Giải vở bài tập Vật Lí 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

---

Giải vở bài tập Vật Lí lớp 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng

Nhằm mục đích giúp học sinh dễ dàng làm bài tập về nhà trong Vở bài tập Vật Lí lớp 9, chúng tôi biên soạn giải vở bài tập Vật Lí lớp 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng hay nhất, ngắn gọn bám sát nội dung sách Vở bài tập Vật Lí 9.

A - Học theo SGK

Bài 1

a) Điện trở Rđ của đèn là:

Công suất P của bóng đèn là: P = U.I = 220V.0,341A ≈ 75W.

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

A = P .t = 75W.4.30.3600s = 32408640J

A = 32408640 : 3,6 . 106 ≈ 9kW.h = 9 “số”

hoặc A = P .t = 0,075.4.30kW.h ≈ 9kW.h = 9 “số”

Số đếm của công tơ điện tương ứng là: 9 số

Bài 2.

a) Số chỉ của ampe kế:

b) Điện trở của biến trở là:

Công suất tiêu thụ điện năng của biến trở: P_b = U_b.I_b = 3V.0,75A = 2,25 W.

c) Công của dòng điện sản ra ở biến trở trong 10 phút là:

A_b = P_b.t = 2,25.10.60 J = 1350 J

Công của dòng điện sản ra ở toàn đoạn mạch là:

A = U.I.t = 0,75.9.10.60 J = 4050 J

Bài 3

a) Vẽ sơ đồ mạch điện (hình 14.1)

Điện trở của bóng đèn là:

Điện trở của bàn là:

Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

b) Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ:

A = P.t = (P_Đ + P_BL).t = (100 + 1000). 3600 = 3960000J

= 3960000/3600000 = 1,1 kWh.

B - Giải bài tập

1. Bài tập trong SBT

Câu 14.1 trang 43 Vở bài tập Vật Lí 9: D. Năng lượng nguyên tử.

Câu 14.2 trang 43 Vở bài tập Vật Lí 9: C. Lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian.

Câu 14.3 trang 43 Vở bài tập Vật Lí 9:

a) Điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắp sáng bình thường bóng đèn này mỗi ngày 4 giờ là: A = 0,1.4.30 = 12kW.h = 4,32.10⁷J

b) Công suất của đoạn mạch nối tiếp:

Công suất của mỗi bóng đèn là: P_đ1 = P_đ2 = P_m/2 = 25 W

c) Điện trở của đèn thứ hai là:

Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là:

Công suất của đoạn mạch là: P_đm = I².(R₁ + R₂) = 0,195². (484 + 645,3) = 42,9 W

Công suất của đèn thứ nhất là:P₁ = I².R₁ = 0,195².484 = 18,4 W

Công suất của đèn thứ hai là: P₂ = I².R₂ = 0,195².645,3 = 24,5 W

Câu 14.4 trang 44 Vở bài tập Vật Lí 9: a) So sánh điện trở của hai đèn:

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

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

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 thì đèn loại 40 W sẽ sáng hơn vì 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).

Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ:

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

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

Điện năng mà mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:

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

Câu 14.5 trang 44 Vở bài tập Vật Lí 9:

a) Điện trở của bàn là khi hoạt động bình thường là:

Điện trở của bóng đèn dây tóc khi hoạt động bình thường là:

b) Không thể mắc nối tiếp bàn là và đèn vào hiệu điện thế 220V, vì:

Điện trở tương đương của mạch là: R₁₂ = R₁ + R₂ = 22 + 302,5 = 324,5 Ω

⇒ Dòng điện chạy qua chúng có cường độ là:

Khi đó hiệu điện thế đặt vào bàn là là: U₁ = I.R₁ = 0,678.22 = 14,9V

hiệu điện thế đặt vào đèn là: U₂ = I.R₂ = 0,678.302,5 = 205,2V

Ta thấy U₂ > U_đm2 nên đèn sẽ hỏng do vậy không thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này vào hiệu điện thế 220V.

c) Hiệu điện thế lớn nhất có thể mắc nối tiếp đèn và bàn là:

Ta có cường độ định mức của bàn là và đèn tương ứng là:

I_đm1 = P_đm1/U_đm1 = 550/110 = 5A

I_đm2 = P_đm2/U_đm2 = 40/110 = (4/11) A = 0,364A.

Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này thì dòng điện chạy qua chúng có cùng cường độ và chỉ có thể lớn nhất là I_max = I_đm2 = 0,364 A, vì nếu lớn hơn thì bóng đèn sẽ hỏng. Vậy có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là:

U_max = I_max.(R₁ + R₂) = 118 V.

Công suất của bàn là khi đó: P₁ = R₁.I² = 22.0,364² = 2,91 W.

Công suất của đèn khi đó: P₂ = R₂.I² = 302,5.0,364² = 40 W.

Câu 14.6 trang 45 Vở bài tập Vật Lí 9:

a) Muốn quạt chạy bình thường thì phải mắc quạt vào hiệu điện thế định mức U = 12V.

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

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

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

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

c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Điện trở của quạt:

2. Bài tập tương tự

Câu 14a trang 45 Vở bài tập Vật Lí 9: Một bàn là ghi 550W - 110V được mắc nối tiếp với một bóng đèn có ghi 60W-110V vào mạch điện có hiệu điện thế 220V.

a) Tính điện trở của bàn là và bóng đèn khi nó hoạt động bình thường?

b) Coi điện trở của bóng đèn và bàn là là không đổi, tính cường độ dòng diện đi qua mạch.

c) Tính công suất thực tế của bàn là và bóng đèn khi đó.

Tóm tắt

Bàn là: 550W - 110V

Bóng đèn: 60W - 110V

U = 220V

a) R_đèn, R_bl

b) I = ?

c) P_đèn, P_bl = ?

Lời giải:

a) Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ và bàn là khi nó hoạt động bình thường lần lượt là:

b) Bàn là và đèn mắc nối tiếp thì điện trở tương đương của mạch:

Khi đó cường độ dòng điện đi qua mạch là:

c) Công suất thực tế của bàn là và bóng đèn khi đó lần lượt là:

P_đèn = I².R₁ = 21,3 W

P_bl = I². R₂ = 216,4 W

Câu 14b trang 45 Vở bài tập Vật Lí 9: Hai bóng đèn có công suất định mức là 40W và 60W, có hiệu điện thế định mức như nhau và được mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức. Tính công suất của các bóng đèn khi đó ?

Tóm tắt:

P_đm1 = 40 W; P_đm2 = 60W; U = U_đm1 = U_đm2; P₁ = ? P₂ = ?

Lời giải:

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

Hai đèn Đ₁ nối tiếp với Đ₂ thì điện trở tương đương của mạch:

Khi đó cường độ dòng điện đi qua mạch là:

Vì các đèn mắc nối tiếp nên I₁ = I₂ = I

Công suất của các bóng đèn khi đó lần lượt là: