VẬT LÝ 9- TÀI LIỆU DẠY THÊM- BÀI 13 NĂNG LƯỢNG ĐIỆN. CÔNG SUẤT ĐIỆN

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 22h:42' 23-03-2026
Dung lượng: 1.7 MB
Số lượt tải: 7
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 22h:42' 23-03-2026
Dung lượng: 1.7 MB
Số lượt tải: 7
Số lượt thích:
0 người
BÀI 13: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
CÔNG SUẤT ĐIỆN
I
NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
Định nghĩa: Dòng điện có năng lượng, gọi là điện năng.
Tác dụng nhiệt của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành nhiệt năng.
Tác dụng phát sáng của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành quang năng.
a. Máy khoan điện
b. Nồi cơm điện
Một số thiết bị mang năng lượng
c. Đèn chiếu sáng
Công thức tính năng lượng điện
Năng lượng điện trên một đoạn mạch được chuyển hoá thành các d ạng năng l ượng khác, xác
định bởi biểu thức:
Trong đó:
+ W là năng lượng điện, đơn vị đo là jun (J).
+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị đo là vôn (V).
+ I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A).
+ t là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch, đơn vị đo là giây (s).
Ngoài ra, năng lượng điện W còn được đo bằng kWh với
1 kWh = 3,6 MJ = 3,6.106 J = 1 số đếm công tơ điện
Đồng hồ đo điện năng trong gia đình
Nếu đoạn mạch chỉ chứa điện trở như ấm điện, bếp điện, lò sưởi diện, thì toàn bộ năng lượng
diện được chuyển hoá thành ... nhiệt năng.
Định luật Joule – Lenz: Nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận
với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của vật dẫn và th ời gian dòng đi ện ch ạy
qua
Trong đó:
+ Q (J) là nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn.
+ I (A) là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn.
+R
là điện trở của vật dẫn.
+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn.
James Prescott Joule (1818 – 1889)
II
Heinrich Lenz (1804 – 1865)
CÔNG SUẤT ĐIỆN
Định nghĩa:
Năng lượng của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong m ột đ ơn v ị thời gian gọi là công suất
điện.
Công thức tính công suất điện
Trong đó:
+ U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V).
+ I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A).
+ P là công suất điện, đơn vị đo là oát (W).
III
CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC
Trên một số thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn điện, bếp điện, bàn là đi ện,... th ường ghi hai giá tr ị
hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức.
Định nghĩa:
Công suất điện định mức của một thiết bị điện cho biết công suất mà thiết b ị đó tiêu thụ khi hoạt
động bình thường.
Ví dụ minh họa
Chẳng hạn trên bóng đèn có ghi 220 V – 60 W, nghĩa là để bóng đèn sáng bình th ường c ần m ắc
bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V, khi đó công suất điện của bóng đèn là 60 W.
a. Công suất bóng đèn
b. Công suất máy lạnh
Một số thiết bị có công suất
c. Công suất ấm điện
BÀI TẬP TỰ LUẬN ĐỊNH TÍNH
Dạng 1 CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ
Câu 1: Đặt vào hai đầu điện trở R = 4 một hiệu điện thế U = 12 V. Tính công suất tiêu thụ c ủa
điện trở.
Hướng dẫn giải
Bài cho biết U = 12 V và R = 4
Công suất tiêu thụ của điện trở
Câu 2: Một bóng đèn dây tóc có ghi 12 V – 6 W.
a. Các thông số trên có ý nghĩa gì?
b. Tính điện trở của bóng đèn và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn khi sáng bình thường?
Hướng dẫn giải
a. Các thông số ghi trên đèn cho biết các giá trị định mức để đèn hoạt động bình thường.
Bóng đèn trên hoạt động bình thường khi hiệu điện th ế gi ữa hai đ ầu bóng đèn b ằng 12 V. Khi đó
bóng đèn tiêu thụ công suất 6 W.
b. Cường độ dòng điện chạy qua đèn khi sáng bình thường
Điện trở của bóng đèn
Câu 3: Đặt một hiệu điện thế 12 V vào hai đầu một điện trở
a. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở.
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở sau 1 phút.
Hướng dẫn giải
.
a. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở
b. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
Câu 4: Tính công suất điện hao phí dưới dạng nhiệt trên một dây cáp dài 15 km dẫn dòng điện có
cường độ 100 A. Biết điện trở trên một đơn vị chiều dài của dây cáp này là
Hướng dẫn giải
Công suất điện hao phí
Câu 5: Một bóng đèn pin đang sáng với hiệu điện thế giữa hai đ ầu bóng đèn là 3,0 V và đi ện tr ở
của bóng đèn là 15 Ω. Tính:
a. Cường độ dòng điện trong bóng đèn.
b. Công suất cung cấp điện cho bóng đèn.
c. Năng lượng điện mà nguồn cung cấp cho bóng đèn trong 2,5 giờ.
Hướng dẫn giải
a. Cường độ dòng điện trong bóng đèn
b. Công suất cung cấp điện cho bóng đèn
c.
Năng
lượng
điện
mà
nguồn
cung
cấp
cho
bóng
đèn
trong
2,5
gi ờ
Câu 6: Một bóng đèn dây tóc có ghi 6 V – 3 W được mắc vào hiệu điện thế 3 V. Tính công suất tiêu
thụ của bóng đèn? Coi điện trở của dây tóc không thay đổi theo nhiệt độ.
Hướng dẫn giải
Điện trở của bóng đèn
Khi mắc đèn vào hiệu điện thế 3 V thì đèn hoạt động yếu hơn mức bình thường.
Công suất tiêu thụ của bóng đèn
Câu 7: Một máy bơm đưa một lượng nước có trọng lượng 2000 N lên cao 20 m trong th ời gian 40
giây. Bỏ qua mọi hao phí. Máy bơm sử dụng phải có công suất điện bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Công cần thiết để đưa lượng nước lên cao A = F.s = 2000.20 = 40000 J.
Đó chính là công mà máy bơm cần thực hiện được trong 40 giây.
Công suất của máy bơm
Câu 8: Một bếp điện hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 200 V và khi đó bếp có đi ện tr ở
48,4 . Tính lượng điện năng sử dụng của bếp điện trong 1 giờ? Lượng điện năng tiêu thụ ấy ứng với
bao nhiêu số đếm của công tơ điện?
Hướng dẫn giải
Công suất tiêu thụ của bếp
Đổi đơn vị 1 giờ = 3600 giây.
Điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ
Vậy lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ ứng với 1 số đếm của công tơ điện.
Câu 9: Một bàn là được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì tiêu th ụ m ột l ượng đi ện năng là 726
kJ trong thời gian 10 phút.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của bàn là khi đó?
b. Tính điện trở của dây nung khi đó?
Hướng dẫn giải
a. Công suất tiêu thụ của bàn là
Lại có
b. Điện trở của dây nung
Câu 10: Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở
thế hai đầu mạch U = 12 V.
Hiệu điện
a. Tính công suất tiêu thụ trên điện trở
b. Công suất tiêu thụ trên điện trở
bằng bao nhiêu phần trăm công suất của cả mạch?
Hướng dẫn giải
a. Mạch gồm
Điện trở của mạch
Cường độ dòng điện qua mạch
Ta có
Công suất tiêu thụ trên
là
b. Công suất của cả mạch
Câu 11: Một bàn là có ghi 250 V – 1000 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Tính điện năng tiêu
thụ của bàn là trong 2 giờ?
Hướng dẫn giải
Điện trở của bàn là
Thực tế bàn là mắc vào hiệu điện thế U = 220 V.
Công suất thực tế của bàn là
Điện năng tiêu thụ của bàn là trong 2 giờ A = P.t = 774,4.2.3600 = 5575680 J.
Câu 12: Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở
giữa hai đầu đoạn mạch U = 8 V. Tính công suất tiêu thụ trên điện trở
Hướng dẫn giải
Đoạn mạch gồm
nt
. Hiệu điện thế
Từ công thức
Ta có điện trở tương đương của đoạn mạch
Điện trở tương đương của mạch
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chứa điện trở
là
Công suất tiêu thụ trên điện trở
là
Câu 13: Trên nhãn của bóng đèn 1 có ghi 220 V – 20 W và bóng đèn 2 có ghi 220 V – 10 W. Coi
điện trở của mỗi bóng đèn không thay đổi.
a. Tính năng lượng điện tiêu thụ của mỗi bóng đèn khi s ử d ụng ở hi ệu đi ện thế 200 V trong th ời
gian
2 giờ.
b. Tính tổng công suất điện tiêu thụ của cả hai bóng đèn trong những trường hợp sau:
- Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V.
- Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V.
c. Dùng cách mắc nào nêu trên để cả hai bóng đèn đều sáng bình thường? Tại sao?
Hướng dẫn giải
a. Điện trở của mỗi đèn
Năng lượng tiêu thụ của mỗi đèn khi sử dụng ở hiệu điện 200 V trong th ời gian 2 gi ờ
b.
Mắc song song
Mắc nối tiếp
Tổng công suất tiêu thụ là
c Dùng cách mắc hai đèn song song thì hai đèn sẽ sáng bình th ường vì cùng s ử d ụng chung hi ệu
điện thế định mức 220 V.
Câu 14: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 9V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở
và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 12V như hình. Điện trở của dây nối và ampe kế rất nhỏ.
a. Bóng đèn sáng bình thường, tính điện trở của biến trở và số chỉ của ampe kế khi đó.
b. Tính năng lượng điện tiêu thụ của toàn mạch trong thời gian 30 phút.
Hướng dẫn giải
a. Vì bóng đèn sáng bình thường, nên số chỉ của ampe k ế chính là c ường đ ộ dòng đi ện đ ịnh m ức
của bóng đèn
Điện trở của bóng đèn
Điện trở của đoạn mạch
Điện trở của biến trở
b. Năng lượng điện tiêu thụ của toàn mạch
Câu 15: Hai dây điện trở của một bếp điện được mắc song song giữa hai điểm A và B có hiệu
điện thế 220 V. Cường độ dòng điện qua mỗi dây có giá trị lần lượt là 1,5A và 3,5A.
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Để có công suất của bếp là 1600W, người ta phải cắt bỏ b ớt m ột đoạn c ủa dây th ứ nh ất r ồi l ại
mắc song song với dây thứ hai vào hiệu điện thế nói trên. Hãy tính điện trở của sợi dây b ị cắt b ỏ đó.
Hướng dẫn giải
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch
b. Để có công suất là 1600 W
Dây 2 không đổi nên công suất tiêu thụ của dây 2 vẫn là
Công suất của dây thứ nhất l là
Điện trở của dây thứ nhất sau khi cắt là
Vậy điện trở của sợi dây bị cắt bỏ đó là
Dạng 2 ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ
Câu 1: Một ấm điện có điện trở 100 hoạt động bình thường có hiệu điện thế 220 V. Sử dụng
ấm để đun sôi 2 lít nước ở nhiệt độ
J/kg.K. Bỏ qua mọi hao phí.
thì mất bao lâu? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng ấm tỏa ra
Nhiệt lượng nước thu vào
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt
phút
Câu 2: Đặt vào hai đầu điện trở R = 20 một hiệu điện thế 40 V. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên
điện trở trong 1 phút.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật Joule - Lenz, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
Câu 3: Một bếp điện sử dụng dây nung có điện trở R = 50 hoạt động bình thường khi cường độ
dòng điện chạy qua bếp là 2 A.
a. Tính nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 10 phút.
b. Sử dụng bếp điện trên để đun 500 am nước ở nhiệt độ
Biết nhiệt dung riêng của nước
là
4200 J/kg.K. Coi nhi ệt l ượng c ủa b ếp truy ền h ết cho n ước. Tính th ời gian đun
sôi nước.
Hướng dẫn giải
a. Áp dụng định luật Joule - Lenz, nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 10 phút
b. Gọi thời gian đun sôi nước là t.
Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong thời gian t là
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
đến
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Câu 4: Một ấm điện hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 220 V. Sử dụng ấm để đun sôi 2 kg
nước ở nhiệt độ
thì mất 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. B ỏ qua m ọi
hao phí. Tính điện trở của dây mayso của ấm?
Hướng dẫn giải
Gọi điện trở dây mayso của ấm là R.
Nhiệt lượng ấm tỏa ra trong 10 phút
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
Theo phương trình cân bằng nhiệt
lên
Dạng 3 HIỆU SUẤT CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN
Câu 1: Một quạt điện có ghi 220 V – 440 W hoạt động ở hiệu điện th ế 220 V. Hi ệu su ất c ủa qu ạt
bằng 90%. Tính điện trở của quạt.
Hướng dẫn giải
Hiệu suất của quạt
Điện trở của quạt
Câu 2: Một bếp điện đun hai lít nước ở nhiệt độ
Muốn đun sôi lượng nước đó trong
20 phút thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Bi ết nhi ệt dung riêng c ủa n ước c = 4,18
kJ/(kg.K) và hiệu suất của bếp điện H = 70%.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng cần để đun sôi nước
trong đó m = 2 kg là khối lượng nước cần đun,
Mặt khác, nhiệt lượng có ích để đun nước do bếp đi ện cung c ấp trong th ời gian t là: Q = H.Pt, v ới
P là công suất của bếp điện.
Câu 3: Dùng ấm điện có ghi 220V – 1000W ở điện áp 220V để đun sôi 2 lít n ước t ừ nhi ệt đ ộ
. Biết hiệu suất của ấm là 90%, nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K, tính th ời gian đun
nước.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng từ
đ ến
là
Hiệu suất của ấm là 90% nên nhiệt lượng bếp tỏa ra là
Điện trở của ấm
Từ (1), (2)
Câu 4: Dùng ấm điện có ghi 220 V – 1100 W ở điện áp 220 V để đun 2,5 lít nước từ nhiệt đ ộ
thì sau 15 phút nước sôi. Nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K. Tính hiệu suất c ủa ấm.
