Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 20: Tổng kết chương I : Điện học - Vật Lí 9

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

a) Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó (I ∼ U).

Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần.

b) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ (gốc tọa độ được chọn là điểm ứng với các giá trị U = 0 và I = 0).

2. Điện trở của dây dẫn – Định luật Ôm

a) Điện trở của dây dẫn

- Điện trở của dây dẫn biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn.

- Điện trở kí hiệu là R. Đơn vị của điện trở là Ôm (kí hiệu là Ω)

Các đơn vị khác:

+ Kilôôm (kí hiệu là kΩ): 1 kΩ = 1000 Ω

+ Mêgaôm (kí hiệu là MΩ): 1 MΩ = 1000000 Ω

- Kí hiệu sơ đồ của điện trở trong mạch điện là:

- Công thức xác định điện trở dây dẫn:

Trong đó:

R là điện trở (Ω)

U là hiệu điện thế (V)

I là cường độ dòng điện (A)

b) Định luật Ôm

- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

- Hệ thức biểu diễn định luật:

Trong đó:

R là điện trở (Ω)

U là hiệu điện thế (V)

I là cường độ dòng điện (A)

3. Đoạn mạch nối tiếp

- Trong đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp:

+ Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở:

I_AB = I₁ = I₂ =... = I_n

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:

U_AB = U₁ + U₂ +... + U_n

- Điện trở tương đương (R_tđ) của một đoạn mạch gồm nhiều điện trở là một điện trở có thể thay thế cho các điện trở đó, sao cho với cùng một hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần.

Với đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp: R_tđ = R₁ + R₂ +... + R_n

4. Đoạn mạch song song

- Với đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song:

+ Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các đoạn mạch rẽ:

I_AB = I₁ + I₂ +... + I_n

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ:

U_AB = U₁ = U₂ =... = U_n

- Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần:

Mở rộng với đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song:

5. Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện và vật liệu làm dây dẫn

a) Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

Điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài mỗi dây.

b) Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu tỉ lệ nghịch với tiết diện của mỗi dây.

Chú ý:

+ Tiết diện là hình tròn:

Trong đó:

r là bán kính

d là đường kính

+ Khối lượng của dây dẫn có tiết diện đều m = D. S. l (D là khối lượng riêng của vật liệu làm dây dẫn).

c) Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng một đại lượng được gọi là điện trở suất của vật liệu, kí hiệu là ρ, đơn vị của điện trở suất là Ôm. mét (Ω. m).

- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài 1m và có tiết diện đều là 1m².

- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.

- Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và cùng tiết diện tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu làm các dây dẫn.

Công thức tính điện trở:

Trong đó:

l là chiều dài dây dẫn (m)

ρ là điện trở suất (Ω. m)

S là tiết diện dây dẫn (m²)

R là điện trở của dây dẫn (Ω)

6. Biến trở - Điện trở dùng trong kỹ thuật

a) Biến trở

- Biến trở là điện trở có thể thay đổi được trị số và có thể sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

- Cấu tạo gồm hai bộ phận chính:

+ Con chạy hoặc tay quay

+ Cuộn dây bằng hợp kim có điện trở suất lớn

- Trong đời sống và kĩ thuật người ta thường dùng biến trở có con chạy, biến trở có tay quay và biến trở than (chiết áp).

b) Điện trở dùng trong kỹ thuật

- Các điện trở được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lõi cách điện (thường bằng sứ).

- Nhận dạng cách ghi trị số điện trở

+ Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở

+ Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vòng màu sơn trên điện trở

c) Áp dụng các công thức

- Định luật Ôm:

- Công thức tính điện trở:

7. Công suất điện. Điện năng – Công của dòng điện

a) Công suất điện

Số oát (W) ghi trên mỗi dụng cụ dùng điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường.

Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua đoạn mạch đó:

P = U. I

Trong đó:

P là công suất (W)

U là hiệu điện thế (V)

I là cường độ dòng điện (A)

Ngoài đơn vị oát (W) còn thường dùng đơn vị kilôoát (kW) và mêgaoát (MW):

1 kW = 1000 W

1 MW = 1000000 W

b) Điện năng

Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện được gọi là điện năng.

c) Công của dòng điện

- Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

- Công thức tính công của dòng điện: A = P. t = U. I. t

Trong đó: U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (V)

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

t là thời gian dòng điện thực hiện công (s)

P là công suất điện (W)

A là công của dòng điện (J)

- Trong đời sống, công của dòng điện cũng thường được đo bằng đơn vị kilôoát giờ (kW. h): 1 kW. h = 3600000 J = 3,6.10⁶ J

Chú ý: Mỗi số đếm của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã sử dụng là 1 kWh.

8. Định luật Jun – Len – xơ

- Nội dung định luật:

Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.

- Hệ thức của định luật: Q = I².R. t

Trong đó:

R là điện trở của vật dẫn (Ω)

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

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

Q là nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn (J)

- Mối quan hệ giữa đơn vị Jun (J) và đơn vị calo (cal):

1 J = 0,24 cal 1 cal = 4,18 J

Lưu ý:

Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun – Len – xơ là: Q = 0,24. I².R. t

9. Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện

a) An toàn điện

* Nguyên nhân có thể gây tai nạn điện

- Xây nhà có ban công gần với đường dây tải điện cao thế.

- Chạm tay vào vỏ kim loại của đồ dùng điện (thiết bị điện) bị dò điện.

- Chơi ở gần đường dây dẫn điện cao thế.

- Đến gần dây dẫn có điện bị đứt và rơi xuống đất.

* Hậu quả tai nạn điện

Tai nạn điện ảnh hưởng đến tính mạng con người và tài sản...

* Quy tắc an toàn khi sử dụng điện

- Chỉ làm thí nghiệm với các nguồn điện có hiệu điện thế dưới 40V.

- Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện đúng tiêu chuẩn quy định (vỏ bọc cách điện phải chịu được dòng điện định mức quy định cho mỗi dụng cụ điện).

- Mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với dụng cụ hay thiết bị điện, đảm bảo khi có sự cố xảy xa.

Ví dụ: Khi bị đoản mạch, cầu chì kịp nóng chảy và tự động ngắt mạch trước khi dụng cụ điện bị hư hỏng.

- Thận trọng khi tiếp xúc với mạng điện gia đình vì có hiệu điện thế 220V rất nguy hiểm. Chỉ sử dụng các thiết bị điện khi đảm bảo cách điện.

Lưu ý: Đối với những dụng cụ hay thiết bị điện hư hỏng không biết lí do, không sửa được thì cần phải ngắt điện và báo người lớn hoặc thợ điện, tuyệt đối không được tự ý sửa chữa.

- Nối đất cho vỏ kim loại của các dụng cụ điện để đảm bảo an toàn điện.

- Mỗi chức năng (chiếu sáng, ổ cắm, thiết bị điện công suất lớn) sử dụng một nhánh điện riêng.

- Mỗi nhánh dây điện sử dụng tối đa cho 5 tải tiêu thụ.

b) Tiết kiệm điện

* Lợi ích của việc sử dụng tiết kiệm điện năng

- Giảm chi tiêu cho gia đình.

- Các dụng cụ và thiết bị điện được sử dụng lâu bền hơn.

- Giảm bớt các sự cố gây tổn hại chung do hệ thống cung cấp điện bị quá tải, đặc biệt trong những giờ cao điểm.

- Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất.

* Biện pháp tiết kiệm điện

- Cần lựa chọn sử dụng các dụng cụ và thiết bị điện có công suất phù hợp và chỉ sử dụng chúng trong thời gian cần thiết.

- Điện năng sản xuất ra cần được sử dụng ngay vì không thể chứa điện năng vào kho để dự trữ. Vào ban đêm lượng điện năng sử dụng nhỏ nhưng các nhà máy điện vẫn phải hoạt động do đó sử dụng điện vào ban đêm cũng là một biện pháp tốt để tiết kiệm điện năng.

B. Trắc nghiệm & Tự luận

I. TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Trong gia đình, các thiết bị đun nóng bằng điện sứ được sử dụng nhiều điện năng nhất. Biện pháp tiết kiệm nào dưới đây là hợp lý nhất?

A. Không sử dụng các thiết bị đun nóng bằng điện.

B. Không đun nấu bằng điện.

C. Chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện trong thời gian tối thiểu cần thiết.

D. Không đun nấu bằng điện và chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng khác như bàn là, máy sấy tóc.

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Giải thích:

Biện pháp tiết kiệm hợp lý nhất: Chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện trong thời gian tối thiểu cần thiết

Câu 2: Khi đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế 12V thì cường độ dòng điện qua nó là 0,6A. Nếu cường độ dòng điện chạy qua nó là 1A thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn là:

A. 12V

B. 9V

C. 20V

D. 18V

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Giải thích: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng bấy nhiêu lần.

⇒ Cường độ dòng điện tăng lên

Câu 3: Một dây dẫn dài 120m được cuốn thành một cuộn dây. Khi đặt một hiệu điện thế 30V vào hai đầu cuộn dây này thì cường độ dòng điện qua nó là 125mA. Mỗi đoạn dây dài 1m sẽ có điện trở là:

A. 1 Ω

B. 2 Ω

C. 3 Ω

D. 4 Ω

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Cách tính:

Điện trở cuộn dây:

Điện trở mỗi đoạn dây dài 1m:

Câu 4: Đặt một hiệu điện thế U như nhau vào hai đầu điện trở R1 và R2 biết R2 = 2R1. Nếu hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện là I = 0,2A. Nếu mắc hai điện trở R1 và R2 song song vào hiệu điện thế trên thì cường độ dòng điện trong mạch chính là

A. 0,2A

B. 0,3A

C. 0,4A

D. 0,9A

Trả lời

Đáp án đúng là: D

Cách tính:

Điện trở mạch mắc nối tiếp: R_nt = R₁ + R₂ = 3R₁

Vậy U = 0,2.3R₁ = 0,6R₁

Điện trở mạch mắc song song:

Vậy cường độ dòng điện

Câu 5: Bốn dây dẫn kích thước giống nhau làm bằng đồng, bạc, nhôm và sắt. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Điện trở dây đồng là nhỏ nhất, dây sắt lớn nhất.

B. Điện trở dây bạc bé nhất, dây sắt lớn nhất.

C. Điện trở dây nhôm bé nhất, dây bạc lớn nhất.

D. Điện trở dây đồng là nhỏ nhất, dây bạc lớn nhất.

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Cách tính:

Điện trở của một dây dẫn là

Câu 6: Hai dây nhôm có cùng tiết diện, một dây dài là:

A. 4

B. 2

C. 0,25

D. 0,5

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Điện trở của dây tỉ lệ với chiều dài nên

Câu 7: Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài, tiết diện của dây thứ nhất gấp hai lần tiết diện của dây thứ hai, dây thứ hai có điện trở 8Ω. Điện trở của dây thứ nhất là:

A. 2 Ω

B. 3 Ω

C. 4 Ω

D. 16 Ω

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Điện trở tỉ lệ nghịch với tiết diện nên:

Câu 8: Khi nói về biến trở trong một mạch điện có hiệu điện thế không đổi, câu phát biểu nào sau đây là đúng?

Trong một mạch điện có hiệu điện thế không đổi:

A. Biến trở dùng để thay đổi chiều dòng điện.

B. Biến trở dùng để thay đổi cường độ dòng điện.

C. Biến trở được mắc song song với mạch điện.

D. Biến trở dùng để thay đổi hiệu điện thế.

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Giải thích: Trong một mạch điện có hiệu điện thế không đổi, biến trở dùng để thay đổi cường độ dòng điện

Câu 9: Hai bóng đèn mắc nối tiếp rồi mắc vào nguồn điện. Để hai đèn cùng sáng bình thường ta phải chọn hai bóng đèn như thế nào?

A. Có cùng hiệu điện thế định mức.

B. Có cùng công suất định mức.

C. Có cùng cường độ dòng điện định mức.

D. Có cùng điện trở.

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Giải thích: Để hai đèn cùng sáng bình thường ta phải chọn hai bóng đèn có cùng cường độ dòng điện định mức

Câu 10: Công có ích của một động cơ điện trong thời gian làm việc 10 phút là 211200J, hiệu suất của động cơ là 80%. Biết rằng hiệu điện thế của động cơ là 220V, cường độ dòng điện qua động cơ là:

A. 2A

B. 2,5A

C. 3,5A

D. 4,5A

Trả lời

Đáp án đúng là: A

Cách tính:

Công có ích: A₁ = 211200 J = H. A ⇒ Công toàn phần:

Mặt khác công toàn phần A = U. I. t = 264000 J ⇒

Câu 11: Một dây mayso có điện trở R được mắc vào hiệu điện thế U rồi nhúng vào chậu nước chứa 4 lít nước nhiệt độ 20⁰C. Sau t phút, nhiệt lượng tỏa ra do hiệu ứng Jun – Len-xơ là 30000 J. Biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg. độ, nhiệt độ nước sau thời gian nói trên có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau?

