Bài 14.6, 14.7, 14.8, 14.9, 14.10 trang 41 SBT Vật Lí 9

---

Bài 14.6, 14.7, 14.8, 14.9, 14.10 trang 41 SBT Vật Lí 9

Bài 6 trang 41 sách bài tập Vật Lí 9: Một quạt điện dùng trên xe ô tô có ghi 12V – 15W

a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế bao nhiêu để cho nó chạy bình thường? Tính cường độ dòng điện chạy qua khi đó

b) Tính điện năng mà quạt sử dụng trong một giờ khi chạy bình thường

c) Khi quạt chạy , điện năng được biến đổi thành các dạng năng lượng nào? Cho rằng hiệu suất của quạt là 85%, tính điện trở của quạt.

Tóm tắt:

U_đm = 12V; P_đm = 15W;

a) Quạt hoạt động bình thường thì U = ?; I = ?

b) t = 1h = 3600s; A = ?

c) Hiệu suất H = 85%; R = ?

Lời giải:

a) Phải mắc quạt vào hiệu điện thế định mức U = 12V.

Điện trở của quạt là: R = U² /P = 12²/15 = 9,6Ω.

Cường độ dòng điện chạy qua quạt là: I = U/R = 12/9,6 = 1,25A.

b) Điện năng quạt tiêu thụ trong 1 giờ là:

A = P_đm.t = 15.3600 = 54000J = 0,015kW.h.

c) Điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Phần điện năng biến đổi thành cơ năng trong 1 giây là:

P_cơ = P_{toàn phần}.H = 15.85% = 12,75 J/s

Mặt khác ta có: P_{toàn phần} = P_cơ + P_nhiệt

⇒ Phần điện năng biến đổi thành nhiệt năng trong 1 giây l

P_nhiệt = P_{toàn phần} - P_cơ = 15 – 12,75 = 2,25 J/s

Điện trở của quạt: P_nhiệt = I².R ⇒ R = P_nhiệt/I² = 1,44Ω.

Bài 7 trang 41 sách bài tập Vật Lí 9: Một bàn là được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì tiêu thụ với một lượng điện năng là 990kJ trong 15 phút.

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của bàn là khi đó

b) Tính điện trở của dây nung này khi đó

Tóm tắt:

U = 12V; A = 990kJ = 990000J; t = 15 phút = 900s

a) I = ?

b) R = ?

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện qua dây nung:

b) Điện trở của dây nung: R = U / I = 220 / 5 = 44Ω

Bài 8 trang 41 sách bài tập Vật Lí 9: Một biếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua dây nung của bến có cường độ I = 6,8A

a) Tính công suất của bếp điện khi đó

b) Mỗi ngày bếp được sử dụng như trên trong 45 phút. Tính phần điện năng có ích A_i mà bếp cung cấp trong 30 ngày, biết rằng hiệu suất của bếp là H = 80%

Tóm tắt:

U = 220V; I = 6,8A

a) P = ?

b) t₀ = 45 phút = 0,75h; t = 0,75.30 = 22,5h; H = 80%; A_ích = A_i = ?

Lời giải:

a) Công suất tiêu thụ của bếp: P = U.I = 220 × 6,8 = 1496W

b) Điện năng tiêu thụ của bếp trong 30 ngày.

A = P.t = 1496W.22,5h = 33660W.h

Hiệu suất của bếp:

Phần điện năng có ích Ai mà bếp cung cấp trong 30 ngày là:

Bài 9 trang 41 sách bài tập Vật Lí 9: Hai điện trở R₁= 12Ω và R₂ = 36Ω được mắc song song vào hiệu điện thế U thì có công suất là P_1s và P_2s. Khi mắc nối tiếp nối tiếp hai điện trở này vào cùng hiệu điện thế U như trên thì công suất điện của mỗi điện trở tương ứng là P_1n và P_2n

a) Hãy so sánh P_1s với P_2S và P_1n với P_2n

b) Hãy so sánh P_1s với P_1n và P_2S với P_2n

c) Hãy so sánh công suất tổng cộng P_s khi mắc song song với công suất tổng cộng Pn khi mắc nối tiếp hai điện trở đã nêu trên đây.