Hướng dẫn giải
Điện trở của ấm
Nhiệt lượng nước thu vào
Nhiệt lượng do ấm tỏa ra
Hiệu suất của ấm
Câu 5: Một bếp điện có ghi 220 V – 1000 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V.
a. Tính điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ?
b. Bếp được sử dụng để đun sôi 1 kg nước ở nhiệt đ ộ
Biết nhiệt dung riêng của nước là
4200 J/kg.K, hiệu suất của bếp là 80%. Tính thời gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên?
Hướng dẫn giải
a. Bếp điện được mắc vào hiệu điện thế 220 V nên hoạt đ ộng ở đúng các giá tr ị đ ịnh m ức. Đi ện
năng tiêu thụ trong 1 giờ
b. Nhiệt lượng mà nước thu vào
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra
Thời gian cần thiết để đun sôi nước
phút.
Câu 6: Một bóng đèn sợi đốt được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng đi ện ch ạy qua bóng
có cường độ 3 A. Sau 1 giờ thắp sáng thì l ượng nhiệt mà bóng t ỏa ra xung quanh là 0,15 MJ. Tính hi ệu
suất của đèn?
Hướng dẫn giải
Năng lượng toàn phần của đèn đã tiêu thụ
Năng lượng có ích của đèn là năng lượng dùng thắp sáng, còn năng l ượng t ỏa nhi ệt là năng l ượng
hao phí
Hiệu suất của bóng đèn
Câu 7: Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện ch ạy qua b ếp có c ường
độ 3 A. Dùng bếp này có thể đun sôi được 2 kg n ước t ừ nhi ệt đ ộ ban đ ầu
trong thời gian 20
phút. Tính hiệu suất của bếp điện. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng toàn phần do bếp tỏa ra chính là điện năng mà b ếp đã tiêu th ụ
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
lên
Hiệu suất của bếp:
Câu 8: Một ấm điện sử dụng dây mayso có điện trở 50 hoạt động bình thường ở hiệu điện thế
100 V. Sử dụng ấm này đun sôi 200 g nước ở nhiệt đ ộ
riêng của nước là 4200 J/kg.K và hiệu suất của ấm là 80%.
Hướng dẫn giải
Gọi thời gian đun sôi nước là t.
mất thời gian bao lâu? Biết nhiệt dung
Nhiệt lượng toàn phần bếp tỏa ra trong thời gian t
Vì hiệu suất của bếp đạt 80% nên phần năng lượng có ích
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt đ ộ từ
lên đến
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Câu 9: Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,4 kg chứa 2 kg nước ở 200C. Muốn đun sôi lượng
nước đó trong 16 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Bi ết r ằng nhi ệt dung riêng c ủa n ước là
4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là
và 27,1% nhiệt lượng toả ra môi trường
xung quanh.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 20°C tới 100°C là
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 20°C tới 100°C là
Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết
Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung c ấp trong th ời gian 16 phút là
Từ (1) và (2) suy ra
Dạng 4 BÀI TOÁN TÍNH TIỀN ĐIỆN
Câu 1: Một bóng đèn dây tóc được sử dụng dưới hiệu điện thế
thì dòng điện chạy qua đèn
có cường độ là
a. Tính điện năng mà đèn tiêu thụ trong 30 phút theo đơn vị Jun và kW.h?
b. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng đèn trong 30 ngày, m ỗi ngày s ử d ụng 30 phút, bi ết
một số điện có giá là 1500 đồng.
Hướng dẫn giải
a. Điện năng đèn tiêu thụ trong 30 phút là
với
b. Vì giá 1kW.h điện là 1500 đồng nên số tiền phải tr ả trong 30 ngày là
đồng.
Câu 2: Một ấm điện có công suất 1000 W.
a. Tính lượng điện năng mà ấm tiêu thụ khi hoạt động trong 8 giờ?
b. Biết giá tiền phải trả cho mỗi số điện là 3000 đ ồng? Tính s ố ti ền ph ải tr ả cho vi ệc s ử d ụng
ấm điện trên trong 8 giờ?
Hướng dẫn giải
a. Đổi đơn vị: 8 giờ= 28800 giây.
Điện năng ấm tiêu thụ trong 8 giờ
b. Số kWh ấm tiêu thụ trong 8 giờ:
(tương ứng với 8 số điện).
Số tiền phải trả cho việc sử dụng ấm T = 3000.8 = 24000 đồng.
Câu 3: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở
bếp khi đó là 2,5 A.
a. Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong thời gian 1 phút.
và cường độ dòng điện qua
b. Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5 lít nước có nhiệt độ ban đ ầu
C thì thời gian đun sôi nước
là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích. Tính hi ệu su ất c ủa b ếp. Bi ết
nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K). Khối lượng riêng của nước là
c. Mỗi ngày sử dụng bếp này 3 giờ. Tính tiền điện phải tr ả cho vi ệc s ử d ụng b ếp đó trong 30
ngày, nếu giá 1kWh điện là 2000 đồng.
Hướng dẫn giải
a. Nhiệt lượng toả ra trong thời gian 1 phút là
b. Nhiệt lượng mà bếp tiêu thụ trong 20 phút là
Nhiệt lượng cần thiết để làm nước sôi là
Hiệu suất của bếp
c. Công suất toả nhiệt của bếp là
Mỗi ngày sử dụng ấm 3 giờ, do đó thời gian sử dụng của 30 ngày là 90 giờ.
Điện năng mà bếp tiêu thụ là
Vì giá 1kW.h điện là 2000 đồng nên số tiền phải trả trong 30 ngày là 45.2000 = 90000 đ ồng.
Câu 4: Các công ti điện lực sử dụng đơn vị kWh để đo năng l ượng đi ện tiêu th ụ và tính ti ền đi ện.
1 kWh là năng lượng điện mà một thiết bị điện có công suất 1 kW tiêu th ụ trong 1 gi ờ. M ột bình nóng
lạnh đang hoạt động ở hiệu điện thế 230 V với công suất 9,5 kW.
a. Tính cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh. Giải thích t ại sao nên s ử d ụng đ ường dây riêng
và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.
b. Giả sử mỗi ngày, một gia đình sử dụng bình nóng lạnh trong 90 phút. Nếu giá bản điện là 2 500
đồng/kWh thì số tiền gia đình phải trả mỗi ngày để sử dụng bình nóng lạnh là bao nhiêu? Ước tính
số tiền phải trả trong một tháng; đề xuất biện pháp tiết kiệm chi phí tiền đi ện ph ải tr ả do s ử d ụng
bình nóng lạnh
Hướng dẫn giải
a. Cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh
Với cường độ dòng điện chạy qua bình nóng l ạnh quá l ớn nên ng ười ta th ường s ử d ụng đ ường
dây riêng và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.
b. Lượng điện năng tiêu thụ trong một ngày khi s ử d ụng bình nóng l ạnh là
Số tiền điện phải trả trong 1 ngày T1day = 14,25.2500 = 35 635 đồng.
Số tiền điện phải trả trong 1 tháng (30 ngày) T30day = 35 625.30 = 1 068 750 đồng.
Biện pháp tiết kiệm tiền điện khi sử dụng bình nóng lạnh:
+ Chọn bình nóng lạnh có công suất phù hợp.
+ Chọn bình nóng lạnh có dung tích phù hợp với nhu cầu sử dụng.
+ Không bật bình suốt 24 giờ.
+ Thường xuyên kiểm tra, bảo trì.
+ Chọn bình nóng lạnh có thương hiệu, uy tính, chất lượng,…
Câu 5: Một trường học có 20 phòng học, tính trung bình m ỗi phòng h ọc s ử d ụng đi ện trong 10
giờ mỗi ngày với một công suất điện tiêu thụ 500W.
a. Tính công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học trên.
b. Tính năng lượng điện tiêu thụ của trường học trên 30 ngày.
c. Tính tiền điện của trường học trên phải trả trong 30 ngày với giá điện 2000 đồng/kW.h.
d. Nếu tại các phòng học của trường học trên, các bạn h ọc sinh đ ều có ý th ức ti ết ki ệm đi ện
bằng cách tắt các thiết bị điện khi không sử dụng. Thời gian dùng các thi ết b ị đi ện ở m ỗi phòng h ọc
chỉ còn 8 giờ mỗi ngày. Em hãy tính tiền điện mà tr ường học trên đã ti ết ki ệm đ ược trong m ột năm
học (9 tháng, mỗi tháng 30 ngày).
Hướng dẫn giải
a. Công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học
b. Năng lượng điện tiêu thụ của trường học trong 30 ngày
c. Tiền điện của trường học phải trả trong 30 ngày T = 2000.3000 = 6 000 000 đ ồng.
d Tiền điện của trường học tiết kiệm được trong một năm học T = 2000.(10.2.30.9) = 10 800 000
đồng.
Câu 6: Một bóng đèn dây tóc có công suất 75 W có th ời gian thắp sáng t ối đa là 1000 gi ờ và giá
hiện nay là 3500 đồng. Một bóng đèn compact có công su ất 15 W có đ ộ sáng t ương đ ương th ắp sáng
tối đa được 8000 giờ và giá hiện nay là 60000 đồng.
a. Tính điện năng tiêu thụ của mỗi loại bóng đèn trong 8000 giờ?
b. Tính toàn bộ chi phí (tiền mua bóng đèn và tiền điện phải tr ả) cho vi ệc s ử d ụng m ỗi lo ại bóng
đèn trên 8000 giờ nếu giá của 1 kWh là 1200 đ ồng? Từ đó cho bi ết s ử d ụng lo ại bóng nào có l ợi h ơn?
Vì sao?
Hướng dẫn giải
a. Điện năng tiêu thụ của đèn sợi đốt trong 8000 giờ
Điện năng tiêu thụ của bóng đèn compact trong 8000 giờ
b. Trong 8000 giờ ta cần sử dụng 8 bóng đèn sợi đốt (vì tuổi thọ mỗi bóng đèn chỉ được 1000
giờ)
Chi phí sử dụng bóng đèn sợi đốt T = 8.3500 + 600.1200 = 748000 đồng.
Chi phí sử dụng bóng đèn compact T = 1.60000 + 120.1200 = 204000 đồng.
Vậy sử dụng bóng đèn compact có lợi hơn vì hiệu quả kinh tế cao hơn.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Điện năng được đo bằng
A. vôn kế.
B. công tơ điện.
C. ampe kế.
Hướng dẫn giải
Công tơ điện là thiết bị đo điện năng tiêu thụ.
Câu 2: Đơn vị đo công suất điện là
A. Niu tơn (N).
B. Jun (J).
C. Oát (W).
Hướng dẫn giải
D. tĩnh điện kế.
D. Cu lông (C).
Công suất có đơn vị là W.
Câu 3: Công suất tiêu thụ được đo bằng đơn vị
A. jun (J).
B. oat (W).
C. niutơn (N).
D. culông (C).
Câu 4: Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở
A. bóng đèn dây tóc.
B. quạt điện.
C. ấm điện.
D. acquy đang được nạp điện.
Hướng dẫn giải
Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở ấm điện.
Câu 5: Đặt hiệu điện thế vào hai đầu một điện trở
thì dòng điện chạy qua R có cường độ
Công suất tỏa nhiệt ở điện trở này không thể tính theo bằng công thức
B.
A.
C.
D.
Hướng dẫn giải
Công suất tỏa nhiệt ở điện trở:
Câu 6: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện qua dây dẫn.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện qua dây dẫn.
D. tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn
Câu 7: Số đếm của công tơ điện gia đình cho biết
A. công suất điện gia đình sử dụng.
C. điện năng gia đình sử dụng.
B. thời gian sử dụng điện của gia đình.
D. số dụng cụ, thiết bị gia đình sử dụng.
Hướng dẫn giải
Công tơ điện dùng để đo lượng điện năng tiêu thụ.
Câu 8: Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì nhiệt l ượng t ỏa ra trên v ật d ẫn trong th ời
gian
A.
là
B.
C.
Câu 9: Công thức tính công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là
D.
A.
B.
C.
D.
Câu 10: Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch không tỉ lệ thuận với
A. hiệu điện thế hai đầu mạch.
B. nhiệt độ của vật dẫn trong mạch.
C. cường độ dòng điện trong mạch.
D. thời gian dòng điện chạy qua mạch.
Hướng dẫn giải
với t là thời gian dòng điện chạy qua mạch.
Câu 11: Biểu thức liên hệ giữa hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn, cường độ dòng điện và đi ện tr ở
của vật dẫn là
A.
B.
C.
D.
Câu 12: Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần l ượt là
của hai bóng đó bằng nhau thì tỷ số hai điện trở
A.
B.
và
Nếu công suất định mức
là
C.
Hướng dẫn giải
D.
Theo đề ta có
Câu 13: Cho một đoạn mạch có điện trở không đổi. Nếu hiệu điện thế hai đầu mạch tăng
trong cùng khoảng thời gian năng lượng tiêu thụ của mạch
A. tăng
lần.
B. tăng
Năng lượng tiêu thụ
lần.
C. không đổi.
Hướng dẫn giải
U tăng
lần thì
tăng
D. giảm
lần thì
lần.
lần.
Câu 14: Biểu thức liên hệ giữa hiệu điện thế, cường độ dòng điện và đi ện tr ở c ủa hai v ật d ẫn m ắc
nối tiếp là
A.
B.
C.
Hướng dẫn giải
D.
Hai điện trở nối tiếp thì
Câu 15: Công suất định mức của các dụng cụ điện là công suất
A. lớn nhầt mà dụng cụ đó có thể đạt được.
B. tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được.
C. mà dụng cụ đó có thể đạt được khi nó hoạt động bình thường.
D. cực đại mà dụng cụ đó có thể đạt được.
Hướng dẫn giải
Các giá trị định mức là các giá trị sử dụng của thiết bị cho biết khi ho ạt đ ộng v ới giá tr ị đó sẽ cho
kết quả tốt nhất và thiết bị hoạt động bình thường.
Câu 16: Định luật Joule - Lenz cho biết điện năng biến đổi thành
A. cơ năng.
B. quang năng.
C. hóa năng.
Hướng dẫn giải
Định luật Joule - Lenz cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
D. nhiệt năng.
Câu 17: Theo định l
CÔNG SUẤT ĐIỆN
I
NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
Định nghĩa: Dòng điện có năng lượng, gọi là điện năng.
Tác dụng nhiệt của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành nhiệt năng.
Tác dụng phát sáng của dòng điện chứng tỏ điện năng chuyển hoá thành quang năng.
a. Máy khoan điện
b. Nồi cơm điện
Một số thiết bị mang năng lượng
c. Đèn chiếu sáng
Công thức tính năng lượng điện
Năng lượng điện trên một đoạn mạch được chuyển hoá thành các d ạng năng l ượng khác, xác
định bởi biểu thức:
Trong đó:
+ W là năng lượng điện, đơn vị đo là jun (J).
+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị đo là vôn (V).
+ I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A).
+ t là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch, đơn vị đo là giây (s).
Ngoài ra, năng lượng điện W còn được đo bằng kWh với
1 kWh = 3,6 MJ = 3,6.106 J = 1 số đếm công tơ điện
Đồng hồ đo điện năng trong gia đình
Nếu đoạn mạch chỉ chứa điện trở như ấm điện, bếp điện, lò sưởi diện, thì toàn bộ năng lượng
diện được chuyển hoá thành ... nhiệt năng.
Định luật Joule – Lenz: Nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận
với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của vật dẫn và th ời gian dòng đi ện ch ạy
qua
Trong đó:
+ Q (J) là nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn.
+ I (A) là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn.
+R
là điện trở của vật dẫn.
+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn.
James Prescott Joule (1818 – 1889)
II
Heinrich Lenz (1804 – 1865)
CÔNG SUẤT ĐIỆN
Định nghĩa:
Năng lượng của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong m ột đ ơn v ị thời gian gọi là công suất
điện.
Công thức tính công suất điện
Trong đó:
+ U là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V).
+ I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A).
+ P là công suất điện, đơn vị đo là oát (W).
III
CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC
Trên một số thiết bị tiêu thụ điện như bóng đèn điện, bếp điện, bàn là đi ện,... th ường ghi hai giá tr ị
hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức.
Định nghĩa:
Công suất điện định mức của một thiết bị điện cho biết công suất mà thiết b ị đó tiêu thụ khi hoạt
động bình thường.
Ví dụ minh họa
Chẳng hạn trên bóng đèn có ghi 220 V – 60 W, nghĩa là để bóng đèn sáng bình th ường c ần m ắc
bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V, khi đó công suất điện của bóng đèn là 60 W.
a. Công suất bóng đèn
b. Công suất máy lạnh
Một số thiết bị có công suất
c. Công suất ấm điện
BÀI TẬP TỰ LUẬN ĐỊNH TÍNH
Dạng 1 CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ
Câu 1: Đặt vào hai đầu điện trở R = 4 một hiệu điện thế U = 12 V. Tính công suất tiêu thụ c ủa
điện trở.
Hướng dẫn giải
Bài cho biết U = 12 V và R = 4
Công suất tiêu thụ của điện trở
Câu 2: Một bóng đèn dây tóc có ghi 12 V – 6 W.
a. Các thông số trên có ý nghĩa gì?
b. Tính điện trở của bóng đèn và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn khi sáng bình thường?
Hướng dẫn giải
a. Các thông số ghi trên đèn cho biết các giá trị định mức để đèn hoạt động bình thường.
Bóng đèn trên hoạt động bình thường khi hiệu điện th ế gi ữa hai đ ầu bóng đèn b ằng 12 V. Khi đó
bóng đèn tiêu thụ công suất 6 W.
b. Cường độ dòng điện chạy qua đèn khi sáng bình thường
Điện trở của bóng đèn
Câu 3: Đặt một hiệu điện thế 12 V vào hai đầu một điện trở
a. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở.
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở sau 1 phút.
Hướng dẫn giải
.
a. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở
b. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
Câu 4: Tính công suất điện hao phí dưới dạng nhiệt trên một dây cáp dài 15 km dẫn dòng điện có
cường độ 100 A. Biết điện trở trên một đơn vị chiều dài của dây cáp này là
Hướng dẫn giải
Công suất điện hao phí
Câu 5: Một bóng đèn pin đang sáng với hiệu điện thế giữa hai đ ầu bóng đèn là 3,0 V và đi ện tr ở
của bóng đèn là 15 Ω. Tính:
a. Cường độ dòng điện trong bóng đèn.
b. Công suất cung cấp điện cho bóng đèn.
c. Năng lượng điện mà nguồn cung cấp cho bóng đèn trong 2,5 giờ.
Hướng dẫn giải
a. Cường độ dòng điện trong bóng đèn
b. Công suất cung cấp điện cho bóng đèn
c.
Năng
lượng
điện
mà
nguồn
cung
cấp
cho
bóng
đèn
trong
2,5
gi ờ
Câu 6: Một bóng đèn dây tóc có ghi 6 V – 3 W được mắc vào hiệu điện thế 3 V. Tính công suất tiêu
thụ của bóng đèn? Coi điện trở của dây tóc không thay đổi theo nhiệt độ.
Hướng dẫn giải
Điện trở của bóng đèn
Khi mắc đèn vào hiệu điện thế 3 V thì đèn hoạt động yếu hơn mức bình thường.
Công suất tiêu thụ của bóng đèn
Câu 7: Một máy bơm đưa một lượng nước có trọng lượng 2000 N lên cao 20 m trong th ời gian 40
giây. Bỏ qua mọi hao phí. Máy bơm sử dụng phải có công suất điện bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Công cần thiết để đưa lượng nước lên cao A = F.s = 2000.20 = 40000 J.
Đó chính là công mà máy bơm cần thực hiện được trong 40 giây.
Công suất của máy bơm
Câu 8: Một bếp điện hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 200 V và khi đó bếp có đi ện tr ở
48,4 . Tính lượng điện năng sử dụng của bếp điện trong 1 giờ? Lượng điện năng tiêu thụ ấy ứng với
bao nhiêu số đếm của công tơ điện?
Hướng dẫn giải
Công suất tiêu thụ của bếp
Đổi đơn vị 1 giờ = 3600 giây.
Điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ
Vậy lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ ứng với 1 số đếm của công tơ điện.
Câu 9: Một bàn là được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì tiêu th ụ m ột l ượng đi ện năng là 726
kJ trong thời gian 10 phút.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của bàn là khi đó?
b. Tính điện trở của dây nung khi đó?
Hướng dẫn giải
a. Công suất tiêu thụ của bàn là
Lại có
b. Điện trở của dây nung
Câu 10: Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở
thế hai đầu mạch U = 12 V.
Hiệu điện
a. Tính công suất tiêu thụ trên điện trở
b. Công suất tiêu thụ trên điện trở
bằng bao nhiêu phần trăm công suất của cả mạch?
Hướng dẫn giải
a. Mạch gồm
Điện trở của mạch
Cường độ dòng điện qua mạch
Ta có
Công suất tiêu thụ trên
là
b. Công suất của cả mạch
Câu 11: Một bàn là có ghi 250 V – 1000 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Tính điện năng tiêu
thụ của bàn là trong 2 giờ?
Hướng dẫn giải
Điện trở của bàn là
Thực tế bàn là mắc vào hiệu điện thế U = 220 V.
Công suất thực tế của bàn là
Điện năng tiêu thụ của bàn là trong 2 giờ A = P.t = 774,4.2.3600 = 5575680 J.
Câu 12: Cho mạch điện như hình vẽ. Các điện trở
giữa hai đầu đoạn mạch U = 8 V. Tính công suất tiêu thụ trên điện trở
Hướng dẫn giải
Đoạn mạch gồm
nt
. Hiệu điện thế
Từ công thức
Ta có điện trở tương đương của đoạn mạch
Điện trở tương đương của mạch
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch chứa điện trở
là
Công suất tiêu thụ trên điện trở
là
Câu 13: Trên nhãn của bóng đèn 1 có ghi 220 V – 20 W và bóng đèn 2 có ghi 220 V – 10 W. Coi
điện trở của mỗi bóng đèn không thay đổi.
a. Tính năng lượng điện tiêu thụ của mỗi bóng đèn khi s ử d ụng ở hi ệu đi ện thế 200 V trong th ời
gian
2 giờ.
b. Tính tổng công suất điện tiêu thụ của cả hai bóng đèn trong những trường hợp sau:
- Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V.
- Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V.
c. Dùng cách mắc nào nêu trên để cả hai bóng đèn đều sáng bình thường? Tại sao?
Hướng dẫn giải
a. Điện trở của mỗi đèn
Năng lượng tiêu thụ của mỗi đèn khi sử dụng ở hiệu điện 200 V trong th ời gian 2 gi ờ
b.
Mắc song song
Mắc nối tiếp
Tổng công suất tiêu thụ là
c Dùng cách mắc hai đèn song song thì hai đèn sẽ sáng bình th ường vì cùng s ử d ụng chung hi ệu
điện thế định mức 220 V.
Câu 14: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 9V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở
và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 12V như hình. Điện trở của dây nối và ampe kế rất nhỏ.
a. Bóng đèn sáng bình thường, tính điện trở của biến trở và số chỉ của ampe kế khi đó.
b. Tính năng lượng điện tiêu thụ của toàn mạch trong thời gian 30 phút.
Hướng dẫn giải
a. Vì bóng đèn sáng bình thường, nên số chỉ của ampe k ế chính là c ường đ ộ dòng đi ện đ ịnh m ức
của bóng đèn
Điện trở của bóng đèn
Điện trở của đoạn mạch
Điện trở của biến trở
b. Năng lượng điện tiêu thụ của toàn mạch
Câu 15: Hai dây điện trở của một bếp điện được mắc song song giữa hai điểm A và B có hiệu
điện thế 220 V. Cường độ dòng điện qua mỗi dây có giá trị lần lượt là 1,5A và 3,5A.
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Để có công suất của bếp là 1600W, người ta phải cắt bỏ b ớt m ột đoạn c ủa dây th ứ nh ất r ồi l ại
mắc song song với dây thứ hai vào hiệu điện thế nói trên. Hãy tính điện trở của sợi dây b ị cắt b ỏ đó.
Hướng dẫn giải
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch
b. Để có công suất là 1600 W
Dây 2 không đổi nên công suất tiêu thụ của dây 2 vẫn là
Công suất của dây thứ nhất l là
Điện trở của dây thứ nhất sau khi cắt là
Vậy điện trở của sợi dây bị cắt bỏ đó là
Dạng 2 ĐỊNH LUẬT JOULE - LENZ
Câu 1: Một ấm điện có điện trở 100 hoạt động bình thường có hiệu điện thế 220 V. Sử dụng
ấm để đun sôi 2 lít nước ở nhiệt độ
J/kg.K. Bỏ qua mọi hao phí.
thì mất bao lâu? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng ấm tỏa ra
Nhiệt lượng nước thu vào
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt
phút
Câu 2: Đặt vào hai đầu điện trở R = 20 một hiệu điện thế 40 V. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên
điện trở trong 1 phút.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật Joule - Lenz, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
Câu 3: Một bếp điện sử dụng dây nung có điện trở R = 50 hoạt động bình thường khi cường độ
dòng điện chạy qua bếp là 2 A.
a. Tính nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 10 phút.
b. Sử dụng bếp điện trên để đun 500 am nước ở nhiệt độ
Biết nhiệt dung riêng của nước
là
4200 J/kg.K. Coi nhi ệt l ượng c ủa b ếp truy ền h ết cho n ước. Tính th ời gian đun
sôi nước.
Hướng dẫn giải
a. Áp dụng định luật Joule - Lenz, nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 10 phút
b. Gọi thời gian đun sôi nước là t.
Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong thời gian t là
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
đến
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Câu 4: Một ấm điện hoạt động bình thường ở hiệu điện thế 220 V. Sử dụng ấm để đun sôi 2 kg
nước ở nhiệt độ
thì mất 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. B ỏ qua m ọi
hao phí. Tính điện trở của dây mayso của ấm?
Hướng dẫn giải
Gọi điện trở dây mayso của ấm là R.
Nhiệt lượng ấm tỏa ra trong 10 phút
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
Theo phương trình cân bằng nhiệt
lên
Dạng 3 HIỆU SUẤT CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN
Câu 1: Một quạt điện có ghi 220 V – 440 W hoạt động ở hiệu điện th ế 220 V. Hi ệu su ất c ủa qu ạt
bằng 90%. Tính điện trở của quạt.
Hướng dẫn giải
Hiệu suất của quạt
Điện trở của quạt
Câu 2: Một bếp điện đun hai lít nước ở nhiệt độ
Muốn đun sôi lượng nước đó trong
20 phút thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Bi ết nhi ệt dung riêng c ủa n ước c = 4,18
kJ/(kg.K) và hiệu suất của bếp điện H = 70%.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng cần để đun sôi nước
trong đó m = 2 kg là khối lượng nước cần đun,
Mặt khác, nhiệt lượng có ích để đun nước do bếp đi ện cung c ấp trong th ời gian t là: Q = H.Pt, v ới
P là công suất của bếp điện.
Câu 3: Dùng ấm điện có ghi 220V – 1000W ở điện áp 220V để đun sôi 2 lít n ước t ừ nhi ệt đ ộ
. Biết hiệu suất của ấm là 90%, nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K, tính th ời gian đun
nước.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng từ
đ ến
là
Hiệu suất của ấm là 90% nên nhiệt lượng bếp tỏa ra là
Điện trở của ấm
Từ (1), (2)
Câu 4: Dùng ấm điện có ghi 220 V – 1100 W ở điện áp 220 V để đun 2,5 lít nước từ nhiệt đ ộ
thì sau 15 phút nước sôi. Nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K. Tính hiệu suất c ủa ấm.
Hướng dẫn giải
Điện trở của ấm
Nhiệt lượng nước thu vào
Nhiệt lượng do ấm tỏa ra
Hiệu suất của ấm
Câu 5: Một bếp điện có ghi 220 V – 1000 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V.
a. Tính điện năng mà bếp tiêu thụ trong 1 giờ?
b. Bếp được sử dụng để đun sôi 1 kg nước ở nhiệt đ ộ
Biết nhiệt dung riêng của nước là
4200 J/kg.K, hiệu suất của bếp là 80%. Tính thời gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên?
Hướng dẫn giải
a. Bếp điện được mắc vào hiệu điện thế 220 V nên hoạt đ ộng ở đúng các giá tr ị đ ịnh m ức. Đi ện
năng tiêu thụ trong 1 giờ
b. Nhiệt lượng mà nước thu vào
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra
Thời gian cần thiết để đun sôi nước
phút.
Câu 6: Một bóng đèn sợi đốt được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng đi ện ch ạy qua bóng
có cường độ 3 A. Sau 1 giờ thắp sáng thì l ượng nhiệt mà bóng t ỏa ra xung quanh là 0,15 MJ. Tính hi ệu
suất của đèn?
Hướng dẫn giải
Năng lượng toàn phần của đèn đã tiêu thụ
Năng lượng có ích của đèn là năng lượng dùng thắp sáng, còn năng l ượng t ỏa nhi ệt là năng l ượng
hao phí
Hiệu suất của bóng đèn
Câu 7: Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện ch ạy qua b ếp có c ường
độ 3 A. Dùng bếp này có thể đun sôi được 2 kg n ước t ừ nhi ệt đ ộ ban đ ầu
trong thời gian 20
phút. Tính hiệu suất của bếp điện. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng toàn phần do bếp tỏa ra chính là điện năng mà b ếp đã tiêu th ụ
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ
lên
Hiệu suất của bếp:
Câu 8: Một ấm điện sử dụng dây mayso có điện trở 50 hoạt động bình thường ở hiệu điện thế
100 V. Sử dụng ấm này đun sôi 200 g nước ở nhiệt đ ộ
riêng của nước là 4200 J/kg.K và hiệu suất của ấm là 80%.
Hướng dẫn giải
Gọi thời gian đun sôi nước là t.
mất thời gian bao lâu? Biết nhiệt dung
Nhiệt lượng toàn phần bếp tỏa ra trong thời gian t
Vì hiệu suất của bếp đạt 80% nên phần năng lượng có ích
Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt đ ộ từ
lên đến
Theo phương trình cân bằng nhiệt
Câu 9: Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,4 kg chứa 2 kg nước ở 200C. Muốn đun sôi lượng
nước đó trong 16 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Bi ết r ằng nhi ệt dung riêng c ủa n ước là
4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là
và 27,1% nhiệt lượng toả ra môi trường
xung quanh.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 20°C tới 100°C là
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 20°C tới 100°C là
Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết
Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung c ấp trong th ời gian 16 phút là
Từ (1) và (2) suy ra
Dạng 4 BÀI TOÁN TÍNH TIỀN ĐIỆN
Câu 1: Một bóng đèn dây tóc được sử dụng dưới hiệu điện thế
thì dòng điện chạy qua đèn
có cường độ là
a. Tính điện năng mà đèn tiêu thụ trong 30 phút theo đơn vị Jun và kW.h?
b. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng đèn trong 30 ngày, m ỗi ngày s ử d ụng 30 phút, bi ết
một số điện có giá là 1500 đồng.
Hướng dẫn giải
a. Điện năng đèn tiêu thụ trong 30 phút là
với
b. Vì giá 1kW.h điện là 1500 đồng nên số tiền phải tr ả trong 30 ngày là
đồng.
Câu 2: Một ấm điện có công suất 1000 W.
a. Tính lượng điện năng mà ấm tiêu thụ khi hoạt động trong 8 giờ?
b. Biết giá tiền phải trả cho mỗi số điện là 3000 đ ồng? Tính s ố ti ền ph ải tr ả cho vi ệc s ử d ụng
ấm điện trên trong 8 giờ?
Hướng dẫn giải
a. Đổi đơn vị: 8 giờ= 28800 giây.
Điện năng ấm tiêu thụ trong 8 giờ
b. Số kWh ấm tiêu thụ trong 8 giờ:
(tương ứng với 8 số điện).
Số tiền phải trả cho việc sử dụng ấm T = 3000.8 = 24000 đồng.
Câu 3: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở
bếp khi đó là 2,5 A.
a. Tính nhiệt lượng mà bếp toả ra trong thời gian 1 phút.
và cường độ dòng điện qua
b. Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5 lít nước có nhiệt độ ban đ ầu
C thì thời gian đun sôi nước
là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là có ích. Tính hi ệu su ất c ủa b ếp. Bi ết
nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K). Khối lượng riêng của nước là
c. Mỗi ngày sử dụng bếp này 3 giờ. Tính tiền điện phải tr ả cho vi ệc s ử d ụng b ếp đó trong 30
ngày, nếu giá 1kWh điện là 2000 đồng.
Hướng dẫn giải
a. Nhiệt lượng toả ra trong thời gian 1 phút là
b. Nhiệt lượng mà bếp tiêu thụ trong 20 phút là
Nhiệt lượng cần thiết để làm nước sôi là
Hiệu suất của bếp
c. Công suất toả nhiệt của bếp là
Mỗi ngày sử dụng ấm 3 giờ, do đó thời gian sử dụng của 30 ngày là 90 giờ.
Điện năng mà bếp tiêu thụ là
Vì giá 1kW.h điện là 2000 đồng nên số tiền phải trả trong 30 ngày là 45.2000 = 90000 đ ồng.
Câu 4: Các công ti điện lực sử dụng đơn vị kWh để đo năng l ượng đi ện tiêu th ụ và tính ti ền đi ện.
1 kWh là năng lượng điện mà một thiết bị điện có công suất 1 kW tiêu th ụ trong 1 gi ờ. M ột bình nóng
lạnh đang hoạt động ở hiệu điện thế 230 V với công suất 9,5 kW.
a. Tính cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh. Giải thích t ại sao nên s ử d ụng đ ường dây riêng
và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.
b. Giả sử mỗi ngày, một gia đình sử dụng bình nóng lạnh trong 90 phút. Nếu giá bản điện là 2 500
đồng/kWh thì số tiền gia đình phải trả mỗi ngày để sử dụng bình nóng lạnh là bao nhiêu? Ước tính
số tiền phải trả trong một tháng; đề xuất biện pháp tiết kiệm chi phí tiền đi ện ph ải tr ả do s ử d ụng
bình nóng lạnh
Hướng dẫn giải
a. Cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh
Với cường độ dòng điện chạy qua bình nóng l ạnh quá l ớn nên ng ười ta th ường s ử d ụng đ ường
dây riêng và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.
b. Lượng điện năng tiêu thụ trong một ngày khi s ử d ụng bình nóng l ạnh là
Số tiền điện phải trả trong 1 ngày T1day = 14,25.2500 = 35 635 đồng.
Số tiền điện phải trả trong 1 tháng (30 ngày) T30day = 35 625.30 = 1 068 750 đồng.
Biện pháp tiết kiệm tiền điện khi sử dụng bình nóng lạnh:
+ Chọn bình nóng lạnh có công suất phù hợp.
+ Chọn bình nóng lạnh có dung tích phù hợp với nhu cầu sử dụng.
+ Không bật bình suốt 24 giờ.
