Công thức tính công suất tiêu thụ và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

Công suất tiêu thụ

Phương pháp giải:

+ Áp dụng công thức tính công của dòng điện:

A = P. t = U.I.t

Đơn vị: 1J = 1.W.s = 1.V.A.s

1kJ = 1000J, 1kWh = 1000W.h = 3600000W.s = 3600000J

+ Điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã được sử dụng là 1 kilooat giờ (KWh)

+ Hiệu suất bằng năng lượng có ích chia năng lượng toàn phần nhân 100%

Bài tập ví dụ minh họa

Bài 1: Một quạt điện có ghi 220V - 75W được mắc vào hiệu điện thế 220V.

a) Tính điện năng mà quạt đã tiêu thụ trong 4h

b) Quạt này có hiệu suất 80%. Tính cơ năng của quạt đã thu được trong thời gian nói trên.

Đáp án: a) 1080 kJ, b) 864 kJ

Lời giải:

a) Điện năng mà quạt đã tiêu thụ trong 4h là:

A = P.t = 75.4.60.60 = 1080000 J = 1080 kJ.

b) Áp dụng công thức tính hiệu suất

Bài 2: Một bóng đèn có ghi 220V - 100W được thắp sáng ở hiệu điện thế 200V. Tính điện năng mà bóng đã tiêu thụ trong 6h.

Đáp án: 0,496 kWh

Lời giải:

Điện trở của bóng đèn là:

Cường độ dòng điện khi mắc đèn vào hiệu điện thế 200V là:

Điện năng bóng đèn tiêu thụ trong 6h là:

A = P.t = U.I.t = 200.0,413.6 = 496 Wh = 0,496 kWh.

Bài 3: Công tơ điện của một gia đình trong một ngày đêm tăng 1,7 số. Biết rằng trong nhà có hai bóng điện loại 40W thắp sáng trong 5h, một quạt điện 100W chạy trong 8h và một bếp điện 1000W. Hỏi bếp điện dùng trong bao lâu? Biết rằng các thiết bị đều sử dụng đúng công suất định mức.

Đáp án: 0,5h

Lời giải:

Đổi 1,7 số điện = 1,7 kWh = 1700 Wh.

Gọi thời gian dùng bếp điện là x giờ.

Tổng điện năng tiêu thụ của gia đình trong một ngày đêm là

A = A_đèn + A_quạt + A_bếp = 2.40.5 + 100.8 + 1000.x = 1700

Suy ra x = 0,5 h.

Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Trong các dụng cụ sau, dụng cụ nào khi hoạt động có sự biến đổi điện năng thành nhiệt năng có hại:

A. Chuông điện B. Quạt điện

C. Nồi cơm điện D. Cả A, B

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 2: Một bóng đèn 12V - 6W được mắc vào hiệu điện thế 12V. Sau nửa giờ thắp sáng, công của dòng điện sản ra là:

A. 3J B. 180 J

C. 10800J D. 21600J

Lời giải:

Đáp án: C

Bài 3: Một máy bơm nước hoạt động với công suất 250W trong 2h và một bếp điện hoạt động với công suất 1000W trong 1h. Hỏi hai dụng cụ này sử dụng lượng điện năng tổng cộng là bao nhiêu?

A. 1500 Wh B. 1500 kW

C. 1500 kWh D. 1500 MWh

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 4: Một bóng đèn có ghi 220V - 75W được thắp sáng liên tục với hiệu điện thế 220V trong 4h. Điện năng mà bóng đèn này sử dụng có thể có giá trị nào sau đây:

A. 0,3 kWh B. 0,3 Wh

C. 0,3 J D. 0,3 kWs

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 5: Trên nhãn của một bàn là điện có ghi 220V - 800W. Bàn là được sử dụng ở hiệu điện thế 220V. Công của dòng điện thực hiện trong 30 phút là giá trị nào trong các giá trị sau:

A. 1404kJ B. 1440kJ

C. 1044kJ D. 1040kJ.

Tóm tắt

Lời giải:

Đáp án: B

Bài 6: Tính hiệu suất của bếp điện nếu sau 20 phút nó đun sôi được 2 lít nước có nhiệt độ ban đầu ở 20^oC. Biết cường độ dòng điện qua bếp là 3A; hiệu điện thế hai đầu dây xoắn của bếp là U = 220V; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/ kg.K.

