Vật lí 9 BÀI 13: ĐIỆN NĂNG - CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

[Tên để làm gì]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 13: Điện năng - Công của dòng điện​

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT​

1. Điện năng​

a) Dòng điện có mang năng lượng

C1:

Quan sát hình 13.1 SGK và cho biết: - Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các các dụng cụ và thiết bị điện nào? - Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

Lời giải:
Trong hoạt động của máy khoan, máy bơm nước, dòng điện thực hiện công cơ học
Trong hoạt động của nồi cơm điện, bàn là và mỏ hàn, dòng điện cung cấp nhiệt lượng

*Kết luận:
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.

Dòng điện qua bếp điện làm bếp điện nóng lên (cung cấp nhiệt lượng)

Dòng điện qua quạt điện làm cánh quạt điện quay (thực hiện công)​

b) Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác
C2:

Các dụng cụ điện khi hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Hãy chỉ ra các dạng năng lượng được biến đổi từ điện năng trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng 1 SGK.

Lời giải:

C3:

Hãy chỉ ra trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện trong bảng 1 SGK, phần năng lượng nào được biến đổi từ điện năng là có ích, là vô ích.

Lời giải:

*Kết luận
Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.
Tỉ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng:

[imath]H = \dfrac{A_i}{A_{tp}} = \dfrac{A_i}{A_i+A_{hp}}[/imath]​

Trong đó:
[imath]A_i[/imath] là năng lượng có ích
[imath]A_{hp}[/imath] là năng lượng hao phí vô ích
[imath]A_{tp}[/imath] là năng lượng toàn phần được chuyển hóa từ điện năng

2. Công của dòng điện​

a) 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.

b) Công thức tính công của dòng điện
C4: Từ kiến thức đã học ở lớp 8, hãy cho biết mối liên hệ giữa công [imath]A[/imath] và công suất [imath]P[/imath].

Lời giải:
Công suất [imath]P[/imath] là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công, được tính bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian: [imath]P = \dfrac{A}{t}[/imath], trong đó [imath]A[/imath] là công thực hiện trong thời gian [imath]t[/imath].

C5: Xét đoạn mạch được đặt vào hiệu điện thế [imath]U[/imath], dòng điện chạy qua nó có cường độ [imath]I[/imath] và công suất điện của đoạn mạch này là [imath]P[/imath]. Hãy chứng tỏ rằng, công của dòng điện sản ra ở đoạn mạch này, hay điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ, được tính bằng công thức [imath]A = P.t = UIt[/imath].

Lời giải:
Công suất [imath]P[/imath] là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công, được tính bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian: [imath]P= \dfrac{A}{t} \Rightarrow A = P.t[/imath]
Mà [imath]P = UI[/imath]. Vậy [imath]A = UIt[/imath].

*Kết luận
- Công thức: [imath]A = P.t = U.I.t[/imath]
Trong đó:
[imath]U[/imath] là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch [imath](V)[/imath]
[imath]I[/imath] là cường độ dòng điện qua đoạn mạch [imath](A)[/imath]
[imath]t[/imath] là thời gian dòng điện thực hiện công [imath](s)[/imath]
[imath]P[/imath] là công suất điện [imath](W)[/imath]
[imath]A[/imath] là công của dòng điện [imath](J)[/imath]

- Trong đời sống, công của dòng điện cũng thường được đo bằng đơn vị kilôoát giờ [imath](kW.h): 1 kW.h = 3600000 J = 3,6.10^6 J[/imath]

3. Đo công của dòng điện​

Công của dòng điện hay điện năng tiêu thụ do nhà máy điện cung cấp đến từng cơ quan, xí nghiệp, hộ gia đình được đo bằng điện kế (hay còn gọi là điện năng kế, công tơ điện).
C6:

Từ bảng 2 SGK, hãy cho biết mỗi số đếm của công tơ (số chỉ của công tơ tăng thêm một đơn vị) ứng với lượng điện năng đã sử dụng là bao nhiêu?

Lời giải:
Mỗi số đếm của công tơ ứng với lượng điện năng đã sử dụng là:
[imath]A = 1kWh = 1000W.1h = 1000W.3600s = 3600000J = 3,6.106J[/imath]

*Kết luận
Khi các dụng cụ và thiết bị tiêu thụ điện năng hoạt động, đĩa tròn của công tơ quay, số chỉ của điện kế tăng dần. Lượng tăng thêm của số chỉ này là số đếm của điện kế, cho biết điện năng tiêu thụ theo đơn vị [imath]kW.h[/imath].

III/ VẬN DỤNG
C7: Một bóng đèn có ghi [imath]220V - 75W[/imath] được thắp sáng liên tục có hiệu điện thế [imath]220V[/imath] trong [imath]4[/imath] giờ. Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số đếm của công tơ trong trường hợp này.

Lời giải:
Lượng điện năng mà bóng đèn sử dụng là:
[imath]A = P.t = 75 x 4 = 300Wh = 0,3kW.h[/imath]
Số đếm của công tơ là: [imath]0,3[/imath]

C8: Một bếp điện hoạt động liên tục trong [imath]2[/imath] giờ ở hiệu điện thế [imath]220V[/imath]. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm [imath]1,5[/imath] số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suất của bếp điện, và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên.

Lời giải:
Đổi [imath]2[/imath] giờ = [imath]2h = 2.3600s = 7200s[/imath]
Lượng điện năng mà bếp điện sử dụng là: [imath]A = 1,5kWh = 1,5.1000.3600 = 5,4.10^6 J[/imath]
Công suất của bếp điện: [imath]P = \dfrac{A}{t} = 750W.[/imath]
Cường độ dòng điện chạy qua bếp là: [imath]I = \dfrac{P}{U} = 3,41A[/imath].

