theo đơn vị kWh: $A=Pt=75.4=300Wh=0,3kWh$.

Vậy số đếm của công tơ trong trường hợp này là $0,3$ số.

I - ĐIỆN NĂNG

2. Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Ví dụ:

- Bóng đèn dây tóc: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

- Đèn LED: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

- Nồi cơn điện, bàn là: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

- Quạt điện, máy bơm nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

3. Hiệu suất sử dụng điện

- Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng.

Công thức: $H=\frac{A_1}{A}.100\mathrm{\%}$

Trong đó:

+ $A_1$: năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng

+ $A$: điện năng tiêu thụ

Phương pháp giải bài tập về Công suất điện và điện năng

Phương pháp

1. Công suất điện

* Tính công suất điện của một điện trở hay một đoạn mạch:

+ $P=U.I$

+ $P={\displaystyle \frac{A}{t}}$

+ $P={\displaystyle \frac{U^2}{R}}$

+ $P=I^2.R$

* Tính công suất điện của một dụng cụ khi hoạt động ở hiệu điện thế khác với hiệu điện thế định mức:

+ Tính điện trở theo công thức: $R={\displaystyle \frac{U_{dm}^2}{P_{dm}}}$

+ Tính công suất: $P={\displaystyle \frac{U^2}{R}}$

2. Điện năng

* Tính điện năng tiêu thụ của dụng cụ:

$A=P.t=U.I.t=I^2.R.t={\displaystyle \frac{U^2}{R}}.t$

* Tính điện năng có ích của động cơ:

$A_i=H.A_{tp}$, với:

+ H: là hiệu suất của động cơ

+ $A_{tp}$: là công do dòng điện sinh ra

Chú ý:

+ 1kJ  = 1000 J

+ 1 Wh = 3600 J

+ 1 kWh = 3600000 J

Bài tập ví dụ:

Bài 1: Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220V – 100W. Trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220V – 75W. Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này.

Hướng dẫn giải

Điện trở của bóng đèn dây tóc Đ1 và Đ2 lần lượt là:

+ $R_1={\displaystyle \frac{U_1^2}{P_1}}={\displaystyle \frac{{220}^2}{100}}=484\mathrm{\Omega }$

+ $R_2={\displaystyle \frac{U_2^2}{P_2}}={\displaystyle \frac{{220}^2}{75}}=645,3\mathrm{\Omega }$

Hai bóng đèn được mắc song song nên điện trở của mạch là:

$R={\displaystyle \frac{R_1{R}_2}{R_1+R_2}}={\displaystyle \frac{484.645,3}{484+645,3}}=276,6\mathrm{\Omega }$

Công suất của đoạn mạch là:

$P={\displaystyle \frac{U^2}{R}}={\displaystyle \frac{{220}^2}{276,6}}=175W$

Bài 2: Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120W. Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày.

Hướng dẫn giải

Công suất trung bình của cả khu dân cư là:

$P=120.500=60000W=60k\mathrm{W}$

Điện năng mà khu dân cư sử dụng trong 30 ngày là:

$A=P.t=\mathrm{60.4.30}=7200k\mathrm{W}h$