Ở các lớp dưới chúng ta đã biết về điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua và công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó.
Hôm nay ta sẽ tìm hiểu quá trình thực hiện công khi có dòng điện chạy qua. Giữa công của nguồn điện và điện năng tiêu thụ có liên hệ gì và nó được xác định như thế nào?
Mời các em cùng theo dõi Bài 8: Điện năng và công suất điện để có được câu trả lời nhé. Chúc các em học tốt !
Nếu dòng điện có cường độ \(I\) thì sau một thời gian \(t\) sẽ có một điện lượng \(q=I.t\) di chuyển trong đoạn mạch:
\(A = Uq = UIt\)
Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
P = \(\frac{A}{t}\) = UI
Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật đãn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó
\(Q = R{I^2}t\)
Trong đó:
Q: nhiệt lượng (J).
R: điện trở (W)
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian.
\(P = \frac{Q}{t} = R.{I^2}\)
Trong đó:
P : công suất (W)
Q: nhiệt lượng (J).
R: điện trở (W)
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian dòng điện chạy qua (s)
Điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của các lực lạ bên trong nguồn điện, tức là bằng công của nguồn điện.
\({A_{ng}} = q.E = E.It\)
Trong đó:
E là suất điện động của nguồn (V).
q là điện lượng chuyển qua nguồn (C).
I là cường độ dòng điện chạy qua nguồn (A).
t là thời gian dòng điện chạy qua nguồn (s).
Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch.
\({P_{ng}} = \frac{{{A_{ng}}}}{t} = E.I\)
Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở dụng cụ hay thiết bị điện nào dưới đây khi chúng hoạt động?
A. Bóng đèn dây tóc.
B. Quạt điện.
C. Acquy đang được nạp điện.
D. Ấm điện.
Chọn đáp án: D. Ấm điện
Công suất của nguồn điện được xác định bằng
A. lượng điện tích mà nguồn điện sản ra trong một giây.
B. lượng điện tích chạy qua nguồn điện trong một giây.
C. công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương chạy trong mạch điện kín trong một giây.
D. công mà lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện.
Chọn đáp án: C.
Công suất của nguồn điện được xác định bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương chạy trong mạch điện kín trong một giây.
Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi có dòng điện cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1h. Biết hiệu điện thế hai đầu dây dẫn là 6V.
Hướng dẫn giải:
Điện năng tiêu thụ: \(A = {\rm{ }}UIt = 6.1.3600{\rm{ }} = 21600J\)
Công suất điện : \(P = UI = 6.1{\rm{ }} = 6W\)
Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng 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 khị đó.
Công của nguồn điện là: \({A_{ng}} = 12.0,8.15.60 = 8640J = 8,64kJ.\)
Công suất của nguồn điện này khi đó là: \({P_{ng}} = 12.0,8 = 9,6{\rm{ }}W.\)
Qua bài giảng Điện năng và công suất điện này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được công của dòng điện là số đo điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua. Chỉ ra được lực nào thực hiện công ấy.
Chỉ ra được mối liên hệ giữa công của lực lạ thực hiện bên trong nguồn điện và điện năng tiêu thụ trong mạch kín
Viết được công thức tính công và công suất của nguồn điện
Nêu được định luật Jun – Len-xơ và viết được biểu thức định luật
Nắm được công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 8 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần lượt là U1=110V; U2 =220V. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đó bằng nhau.
Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng 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 15 phút.
Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V – 1000 W. Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 250C. Tính thời gian đun nước biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J (Kg.k)
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 8để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 8 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 9 trang 49 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 62 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 63 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 63 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 63 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 5 trang 63 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 8.1 trang 22 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.2 trang 22 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.3 trang 22 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.4 trang 22 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.5 trang 22 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.6 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.7 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.8 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.9 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.10 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.11 trang 23 SBT Vật lý 11
Bài tập 8.12 trang 24 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần lượt là U1=110V; U2 =220V. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đó bằng nhau.
Một nguồn điện có suất điện động 12V. Khi mắc nguồn điện này với một bóng 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 15 phút.
Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V – 1000 W. Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 250C. Tính thời gian đun nước biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4 190 J (Kg.k)
Tính điện năng tiêu thụ khi có dòng điện cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1h. Biết hiệu điện thế hai đầu dây dẫn là 6V.
Công suất của nguồn điện được xác định bằng:
Khi nối hai cực của nguồn điện với một mạch ngoài thì công do nguồn điện sinh ra trong thời gian một phút là 720J. Công suất của nguồn điện bằng:
Một ấm điện có ghi 120V-480W, người ta sử dụng nguồn điện có hiệu điện thế 120V để đun nước. Điện trở của ấm và cường độ dòng điện qua ấm bằng
Một máy thu điện có dòng điện 0,3A chạy qua. Biết suất điện động và điện trở trong của máy thu là ξ = 16V và r = 2Ω. Tính công suất nạp điện và công suất tỏa nhiệt.
Cho đoạn mạch có điện trở 10 Ω, hiệu điện thế 2 đầu mạch là 20 V. Trong 1 phút điện năng tiêu thụ của mạch là
Công suất tỏa nhiệt ở một vật dẫn không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây ?
Bóng đèn 1 có ghi 220 V - 100 W và bóng đèn 2 có ghi 220 V - 25 W
a) Mắc song song hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V. Tính điện trở R1 và R2 tương ứng của mỗi đèn và cường độ dòng điện I1 và I2 chạy qua mỗi đèn khi đó.
b) Mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V và cho rằng điện trở của mỗi đèn vẫn có trị số như ở câu a. Hỏi đèn nào sáng hơn và đèn đó có công suất lớn gấp bao nhiêu lần công suất của đèn kia ?
Giả sử hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn có ghi 220 V - 100W đột ngột tăng lên tới 240 V trong khoảng thời gian ngắn. Hỏi công suất điện của bóng đèn khi đó tăng lên bao nhiêu phần trăm (%) so với công suất định mức của nó ? Cho rằng điện trở của bóng đèn không thay đổi so với khi hoạt động ở chế độ định mức.
Một ấm điện được dùng với hiệu điện thế 220 V thì đun sôi được 1,5 lít nước từ nhiệt độ 200 C trong 10 phút. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kg.K), khối lượng riêng của nước là 1 000 kg/m3 và hiệu suất của ấm là 90%.
a) Tính điện trở của ấm điện.
b) Tính công suất điện của ấm này.
Một đèn ống loại 40 W được chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng đèn dây tóc loại 100 W. Hỏi nếu sử dụng đèn ống này trung bình mỗi ngày 4 giờ thì trong 30 ngày sẽ giảm được bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc nói trên ? Cho rằng giá tiền điện là 1500 đ/(kw.h).
Một bàn là điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5 A.
a) Tính nhiệt lượng mà bàn là toả ra trong 20 phút theo đơn vị jun (J).
b) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là này trong 30 ngày, mỗi ngày 20 phút, cho rằng giá tiền điện là 1500 đ/(kw.h).
Một acquy có suất điện động là 12 V.
a) Tính công mà acquy này thực hiện khi dịch chuyển một êlectron bên trong acquy từ cực dương tới cực âm của nó.
b) Công suất của acquy này là bao nhiêu nếu có 3,4.1018 êlectron dịch chuyển như trên trong một giây.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Ta có :
\(\left\{ \begin{array}{l}F = \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{0,{{15}^2}}}\\{F_d} = \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{\varepsilon _d}.0,{{15}^2}}} = \frac{F}{{2,25}}\end{array} \right. \Rightarrow {\varepsilon _d} = 2,25\)
Để lực tác dụng vẫn là F :
\(\left\{ \begin{array}{l}F = \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{0,{{15}^2}}}\\{F_d} = \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{\varepsilon _d}.r{'^2}}} = F\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{2,25.r{'^2}}} = \frac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{0,{{15}^2}}} \Leftrightarrow \frac{1}{{2,25.r{'^2}}} = \frac{1}{{0,{{15}^2}}} \Rightarrow r' = 10cm = r - 5cm\)
Câu trả lời của bạn
