Giải bài tập SGK Vật lý 9Bài 13: Điện năng- Công của dòng điện

Quan sát hình 13.1 SGK và cho biết:

• Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các các dụng cụ và thiết bị điện nào?
• Dòng diện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát hình và nắm rõ lý thuyết vật lý về công cơ học và nhiệt lượng.

Hướng dẫn giải

Các dụng cụ điện khi hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Hãy chỉ ra các dạng năng lượng được biến đổi từ điện năng trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng 1 SGK.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm rõ lý thuyết vật lý về các dạng năng lượng.

Hướng dẫn giải

Dạng năng lượng được biến đổi từ các dụng cụ điện được trình bày như bảng sau:

Hãy chỉ ra trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện trong bảng 1 SGK, phần năng lượng nào được biến đổi từ điện năng là có ích, là vô ích.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát thực tế và nắm lý thuyết vật lý về các dạng năng lượng.

Hướng dẫn giải

Năng lượng có ích và vô ích của mỗi dụng cụ điện được trình bày như bảng sau:

Từ kiến thức đã học ở lớp 8, hãy cho biết mối liên hệ giữa công A và công suất P.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nám rõ lý thuyết vật lý về công A và công suất P đã học.

Hướng dẫn giải

• Công suất P là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công, được tính bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.
• Công thức tính công suất: \(P=\frac{A}{t}\)
• Trong đó:
  • A là công thực hiện (J)
  • t là thời gian thực hiện công (s)

Xét đoạn mạch được đặt vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua nó có cường độ I và công suất điện của đoạn mạch này là P. Hãy chứng tỏ rằng, công của dòng điện sản ra ở đoạn mạch này, hay điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ, được tính bằng công thức \(A = Pt = UIt\).

Trong đó U đo bằng vôn (V),

              I đo bằng ampe (A)

              t đo bằng giây (s)

              thì công A của dòng điện đo bằng jun (J)

              1 J = 1W.1s = 1V.1A.1s.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần áp dụng công thức tính công suất: P = A/t = UI

Hướng dẫn giải

• Từ công thức: \(P =\frac{A}{t}\) ⇒ A = Pt. Mặt khác P = UI.
• Vậy, suy ra A = UIt; 
• Trong đó:
  • U đo bằng vôn (V)
  • I đo bằng ampe (A)
  • t đo bằng giây (s)
  • A đo bằng jun (J)

Từ bảng 2 SGK, hãy cho biết mỗi số đếm của công tơ (số chỉ cử công tơ tăng thêm một đơn vị) ứng với lượng điện năng đã sử dụng là bao nhiêu?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần biết lượng điện năng sử dụng bằng tích công suất sử dụng điện nhân với thời gian sư dụng.

Hướng dẫn giải

Mỗi số đếm của công tơ ứng với lượng điện năng đã sử dụng là 1KWh = 1000W. 1h = 1000W. 3600s = 3600000J.

Một bóng đèn có ghi 220V - 75W được thắp sáng liên tục có hiệu điện thế 220V trong 4 giờ. Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số đếm của công tơ trong trường hợp này.

Phương pháp giải

Để tính  lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số đếm của công tơ ta áp dụng biểu thức tính công: A = Pt

Hướng dẫn giải

Lượng điện năng mà bóng đèn sử dụng là:

\(A= P. t = 75. 4= 300Wh= 0,3kWh\)

Vậy, số đếm công tơ là 0,3 số.

Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suẩt của bếp điện, và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên.

Phương pháp giải

Để tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suẩt của bếp điện, và cường độ dòng điện chạy qua bếp ta sử dụng công thức công suất: P = UI = A/t

Hướng dẫn giải

• Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng là: \(A=1.5Kwh= 1,5. 1000. 3600= 5,4.10^{6}J\)
• Công suất của bếp điện: \(P= \frac{A}{t}= \frac{1,5}{2}= 0,75KW=750W\)
• Cường độ dòng điện chạy qua bếp: \(P = UI \Rightarrow I = \frac{P}{U} = \frac{{750}}{{220}} = 3,41A\)