Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Lý thuyết

• Bài 1. (Trang 40 SGK vật lí 9)
• Bài 2. (Trang 40 SGK vật lí 9)
• Bài 3. (Trang 41 SGK vật lí 9)

Bài 1. (Trang 40 SGK vật lí 9)

Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cương độ là 341mA.

a) Tính điện trở và công suất của bóng đèn khi đó. 

b) Bóng đèn này được sử dụng như trên, trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị jun và số đếm tương ứng của công tơ điện.

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của bóng đèn là: 

$R = \frac{U}{I} = \frac{220}{341.10^{-3}} = 645\Omega $

Công suất của bóng đèn là: P = UI = 220. 0,341 = 75W.

b) Điện năng bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày là:

A = Pt = 75.30.4.3600 = 32400000 J = 9000Wh = 9kWh

Bài 2. (Trang 40 SGK vật lí 9)

Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 6V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 9V như hình 14.1. Điện trở của dây nối và ampe kế là rất nhỏ.

a) Đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường. Tính số chỉ của ampe kế.

b) Tính điện trở và công suất tiêu thụ điện của biến trở khi đó.

c) Tính công của dòng điện sản ra ở biến trở và ở toàn đoạn mạch trong 10 phút.

Hướng dẫn giải

a) Khi đóng công tắc K, mà đèn vẫn sáng bình thường

=>số chỉ ampe kế là: $I = \frac{P}{U} = \frac{4,5}{6} = 0,75A$

b) Ta có biến trở nói tiếp với đèn => U_bt = U – U_đ = 9 – 6 = 3 V.

Công suất tiêu thụ điện của biến trở khi đó là: P_bt = U_bt.I_bt= 3.0,75 = 2,25 W.

c) Trong 10 phút:

• Công của dòng điện sản ra ở biến trở : A_bt = P_btt = 2,25.10.60 = 1350 J.
• Công của dòng điện sản ra ở toàn đoạn mạch là: A_đm = P_mt = U_mI_mt = 9.0,75.10.60 = 4050 J.

Bài 3. (Trang 41 SGK vật lí 9)

Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là có ghi 220V - 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt động bình thường.

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.

b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilooat giờ.

Hướng dẫn giải

Mạch điện được vẽ như hình dưới đây:

a) Điện trở của bóng đèn là: R_Đ = $\frac{U_d^{2}}{P_d} = \frac{220^{2}}{100} = 484\Omega $

Điện trở của bàn là là: R = $\frac{U^{2}}{P} = \frac{220^{2}}{1000} = 48,4\Omega $

Từ sơ đồ mạch điện =>R song song với Đèn

=> $R_{tm} = \frac{R_d.R}{R_d + R} = \frac{484.48,4}{484 + 48,4} = 44\Omega$

b) Điện năng A mà đoạn mạch tiêu thụ trong 1h là:

A = Pt = UIt = $\frac{U^{2}}{R_{tm}}. t = \frac{220^{2}}{44} = 3960000 J = 1100 W.h = 1,1 kW.h.$