Trên một bóng đèn tóc đỏ có ghi 220V – 100W và trên một bóng đèn khác có ghi 220V – 40W

---

SBT Vật Lí 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Giải bài 4 trang 40 sách bài tập Vật Lí lớp 9 chi tiết trong bài học Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 9.

Bài 4 trang 40 sách bài tập Vật Lí 9: Trên một bóng đèn tóc đỏ có ghi 220V – 100W và trên một bóng đèn khác có ghi 220V – 40W

a) So sánh điện trở hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường

b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ. Cho rằng điện trở của các bóng đèn có giá trị như khi chúng sáng bình thường

c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà đèn này sử dụng trong 1 giờ.

Tóm tắt:

U_đm1 = 220V; P_đm1 = 100W = 0,1kW; U_đm2 = 220V; P_đm2 = 40W = 0,04kW;

a) R₁ = ?; R₂ = ?

b) Nối tiếp hai đèn; U = 220V; t = 1h = 3600s; đèn nào sáng hơn? A = ?

c) Mắc song song hai đèn: U = 220V; t = 1h; đèn nào sáng hơn? A = ?

Lời giải:

a) Điện trở của đèn thứ nhất là: R₁ = U_đm1² / P_đm1 = 220² / 100 = 484Ω

Điện trở của đèn thứ hai là: R₂ = U_đm2² / P_đm2 = 220²/40 = 1210Ω

Lập tỉ lệ: R₂/R₁ = 1210 / 484 = 2,5 ⇒ R₂ = 2,5R₁. Vậy đèn 1 có điện trở nhỏ hơn đèn 2 là 2,5 lần.

b) Khi mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua hai đèn có cùng cường độ I thì đèn có điện trở lớn hơn sẽ sáng hơn. Như vậy đèn thứ hai (loại 44W) sẽ sáng hơn.

Đèn loại 40 W có điện trở R₂ lớn hơn nên có công suất P₂ = I₂ .R₂ lớn hơn (P₂ = 20,4 W; P₁ = 8,2 W).

Cường độ dòng điện định mức của đèn 1 là:

I_đm1 = P_đm/U_1đm = 100/220 ≈ 0,45A

+ Cường độ dòng điện định mức của đèn 2 là:

I_đm2 = P_đm2/U_đm2 = 40/220 ≈ 0,18A

Khi ghép nối tiếp cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:

Vì đèn 1 và đèn 2 mắc nối tiếp nên: I₁ = I₂ = I = 0,13A.

Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:

A = U.I.t = 220.0,13.3600 = 102960 J = 0,0286kW.h

c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế U = 220 V = Uđm1 = Uđm2 nên cả 2 đèn sáng bình thường và đèn1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.

Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = (P₁ + P₂)t = (100 + 40).3600 = 504000J = 0,14kW.h.

Cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:

I = U / (R₁ + R₂ ) = 220 / (484 + 1210) = 0,13A.

Vì R1 và R2 mắc nối tiếp nên: I₁ = I₂ = I = 0,13A.

Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:

A = U.I.t = 220.0,13.3600 = 102960 J = 0,0286kW.h

c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế 220 V thì đèn 1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.

Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = (P₁ + P₂)t = (100 + 40).3600 = 504000J = 0,14kW.h.