A. 45% B. 23%

C. 95% D. 85%

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 7: Có hai điện trở là R₁ = 6 Ω và R₂ = 12 Ω được mắc thành bộ rồi mắc vào hiệu điện thế 18V. Tính điện năng mà bộ điện trở đã tiêu thụ trong 15 phút trong hai trường hợp:

a) Hai điện trở mắc nối tiếp.

b) Hai điện trở mắc song song.

Tóm tắt

R₁ = 6 Ω và R₂ = 12 Ω; U = 18V. t = 15 phút. Tính A khi:

a) Hai điện trở mắc nối tiếp.

b) Hai điện trở mắc song song.

Lời giải:

a) Hai điện trở mắc nối tiếp.

Điện trở tương đương là: R = R₁ + R₂ = 18 Ω.

Cường độ dòng điện qua hệ là:

Điện năng tiêu thụ của hệ trong 15 phút là: A = U.I.t = 18.1.15.60 = 16200 J

b) Hai điện trở mắc song song.

Điện trở tương đương là:

Cường độ dòng điện qua hệ là

Điện năng tiêu thụ của hệ trong 15 phút là: A = U.I.t = 18.4,5.15.60 = 72 900 J

Đáp án: a) 16 200J; b)72 900J

Bài 8: Khi mắc một bóng đèn có hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 455mA.

a) Tính điện trở và công suất của bóng điện khi đó.

b) Bóng đèn này trung bình sử dụng 5h trong một ngày. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị Jun và số đếm tương ứng của công tơ điện.

Tóm tắt

U = 220V; I = 455mA = 0,455 A

a) R = ?; P = ? .

b) t = 5h / một ngày. Tính điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị Jun và số đếm tương ứng của công tơ điện.

Lời giải:

a) Điện trở của bóng đèn là:

Công suất của bóng đèn là: P = U.I = 220.0,455 = 100 W

b) A = P.t = 100.30.5.60.60 = 54 000 000 J = 15 kWh.

Số điện là: 15 số.

Đáp án: a) 484 Ω, 100W, b) 54 000 000J, 15 số

Bài 9: Một quạt điện hoạt động ở hiệu điện thế 220V, sản ra công cơ học P_c = 321W. Biết điện trở trong của động cơ là r = 4 Ω. Tính hiệu suất của động cơ.

Tóm tắt

U = 220V, P_c = 321W. r = 4 Ω. Tính hiệu suất của động cơ.

Lời giải:

Công suất của động cơ là P = U.I = I².r + P_c

Ta có phương trình: 4.I² – 220.I + 321 = 0

Phương trình có 2 nghiệm: I₁ = 53,5 A và I₂ = 1,5 A

Loại nghiệm 1 vì không hợp lý.

Vậy I = 1,5 A.

Công suất của động cơ là P = U.I= 220.1,5 = 330 W

Hiệu suất của động cơ là:

Đáp án: H = 97,3 %.

Bài 10: Có hai bóng đèn có ghi 110V - 60W và một quạt điện loại 220V - 100W.

a) Muốn sử dụng đồng thời các thiết bị này ở mạng điện có hiệu điện thế 220V thì phải mắc chúng như thế nào để các thiết bị hoạt động bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện

b) Nếu mỗi ngày đèn được thắp 6h và quạt sử dụng 5h thì trong 1 tháng (30 ngày), gia đình này tiệu thụ bao nhiêu điện năng? Tính tiền điện phải trả nếu mỗi số công tơ là 700đ.

Lời giải:

a) Vì hai đèn có U_đm1 = 110 V, còn quạt có U_đm2 = 220 V nên để chúng hoạt động bình thường ở U = 220 V thì cần mắc 2 đèn nối tiếp, cả cụm song song với quạt.

b) Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng là: A = A_đ + A_q = 2.60.30.6 + 100.30.5 = 36600 Wh = 36,6 kWh

Số tiền điện là: N = 700. 36,6 = 25620 đồng.

Đáp án: b) 36,6 kWh, 25620 đồng.

Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho biết 1 bếp điện khi hoạt động có điện trở là R = 80Ω, cường độ dòng điện chạy qua bếp là I = 2,5 A. Mỗi ngày ta sử dụng bếp điện này trong 3 giờ. Tính tiền điện khi sử dụng bếp điện đó trong thời gian là 30 ngày, biết giá của 1kW.h là 700 đồng?

Bài 2: Cho biết 1 phân xưởng cơ khí có sử dụng 1 động cơ điện xoay chiều với hiệu suất 80%. Khi động cơ này hoạt động sinh ra 1 công suất cơ là 7,5 kW. Mỗi ngày động cơ này hoạt động 8h, biết giá tiền của 1 kW.h điện công nghiệp là 1 200 đ. Tính số tiền trong 1 tháng (30 ngày) mà phân xưởng đó phải trả?

Bài 3: Một quạt điện sử dụng dòng điện với hiệu điện thế 220 V và dòng điện chạy qua quạt điện đó có cường độ là 1,41 A. Tính số tiền điện phải trả cho việc sử dụng chiếc quạt này trong 30 ngày và mỗi ngày sử dụng 30 phút, biết giá điện là 1200 đồng/kWh?

Bài 4: Cho 1 bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế 220V biết số chỉ của ampe kế trong mạch là 341 mA. Hãy tính công suất định mức của bóng đèn này và điện năng của bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày, biết rằng mỗi ngày bóng đèn thắp sáng trong 4 giờ. Cho biết giá điện là 2 500đ/kW.h thì bóng đèn này tiêu thụ hết bao nhiêu tiền?

Bài 5: Một Bóng đèn huỳnh quang có công suất 40 W và chiếu sáng tương đương với một bóng đèn dây tóc có công suất 100 W. Nếu 1 ngày ta cần thắp sáng 14 giờ vậy trong 1 tháng (30 ngày) thì sẽ tiết kiệm được bao nhiêu tiền điện, biết giá điện là 1 200đ/kW.h?

Bài 6: Một bếp điện hoạt động có công suất là 1 800 W ta cần thời gian đun bao lâu để có thể đun sôi một lít nước ở nhiệt độ là 20⁰ C bài tậpbiết rằng nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/kg.độ coi nhiệt lượng tỏa ra môi trường là không đáng kể. Nếu hàng ngày ta sử dụng bếp điện này trong 3 giờ thì trong 1 tháng (30 ngày) bếp điện này tiêu thụ hết bao nhiêu tiền điện. Biết giá điện là 3 000đ/kW.h?

Bài 7: Một quạt điện được sử dụng dưới U = 220 V thì dòng điện chạy qua quạt có cường độ là 5A.

a) Tính nhiệt lượng mà quạt tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị Jun?

b) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng quạt trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng 30 phút, biết giá điện là 1 522 đồng/kW.h cho 50 số đầu; 1 755đ/kW.h cho các số tiếp theo?

Bài 8: Nếu một gia đình mỗi ngày trung bình dùng một nồi cơm điện công suất 600 W trong vòng 1 giờ, một bếp điện công suất 1 200 W trong vòng 45 phút, 2 bóng đèn điện công suất 50 W trong vòng 6 giờ và một ti vi công suất 150 W trong vòng 4 giờ thì trong một tháng (30 ngày) gia đình này phải trả bao nhiêu tiền điện?

Bài 9: Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với công suất tổng cộng là 150 W, trung bình mỗi ngày trong 10 giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất 100 W, trung bình mỗi ngày trong 12 giờ và sử dụng các thiết bị điện thế khác có công suất tổng cộng là 500 W, trung bình mỗi ngày trong 5 giờ.

a. Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày?

b. Tính tiền điện mà gia đình này phải trả mỗi tháng (30 ngày), cho rằng giá tiền điện là 1 000 đồng/kW.h?

Bài 10: Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120 W.

a) Tính công suất điện trung bình của cả khu dân cư?

b) Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày?

c) Tính tiền điện mà mỗi hộ và cả khu dân cư phải trả trong 30 ngày với giá 700đ/kW.h?

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 khác:

• Dạng 14: Cách giải Bài tập tính công suất định mức của dụng cụ điện cực hay

• Dạng 16: Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxơ cực hay

• Dạng 17: Bài tập về tính công, công suất của nguồn điện nâng cao cực hay