Sách bài tập KHTN 9 Bài 11 (Chân trời sáng tạo): Năng lượng điện. Công suất điện

Giải SBT KHTN 9 Bài 11: Năng lượng điện. Công suất điện

Câu 11.1 trang 29 Sách bài tập KHTN 9: Năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ được xác định bởi

A. tích của hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch và cường độ dòng điện

B. thương của hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch và cường độ dòng điện.

C. tích của hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.

D. thương của hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ được xác định bởi tích của hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.

Câu 11.2 trang 29 Sách bài tập KHTN 9: Bộ phận chính của bếp điện là một cuộn dây dẫn có điện trở R toả nhiệt khi có hiệu điện thế U đặt giữa hai đầu và cường độ dòng điện I chạy qua trong thời gian t. Biểu thức nào sau đây không thể dùng để tính năng lượng điện mà bếp điện tiêu thụ?

A. UIt.

B. $\frac{U^2}{R}t.$

C. I²Rt.

D. IRt.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ta có:

$Q=UIt=I^{2}Rt=\frac{U^2}{R}t.$

Câu 11.3 trang 29 Sách bài tập KHTN 9: Một đoạn mạch điện gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào hiệu điện thế U. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch được xác định bởi biểu thức

A. ${\frac{U}{R_1+R}}_2.$

B. $\frac{U^2}{2(R_1+R_2)}.$

C. $U^2\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}.$

D. $\frac{U^2}{R_1+R_2}$

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ta có:

$P=\frac{U^2}{R}=\frac{U^2}{R_1+R_2}.$

Câu 11.4 trang 29 Sách bài tập KHTN 9: Khi đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu một vật dẫn có điện trở R không đổi thì công suất tiêu thụ của nó là P. Nếu đặt hiệu điện thế 2U giữa hai đầu vật dẫn đó là thì công suất tiêu thụ của nó là bao nhiêu?

A. P.

B. 2P.

C. 4P.

D. $\frac{P}{2}$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Công suất tiêu thụ tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế.

Nếu đặt hiệu điện thế 2U giữa hai đầu vật dẫn đó là thì công suất tiêu thụ của nó là 4P.

Câu 11.5 trang 29 Sách bài tập KHTN 9: Cần bao nhiêu năng lượng điện để thắp sáng một bóng đèn 10 W liên tục trong 8 giờ?

A. 80 J.

B. 288 J.

C. 288000 J.

D. 1,2 J.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có:

$W=P.t=\mathrm{10.8.3600}=288000J.$

Câu 11.6 trang 30 Sách bài tập KHTN 9: Trên nhãn một ấm điện có ghi 220 V - 1500 W.

a) Giải thích các số liệu ghi trên ấm.

b) Tính điện trở của ấm điện khi nó hoạt động ở điều kiện làm việc theo thiết kế.

c) Giả sử ấm đun sôi nước trong 3 phút. Tính năng lượng điện mà ấm điện tiêu thụ.

Lời giải:

a) Trên nhãn một ấm điện có ghi 220 V - 1500 W.

Trong đó: 220 V là hiệu điện thế định mức của ấm điện; 1500 W là công suất định mức của ấm điện khi hoạt động ở hiệu điện thế định mức.

b) Điện trở của ấm điện: $R=\frac{U^2}{P}=\frac{{220}^2}{1500}\approx 32,3\left(\Omega \right).$

c) Năng lượng điện mà ấm tiêu thụ: W = Pt = 1500.3.60 = 270 000 (J) = 270 (kJ).