+ Thường xuyên kiểm tra, bảo trì.
+ Chọn bình nóng lạnh có thương hiệu, uy tính, chất lượng,…
Câu 5: Một trường học có 20 phòng học, tính trung bình m ỗi phòng h ọc s ử d ụng đi ện trong 10
giờ mỗi ngày với một công suất điện tiêu thụ 500W.
a. Tính công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học trên.
b. Tính năng lượng điện tiêu thụ của trường học trên 30 ngày.
c. Tính tiền điện của trường học trên phải trả trong 30 ngày với giá điện 2000 đồng/kW.h.
d. Nếu tại các phòng học của trường học trên, các bạn h ọc sinh đ ều có ý th ức ti ết ki ệm đi ện
bằng cách tắt các thiết bị điện khi không sử dụng. Thời gian dùng các thi ết b ị đi ện ở m ỗi phòng h ọc
chỉ còn 8 giờ mỗi ngày. Em hãy tính tiền điện mà tr ường học trên đã ti ết ki ệm đ ược trong m ột năm
học (9 tháng, mỗi tháng 30 ngày).
Hướng dẫn giải
a. Công suất điện tiêu thụ trung bình của trường học
b. Năng lượng điện tiêu thụ của trường học trong 30 ngày
c. Tiền điện của trường học phải trả trong 30 ngày T = 2000.3000 = 6 000 000 đ ồng.
d Tiền điện của trường học tiết kiệm được trong một năm học T = 2000.(10.2.30.9) = 10 800 000
đồng.
Câu 6: Một bóng đèn dây tóc có công suất 75 W có th ời gian thắp sáng t ối đa là 1000 gi ờ và giá
hiện nay là 3500 đồng. Một bóng đèn compact có công su ất 15 W có đ ộ sáng t ương đ ương th ắp sáng
tối đa được 8000 giờ và giá hiện nay là 60000 đồng.
a. Tính điện năng tiêu thụ của mỗi loại bóng đèn trong 8000 giờ?
b. Tính toàn bộ chi phí (tiền mua bóng đèn và tiền điện phải tr ả) cho vi ệc s ử d ụng m ỗi lo ại bóng
đèn trên 8000 giờ nếu giá của 1 kWh là 1200 đ ồng? Từ đó cho bi ết s ử d ụng lo ại bóng nào có l ợi h ơn?
Vì sao?
Hướng dẫn giải
a. Điện năng tiêu thụ của đèn sợi đốt trong 8000 giờ
Điện năng tiêu thụ của bóng đèn compact trong 8000 giờ
b. Trong 8000 giờ ta cần sử dụng 8 bóng đèn sợi đốt (vì tuổi thọ mỗi bóng đèn chỉ được 1000
giờ)
Chi phí sử dụng bóng đèn sợi đốt T = 8.3500 + 600.1200 = 748000 đồng.
Chi phí sử dụng bóng đèn compact T = 1.60000 + 120.1200 = 204000 đồng.
Vậy sử dụng bóng đèn compact có lợi hơn vì hiệu quả kinh tế cao hơn.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Điện năng được đo bằng
A. vôn kế.
B. công tơ điện.
C. ampe kế.
Hướng dẫn giải
Công tơ điện là thiết bị đo điện năng tiêu thụ.
Câu 2: Đơn vị đo công suất điện là
A. Niu tơn (N).
B. Jun (J).
C. Oát (W).
Hướng dẫn giải
D. tĩnh điện kế.
D. Cu lông (C).
Công suất có đơn vị là W.
Câu 3: Công suất tiêu thụ được đo bằng đơn vị
A. jun (J).
B. oat (W).
C. niutơn (N).
D. culông (C).
Câu 4: Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở
A. bóng đèn dây tóc.
B. quạt điện.
C. ấm điện.
D. acquy đang được nạp điện.
Hướng dẫn giải
Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở ấm điện.
Câu 5: Đặt hiệu điện thế vào hai đầu một điện trở
thì dòng điện chạy qua R có cường độ
Công suất tỏa nhiệt ở điện trở này không thể tính theo bằng công thức
B.
A.
C.
D.
Hướng dẫn giải
Công suất tỏa nhiệt ở điện trở:
Câu 6: Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện qua dây dẫn.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện qua dây dẫn.
D. tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn
Câu 7: Số đếm của công tơ điện gia đình cho biết
A. công suất điện gia đình sử dụng.
C. điện năng gia đình sử dụng.
B. thời gian sử dụng điện của gia đình.
D. số dụng cụ, thiết bị gia đình sử dụng.
Hướng dẫn giải
Công tơ điện dùng để đo lượng điện năng tiêu thụ.
Câu 8: Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì nhiệt l ượng t ỏa ra trên v ật d ẫn trong th ời
gian
A.
là
B.
C.
Câu 9: Công thức tính công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là
D.
A.
B.
C.
D.
Câu 10: Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch không tỉ lệ thuận với
A. hiệu điện thế hai đầu mạch.
B. nhiệt độ của vật dẫn trong mạch.
C. cường độ dòng điện trong mạch.
D. thời gian dòng điện chạy qua mạch.
Hướng dẫn giải
với t là thời gian dòng điện chạy qua mạch.
Câu 11: Biểu thức liên hệ giữa hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn, cường độ dòng điện và đi ện tr ở
của vật dẫn là
A.
B.
C.
D.
Câu 12: Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần l ượt là
của hai bóng đó bằng nhau thì tỷ số hai điện trở
A.
B.
và
Nếu công suất định mức
là
C.
Hướng dẫn giải
D.
Theo đề ta có
Câu 13: Cho một đoạn mạch có điện trở không đổi. Nếu hiệu điện thế hai đầu mạch tăng
trong cùng khoảng thời gian năng lượng tiêu thụ của mạch
A. tăng
lần.
B. tăng
Năng lượng tiêu thụ
lần.
C. không đổi.
Hướng dẫn giải
U tăng
lần thì
tăng
D. giảm
lần thì
lần.
lần.
Câu 14: Biểu thức liên hệ giữa hiệu điện thế, cường độ dòng điện và đi ện tr ở c ủa hai v ật d ẫn m ắc
nối tiếp là
A.
B.
C.
Hướng dẫn giải
D.
Hai điện trở nối tiếp thì
Câu 15: Công suất định mức của các dụng cụ điện là công suất
A. lớn nhầt mà dụng cụ đó có thể đạt được.
B. tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được.
C. mà dụng cụ đó có thể đạt được khi nó hoạt động bình thường.
D. cực đại mà dụng cụ đó có thể đạt được.
Hướng dẫn giải
Các giá trị định mức là các giá trị sử dụng của thiết bị cho biết khi ho ạt đ ộng v ới giá tr ị đó sẽ cho
kết quả tốt nhất và thiết bị hoạt động bình thường.
Câu 16: Định luật Joule - Lenz cho biết điện năng biến đổi thành
A. cơ năng.
B. quang năng.
C. hóa năng.
Hướng dẫn giải
Định luật Joule - Lenz cho biết điện năng biến đổi thành nhiệt năng.
D. nhiệt năng.
Câu 17: Theo định l
 









Các ý kiến mới nhất