Giải bài tập Vật lý 11 Bài 8: Điện năng. Công suất điện

§8. ĐIỆN NĂNG - CÔNG SUẤT điện
A/ KIẾN THỨC Cơ BẢN
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch:
A = Ult
Với: U: Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V)
I: Cường độ dòng điện qua mạch (A) t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
A: Điện năng tiêu thụ Jun (J)
Công suâ't điện:
//= — = Ư.I với
u : (V) I:(A)
: (W)
Đơn vị của công suất là oát (W).
Định luật Jun-Lenxơ:
Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Q = RI2t
Công suâ't tỏa nhiệt của vật dẫn:
./= R.I2
Công của nguồn điện: Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch
An„ = cí.I.t.
"o
Công suât của nguồn diện: Công suât của nguồn điện bằng công suât tiêu thụ diện năng của toàn mạch.
A
ng~ t - <.t.
B/ CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC
C). Hãy cho biết đơn vị tương ứng của các đại lượng có mặt trong công thức A = Ư.q = U.I.t C2. Hãy nêu các tác (lụng mà dòng điện có thê' gây ra.
C3. Dụng cụ gì được dùng đê đo điện năng tiêu thụ? Mỗi số đo cùa dụng cụ dó có giá trị là bao nhiêu jun (J)?
C4. Hãy cho biết đơn vị tương ứng cứa các đại lượng có mặt trong công thức ■/'= Y = U.I C5. Hây chứng tỏ ràng, còng suất tòa nhiệt ớ vặt dần khi có dòng diện chạy qua được tính bàng
Q	u2
công thức./ = — = RI2 = ? và hãy cho biết đơn vị đo tương ứng với các đại lượng có mặt t	R ■
trong công thức trên.
Hướng dần giải
C]. Điệu năng tiêu thụ của đoạn mạch.
A = Ult.
A: đơn vị là jun (J);	U: đơn vị là vôn (V)
I: đơn vị là ampe (A); t: đơn vị là giây (s)
c2. Tác dụng của dòng điện: Tác dụng nhiệt, tác dụng hóa, tác dụng từ. c3. Người ta dùng cóng tơ điện để đo điện năng tiêu thụ. Mỗi số đo của
dụng cụ đó có giá trị là: lkWh = 3.600.0001 J). c4. Công suâd điện:
,/>= — = Ư.I t
Đơn vị của các đại lượng trên là: -/(W), A(J), t(s). U(V), 1(A) c5. Nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn: Q = RI2t
Cường độ dòng điện qua- vật dần: I = H .
Công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn:	•/= Y = RI2 = R
^./=RI2=?.
Đơn vị của các đại lượng là: -/(W), R(Q), 1(A), U(V).
c/ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SAU BÀI HỌC
Điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ được đo bằng công do lực nào thực hiện? Viết công
thức tính điện năng tiêu thụ và công suâ't điện của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua.
Hãy nêu tên một dụng cụ hay một thiết bị điện cho mồi trường hợp dưới đây:
Khi hoạt động,	biến đổi	điện	năng thành nhiệt năng và năng lượng ánh	sáng.
Khi hoạt động,	biến đối	toàn	bộ điện năng thành nhiệt năng.
Khi hoạt động,	biến đổi điện	năng thành cơ năng và nhiệt năng.
Khi hoạt động,	biến đổi	điện	năng thành năng lượng hóa học và	nhiệt	năng.
Công suất tỏa nhiệt của một đoạn mạch là gì và được tính bằng công thức nào?
Công của nguồn điện có mô’i liên hệ gì với điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín? Viết * công thức tính công và công suất của nguồn điện.
Chọn câu đúng.
Điện năng tiêu thụ dược đo bằng
A. vôn kê	B. công tơ điện	c. ampe kế	D. tĩnh diện kế.
Công suât điện dược đo bằng đơn vị nào sau đày?
A. Jun (J).	B. Oat (W)	c. Niutơn (N)	D. Cu-lông (C)
Tính điện nàng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1A chạy qua dấy dẫn trong 1 giờ, biết hiệu điện thế giữa hai dầu dây dẫn này là 6V.
Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V - 1000W.
Cho biết ý nghĩa các số ghi trên đây.
Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 25°C. Tính thời gian đun nước, biết hiệu suâ’t của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nưức là 4190 J/kg.K.
Một nguồn điện có suất điện động là 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn đế thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ là 0,8A. Tính công cùa nguồn điện này sản ra trong thời gian 15 phút và tính công suât của nguồn điện khi đó.
Hướng dẩn giải
Điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ được đo bằng công do lực điện trường thực hiện.
Công thức điện năng tiêu thụ: A = Ult.
p = UI.
Công suất, điện:
Tên dụng cụ điện
Bóng đèn.
Bàn ủi, (nồi cơm điện)
Quạt máy (động cơ điện)
Acquy đang nạp điện.
Công suất tỏa nhiệt ở một vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian.
Tĩ2
./ = RI2 =
R
Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín.
Công thức tính công của nguồn điện: Ang = (ỹlt.
Và công suâ't của nguồn điện:	./ng = ẩl.
B.
B.
Điện năng tiêu thụ:
A = U.I.t = 6.1.3600 = 21600 (J)
Công suất điện.
./ = UI = 6.1 = 6(W)
a) Các số ghi trên nhãn (220V - 1000W) cho biết:
Hiệu điện thế định mức của ấm là 220(V).
Công suất định mức của ấm là 1000(W)
b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước.
Q = c.m(t2 - t,) = 4190.2.(100 - 25) = 628500 (J)
Hiệu suất của ấm:
H = 3 = 90% = 0,9 A
Điện nâng tiêu thụ:
A = À =	<398333 (J)
0,9	0,9
Cường độ dòng điện qua âm:
4,55 (A)
Thời gian đun nước:
t= A
u 220
698333
= 698 (s)
p 1000
UI 220.4,55
Ta có	r = 12 (V), I = 0,8 (A), t = 15ph = 15 X 60 = 900 (s).
Công của nguồn điện:	Ang =??.I.t = 12.0,8.900 = 8640 (J).
Công suất của nguồn:
= ‘ễ.ỉ = 12.0,8 = 9,6 (W).