Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 20: Tổng kết chương I Điện Học

Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế U giữa 2 đầu đoạn dây đó?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về sự phụ thuộc của cường độ đong điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn.

Hướng dẫn giải

Cường độ dòng điện I chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U giữa hai đầu dây dẫn đó.

Nếu đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu một dây dẫn và I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó thì thương số \(\frac{U}{I}\) là giá trị của đại lượng nào đặc trưng cho dây dẫn? Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này có thay đổi không? Vì sao?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý và công thức về điện trở.

Hướng dẫn giải

Thương số \(\frac{U}{I}\) là giá trị của điện trở R đặc trưng cho dây dẫn. Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này không đổi, vì hiệu điện thế U tăng, (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần.

Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó sử dụng ampe kế và vôn kế để xác định điện trở của 1 dây dẫn.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về cách vẽ sơ đồ mạch điện. Trong mạch điện:

• Ampe kế được mắc nối tiếp với đoạn dây dẫn.
• Vôn kế được mắc song song với đoạn dây dẫn.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ mạch điện được vẽ như sau:

Viết công thức tính điện trở tương đương đối với:

a. Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nốì tiếp.

b. Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc song song.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ công thức vật lý tính điện trở tương đương.

Hướng dẫn giải

Công thức tính điện trở tương đương đối với:

a) Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp:

R_tđ = R₁ + R₂

b)  Đoạn mạch gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc song song:

\(\frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2} \ hay\ \ R_{td}= \frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}\)

Hãy cho biết:

a) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi chiều dài của nó tăng lên ba lần?

b) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần?

c) Vì sao dựa vào điện trở suất có thể nói đồng dẫn điện tốt hơn nhôm?

d) Hệ thức nào thể hiện mối liên hệ giữa điện trở suất R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần áp dụng:

• Điện trở của dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây.
• Điện trở của dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
• Lý thuyết vật lý về giá trị điện trở suất của các loại dây dẫn.
• Công thức R=ρl/S

Hướng dẫn giải

a) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi chiều dài của nó tăng lên ba lần?

Điện trở của dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây.

⇒ Điện trở của dây dẫn tăng lên 3 lần khi chiều dài của nó tăng lên ba lần.

b) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần?

Điện trở của dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.

⇒ Điện trở của dây dẫn giảm 4 lần khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần.

c) Vì sao dựa vào điện trở suất có thể nói đồng dẫn điện tốt hơn nhôm?

Vì điện trở suất của dây đồng nhỏ hơn điện trở suất của dây nhôm.

d) Hệ thức nào thể hiện mối liên hệ giữa điện trở suất R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn?

Hệ thức \(R=\rho \frac{l}{S}\) thể hiện mối liên hệ giữa điện trở R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện s và điện trở suất \(\rho\) của vật liệu làm dây dẫn.

Viết đầy đủ các câu dưới đây:

a. Biến trở là một điện trở...... và có thể được dùng để......

b. Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước...... và có trị số được…..hoặc được xác định theo các......

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về biến trở là một điện trở và các điện trở dùng trong kĩ thuật.

Hướng dẫn giải

a) Biến trở là một điện trở...... và có thể được dùng để......

Biến trở là một điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được dùng để thay đổi, điều chỉnh cường độ dòng điện.

b) Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước...... và có trị số được….. hoặc được xác định theo các......

Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước nhỏ và có trị số được ghi sẵn hoặc được xác định theo các vòng màu.

Viết đầy đủ các câu dưới đây:

a. Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết...

b. Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích...

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về công suất của các dụng cụ điện.

Hướng dẫn giải

a) Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết...

Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức cụ dụng cụ đó.

b)  Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích...

Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch băng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn đó.

Hãy cho biết:

a. Điện năng sử dụng bởi một dụng cụ được xác định theo công suấu. Hiệu điện thế, cường độ dòng điện và thời gian sử dụng bằng các công thức nào?

b. Các dụng cụ điện có dụng gì trong việc biến đổi năng lượng? Nêu một số ví dụ.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về tác dụng của các dụng cụ điện và công thức tính điện năng sử dụng A = P.t = U.I.t

Hướng dẫn giải

a) Điện năng sử dụng bởi một dụng cụ được xác định theo công suất. Hiệu điện thế, cường độ dòng điện và thời gian sử dụng bằng các công thức nào?

