Bài tập về Công suất điện và Điện năng sử dụng có lời giải - Vật lý 9 bài 14

Trong phần này chúng ta cùng làm thêm các dạng bài tập về Công suất điện và Điện năng sử dụng để các em nhớ và nắm rõ hơn nội dung kiến thức này. Qua đó, các em dễ dàng vận dụng công thức cách tính Điện năng và Công suất điện khi gặp các bài tập tương tự.

* Bài 1 trang 40 SGK Vật Lý 9: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ là 341mA.

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

b) Bóng đèn này được sử dụng như trên, trung bình 4 giờ trong 1 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 bài 1 trang 40 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: U = 220V; I = 341mA = 341.10^-3A

a) Điện trở của bóng đèn được tính theo công thức:

- Công suất của bóng đèn khi đó là: 

b) Điện năng mà bóng đèn tiêu thụ trong 30 ngày, mỗi ngày 4 giờ là:

- Mỗi số đếm của công tơ điện là 1kWh, nên muốn tìm số đếm tương ứng của công tơ điện ta phải tính điện năng theo đơn vị kWh, khi đó:

⇒ Số đếm tương ứng của công tơ điện là 9 số.

* Bài 2 trang 40 SGK Vật Lý 9: Một đoạn mạch gồm một bóng đèn có ghi 6V - 4,5W được mắc nối tiếp với một biến trở và được đặt vào hiệu điện thế không đổi 9V như hình 14.1. Điện trở của dây nối và ampe kế là rất nhỏ.a) Đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường. Tính số chỉ của ampe kế.

b) Tính điện trở và công suất tiêu thụ điện của biến trở khi đó.

c) Tính công của dòng điện sản ra ở biến trở và ở toàn đoạn mạch trong 10 phút.

° Lời giải bài 2 trang 40 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: U_đm = 6V; P_đm = 4,5W; U = 9V;

a) Khi đóng công tắc K, bóng đèn sáng bình thường, có nghĩa là cường độ dòng điện qua bóng đèn đúng bằng cường độ dòng điện định mức, và đó cũng là chỉ số của ampe kế.

- Nên ta có:

b) Đèn sáng bình thường có nghĩa là hiệu điện thế trên hai đầu bóng đèn đúng bằng hiệu điện thế định mức, do đó hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở U_bt được tính là:

 U_bt = U - U_đ = 9 - 6 = 3(V).

- Điện trở của biến trở R_bt khi ấy là: 

- Công suất tiêu thụ của biến trở P_bt là: 

c) Công của dòng điện sản ra trên biến trở trong 10 phút là:

- Công của dòng điện sản ra trên toàn đoạn mạch trong 10 phút là:

 * Bài 3 trang 41 SGK Vật Lý 9: Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là có ghi 220V - 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt động bình thường.

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.

b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilo-oat giờ.

° Lời giải bài 3 trang 41 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: U_đm1 = 220V; P_đm1 = 100W; U_đm2 = 220V; P_đm2 = 1000W; U = 220V;

a) Vì bóng đèn dây tóc và bàn là có cùng điện áp định mức là 220V, đồng thời điện áp của nguồn cũng bằng 220V nên muốn hai dụng cụ này hoạt động bình thường thì chúng phải được mắc song song với nhau và cùng mắc vào nguồn 220V.

- Sơ đồ mạch điện như sau: 

- Bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W ⇒ U_đm1 = 220V, P_đm1 = 100W;

Mà  nên điệm trở của đèn là: 

- Tương tự, bàn là có ghi 220V - 1000W ⇒ U_đm2 = 220V, P_đm2 = 1000W;

 Mà  nên điện trở của bàn là (bàn ủi) là: 

- Hai thiết bị ghép song song nên điện trở tương đương của mạch là:

  hay 

b) Ta có, 1 giờ = 60 phút = 3600(s).

- Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị Jun là:

- Mà Ta có 1kWh = 3600000(J) = 360.10⁴(J)

⇒ Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị kWh là:

♦ Cách giải khác:

a) Cường độ dòng điện qua đèn khi đó là:

- Cường độ dòng điện qua bàn là khi đó là:

- Cường độ dòng điện mạch chính là:

⇒ Điện trở tương đương của mạch: