Bài 13. Năng lượng của dòng điện và công suất điện Vở thực hành Khoa học tự nhiên 9

13.1

Gia đình em thường sử dụng những loại bóng đèn điện nào để thắp sáng? Em có biết ý nghĩa của các số liệu ghi trên nhãn bóng đèn điện hay không?

Phương pháp giải:

Quan sát các loại đèn điện thắp sáng trong nhà và tìm hiểu số liệu bằng cách tra internet

Lời giải chi tiết:

Gia đình em thường sử dụng đèn ống huỳnh quang và đèn Led để thắp sáng. Các số liệu ghi trên đèn là công suất điện và hiệu điện thế của đèn

13.2 1

1. Tìm ví dụ trong thực tế chứng tỏ dòng điện có năng lượng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết:

1. Ví dụ thực tế: Dòng điện chạy qua làm quay động cơ và làm nóng các dụng cụ hay thiết bị như máy khoan, nồi cơm điện, quạt điện, bàn là,…

13.2 2

2. Những thiết bị tiêu thụ điện sau đây hoạt động nhờ có năng lượng điện (điện năng): đèn dây tóc, quạt điện, đèn huỳnh quang (đèn ống), bàn là điện, nồi cơm điện. Năng lượng điện sử dụng trong các thiết bị này đã chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

Lời giải chi tiết:

2. Năng lượng điện trong các thiết bị chuyển hóa thành: đèn dây tóc: quang năng và nhiệt năng, quạt điện: cơ năng, đèn ống: quang năng, bàn là điện: nhiệt năng, nồi cơm điện: nhiệt năng

13.3 1

1. Tính năng lượng điện mà động cơ điện một chiều tiêu thụ trong thời gian 30 phút, biết hiệu điện thế giữa hai đầu động cơ là 12 V và cường độ dòng điện chạy qua động cơ là 0,5 A.

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức tính năng lượng điện: W = UIt

Lời giải chi tiết:

1. Năng lượng điện mà động cơ điện một chiều tiêu thụ trong thời gian 30 phút là:

W = 12.0,5.30.60 = 10800 J

13.3 2

2. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc một bóng đèn sợi đốt là 3,5 V, điện trở của dây tóc bóng đèn khi phát sáng là 12 Q. Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 phút là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức tính năng lượng điện: W = UIt

Lời giải chi tiết:

2. Năng lượng mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 phút là:

\(W = UIt = \frac{{{U^2}}}{R}t = \frac{{{{(3,5)}^2}}}{{12}}.4.60 = 245J\)

13.4

Tính công suất điện của một bóng đèn và năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 3 h. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 220 V và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là 0,3 A.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính công suất điện: \(\wp  = UI\) và năng lượng điện W = UIt

Lời giải chi tiết:

Công suất điện của một bóng đèn là: \(\wp  = UI = 220.0,3 = 66W\)

Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 3 h là:

W = UIt = 220.0,3.3.3600 = 712 800 J

13.5 1

1. Giải thích các chữ số ghi trên các thiết bị tiêu thụ điện dưới đây:

- Bóng đèn pin: 2,5 V- 2,5 W;

- Bàn là điện: 220 V - 1 000 W;

- Bóng đèn sợi đốt: 110 V - 100 W;

Phương pháp giải:

Thông số thiết bị thường bao gồm hiệu điện thế và công suất định mức

Lời giải chi tiết:

1.

- Bóng đèn pin: hiệu điện thế 2,5 V- công suất định mức 2,5 W;

- Bàn là điện: hiệu điện thế 220 V - công suất định mức 1 000 W;

- Bóng đèn sợi đốt: hiệu điện thế 110 V - công suất định mức 100 W;

13.5 2

2. Một bóng đèn điện 220 V - 60 W, nếu được dùng đúng công suất điện định mức thì năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 giờ là bao nhiêu? Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính năng lượng điện và cường độ dòng điện

Lời giải chi tiết:

2.

Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 4 h là:

W = P.t = 60.4.3600 = 864 000 J

Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là:

\(I = \frac{\wp }{U} = \frac{{60}}{{220}} = \frac{3}{{11}}A\)

13.6

Trên một bóng đèn có ghi 24V - 12 W.

a) Cho biết ý nghĩa của các số ghi này.

b) Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn.

c) Tính điện trở của đèn khi đó.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về năng lượng điện và công suất điện

Lời giải chi tiết:

a) Ý nghĩa của các số ghi trên bóng đèn:

- 24V: Đây là hiệu điện thế định mức (U) của bóng đèn. Nó có nghĩa là bóng đèn này được thiết kế để hoạt động tối ưu ở hiệu điện thế 24V.

- 12W: Đây là công suất định mức (P) của bóng đèn. Nó có nghĩa là khi bóng đèn hoạt động ở hiệu điện thế 24V, nó sẽ tiêu thụ công suất 12W.

b) \(P = UI \Rightarrow I = \frac{P}{U} = \frac{{12}}{{24}} = 0,5{\rm{A}}\)

c) \(R = \frac{U}{I} \Rightarrow R = \frac{{24}}{{0,5}} = 48{\rm{\Omega }}\)

13.7

Ở công trường xây dựng có sử dụng một máy nâng để nâng khối vật liệu có trọng lượng 10 000 N lên tới độ cao 6 m trong thời gian 5 s. Phải dùng động cơ điện có công suất nào dưới đây là thích hợp cho máy nâng này?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về năng lượng điện và công suất điện

Lời giải chi tiết:

Công thực hiện để nâng khối vật liệu là:

\(A = F.h = 10000\,.6\, = 60000\,{\rm{J}}\)

Công suất thích hợp cho máy nâng là:

\(P = \frac{A}{t} = \frac{{60000\,}}{{5\,}} = 12000\,{\rm{W}} = 12\,{\rm{kW}}\)

13.8

Một bóng đèn có ghi 220 V - 40 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Biết đèn được sử dụng trung bình 3 giờ một ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về năng lượng điện và công suất điện

Lời giải chi tiết:

Điện năng tiêu thụ trong 1 giờ là:

\({A_1} = 40\,.1\, = 40\,{\rm{Wh}}\)

Điện năng tiêu thụ trong 1 ngày là:

\({A_{ng}} = 40.3 = 120Wh\)

Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày là:

\({A_{30ng}} = 120\,.30\, = 3600\,{\rm{Wh}} = 3.6\,{\rm{kWh}}\)