A = P.t = U.I.t

b)  Các dụng cụ điện có tác dụng gì trong việc biến đổi năng lượng? Nêu một số ví dụ.

Các dụng cụ điện có tác dụng biến đổi chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác.

Chẳng hạn:

• Bóng đèn dây tóc nóng sáng biến đổi phần lớn điện năng thành nhiệt năng và một phần nhỏ thành năng lượng ánh sáng.
• Bếp điện, nồi cơm điện, bàn là điện, mỏ hàn điện…biến đổi hầu hết điện năng thành nhiệt năng.

Phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun - Len-xơ.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về định luật Jun - Len-xơ.

Hướng dẫn giải

• Định luật Jun - Len-xơ. Năng lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
• Biểu thức: \(Q = I^2.R.t\)

Cần phải thực hiện những quy tắc nào để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết vật lý về quy tắc để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện.

Hướng dẫn giải

Một số quy tắc để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện.

• Chỉ làm thí nghiệm dành cho học sinh THCS với hiệu điện thế dưới 40V.
• Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo đúng quy định.
• Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo đúng quy định.
• Không được tự mình tiếp xúc với mạng điện gia đình.
• Ở gia đình, trước khi thay bóng đèn hỏng phải ngắt công tắc hoặc rút cầu chì của mạch điện có bóng đèn và đảm bảo cách diện giữa cơ thể người và nền nhà, tường gạch.
• Nối đất cho vỏ kim loại của các dụng cụ hay thiết bị điện.

Hãy cho biết:

a. Vì sao phải sử dụng tiết kiệm điện năng?

b. Có những cách nào để sử dụng tiết kiệm điện năng?

Phương pháp giải

Để biết cách sử dụng tiết kiệm điện năng ta quan sát thực tế và nắm rõ lý thuyết vật lý về  sử dụng tiết kiệm điện năng.

Hướng dẫn giải

- Cần tiết kiệm điện vì:

• Trả tiền điện ít hơn, do đó giảm bớt chi tiêu cho gia đình hoặc cá nhân
• Các thiết bị và dụng cụ điện được sử dụng bền lâu hơn, do đó cũng góp phần giảm bớt chi tiêu về điện.
• Giảm bớt sự cố gây tổn hại chung cho hệ thống cung cấp điện bị quá tải, đặc biệt trong những giờ cao điểm.
• Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất, cho các vùng miền khác còn chưa có điện hoặc cho xuất khẩu

- Các cách tiết kiệm điện:

• Sử dụng các dụng cụ hay thiết bị có công suất hợp lí, vừa đủ mức cần thiết
• Chỉ sử dụng các dụng cụ hay thiết bị điện trong những lúc cần thiết.

Đặt một hiệu điện thế 3V vào hai đầu dây dẫn bằng hợp kim thì cường độ dòng điện chạy qua dầy dẫn này là 0,2 A. Hỏi nếu tăng thêm 12V nữa cho hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này điện qua nó có giá trị nào dưới đây?

A. 0,6 A

B. 0,8 A

C. 1 A

D. Một giá trị khác các giá trị trên.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng ta cần vận dụng biểu thức định luật ôm: I=U/R

Hướng dẫn giải

• Khi U= 3V; I= 0,2A

Điện trở của dây dẫn: \(R = \frac{U}{I} = \frac{3}{{0,2}} = 15\Omega \)

• Khi tăng hiệu điện thế thêm 12V nữa tức là U′= 3+12= 15V

Cường độ dòng điện trong mạch: \({I^{'}} = \frac{{{U^{'}}}}{R} = \frac{{15}}{{15}} = 1A\)

⇒ Chọn đáp án C

Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu các dây dẫn khác nhau và đo cường độ dòng điện I chạy qua mỗi dây dẫn đó. Câu phát biểu nào sau đây là đúng khi tính thương số \(\frac{U}{I}\) cho mỗi dây dẫn?

A. Thương số này có giá trị như nhau đối với các dây dẫn.

B. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn.

C. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng nhỏ.

D. Thương số này không có giá trị xác định đối với mỗi dây dẫn.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng ta cần sử dụng biểu thức R = U/I

Hướng dẫn giải

Ta có: \(R = \frac{U}{I}\)

Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng nhỏ.

⇒ Chọn đáp án B

Điện \(R_1 = 30 \Omega\) chịu được dòng điện có độ lớn nhất là 2A và điện trở \(R_2 = 10\Omega\) chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 1A. Có thể mắc nôi tiếp hai điện trở này vào hiệu điện thế nào dưới đây?

A. 80V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất 2A.

B. 70V, vì điện trở R₁ chịu được hiệu điện thế lớn nhất 60V, điện trở R₂ chịu được 10V.

C. 120V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ dòng điện có cường độ tổng cộng là 3A.

D. 40V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chiu đươc dòng điên có cường đô 1A.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

• Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp: Rtđ=R1+R2$R_{tđ}=R_1+R_2$
• Sử dụng biểu thức định luật ôm: I=U/R

Hướng dẫn giải

• Điện trở tương đương của toàn mạch: R_tđ = R₁+ R₂= 30 + 10= 40Ω.
• Vì 2 điện trở mắc nối tiếp nên mạch chỉ có thể chịu được dòng điện có cường độ tối đa là I= 1A

⇒ Hiệu điện thế lớn nhất của mạch là: U_max = I.R_tđ= 1.40= 40V.

⇒  Chọn đáp án D

Có thể mắc song song hai điện trở đã cho ở câu 14 vào hiệu điện thế nào dưới đây?

A. 10V

B. 22,5V

C. 60V

D. 15V

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc song song.

+ Vận dụng biểu thức định luật Ôm: I=U/R

Hướng dẫn giải

• Điện trở tương đương của toàn mạch:

\({R_{tđ}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{30.10}}{{30 + 10}} = 7,5\Omega \)

• Vì hai điện trở mắc song song nên mạch có dòng điện với cường độ lớn nhất là:

I= I1 + I2 = 2 + 1= 3A.

⇒ Hiệu điện thế lớn nhất là: U_max =I. R_tđ = 3.7,5= 22,5V.

⇒ Chọn đáp án B

Một dây dẫn đồng chất, chiều dài l, tiết diện S có điện trở là 12Ω được gập đôi thành dây dẫn mới có chiều dài l/2. Điện trở của dây dẫn mới này có trị số:

A. 6Ω 

B. 2Ω 

C. 13Ω 

D. 3Ω 

Phương pháp giải

Để tính điện trở của dây dẫn ta cần vận dụng biểu thức tính điện trở: R=ρl/S

Hướng dẫn giải

• Áp dụng công thức: \(R = \rho \frac{l}{S}\)
• Lúc đầu, dây dẫn có: l₁= l ; S₁= S ; R₁= 12Ω
• Khi gập đôi dây dẫn: l₂= \(\frac{l}{2}\) ;S₂= 2S ;R2= ?
• Lập biểu thức \(\frac{R_1}{R_2}\):

⇒ \( \frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{\rho \frac{l_{1}}{S_{1}}}{\rho \frac{l_{2}}{S_{2}}}=\frac{l_{1} S_{2}}{l_{2} S_{1}}=\frac{l .2 S}{\frac{l}{2} \cdot S}=4 \)
\( \Rightarrow R_{2}=\frac{R_{1}}{4}=\frac{12}{4}=3 \Omega \)

⇒ Chọn đáp án D

Khi mắc nối tiếp hai điện trở R₁ và R₂ vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện qua chúng có cường độ I= 0,3A. Nếu mắc song song hai điện trở này cũng vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện mạch chính có cường độ I′= 1,6A. Hãy tính R₁ và R₂.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

+ Vận dụng biểu thức định luật ôm: I =U/R$\mathrm{I.}$

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp.

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc song song.