Tóm tắt:

R₁ = 12Ω và R₂ = 36Ω

a) P_1s= ?P_2s; P_1n= ?P_2n;

b) P_1s = ?P_1n và P_2s = ?P_2n;

c) P_s = ?P_n

Lời giải:

Điện trở tương đương khi R₁ mắc nối tiếp với R2:

R_nt12 = R₁ + R₂ = 12 + 36 = 48Ω

Điện trở tương đương khi R₁ mắc song song với R₂:

a) Công suất tiêu thụ trên R₁, R₂ khi R₁ mắc song song với R₂ lần lượt là:

(U1 = U2 = U vì R1//R2)

Lập tỉ lệ: ⇒ P1S = 3P2S

Công suất tiêu thụ thụ trên R₁, R₂ khi R₁ mắc nối tiếp với R₂ lần lượt là:

và (I₁ = I₂ vì R₁ nt R₂ ).

b) Khi R₁ nối tiếp với R₂ thì: U = U₁ + U₂ và

Công suất tiêu thụ của R₁, R₂:

Lập tỉ lệ:

Lập tỉ lệ:

c) Áp dụng công thức:

Lập tỉ lệ:

Bài 10 trang 41 sách bài tập Vật Lí 9: Cho hai bóng đèn dây tóc có ghi số 6V – 2W và 6V – 3W

a) Tính điện trở của dây tóc mỗi bóng đèn này khi chúng sáng bình thường

b) Cho biết vì sao khi mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 12V thì chúng không sáng bình thường

c) Lập luận để chứng tỏ rằng có thể mắc hai bóng đèn này cùng với một biến trở vào hiệu điện thế nêu trên để chúng sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện này

d) Tính điện trở của biến trở và điện năng mà nó tiêu thụ trong 30 phút

Tóm tắt:

Đèn 1: U_đm1 = 6V, P_đm1 = 2W; Đèn 2: U_đm2 = 6V, P_đm2 = 3W

a) R₁ = ?; R₂ = ?

b) U = 12V; tại sao đèn không sáng bình thường?

c) Để 2 đèn sáng bình thường, sơ đồ? Giải thích?

d) R_bt = ?; t = 30 phút = 1800s; A_bt = ?

Lời giải:

a) Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ₁ và Đ₂.

b) Cường độ dòng điện định mức của đèn:

I_đm1 = P_đm1/U_đm1 = 3 / 6 = 0,5A ; I_đm2= P_đm2/U_đm2 = 2/6 = 1/3 A.

Nếu mắc Đ₁ nối tiếp với Đ₂ thì điện trở tương đương của mạch:

R₁₂ = R₁ + R₂ = 12 + 18 = 30Ω

Khi đó cường độ dòng điện qua mỗi đèn là:

I₁ = I₂ = I = U/R₁₂ = 12/30 = 0,4A

Ta thấy I₁ ⟨ I_đm1 và I₂ ⟩ I_đm2 nên đèn 1 sáng yếu hơn bình thường, đèn 2 sáng quá định mức sẽ hỏng.

c) Để hai đèn sáng bình thường thì ta phải mắc thêm một biến trở vào mạch.

Vì U₁ = U₂ = 6V ⟨ U = 12V và I_đm1 ≠ I_đm2 nên có thể mắc một trong hai cách sau:

Cách 1: Hai đèn Đ₁ và Đ₂ phải song song với nhau và nối tiếp với biến trở Rb như hình vẽ, sao cho:

I_b = I_đm1 + I_đm2 = 0,5 + 1/3 = 5/6A

và U_b = U - U₁₂ = 12 – 6 = 6V

Cách 2: Đèn Đ₂ và biến trở phải song song với nhau và nối tiếp với đèn Đ₁ như hình vẽ, sao cho:

I_b = I_đm1 - I_đm2 = 0,5 - 1/3 = 1/6A và U_b = U₂ = 6V

d) Điện trở của biến trở và điện năng mà biến trở tiêu thụ trong 30 phút là:

Cách mắc 1:

Cách mắc 2: