ĐIỆN NĂNG - CÔNG CỦA DÙNG ĐIỆN KIẾN THÚC TRỌNG TÂM Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng. Công của dòng điện sản ra ở một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác : A = ỗ^t = Ult. Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện nãng đã được sử dụng là 1 kilôoát giờ : 1 kW.h = 3 600 000J = 3 600 ki Lưu ý : , 2 u2 Có thể tính công của dòng điện bằng các công thức A = I Rt; A = t. R Dựa vào định nghía công của dòng điện, có thể tính điện năng tiêu thụ của một mạch điện bằng công thức A = A] + A2 +... HUỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT Cl. + Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của máy khoan, máy bơm. + Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của mỏ hàn, nồi cơm điện và bàn là. C2. Dụng cụ điện Điện năng được biến đổi thành dạng năng lượng nào ? Bóng đèn dây tóc Nhiệt nãng và nặng lượng ánh sáng Đèn LED Năng lượng ánh sáng và nhiệt năng Nồi cơm điện, bàn là Nhiệt năng (nếu dụng cụ có đèn báo thì thêm phần nãng lượng ánh sáng) Quạt điện, máy bơm nước Cơ năng và nhiệt năng C3. Đối với bóng đèn dây tóc và đèn LED thì phần năng lượng có ích là năng lượng ánh sáng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng. Đối với nồi cơm điện và bàn là thì phần năng lượng có ích là nhiệt năng, phần năng lượng vô ích là nãng lượng ánh sáng (nếu có). Đối với quạt điện và máy bơm nước thì phần năng lượng có ích là cơ nãng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng. C4. . t C5. Từ câu C4 => A = Mặt khác = UI => A = Ult. C6. Mỗi số đếm của công tơ ứng với lượng điện năng đã sử dụng là 1 kW.h. C7. Vì hiệu điện thế sử dụng của bóng đèn bằng hiệu điện thế định mức UĐ = 220 V nên công suất tiêu thụ của bóng đèn bằng công suất định mức của nó = 75 w = 0,075 kW. Lượng điện năng mà bóng đèn sử dụng trong 4 giờ là : A = s»t = 0,075.4 = 0,3 kW.h Số đếm của công tơ khi đó là 0,3 số. C8. Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng trong 2 giờ là : A = 1,5 kw.h. Công suất của bếp điện là : ể3 = — = = 0,75 kw = 750 w 750 Cường độ dòng điện chạy qua bếp là : I = L— = « 3,4 A 13.3. a) Điện trở của đèn là 122 6 B. 13.2. c. 24 Q. b) Điện nãng mà đèn sử dụng trong 1 giờ là : A = 3»t = 6.3600 = 21 600 J = 21,6 kJ. a) Công suất điện của bàn là : ẩ3 =— = 7-0000 = 800 w t 15.60 vp 800 b) Cường độ dòng điện chạy qua bàn là : I = -— = -yy- a 3,64 A u 220 = 60,5 n. u 220 Điện trở của bàn là : R = —— = -------- .V5 800 A 90 Công suất tiêu thụ điện năng trung bình là: = — = —7— = 0,75 kW = 750 w. t 30.4 a) Công suất điện trung bình của khu dân cư là : = 120.500 = 60 000 w = 60 kW Điện năng khu dân cư sử dụng trong 30 ngày là : A =Mt = 60.30.4 = 7 200 kW.h Tiền điện khu dân cư phải trả trong 30 ngày : T = 7200.700 = 5 040 000 đ Tiền điện mỗi hộ phải trả : Tj = 500 13.7. B. 13.8. D. _ 5040000 500 • 13.9. A. = 10 080 đ. 13.10. a) Vì ấm điện được sử dụng đúng hiệu điện thế định mức u = 220 V nên công suất điện bằng công suất định mức 2P = 1100 w - 1,1 kW. Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là: I = ĨP 1 100 = 5A. u 220 b) Điện năng mà ấm điện tiêu thụ trong 30 ngày là : A = ^>t 1,1.30.0,5 = 16,5 kW.h Tiền điện phải trả cho việc đun nước trong 30 ngày : T = 16,5.1000= 16 500 đ 13.11. a) Vì nồi cơm điện được sử dụng đúng hiệu điện thế định mức u = 220 V nên công suất điện bằng công suất định mức ẩ3 = 400 w = 0,4 kW. , , , ,, u2 2202 ,_ Điện trở của dây nung là : R = —— = ——- = 121 Q. 400 gỡ 400 Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là : I = a 1,82 A. b) Điện năng mà nồi cơm điện tiêu thụ trong 30 ngày là : A = ^>t = 0,4.30.2 = 24 kW.h 13.12. a) Điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày là : A = 30(Ỗ% + 3®2t2 + ^3t3) = 30.(0,15.10 + 0,1.12 + 0,5.5) = 156 kw.h b) Tiền điện mà gia đình này phải trả trong 30 ngày : T = 156.1000 = 156 000 đ c. BÀI TẬP BỔ SUNG 13a. Một chiếc đèn bàn dùng bóng đèn dây tóc có ghi 220 V - 60 w được sử dụng với hiệu điện thế 220 V. Tính điện năng tiêu thụ của đèn trong 1 tháng (30 ngày), biết trung bình mỗi ngày đèn được sử dụng 10 giờ. Nếu thay bóng đèn loại 220 V - 60 w bằng bóng đèn loại 220 V - 25 w thì mỗi tháng có thổ tiết kiệm được bao nhiêu tiền ? Biết rằng cường độ ánh sáng của bóng đèn loại 25 w đủ để làm việc và coi rằng điện năng mà đèn bàn tiêu thụ nằm trong bậc phụ trội của giá điộn là 1214 đ/kW.h. 13b. Hai bóng đèn dây tóc, Đị có ghi 220 V - 100 w và Đ2 có ghi 220 V - 25 w. Tính điện trở của mỗi đèn khi sáng bình thường. Hai bóng đèn được mắc song song với nhau vào đoạn mạch có hiệu điện thế u = 198V. Tính điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 tháng (30 ngày). Cho biết trung bình mỗi ngày các đèn được sử dụng 5 giờ và điện trở của mỗi đèn trong trường hợp này giảm 10% so với điện trở của chúng khi sáng bình thường.