A. 21,8⁰C

B. 82,1⁰C

C. 21,8⁰C

D. 56,2⁰C

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Cách tính:

Nhiệt lượng nhận được:

Nhiệt độ cuối:

Câu 12: Một dây điện trở R = 200Ω được mắc vào hiệu điện thế U rồi nhúng vào một ấm nước sau 10 phút nhiệt lượng tỏa ra là 30000 J. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu dây có giá trị là:

A. I = 5A; U = 100V

B. I = 0,5A; U = 100V

C. I = 0,5A; U = 120V

D. I = 1A; U = 110V

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Cách tính:

Công suất của dây điện trở là:

Hiệu điện thế hai đầu dây là U thì:

Cường độ dòng điện:

Câu 13: Cho mạch điện như hình vẽ:

R₁ = 2R₂ = 2R₃, vôn kế V chỉ 12V, ampe kế chỉ 2A. Hiệu điện thế hai đầu mạch là:

A. 15V

B. 18V

C. 20V

D. 24V

Trả lời

Đáp án đúng là: C

Cách tính:

Ta có:

Điện trở của mạch:

Vậy U = I. R = 2.10 = 20V

Câu 14: Một dòng điện có cường độ I = 0,002A chạy qua điện trở R = 3000Ω trong thời gian 600 giây. Nhiệt lượng tỏa ra là:

A. 7,2 J

B. 60 J

C. 120 J

D. 3600 J

Trả lời

Đáp án đúng là: A

Cách tính:

Nhiệt lượng tỏa ra là:

Câu 15: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất?

Công suất điện để chỉ

A. điện năng tiêu thụ nhiều hay ít.

B. cường độ dòng điện chạy qua mạch mạnh hay yếu.

C. hiệu điện thế sử dụng lớn hoặc bé.

D. mức độ hoạt động mạnh hay yếu của dụng cụ điện.

Trả lời

Đáp án đúng là: D

Giải thích: Công suất điện để chỉ mức độ hoạt động mạnh hay yếu của dụng cụ điện

Câu 16: Người ta dùng công tơ điện để đo đại lượng nào sau đây?

A. Công suất điện

B. Công của dòng điện

C. Cường độ dòng điện

D. Điện trở của mạch điện

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Người ta dùng công tơ điện để đo công của dòng điện

Câu 17: Dụng cụ nào sau đây không sử dụng tác dụng nhiệt của dòng điện?

A. Nồi cơm điện

B. Bàn là điện

C. Cầu chì

D. Bóng đèn điện Nêon

Trả lời

Đáp án đúng là: D

Giải thích: Bóng đèn điện tuy có tỏa nhiệt nhưng con người không sử dụng tác dụng tỏa nhiệt mà sử dụng tác dụng quang học

Câu 18: Công thức tính điện trở của một dây dẫn hình trụ, đồng chất, tiết diện đều, có chiều dài

A.

B.

C.

D.

Trả lời

Đáp án đúng là: A

Công thức tính điện trở:

Câu 19: Một bếp điện tiêu thụ một điện năng 480 kJ trong 24 phút, hiệu điện thế đặt vào bếp bằng 220V. Cường độ dòng điện qua bếp gần đúng với giá trị nào nhất trong các giá trị sau?

A. 1,5A

B. 2A

C. 2,5A

D. 1A

Trả lời

Đáp án đúng là: A

Cách tính:

Nhiệt lượng tỏa ra là:

Câu 20: Một gia đình dùng 5 bóng đèn loại 220V – 40W và một bếp điện 220V – 1000W. Mỗi ngày dùng 6 giờ. Trong một tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện, biết giá mỗi số điện là 800 đồng, đèn được mắc vào mạch điện 220V.

A. 149760 đồng

B. 172800 đồng

C. 28800 đồng

D. 2880000 đồng

Trả lời

Đáp án đúng là: B

Công suất tiêu thụ tổng cộng:

P = 5.40 + 1000 = 1200 W

Điện năng tiêu thụ trong tháng:

A = P. t = 1,2.6.30 = 216 kW. h

Số tiền phải trả trong tháng: t = 216.800 = 172800 đồng

II. TỰ LUẬN

Câu 1: Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết Đ₁ (6V – 3W); Đ₂ (6V – 0,4W), R = 60 Ω, biến trở MN có điện trở tối đa 54 Ω được phân bố trên chiều dài 27 cm, biết MC = x (cm). Tính điện trở đoạn mạch AB theo x.

Trả lời:

Ta vẽ lại sơ đồ mạch điện như sau:

Ta có điện trở đèn 1 và đèn 2 lần lượt là:

⇒ R_CM = 2x ⇒ R_CN = 54 – 2x

(Vì 27 cm →  54Ω nên x cm →  2x Ω)

⇒ R_CMB = R_CM + R_MB = 2x + 36

Vậy:

Câu 2: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở nhiệt độ trong phòng có điện trở 25Ω, có tiết diện tròn bán kính 0,01 mm

a) Tính chiều dài của dây tóc này biết vonfram có điện trở suất:

Trả lời:

Tiết diện của dây:

Từ công thức:

.

b) Độ tăng điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường:

Điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường:

Cường độ dòng điện qua bóng đèn:

Câu 3: Có hai dây dẫn làm bằng nhôm có tiết diện như nhau, dây thứ nhất dài

Trả lời:

Điện trở của dây dẫn thứ nhất:

Điện trở của dây dẫn thứ hai:

Lập tỉ số ⇒

Câu 4: Một cuộn dây nhôm có khối lượng 0,27 kg, tiết diện thẳng của dây là 0,1 mm2. Tìm điện trở của cuộn dây biết rằng nhôm có khối lượng riêng 2,7 g/cm3 và điện trở suất

Trả lời:

Thể tích của dây:

Chiều dài cuộn dây:

Điện trở của dây:

Câu 5: Một ấm điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 20⁰C. 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 thiết để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg. K

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

c) Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.

Trả lời:

a) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước (2 kg nước) là:

Q₁ = m. c (t₂ – t₁) = 2.4200. (100 - 20) = 672000 J

b) Nhiệt lượng mà bếp điện đã tỏa ra:

c) Thời gian đun sôi nước:

Câu 6: Một bếp điện ghi 220V – 1000W đực sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước có nhiệt độ ban đầu 25⁰C, hiệu suất của quá trình đun là 80%. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg. K.

a) Tính thời gian đun sôi nước.

b) Biết dây điện trở của bếp có đường kính d = 0,2 mm làm bằng nikelin có điện trở suất

Trả lời:

a) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2 lít nước:

Q_thu = m. c. (t₂ – t₁) = 2.4200. (100 – 25) = 630000 J

Hiệu suất:

Do U = U_đm = 220V ⇒

Thời gian đun sôi nước:

b) Điện trở của bếp:

Tiết diện dây điện trở của bếp là:

Chiều dài của dây điện trở làm bếp:

Chiều dài 1 vòng dây điện trở:

Số vòng dây là:

.

Câu 7: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ:

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB. Biết khi K đóng ampe kế chỉ 1,8A.

b) Tính R₁ và R₂ biết khi K ngắt ampe kế chỉ 0,5A.

Trả lời:

a) Khi K đóng, ampe kế chỉ 1,8A tức là I₃ = 1,8A và U_AB = U₃

Vậy U_AB = U₃ = 1,8.20 = 36V

b) Khi K ngắt, ampe kế chỉ 0,5A

Tức là I_AB = 0,5A =>

Mà:

Câu 8: Cho mạch điện gồm 3 điện trở R₁ = 12 Ω, R₂ = R₃ = 24 Ω mắc song song với nhau.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b) Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế không đổi U = 54V. Tính dòng điện qua các điện trở và dòng điện trong mạch chính.

Trả lời:

a) Điện trở tương đương:

b) Dòng điện qua các điện trở:

Qua R₁:

Qua R₂ và R₃:

Dòng điện qua mạch chính: I = I₁ + I₂ + I₃ = 4,5 + 2,25 + 2,25 = 9A

Câu 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ:

.

U_AB = 20V, R₁ = 8 Ω, R₂ = 30 Ω, R₃ = 3 Ω, R₄ = 6 Ω, R₅ = 18 Ω.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB

b) Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và qua mạch chính.

Trả lời:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:

R₃₄₅ = R₃₄ + R₅ = 2 + 18 = 20 Ω

b) Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua mạch chính:

U₁ = I₁.R₁ = 1.8 = 8V

⇒ U₂ = U_AB – U₁ = 20 – 8 = 12V

Ta có:

Mà I₃ + I₄ = I₃₄ = I₅ = 0,6

Từ (1) và (2) ta được:

Câu 10: Một quạt điện dùng trên xe ô tô có ghi 12V – 15W

a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế là bao nhiêu để nó chạy bình thường? Tính cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó.

b) Tính điện năng mà quạt sử dụng trong 1 giờ khi chạy bình thường.

c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành các dạng năng lượng nào? Cho rằng hiệu suất của quạt là 85%, tính điện trở của quạt.

Trả lời:

a) Cần phải mắc quạt vào hiệu điện thế là 12V để nó chạy bình thường.

Cường độ dòng điện chạy qua quạt:

b) Khi chạy bình thường điện năng mà quạt sử dụng trong 1 giờ là:

c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

Vì vậy hiệu suất của quạt là 85% nên phần công suất biến đổi điện năng thành nhiệt năng là chỉ chiếm 15% và bằng:

Điện trở của quạt:

Bài trước: Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện - Vật Lí 9 Bài tiếp: Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 21: Nam châm vĩnh cửu - Vật Lí 9