Vật Lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I : Điện học được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 9 Bài 20
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).
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)
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:
IAB = I1 = I2 = … = In
+ 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:
UAB = U1 + U2 + … + Un
– Điện trở tương đương (Rtđ) 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: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn
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:
IAB = I1 + I2 +…+ In
+ 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:
UAB = U1 = U2 = … = Un
– 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:
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)
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:
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.
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
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.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 20
Bài 1 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Cường độ dòng điện I chạy qua 1 dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế U giữa 2 đầu đoạn dây đó?
Lời giải:
Cường độ dòng điện I chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U giữa hai đầu dây dẫn đó
Bài 2 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Nếu đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu một dây dẫn và I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó thì thương số U/I là giá trị của đại lượng nào đặc trưng cho dây dẫn? Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này có thay đổi không? Vì sao?
Lời giải:
– Thương số U/I là giá trị của điện trở R đặc trưng cho dây dẫn.
– Khi thay đổi hiệu điện thế U thì giá trị này không đổi, vì hiệu điện thế U tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần.
Bài 3 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó sử dụng ampe kế và vôn kế để xác định điện trở của 1 dây dẫn.
Lời giải:
Bài 4 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Viết công thức tính điện trở tương đương đối với:
a. Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp.
b. Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song.
Lời giải:
Công thức tính điện trở tương đương đối với:
Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2
Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc song song.
Bài 5 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Hãy cho biết:
a) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi chiều dài của nó tăng lên ba lần?
b) Điện trở của dây dẫn thay đổi như thế nào khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần?
c) Vì sao dựa vào điện trở suất có thể nói đồng dẫn điện tốt hơn nhôm?
Hệ thức nào thể hiện mối liên hệ giữa điện trở suất R của dây dẫn với chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ρ của vật liệu làm dây dẫn?
Lời giải:
Bài 6 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Viết đầy đủ các câu dưới đây:
a. Biến trở là một điện trở…… và có thể được dùng để……
b. Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước…… và có trị số được…..hoặc được xác định theo các……
Lời giải:
a. Biến trở là một điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được dùng để thay đổi, điều chỉnh cường độ dòng điện
b. Các điện trở dùng trong kĩ thuật có kích thước nhỏ và có trị số được ghi sẵn hoặc được xác định theo các vòng màu
Bài 7 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Viết đầy đủ các câu dưới đây:
a. Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết…
b. Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích…
Lời giải:
a. Số oát ghi trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó.
b. Công suất tiêu thụ điện năng của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn đó.
Bài 8 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Hãy cho biết:
a) Điện năng sử dụng bởi một dụng cụ được xác định theo công suất. Hiệu điện thế, cường độ dòng điện và thời gian sử dụng bằng các công thức nào?
b) Các dụng cụ điện có dụng gì trong việc biến đổi năng lượng? Nêu một số ví dụ.
Lời giải:
a. Ta có: A = P.t = U.I.t
b. Các dụng cụ điện có tác dụng biến đổi chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác
Chẳng hạn:
– Bóng đèn dây tóc nóng sáng biến đổi phần lớn điện năng thành nhiệt năng và một phần nhỏ thành năng lượng ánh sáng
– Bếp điện, nồi cơm điện, bàn là điện, mỏ hàn điện…biến đổi hầu hết điện năng thành nhiệt năng
Bài 9 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Phát biểu và viết hệ thức của định luật Jun – Len-xơ
Lời giải:
– Định luật Jun – Len-xơ. Năng 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
– Biểu thức: Q = I2.R.t
Bài 10 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Cần phải thực hiện những quy tắc nào để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện?
Lời giải:
– Chỉ làm thí nghiệm dành cho học sinh THCS với hiệu điện thế dưới 40V.
– Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo đúng quy định
– Cần mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với mỗi dụng cụ điện dùng ở mạng điện gia đình
– Không được tự mình tiếp xúc với mạng điện gia đình.
– Ở gia đình, trước khi thay bóng đèn hỏng phải ngắt công tắc hoặc rút cầu chì của mạch điện có bóng đèn và đảm bảo cách diện giữa cơ thể người và nền nhà, tường gạch.
– Nối đất cho vỏ kim loại của các dụng cụ hay thiết bị điện.
Bài 11 (trang 54 SGK Vật Lý 9)
Hãy cho biết:
a. Vì sao phải sử dụng tiết kiệm điện năng?
b. Có những cách nào để sử dụng tiết kiệm điện năng?
Lời giải:
• Cần tiết kiệm điện vì:
– Trả tiền điện ít hơn, do đó giảm bớt chi tiêu cho gia đình hoặc cá nhân
– Các thiết bị và dụng cụ điện được sử dụng bền lâu hơn, do đó cũng góp phần giảm bớt chi tiêu về điện.
– Giảm bớt sự cố gây tổn hại chung cho hệ thống cung cấp điện bị quá tải, đặc biệt trong những giờ cao điểm.
– Dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất, cho các vùng miền khác còn chưa có điện hoặc cho xuất khẩu
• Các cách tiết kiệm điện:
– Sử dụng các dụng cụ hay thiết bị có công suất hợp lí, vừa đủ mức cần thiết
– Chỉ sử dụng các dụng cụ hay thiết bị điện trong những lúc cần thiết.
Bài 12 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Đặt một hiệu điện thế 3V vào hai đầu dây dẫn bằng hợp kim thì cường độ dòng điện chạy qua dầy dẫn này là 0,2 A. Hỏi nếu tăng thêm 12V nữa cho hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này điện qua nó có giá trị nào dưới đây?
A. 0,6 A
B. 0,8 A
C. 1 A
D. Một giá trị khác các giá trị trên.
Tóm tắt:
U1 = 3V; I1 = 0,2A; U2 = U1 + 12; I2 = ?
Lời giải:
Chọn câu C.
Vì U2 = U1 + 12 = 3 + 12 = 15V = 5.U1
Do đó U tăng 5 lần nên I cũng tăng 5 lần. Khi đó I = 1A.
Bài 13 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu các dây dẫn khác nhau và đo cường độ dòng điện I chạy qua mỗi dây dẫn đó. Câu phát hiểu nào sau ở đây là đúng khi tính thương số U/I cho mỗi dây dẫn.
A. Thương số này có giá trị như nhau đối với các dây dẫn
B. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn.
C. Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng nhỏ.
D. Thương số này không có giá trị xác định đối với mỗi dây dẫn.
Lời giải:
Chọn câu B.
Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn.
Bài 14 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Điện R1 = 30Ω chịu được dòng điện có độ lớn nhất là 2A và điện trở R2 = 10Ω chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 1A. Có thể mắc nối tiếp hai điện trở này vào hiệu điện thế nào dưới đây?
A. 80V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất 2A.
B. 70V, vì điện trở R1 chịu được hiệu điện thế lớn nhất 60V, điện trở R2 chịu được 10V.
C. 120V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chịu được dòng điện có cường độ dòng điện có cường độ tổng cộng là 3A.
D. 40V, vì điện trở tương đương của mạch là 40Ω và chiu đươc dòng điên có cường đô 1A.
Tóm tắt:
R1 = 30Ω; I1 max = 2A; R2 = 10Ω; I2 max = 1A; R1 nối tiếp R2;
Ugiới hạn = ?
Lời giải:
Chọn câu D. 40V
Điện trở tương đương khi ghép nối tiếp hai điện trở:
Rtđ = R1 + R2 = 30 + 10 = 40 Ω
Vì khi ghép nối tiếp I1 = I2 = I, mà I1 max > I2 max nên để đảm bảo R2 không bị hỏng (tức là dòng qua R2 không được vượt quá I2 max = 1A) thì cường độ dòng điện cực đại qua đoan mạch là I = I1 max = 1A.
Khi đó hiệu điện thế giới hạn có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
Ugiới hạn = I.Rtđ = 1.40 = 40V
Bài 15 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Có thể mắc song song hai điện trở đã cho ở câu 14 vào hiệu điện thế nào dưới đây?
A. 10V
B. 22,5V
C. 60V
D. 15V
Tóm tắt:
R1 = 30Ω; I1 max = 2A; R2 = 10Ω; I2 max = 1A; R1 song song R2;
Ugiới hạn = ?
Lời giải:
Chọn câu A. 10V
Hiệu điện thế giới hạn của R1 là: U1 max = I1 max.R1 = 2.30 = 60V
Hiệu điện thế giới hạn của R2 là: U2 max = I2 max.R2 = 1.10 = 10V
Vì R1 và R2 ghép song song nên U1 = U2 = U. Do vậy hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch không được vượt quá hiệu điện thế cực đại của cả R1 và R2.
U ≤ U1 max = 60V và U ≤ U2 max = 10V
Ta chọn Umax = 10V là thỏa mãn cả hai điều kiện trên.
Bài 16 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Một dây dẫn đồng chất, chiều dài l, tiết diện S có điện trở là 12Ω được gập đôi thành dây dẫn mới có chiều dài l/2. Điện trở của dây dẫn mới này có trị số:
A. 6Ω
B. 2Ω
C. 12Ω
D. 3Ω
Tóm tắt:
l1 = l; S1 = S; R1 = 12Ω; l2 = l/2 ; S2 = 2S; R2 = ?
Lời giải:
→ R2 = 12/4 = 3Ω
Bài 17 (trang 55 SGK Vật Lý 9)
Khi mắc nối tiếp hai điện trở R1 và R2 vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện qua chúng có cường độ I = 0,3A. Nếu mắc song song hai điện trở này cũng vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện mạch chính có cường độ I’ = 1,6A. Hãy tính R1 và R2
Tóm tắt:
R1 nối tiếp R2; Unt = 12V; Int = 0,3A
R1 song song R2; Uss = 12V; Iss = 1,6A; R1 = ?; R2 = ?