Giải Vở Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 13: Điện năng – Công của dòng điện giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: I – ĐIỆN NĂNG 1. Dòng điện có mang năng lượng C1 + Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của máy khoan, máy bơm nước. + Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của nồi cơm điện, bàn là và mỏ hàn. 2. Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác C2.
C3. – Đối với bóng đèn dây tóc: điện năng có ích là ánh sáng, điện năng vô ích là nhiệt năng. – Đối với nồi cơm điện và bàn là điện năng có ích là nhiệt năng, điện năng vô ích là ánh sáng (nếu có) – Đối với quạt điện và máy bơm nước: điện năng có ích là cơ năng, điện năng vô ích là nhiệt năng. 3. Kết luận Tỉ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hoá từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng. H = Ai/Atp II – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN 2. Công thức tính công của dòng điện C4. Mối liên hệ giữa công A và công suất P là: P = A/t trong đó A là công thực hiện trong thời gian t. C5. Hãy chứng tỏ rằng A = UIt 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: P = A/t → A = P.t Mà P = UI. Vậy A = UIt. 3. Đo công của dòng điện C6. Mỗi số đếm của công tơ ứng với lựợng điện năng đã sử dụng là: A = lkWh = 1000W.1h = 1000W.3600s = 3600000J = 3,6.106 J III – VẬN DỤNG C7 – Bóng đèn này sự dụng lượng điện năng là: A = P .t = 75.4 = 300W.h = 0,3kW.h – Số đếm của công tơ khi đó là 0,3. C8. – Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng là: A = 1,5 kWh = 1,5.1000.3600 = 5,4.106 J – Công suất của bếp điện là: P = A/t = 5,4.106/7200 = 750 W. – Cường độ dòng điện chạy qua bếp là: I = P / U = 750/220 = 3,41 A. I – BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP a) Điện trở của đèn khi đó là:  b) Điện năng mà đèn sử dụng trong thời gian trên là: (1h = 3600s) A = P.t = 6.3600 = 21600J = 21,6kJ a) Công suất điện của bàn là là: P = A/t = 720000/900 = 800W = 0,8kW b) Cường độ dòng điện chạy qua bàn là là: Điện trở của bàn là là: Công suất trung bình là:
a) Công suất điện trung bình của cả khu là: P = 4.30.500 = 60000W = 60kW. b) Điện năng mà khu này sử dụng trong 30 ngày là: A = P .t = 60.4.30 = 720kW.h = 2,592.1010J. c) Tiền điện của mỗi hộ trong 30 ngày là: t = 0,12 . 4 . 700 . 30 = 10080 đồng Tiền điện cả khu dân cư trong 30 ngày là: T = 500 . 10080 = 5040000 đồng Tóm tắt R = 24 Ω, t = 1h = 3600s; U = 12V; A = ? Lời giải: Tóm tắt U = 220 V, I = 10A; t1ngày = 8h, trong 30 ngày; Giá điện là 700 đồng/kW.h; T = ? Lời giải: Công suất của động cơ là: P = U.I = 2200W = 2,2 kW Điện năng động cơ sử dụng trong 1 ngày là: A1 = P .t = 2,2.8 = 17,6 kW.h Điện năng động cơ sử dụng trong 30 ngày là: 17,6.30 = 528 kW.h Tiền điện phải trả là: T = 528.700 = 369600 (đồng) 1. Trả lời câu hỏi a) Công suất P của một dụng cụ điện hoặc của một đoạn mạch liên hệ với hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I bằng hệ thức nào ? Công thức liên hệ: P = U.I b) Đo hiệu điện thế bằng dụng cụ gì ? Mắc dụng cụ này như thế nào vào đoạn mạch cần đo ? + Đo hiệu điện thế bằng vôn kế. + Cách mắc vôn kế trong mạch: Mắc vôn kế song song với đoạn mạch cần đo hiệu điện thế, sao cho chốt (+) của vôn kế được mắc về phía cực (+) của nguồn điện, chốt (-) của vôn kế được mắc về phía cực (-) của nguồn điện. c) Đo cường độ dòng điện bằng dụng cụ gì ? Mắc dụng cụ này như thế nào vào đoạn mạch cần đo ? + Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế. + Cách mắc ampe kế trong mạch: Mắc ampe kế nối tiếp với đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện chạy qua nó, sao cho chốt (+) của ampe kế được mắc về phía cực (+) của nguồn điện, chốt (-) của ampe kế được mắc về phía cực (-) của nguồn điện. 2. Xác định công suất của bóng đèn pin BẢNG 1 a) Tính và ghi vào bảng các giá trị công suất của bóng đèn tương ứng với mỗi lần đo. b) Nhận xét: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn tăng thì công suất bóng đèn tăng và ngược lại, khi hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn giảm thì công suất bóng đèn giảm. 3. Xác định công suất của quạt điện BẢNG 2
a) Tính và ghi giá trị công suất của quạt điện với mỗi lần đo vào bảng 2. b) Giá trị của công suất trung bình của quạt điện: |
