Giải Vật lí 11 trang 109 Kết nối tri thức

Với giải bài tập Vật lí 11 trang 109 trong Bài 25: Năng lượng và công suất điện sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11 trang 109.

1 848 26/05/2023

Trang trước

Trang sau

Giải Vật lí 11 trang 109

Bài 1 trang 109 Vật Lí 11: 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 đến khi sử dụng ở hiệu điện thế 200 V trong thời 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?

Lời giải:

Bóng đèn 1: U_đm = 220 V, $P$ _đm = 20 W, I_đm = $\frac{P}{U} = \frac{1}{11} A$ $R_{1} = 2420 Ω$

Bóng đèn 2: U_đm = 220 V, $P$ _đm = 10 W, I_đm = $\frac{P}{U} = \frac{1}{22} A$ $R_{2} = 4840 Ω$

a) Năng lượng điện tiêu thụ của bóng đèn 1 là:

$A_{1} = \frac{U^{2}}{R_{1}} t = \frac{200^{2}}{2420} .2.3600 \approx 119008,3 J$

Năng lượng điện tiêu thụ của bóng đèn 2 là:

$A_{2} = \frac{U^{2}}{R_{2}} t = \frac{200^{2}}{4840} .2.3600 \approx 59504,1 J$

Trường hợp 1: Mắc song song hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V.

Khi đó hiệu điện thế qua mỗi đèn đúng bằng hiệu điện thế định mức của từng đèn.

Tổng công suất tiêu thụ của cả 2 bóng đèn là 20 + 10 = 30 W.

Trường hợp 2: Mắc nối tiếp hai bóng đèn vào hiệu điện thế 220 V

Điện trở tương đương của mạch: $R_{n t} = R_{1} + R_{2} = 7260 Ω$

Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn: $I_{1} = I_{2} = I = \frac{U}{R_{n t}} = \frac{220}{7260} = \frac{1}{33} A$

Công suất tiêu thụ của bóng đèn 1 là: $P_{1} = U I_{1} = 220. \frac{1}{33} = \frac{20}{3} W$ < $P$ _đm = 20 W

Công suất tiêu thụ của bóng đèn 2 là: $P_{2} = U I_{2} = 220. \frac{1}{33} = \frac{20}{3} W$ > $P$ _đm = 10 W

Tổng công suất tiêu thụ của cả 2 bóng là: $\frac{20}{3} + \frac{20}{3} = \frac{40}{3} W$

c) Dùng cách mắc 2 bóng đèn song song để đèn sáng bình thường vì khi đó bóng đèn hoạt động đúng công suất định mức.

Bài 2 trang 109 Vật Lí 11: Thông thường, ở nước ta hiệu điện thế mạng điện trong các gia đình, trường học... là 220 V. Em hãy tìm hiểu về hiệu điện thế định mức, công suất định mức của mỗi thiết bị điện, cách mắc các thiết bị điện dùng trong lớp học của em và thời gian sử dụng trung bình của từng thiết bị mỗi tháng để làm các việc sau:

a) Vẽ lại sơ đồ mạch điện.

b) Áp dụng giá điện trong Hoá đơn GTGT (tiền điện) ở đầu của bài học để dự tính tiền điện trung bình phải trả mỗi tháng cho lớp học.

c) Hãy đề xuất phương án sử dụng tiết kiệm điện cho gia đình, lớp học.

Lời giải:

- Hiệu điện thế định mức là giá trị hiệu điện thế dụng cụ điện cần được cung cấp để hoạt động bình thường.

- Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường.

Ví dụ: một bóng đèn ghi 220 V – 100 W thì chỉ khi nào dụng cụ được dùng ở đúng hiệu điện thế 220 V thì công suất điện của nó mới bằng 100 W.

- Cách vẽ: Chúng ta sẽ ưu tiên sử dụng cách mắc song song để sử dụng các thiết bị độc lập với nhau.

Học sinh tự quan sát các thiết bị điện trong lớp học để vẽ lại sơ đồ.

b) Giả sử lớp học sử dụng các thiết bị sau:

- 6 bóng đèn LED có công suất 10W và sử dụng 6h/ ngày

- 4 quạt trần có công suất 60W và sử dụng 4h/ ngày

- 4 quạt treo tường công suất 50W và sử dụng 4h/ ngày

- 2 điều hoà công suất 750W và sử dụng 4h/ ngày

- Đơn giá điện tiêu thụ được tính theo các mốc:

Điện năng tiêu thụ	Đơn giá tiền điện (đồng)
50 số điện đầu tiên	1.549
50 số điện tiếp theo	1.600
100 số điện tiếp theo	1.858
100 số điện tiếp theo	2.340