Hướng dẫn giải

Khi mắc nối tiếp 2 điện trở, ta có U_nt = 12 V; I_nt = I = 0,3A.

⇒ Điện trở tương đương của mạch khi mắc nối tiếp hai điện trở: \({R_{nt}} = \frac{{{U_{nt}}}}{{{I_{nt}}}} = \frac{{12}}{{0,3}} = 40\Omega \)

Khi mắc song song hai điện trở, ta có: U_//= 12V; I_//= I^'= 1,6A

⇒ Điện trở tương đương của mạch khi mắc song song hai điện trở: \({R_{//}} = \frac{{{U_{//}}}}{{{I_{//}}}} = \frac{{12}}{{1,6}} = 7,5\Omega \)

Lại có: \({R_{nt}} = {R_1} + {R_2};\frac{1}{{{R_{//}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}}\)

\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{R_1} + {R_2} = 40\\
\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} = 7,5
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{R_1} = 30\Omega \\
{R_2} = 10\Omega 
\end{array} \right.\)

Vậy, R₁=30 \(\Omega\) và R₂= 10 \(\Omega\)

a) Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?

b) Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V - 1000W khi ấm hoạt động bình thường.

c) Dây điện trở của ấm điện trên dây làm bằng nicrom dài 2 m và có tiết diện tròn. Tính đường kính tiết diên của dây điện trở này.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

+ Áp dụng biểu thức tính công suất: P=I²R

+ Sử dụng biểu thức tính tiết diện: S=πr²

+ Áp dụng công thức tính điện trở: R=ρl/S

Hướng dẫn giải

a) Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?

• Những dụng cụ đốt nóng bằng điện là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.
• Để nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn càng lớn thì dây phải có điện trở càng lớn, tức là điện trở suất lớn.

⇒ Bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn.

b) Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V - 1000W khi ấm hoạt động bình thường.

Thông số của ấm: 220V - 1000W ⇒ U_dm= 220V; P_dm = 1000W

⇒ Điên trở của ấm khi hoạt động bình thường là: \( R=\frac{U_{d m}^{2}}{P}=\frac{220^{2}}{1000}=48,4 \Omega \)

c) Dây điện trở của ấm điện trên dây làm bằng nicrom dài 2 m và có tiết diện tròn. Tính đường kính tiết diên của dây điện trở này.

Ta có: \(R = \rho \frac{l}{S} = \rho \frac{l}{{\pi \frac{{{d^2}}}{4}}}\)

Đường kính tiết diện của dây điện trở này là:

\( \Rightarrow d = \sqrt {\frac{{4\rho l}}{{\pi R}}}  = \sqrt {\frac{{4.1,{{1.10}^{ - 6}}.2}}{{\pi .48,8}}}  \approx 2,{4.10^{ - 4}}m\)

Một bếp điện loại 220V - 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu 25⁰C. Hiệu suất của quy trình đun là 85%.

a. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

b. Mỗi ngày đun sôi 4l nước bằng bếp điện trên đây cùng với điều kiện đã cho, thì trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá điện là 700 đồng mỗi kW.h.

c. Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này và vẫn sử dụng hiệu điện thế 220V thì thời gian đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như trên là bao nhiêu?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

+ Đọc số chỉ trên dụng cụ tiêu thụ điện

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: Q = I²Rt = P t

+ Sử dụng biểu thức: Q = mcΔt

+ Vận dụng biểu thức tính hiệu suất: H=Q_i/Q_tp

+ Đổi đơn vị: 1k Wh = 3600000 J

Hướng dẫn giải

a) Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.

Khối lượng của nước: m_n= 2kg

• Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trên điện trở để đun sôi 2l nước là: 

Q_toa= A= Pt =1000t;

• Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho 2l nước để nhiệt độ tăng từ 25⁰C lên 100⁰C là:

Q_thu = m_n.c.Δt= 2.4200.(100−25)= 630000J

• Theo đầu bài, ta có hiệu suất của quá trình đun là H= 85%= 0,85

Mà \(H = \frac{{{Q_{thu}}}}{{{Q_{toa}}}}\) = 0,85

⇒ Q_thu= Q_toả. 0,85

⇔ 630000 = 1000t. 0,85

⇒ t = 741s = 12, 35 phút.

b)  Mỗi ngày đun sôi 4l nước bằng bếp điện trên đây cùng với điều kiện đã cho, thì trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá điện là 700 đồng mỗi kW.h.

 Ta có: m′=4kg

• Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho 4l nước để nhiệt độ tăng từ 25⁰C lên 100⁰C là:

\( Q^{\prime}=m_{n} \cdot c . \Delta t=4.4200 .(100-25)=1260000 J \)

• Nhiệt lượng do bếp điện toả ra để đun sôi 4l nước là:

\( Q=\frac{Q^{\prime}}{H}=\frac{1260000}{0,85}=1482352,941 J \)

• Lượng điện năng mà bếp điện tiêu thụ trong một tháng là:

A= 30Q= 30.1482352,941= 44470588,24J= 12,35kWh

⇒ Số tiền phải trả của bếp điện trong 1 tháng:

T=  A.700= 12,35.700= 8645T= A.700= 12,35.700=  8645 đồng.

c) Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này và vẫn sử dụng hiệu điện thế 220V thì thời gian đun sôi 2l nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như trên là bao nhiêu?

• Do gập đôi dây điện trở nên: tiết diện dây tăng 2 lần ⇒ điện trở giảm 2 lần

và chiều dài dây giảm 2 lần ⇒ điện trở giảm 2 lần. Vậy R giảm 4 lần

• Dựa vào công thức P = U²/R nên khi R giảm 4 lần thì P tăng 4 lần, khi đó:

P’ = 4.1000 = 4000 (W)

Mặt khác, từ câu a ta tính được \({Q_{toa}} = \frac{{{Q_{thu}}}}{H} = \frac{{630000}}{{0,85}} = 741176,5J\)

⇒ Thời gian đun sôi nước là: t’ = Q_toả/ P = 741176,5/ 4000 = 185 (s) = 3,08 phút.

a) t = 12,35 phút.

b) T = 8645 đồng.

c) t^' = 3,08 phút.

Một khu dân cư sử dụng công suất điện trung bình là 4,95 kW với hiệu điện thế 220V. Dây tải điện từ trạm cung cấp tới khu dân cư này có điện trở tổng cộng là 0,4Ω.

a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện.

b. Tính tiền điện mà khu này phải trả trong một tháng (30 ngày), biết rằng thời gian dùng điện trong một ngày trung bình là 6 giờ và giá điện 700 đồng mỗi kW.h.

c. Tính điện năng hao phí trên đây tải điện trong một tháng.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần:

+ Vận dụng biểu thức tính công suất P = UI

+ Sử dụng biểu thức định luật ôm: I = U/R

+ Sử dụng biểu thức tính điện năng tiêu thụ: A = Pt = I²Rt

Hướng dẫn giải

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện.

Gọi U₁ - là hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện; U₂=220V - hiệu điện thế tới khu dân cư.

• Công suất trung bình khu dân cư tiêu thụ: 

P₂= 4,95 kW= 4,95.10³= 4950 W.

• Cường độ dòng điện trên đường dây truyền tải là: 

\(I = \frac{{{P_2}}}{{{U_2}}} = \frac{{4950}}{{220}} = 22,5A\)

• Hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện:

U₁= U₂+ I.R= 220+ 22,5.0,4= 229V.

b) Tính tiền điện mà khu này phải trả trong một tháng (30 ngày), biết rằng thời gian dùng điện trong một ngày trung bình là 6 giờ và giá điện 700 đồng mỗi kW.h.

• Điện năng tiêu thụ của khu dân cư trong một tháng (30 ngày):

 A= P₂t= 4,95.6.30= 891 kWh.

• Tiền điện mà khu dân cư này phải trả trong một tháng (30 ngày) là:

T= A.700= 891.700= 623700 đồng.

c) Điện năng hao phí trên đường dây trong một tháng là:

A= I²R.t= 22,5². 0,4. 6. 30= 36450Wh= 36,45kWh.

a) U₁= 229V.

b) T= 623700 đồng.

c) A = 36,45kWh.