Lời giải:
Khi R1 mắc nối tiếp với R2 thì: ↔ R1 + R2 = 40Ω (1)
Khi R1 mắc song song với R2 thì:
Thay (1) vào (2) ta được R1.R2 = 300
Ta có: R2 = 40 – R1 → R1.(40 – R1) = 300 ↔ – R12 + 40R1 – 300 = 0 (*)
Giải (*) ta được: R1 = 30Ω; R2 = 10Ω hoặc R1 = 10Ω; R2 = 30Ω.
Bài 18 (trang 56 SGK Vật Lý 9)
a) Tại sao bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn?
Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V – 1000W khi ấm hoạt động bình thường.
Dây điện trở của ấm điện trên dây làm bằng nicrom dài 2 m và có tiết diện tròn. Tính đường kính tiết diên của dây điện trở này.
Lời giải:
Bài 19 (trang 56 SGK Vật Lý 9)
Một bếp điện loại 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 l nước có nhiệt độ ban đầu 25oc. Hiệu suất của quy trình đun là 85%.
a. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K.
b. Mỗi ngày đun sôi 41 nước bằng bếp điện trên đây cùng với điều kiện đã cho, thì trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá điện là 700 đồng mỗi kW.h.
c. Nếu gập đôi dây điện trở của bếp này và vẫn sử dụng hiệu điện thế 220V thì thời gian đun sôi 21 nước có nhiệt độ ban đầu và hiệu suất như trên là bao nhiêu?
Tóm tắt:
Bếp điện: Um = 220V, Pm = 1000W; U = 220V; V1 = 2l ↔ m1 = 2kg; T0 = 25ºC; H = 85%
a) c = 4200J/kg.K; t = ?
b) V2 = 4l ↔ m2 = 4kg; 700 đồng/1kW.h; Tiền = ?
c) Gập đôi dây; t’ = ?
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước là:
Qcó ích = m1.c.Δtº = 2.4200.(100 – 25) = 630000 (J)
Ta có:
Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra là:
Vì U = Um = 220 nên bếp hoạt động với công suất P = Pm = 1000W
Ta có: Qtp = A = P.t
Thời gian đun sôi nước là: t = Qtp/P = 741176,5/1000 = 741 (s) = 12,35 phút
b) Nhiệt lượng do bếp tỏa ra để đun sôi 4 lít nước là:
Q1 = 2.Qtp = 2.741176,5 = 1482353 (J) (vì m2 = 4kg = 2m1)
Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trong 30 ngày là:
Q2 = 1482353.30 = 44470590 (J)
Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng là:
A = Q2 = 44470590 J = 12,35kW.h (vì 1kW.h = 3600000J)
Tiền điện phải trả là: Tiền = A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng
c) Do gập đôi dây điện trở nên: tiết diện dây tăng 2 lần ⇒ điện trở giảm 2 lần
và chiều dài dây giảm 2 lần ⇒ điện trở giảm 2 lần. Vậy R giảm 4 lần
Dựa vào công thức P = U2/R nên khi R giảm 4 lần thì P tăng 4 lần, khi đó:
P’ = 4.1000 = 4000 (W)
Thời gian đun sôi nước là: t’ = Qtp/P = 741176,5/4000 = 185 (s) = 3,08 phút
Bài 20 (trang 56 SGK Vật Lý 9)
Một khu dân cư sử dụng công suất điện trung bình là 4,95 kW với hiệu điện thế 220V. Dây tải điện từ trạm cung cấp tới khu dân cư này có điện trở tổng cộng là 0,4Ω.
a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện.
b. Tính tiền điện mà khu này phải trả trong một tháng (30 ngày), biết rằng thời gian dùng điện trong một ngày trung bình là 6 giờ và giá điện 700 đồng mỗi kW.h.
c. Tính điện năng hao phí trên đây tải điện trong một tháng.
Tóm tắt:
P = 4,95kW = 4950W; U = 220V; Rdây tải = Rd = 0,4Ω
a) U = ?
b) t0 = 6h; t = 6.30 = 180h; 700 đồng/1kW.h; T = ? đồng
c) Ahao phí = Ahp = ?
Lời giải:
a) Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là: I = P/U = 4950/220 = 22,5 A
(U là hiệu điện thế ở khu dân cư)
Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện là:
UAB = U + ΔU = U + I.Rd = 220 + 22,5.0,4 = 229 (V)
(ΔU là phần hiệu điện thế bị hao hụt do dây truyền tải có điện trở Rd)
b) Lượng điện năng tiêu thụ trong một tháng là:
A = P.t = 4,95kW.180h = 891 kW.h
Tiền điện phải trả trong một tháng là:
T = A.700 = 891.700 = 623700 đồng
c) Lượng điện năng hao phí trên đường dây tải trong một tháng là:
Ahp = Php.t = I2.Rd.t = (22,5)2.0,4.180h = 36450W.h = 36,45 kW.h
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I : Điện học do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Tổng kết chương I : Điện học. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
