Bài tập vận dụng Định luật Jun - Len-Xơ (Joule - Lenz) - Vật lý 9 bài 17

Trong bài này, chúng ta cùng vận dụng định luật Jun - Len-Xơ để giải các bài tập, qua đó giúp các em nắm vững hệ thức tính của định luật Jun - Len-xơ và dễ dàng vận dụng định luật này để giải các dạng bài tập tương tự sau này.

* Bài 1 trang 47 SGK Vật Lý 9: Một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5(A).

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1(s).

b) Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25^o C thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để lun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K.

c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 3 giờ. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1 kWh.h là 700 đồng

° Lời giải bài 1 trang 47 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: R = 80Ω; I = 2,5A

a) Nhiệt lượng do bếp tỏa ra trong 1 giây là:

 Q = R.I² .t₁ = 80.(2,5)².1 = 500J

b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:

 Q_ích = Q_i = m.c.Δt = 1,5.4200.(100º - 25º) = 472500J

- Nhiệt lượng do bếp tỏa ra là:

 Q_tp = R.I² .t = 80.(2,5)².1200 = 600000J

- Hiệu suất của bếp là: .100% = .100% = 78,75%

c) Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:

 A = P.t = I².R. t = (2,5)² .80.90h = 45000W.h = 45kW.h

- Tiền điện (T_d) phải trả là: T_d = 700.45 = 31500(đồng).

* Bài 2 trang 48 SGK Vật Lý 9: Một ấm điện có ghi 220V - 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20^oC. Hiệu suất của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước được coi là có ích.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.

b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó.

c) Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.

° Lời giải bài 2 trang 48 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: U_đm = 220V; P_đm = 1000W = 1kW; U = 220V; T₀ = 20ºC, nước sôi T = 100ºC; Hiệu suất H = 90%;

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:

 Q₁ = c.m.(T – T₀) = 4200.2.(100 - 20) = 672000(J).

b) Nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó là:

- Từ công thức hiệu suất của bếp:

c) Thời gian đun sôi lượng nước trên là:

- Từ công thức: 

* Bài 3 trang 48 SGK Vật Lý 9: Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi bằng đồng với tiết diện là 0,5 mm². Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các dụng cụ điện có tổng công suất là 165W trung bình 3 giờ mỗi ngày. Biêt điện trở suất của đồng là l,7.10^-8Ωm.

a) Tính điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điên chung tới gia đình.

b) Tính cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h

° Lời giải bài 3 trang 48 SGK Vật Lý 9:

◊ Đề cho: l = 40m; S = 0,5mm² = 0,5.10-6m², U = 220V; P = 165W; t = 3h = 3.3600 = 10800s; ρ = l,7.10^-8Ωm

a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn là:

b) Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là:

- Từ công thức:  

c) Công suất tỏa ra trên dây dẫn P_dd là:

- Nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn Q_dd là:

- Lưu ý: 1kWh = 1000W.3600s = 3600000J.