 

[Tên để làm gì]

BÀI 13 - SÁCH BÀI TẬP​

13.8
Một đoạn mạch có điện trở [imath]R[/imath] được mắc vào hiệu điện thế [imath]U[/imath] thì dòng điện chạy qua nó có cường độ [imath]I[/imath] và công suất điện của nó là [imath]P[/imath]. Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong khoảng thời gian [imath]t[/imath] được tính theo công thức nào dưới đây.
A. [imath]A = \dfrac{Pt}{R}[/imath]
B. [imath]A = R.I.t[/imath]
C. [imath]A = \dfrac{P_2}{R}[/imath]
D. [imath]A = U.I.t[/imath]

Lời giải:
Chọn [imath]D[/imath]. Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong khoảng thời gian [imath]t[/imath] được tính theo công thức [imath]A = U.I.t[/imath]

13.9
Một bóng đèn điện có ghi [imath]220V – 100W[/imath] được mắc nối tiếp vào hiệu điện thế [imath]220V[/imath]. Biết đèn được sử dụng trung bình [imath]4[/imath] giờ trong [imath]1[/imath] ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong [imath]30[/imath] ngày là bao nhiêu?
A. [imath]12kW.h[/imath]
B. [imath]400kW.h[/imath]
C. [imath]1440kW.h[/imath]
D. [imath]43200kW.h[/imath]

Lời giải:
Chọn [imath]A. 12kW.h[/imath]
Vì [imath]U_Đ = U = 220V[/imath] nên công suất tiêu thụ của đèn bằng công suất định mức: [imath]P = P_Đ = 100W[/imath]
Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong [imath]30[/imath] ngày là: [imath]A = P.t = 100.120 = 12000W.h = 12 kW.h[/imath]

13.10
Một ấm điện loại [imath]220V – 1100W[/imath] được sử dụng với hiệu điện thế [imath]220V[/imath] để đun nước.
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua dây đun của ấm khi đó.
b) Thời gian dùng ấm để đun nước của mỗi ngày là [imath]30[/imath] phút. Hỏi trong [imath]1[/imath] tháng ([imath]30[/imath] ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá tiền điện là [imath]1000đ/kW.h[/imath]

Lời giải:
a) Vì [imath]U_Đ = U = 220V[/imath] nên công suất tiêu thụ của đèn bằng công suất định mức: [imath]P = P_Đ = 1100W = 1,1kW[/imath]
Cường độ dòng điện qua dây nung: [imath]P = U.I \Rightarrow I = \dfrac{P}{ U} = 5A[/imath].

b) Điện năng tiêu thụ của dây trong [imath]30[/imath] ngày: [imath]A = P.t = 1,1kW.15h = 16,5kW.h[/imath]
Tiền điện phải trả: [imath]T = 16,5.1000 = 16500[/imath] đồng.

13.11
Một nồi cơm điện có số ghi trên vỏ là: [imath]220V – 400W[/imath] được sử dụng với hiệu điện thế [imath]220V[/imath], trung bình mỗi ngày trong thời gian [imath]2[/imath] giờ.
a) Tính điện trở của dây nung của nồi và cường độ dòng điện chạy qua khi đó.
b) Tính điện năng mà nồi tiêu thụ trong [imath]30[/imath] ngày.

Lời giải:
a) Vì [imath]U_n = U = 220V[/imath] nên công suất tiêu thụ của đèn bằng công suất định mức:
[imath]P = P_n = 400W = 0,4kW[/imath]
Điện trở của dây nung của nồi khi đó là:
Vì [imath]P = \dfrac{U^2}{R} \Rightarrow R = 121 \Omega[/imath]
Cường độ dòng điện chạy qua dây nung:
Vì [imath]P = U.I \Rightarrow I = 1,82 A[/imath]

b) Điện năng tiêu thụ trong [imath]30[/imath] ngày: [imath]A = P.t = 0,4.60 = 24kW.h = 24.1000.3600 = 864.10^5 J[/imath]

13.12
Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với tổng công suất là [imath]150W[/imath], trung bình mỗi ngày trong [imath]10[/imath] giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất [imath]100W[/imath], trung bình mỗi ngày trong [imath]12[/imath] giờ và sử dụng các thiết bị khác có công suất tổng cộng là [imath]500W[/imath], trung bình mỗi ngày trong [imath]5[/imath] giờ.
a) Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong [imath]30[/imath] ngày
b) Tính tiền điện mà gia đình này phải trả trong [imath]1[/imath] tháng([imath]30[/imath] ngày), cho rằng giá tiền điện là [imath]1000đ/kW.h[/imath]

Lời giải:
a) Điện năng mà gia đình sử dụng trong [imath]30[/imath] ngày
- Đèn chiếu sáng: [imath]A_1 = P_1.t_1 = 0,15kW.10h.30 = 45 kW.h[/imath]
- Tủ lạnh: [imath]A_2 = P_2 .t_2 = 0,1kW.12h.30 = 36 kW.h[/imath]
- Thiết bị khác: [imath]A_3 = P_3 .t_3 = 0,5kW.5h.30 = 75 kW.h[/imath]
[imath]\Rightarrow A = A_1 + A_2 + A_3 = 45 + 36 + 75 = 156 kW.h[/imath]

b) Tiền điện mà gia đình này phải trả: [imath]T = 156.1000 = 156 000[/imath] đồng.