Bài 8: Điện năng, công suất điện

Lý thuyết

Câu C1 trang 46 SGK Vật lý 11

Hãy cho biết đơn vị tương ứng của đại lượng có mặt trong công thức (8.1) \(A = Uq=U.It\)

Hướng dẫn giải

\(A=Uq=UIt\)

Đơn vị của các đại lượng trong công thức trên là:

+ Công A: Jun (J)

+ Hiệu điện thế U: Vôn (V)

+ Điện tích q: Culong (C)

+ Cường độ dòng điện I: Ampe (A)

+ Thời gian t: giây (s)

Câu C2 trang 46 SGK Vật lý 11

Hãy nêu các tác dụng mà dòng điện có thể gây ra:

Hướng dẫn giải

Các tác dụng của dòng điện:

*Tác dụng nhiệt (bàn ủi, bếp điện…);

*Tác dụng hóa học (điện phân);

*Tác dụng sinh lý (điện giật, chữa bệnh, châm cứu..);

*Tác dụng từ (làm lệch kim nam châm) là tác dụng cơ bản của dòng điện.

*Tác dụng quang (làm đèn điện phát sáng)

Câu C3 trang 46 SGK Vật lý 11

Dụng cụ gì dùng để đo điện năng tiêu thụ? Mỗi số đo của dụng cụ đó có giá trị bao nhiêu jun (J)?

Hướng dẫn giải

Dùng công tơ điện để đo điện năng tiêu thụ điện.

Mỗi số đo của công tơ điện là:

1kWh = 1000W x 3600s = 3,6.10⁶J

Câu C4 trang 47 SGK Vật lý 11

Hãy cho biết đơn vị tương ứng của các đại lượng tương ứng có mặt trong công thức (8.2): \(P = \dfrac{A}{t}=UI\)

Hướng dẫn giải

\(P = \dfrac{A}{t}=UI\)

Đơn vị của các đại lượng trong công thức trên là:

+ Công suất P: Oát (W)

+ Công A: Jun (J)

+ Thời gian t: giây (s)

+ Hiệu điện thế U: Vôn (V)

+ Cường độ dòng điện I: Ampe (A)

Câu C5 trang 47 SGK Vật lý 11

Hãy chứng tỏ rằng, công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được tính bằng công thức:

\(P = \dfrac{Q}{t} = R{I^2} = \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Và hãy cho biết đơn vị đo tương ứng với các đại lượng có mặt trong công thức trên.

Hướng dẫn giải

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ đã chuyển hóa thành nhiệt năng (nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn), nên  ì

\(P = \dfrac{Q}{t} = \dfrac{{R{I^2}t}}{t} = R{I^2}\)

Lại có cường độ dòng điện: \(I = \dfrac{U}{R}\)

=> \(P= \dfrac{{{U^2}}}{R}\)

Đơn vị của các đại lượng: Công suất P (W); Nhiệt lượng tỏa ra Q (J); thời gian t (s); điện trở R (Ω); hiệu điện thế U (V); cường độ dòng điện I (A)

Bài 1 (SGK trang 49)

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 suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua.

Hướng dẫn 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 của đoạn mạch : A=qU=UIt

Công thức tính công suất điện của đoạn mạch: P=A/t=UI

Bài 2 (SGK trang 49)

Hãy nêu tên một công cụ hay một thiết bị điện cho mỗi trường hợp dưới đây:

a) Khi hoạt động biến đổi điện năng thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng.

b) Khi hoạt động biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng.

c) Khi hoạt động biến đổi điện năng thành cơ năng và nhiệt năng.

d) Khi hoạt động biến đổi điện năng thành năng lượng hóa học và nhiệt năng.

Hướng dẫn giải

a)Bóng đèn dây tóc

b)Bàn là, bếp điện

c)Quạt điện

d)Ắc quy

Bài 3 (SGK trang 49)

Công suất tỏa nhiệt của một đoạn mạch là gì và được tính bằng công thức nào?

Hướng dẫn giải

Công suất tỏa nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong khoảng thời gian 1 giây.

P=R.I²

Bài 4 (SGK trang 49)

Công của nguồn điện có mối liên hệ gì với điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín? Viết công thức tính công và công suất của nguồn.

Hướng dẫn giải

Điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín băng công của lực lạ bên trong nguồn điện

Công của nguồn điện : A_ng=q.E= Ɛ.I.t

Công suất của nguồn điện : P_ng=A_ng/t= Ɛ.I

Bài 5 (SGK trang 49)

Chọn câu đúng.

Điện năng tiêu thụ được đo bằng.

A. Vồn kế.

B. Công tơ điện.

C. Ampe kế.

D. Tĩnh điện kế.

Hướng dẫn giải

Bài 5 (SGK trang 49)

Chọn câu đúng.

Điện năng tiêu thụ được đo bằng.

A. Vồn kế.

B. Công tơ điện.

C. Ampe kế.

D. Tĩnh điện kế.

Bài 6 (SGK trang 49)

Công suất điện được đo bằng đơn vị nào sau đây?

A. Jun (J).

B. Oat (W)

C. Niutơn (N).

D. CuLông (C).

Hướng dẫn giải

Công suất điện được đo bằng đơn vị nào sau đây?

A. Jun (J).

B. Oat (W)

C. Niutơn (N).

D. CuLông (C).

Ngoài ra còn có: kW, ...

Bài 7 (SGK trang 49)

Tính điện năng tiêu thụ  và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong một giờ, biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây là 6V

Hướng dẫn giải

Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch : A=UIt = 6.1.3600=21600J

Công suất điện của đoạn mạch :

Đáp án: A=21600J;

Bài 8 (SGK trang 49)

Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V – 1000 W.

a) Cho biết ý nghĩa các số ghi trên  dãy.

b) Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 25⁰C. Tính trong thời gian đun nước biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J (Kg.k)

Hướng dẫn giải

a)Ý nghĩa của các số ghi trên ấm điện

* 220V là hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu ấm điện để ấm hoạt động bình thường.

* 1000W là công suất tiêu thụ điện của ấm điện khi sử dụng ấm ở hiệu điện thế 220V

b) Nhiệt lượng cần thiết để làm sôi 2l nước :

Q=mc.∆t=2.4190.(100-25) = 628500J

Đáp án: b) t=11 phút 38 giây

Bài 9 (SGK trang 49)

Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bong đèn để thành mạch điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ 0,8A. Tính công của nguồn điện này sản ra trong thời gian 15p và tính công suất của nguồn điện khi đó.

Hướng dẫn giải

Công của nguồn điện sinh ra trong 15 phút : A_ng=ƐIt= 12.0,8.15.60=8640J

Công suất của nguồn điện khi này: P_ng=ƐI = 12.0,8=9,6W

Đáp án: A_ng=8640J ; P_ng=9,6W