Câu 11.7 trang 30 Sách bài tập KHTN 9: Một bóng đèn LED có công suất điện 17 W khi được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Tính:

a) Cường độ dòng điện chạy qua đèn.

b) Điện trở của đèn.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện qua đèn: $I=\frac{P}{U}=\frac{17}{220}\approx 0,077\left(A\right).$

b) Điện trở của đèn: $R=\frac{U^2}{P}=\frac{{220}^2}{17}\approx 2847\left(\Omega \right).$

Câu 11.8 trang 30 Sách bài tập KHTN 9: Một tủ lạnh có công suất điện định mức 110 W. Tính năng lượng điện mà tủ lạnh tiêu thụ trong mỗi tháng (30 ngày) theo đơn vị kWh. Biết rằng đối với các thiết bị được nối với nguồn điện liên tục trong thời gian dài thì thời gian thiết bị hoạt động đúng công suất điện định mức chỉ bằng một nửa thời gian thiết bị được nối với nguồn điện.

Lời giải:

a) Công suất tiêu thụ: P = 110 W = 0,11 kW.

b) Thời gian tủ lạnh hoạt động trung bình ở công suất định mức trong 1 tháng:

t = 0,5.24.30 = 360 (h).

Năng lượng điện mà tủ lạnh tiêu thụ: W = Pt = 0,11.360 = 39,69 (kWh).

Câu 11.9 trang 30 Sách bài tập KHTN 9: Một thợ điện nhận nhiệm vụ lắp đặt một lò nướng điện có công suất điện định mức 6,6 kW với nguồn cấp điện 220 V trong nhà.

a) Tính cường độ dòng điện qua lò nướng điện khi nó hoạt động bình thường.

b) Bảng dưới đây cho biết cường độ dòng điện tối đa có thể đi qua năm dây cáp điện khác nhau. Để lắp đặt lò nướng điện đã cho với nguồn điện trong nhà, người thợ điện nên chọn dây cáp nào? Vì sao?

c) Điều gì có thể xảy ra nếu người thợ điện chọn dây cáp có tiết diện nhỏ hơn? Giải thích.

Lời giải:

a) Cường độ dòng điện$I=\frac{P}{U}=\frac{6600}{220}=30\left(A\right)$

b) Để đảm bảo an toàn, người thợ phải chọn dây dẫn có thể chịu được cường độ dòng điện tối đa $I_{\max }$lớn hơn cường độ dòng điện thực tế $I_{sd}$đi qua lò nướng. Người thợ điện nên chọn loại D, vì nó vừa thỏa điều kiện $I_{sd}$$<$$I_{\max }$vừa đảm bảo tiết kiệm, vì dây có tiết diện càng lớn thì giá càng cao.

c) Nếu chọn dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn thì $I_{sd}$$>$$I_{\max }$, dây sẽ bị cháy, gây sự cố về điện.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 11: Năng lượng điện. Công suất điện

1. Năng lượng điện

Năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ được xác định theo biểu thức:

W = U.I.t

Trong đó:

+ W (J) là năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ.

+ U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.

+ I (A) là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.

+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.

- Năng lượng điện mà các hộ gia đình, trường học, … tiêu thụ được đo bằng đồng hồ đo điện năng (công tơ điện).

- Đơn vị đo năng lượng điện ghi trên đồng hồ đo điện năng là kilôoát giờ (kWh).

1 kWh = 3 600 000 J

- Nhiệt lượng tỏa 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 thời gian dòng điện chạy qua:

Q = I².R.t

Trong đó:

+ Q (J) là nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn.

+ I (A) là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn.

+ R ($\Omega$ ) là điện trở của vật dẫn.

+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn.

2. Công suất điện

Công suất điện của một đoạn mạch điện được xác định bởi tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó và cường độ dòng điện chạy qua nó.

$\text{P}=\frac{W}{t}=U.I$

Trong đó:

+ $\text{P}\left(W\right)$ là công suất điện của đoạn mạch.

+ W (J) là năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ.

+ t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

- Trên nhãn của mỗi dụng cụ điện thường có ghi hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức.

+ Hiệu điện thế định mức là hiệu điện thế để dụng cụ điện hoạt động bình thường.

+ Công suất điện định mức của thiết bị điện là công suất của thiết bị điện đó khi hoạt động bình thường.

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 3

Sơ đồ tóm tắt chủ đề 3