\(U = 200\left( V \right),d = 4\left( {mm} \right)\)
\(E = {U \over d} = {{200} \over {{{4.10}^{ - 3}}}} = {50.10^3}\left( {V/m} \right)\)
Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện:
\(W = {{\varepsilon {E^2}} \over {{{9.10}^9}.8\pi }} = {{{{({{50.10}^{ 3}})}^2}} \over {{{9.10}^9}.8\pi }} = 0,011\left( {J/{m^3}} \right)\)
Câu trả lời của bạn
\(C = 5\mu F = {5.10^{ - 6}}F\) ; \(Q = {10^{ - 3}}\left( C \right)\) ;\(U= 80\left( V \right)\)
Năng lượng của tụ điện lúc chưa nối vào 2 cực acquy:
\(W = {{{Q^2}} \over {2C}} = {{{{\left( {{{10}^{ - 3}}} \right)}^2}} \over {{{2.5.10}^{ - 6}}}} = {10^{ - 1}} = 0,1\left( J \right)\)
Khi nối 2 bản cực tụ điện vào 2 điện cực của acquy có U=80 (V) lúc này năng lượng của tụ điện là :
\(W' = {{C{U^2}} \over 2} = {{{{5.10}^{ - 6}}{{.80}^2}} \over 2} = 0,016\left( J \right)\)
Ta thấy \(W > W’\) nên năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng là:
\(\Delta W = W - W' = 0,1 - 0,016 = 0,084\left( J \right)\)
Câu trả lời của bạn
\(C = 6\mu F{\rm{ }} = {6.10^{ - 6}}F,{\rm{ U}} = {\rm{ }}100{\rm{ }}\left( V \right){\rm{ }} = {10^2}\left( V \right).\)
Năng lượng của tụ điện:
\(W = {1 \over 2}C{U^2} = {1 \over 2}{.6.10^{ - 6}}.{\left( {{{10}^2}} \right)^2} = 0,03\left( J \right)\)
Khi tụ điện phóng điện tích qua lớp điện môi đến khi tụ điện mất hoàn toàn điện tích thì nhiệt lựơng tỏa ra ở điện môi trong thời gian phóng điện đó có giá trị bằng năng lượng của tụ điện 0,03 (J).
A. Tăng lên hai lần.
B. Tăng lên bốn lần
C. Giảm đi hai lần
D. Giảm đi bốn lần.
Câu trả lời của bạn
C là phương án đúng.
Câu trả lời của bạn
Đèn Đ (120V, 60W) sáng bình thường nên:
UMB= 120V và \(I = {P \over U} = {{60} \over {120}} = 0,5\left( A \right)\)
\( = > {\rm{ }}{U_{AM}} = {\rm{ }}{U_{AB}} - {\rm{ }}{U_{MB}}{\rm{ }} = {\rm{ }}220{\rm{ }} - {\rm{ }}120{\rm{ }} = {\rm{ }}100V{\rm{ }}\)
Vậy \(R = {{{U_{AM}}} \over I} = {{100} \over {0,5}} = 200\left( \Omega \right)\)
A. tỉ lệ với cường độ dòng điện qua dây dẫn.
B. tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện.
D. tỉ lệ với bình phương điện trở dây dẫn.
Câu trả lời của bạn
Phương án đúng là B vì \(P{\rm{ }} = {\rm{ }}R{I^2}\), do đó nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện.
Chọn B
A. J/s
B. A.V
C. A2.Ω
D. Ω2/V
Câu trả lời của bạn
Chọn D
Tổ hợp đơn vị tương đương với đơn vị công suất (W) trong hệ SI là: J/s; A2Ω; A.V và đơn vị Ω2/ V không tương đương.
a) Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn?
b) Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn?
c) Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220V được không? Đèn nào sẽ dễ hỏng (cháy)?
Câu trả lời của bạn
a) Đèn Đ1 (110V, 25W) hoạt động bình thường có:
\({I_1} = {{{P_1}} \over {{U_1}}} = {{25} \over {110}} = 0,23\left( A \right)\)
Đèn Đ2 (110V, 100W) hoạt động bình thường có:
\({I_2} = {{{P_2}} \over {{U_2}}} = {{100} \over {110}} = 0,91\left( A \right)\)
\( \Rightarrow {I_2} > {I_1}\)
b) \({R_{{N _1}}} = {{{U_1}^2} \over {{P_1}}} = {{{{110}^2}} \over {25}} = 484\left( \Omega \right)\)
\({R_{{N _2}}} = {{{U_2}^2} \over {{P_2}}} = {{{{110}^2}} \over {100}} = 121\left( \Omega \right)\)
\( \Rightarrow {R_{{N _1}}} > {R_{{N _2}}}\)
c) Khi mắc nối tiếp 2 bóng đèn vào mạng điện 220V thì dòng điện qua 2 đèn bằng nhau \(I = {U \over {{R_{{N _1}}} + {R_{{N _2}}}}} = {220\over 484+121}=0,36\left( A \right)\)
Ta có I > I1 và I < I2 . Do đó, đèn Đ1 sáng hơn bình thường và đèn Đ2 sáng mờ, do đó đèn Đ1 dễ hỏng hơn.
Câu trả lời của bạn
Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức U1= 110V, U2= 220V và công suất định mức bằng nhau, ta có :
\({{{P_1}} \over {{P_2}}} = {{{{{U_1}^2} \over {{R_1}}}} \over {{{{U_1}^2} \over {{R_2}}}}} = 1\)
Suy ra \({{{U_1}^2} \over {{R_1}}} = {{{U_2}^2} \over {{R_2}}} \Rightarrow {{{R_1}} \over {{R_2}}} = {{{U_1}^2} \over {{U_2}^2}} = {\left( {{{110} \over {220}}} \right)^2} = {1 \over 4}\)
Câu trả lời của bạn
Nguyên tắc của thí nghiệm kiểm chứng định luật Jun-len-xơ là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện. Khi có một dòng điện chạy qua một vật dẫn sẽ làm nóng vật dẫn lên. Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật.
Câu trả lời của bạn
Theo định luật bảo toàn năng lượng, công do dòng điện cung cấp cho máy thu bằng tổng của phần điện năng chuyển hoá (thành hoá năng, cơ năng...) và phần điện năng hao phí do toả nhiệt:
\(A = A' + Q' \Leftrightarrow UIt = {\xi _p}It + {r_p}{I^2}t\)
\( \Rightarrow U = {\xi _p} + {r_p}I\)
Điều kiện để máy thu điện hoạt động bình thường là \(U > {\xi _p}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(P=UI =12.1,25=15W\)
Câu trả lời của bạn
Khi một động cơ điện đang hoạt động thì điện năng được biến đổi thành năng lượng cơ học và năng lượng nhiệt.
Câu trả lời của bạn
Ta có: Công suất của nguồn điện được xác định bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương chạy trong mạch điện kín trong một giây.
a) Mắc song song hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V. Tính điện trở R1 và R2 tương ứng của mỗi đèn và cường độ dòng điện I1 và I2 chạy qua mỗi đèn khi đó.
b) Mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220 V và cho rằng điện trở của mỗi đèn vẫn có trị số như ở câu a. Hỏi đèn nào sáng hơn và đèn đó có công suất lớn gấp bao nhiêu lần công suất của đèn kia ?
Câu trả lời của bạn
a)Điện trở R1 và R2 tương ứng của mỗi đèn là:
\(R_1=\dfrac{U^2}{P_1} = 484 Ω\)
\(R_2=\dfrac{U^2}{P_2} = 1936 Ω\)
Cường độ dòng điện I1 và I2 chạy qua mỗi đèn khi đó là:
\(I_1=\dfrac{U}{R_1} ≈ 0,455A\)
\(I_2=\dfrac{U}{R_2} ≈ 0,114A\)
b)
Công suất của đèn 1 là \( P_1=\dfrac{U^2}{R_1} ≈ 4W\)
Công suất của đèn 2 là \( P_2=\dfrac{U^2}{R_2} ≈ 16W\) = \(4P_1\)
=> Đèn 2 sáng hơn.
Câu trả lời của bạn
Công suất của nguồn điện này là: \(P=EI=3.0,3=0,9W\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(A=qE\)
\(=> E =\dfrac{A}{q}=\dfrac{12}{2}=6V\)
Câu trả lời của bạn
iện trở của đèn là \(R = \dfrac{U^2}{P}=\dfrac{220^2}{100}= 484 Ω\)
Công suất định mức của đèn: \(P_{đm}=100W\)
Công suất của đèn khi đó là: \(P= \dfrac{U^2}{R}=\dfrac{240^2}{484}=119 W.\)
Công suất này tăng 19% so với công suất định mức: P = 1,19Pđm
a) Tính điện trở của ấm điện.
b) Tính công suất điện của ấm này.
Câu trả lời của bạn
a) Nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là \(Q = cm(t_2^0 – t_1^0) = 502 800 J.\)
Điện năng mà ấm tiêu thụ \(A = 10Q/9.\)
Cường độ dòng điện chạy qua ấm là :
\(I = \dfrac{A}{Ut} = \dfrac{10Q}{9Ut} \approx 4,232A\)
Điện trở của ấm là:
\(R= \dfrac{U}{I} ≈ 52Ω.\)
b) Công suất của ấm là:
\(P= UI =220.4,232≈ 931W\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *