Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Điện năng. Công suất điện Vật Lí 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.
Mời các bạn đón xem:
Điện năng. Công suất điện (Lý thuyết + 20 bài tập có lời giải)
I. Lý thuyết Điện năng. Công suất điện
1. Điện năng tiêu thụ và công suất điện:
• Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích: A = Uq = UIt
trong đó: U là hiệu điện thế đặt vào 2 đầu đoạn mạch (V)
q là lượng điện tích dịch chuyển (C)
I là cường độ dòng điện trong mạch (A)
t là thời gian điện tích dịch chuyển (s)
• Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
2. Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua:
• Định luật Jun – Len-xơ: Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó: Q = RI2t.
• Công suất tỏa nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian:
3. Công và công suất của nguồn điện:
• Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch. Ang = Eq = EIt
• Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch:
Kỹ năng giải bài tập
Áp dụng các công thức:
- Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch: A = Uq = UIt
- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:
- Nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn (định luật Jun-Lenxo):
- Công suất tỏa nhiệt trên vật dẫn:
- Công của nguồn điện: Ang = Eq = EIt
- Công suất của nguồn điện:
∗ Các kiến thức liên quan:
- Điện trở dây dẫn: 
trong đó: ρ là điện trở suất của dây dẫn
l là chiều dài dây (m)
S là diện tích tiết diện dây (m2)
- Nhiệt lượng vật tỏa ra (thu vào) khi thay đổi nhiệt độ từ t1 đến t2 là: Q = mc(t2 - t1)
với m là khối lượng vật (kg)
c là nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để vật hóa hơi: Q = L.m trong đó L là ẩn nhiệt hóa hơi (J/kg)
II. Bài tập Điện năng. Công suất điện
Câu 1: Công suất điện cho biết:A. khả năng thực hiện công của dòng điện.B. năng lượng của dòng điện.C. lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian.D. mức độ mạnh – yếu của dòng điện.Công suất điện cho biết lượng điện năng sử dụng trong một đơn vị thời gian.→ Đáp án C
Câu 2: Công thức liên hệ công suất của dòng điện, cường độ dòng điện, trên một đoạn mạch giữa hai đầu có hiệu điện thế U là:
Công thức liên hệ công suất của dòng điện, cường độ dòng điện, trên một đoạn mạch giữa hai đầu có hiệu điện thế U là 
→ Đáp án A
Câu 3: Có hai điện trở R1 và R2 = 2R1 được mắc song song vào một hiệu điện thế không đổi. Công suất điện 
tương ứng trên hai điện trở này có mối quan hệ nào dưới đây?
Vì hai điện trở R1 và R2 được mắc song song vào một hiệu điện thế không đổi U nên ta có: U = U1 = U2Công suất trên hai điện trở:
→ Đáp án C
Câu 4: Trên nhiều dụng cụ trong gia đình thường có ghi 220V và số oát (W). Số oát này có ý nghĩa gì?A. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với những hiệu điện thế nhỏ hơn 220V.B. Công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.C. Công mà dòng điện thực hiện trong một phút khi dụng cụ này được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.D. Điện năng mà dụng cụ tiêu thụ trong một giờ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V.
Số oát ghi trên dụng cụ điện có ý nghĩa công suất tiêu thụ điện của dụng cụ khi nó được sử dụng với đúng hiệu điện thế 220V p>→ Đáp án B
Câu 5: Trên bóng đèn có ghi 6V – 3W. Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là:A. 0,5AB. 2AC. 18AD. 1,5A
→ Đáp án A
Câu 6: Trên bàn là có ghi 220V – 1100W. Khi bàn là này hoạt động bình thường thì nó có điện trở là bao nhiêu?A. 0,2 ΩB. 5 ΩC. 44 ΩD. 5500 Ω
→ Đáp án C
Câu 7: Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220V – 100W. Trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220V – 75W. Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này.A. 225WB. 150WC. 120WD. 175W
Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ1 và Đ2:
Mạch mắc song song nên:
Công suất của đoạn mạch:
→ Đáp án D
Câu 8: Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220V – 100W. Trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi 220V – 75W. Mắc hai bóng đèn nối tiếp với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất điện của đoạn mạch nối tiếp này, cho rằng điện trở của mỗi đèn khi đó bằng 50% điện trở của đèn đó khi sáng bình thường.A. 86,8WB. 33,3WC. 66,7WD. 85W
Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ1 và Đ2:
Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp:R = R1 + R2 = 484 + 645,3 = 1129,3 ΩCường độ dòng điện qua mạch:
Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 và Đ2:U1 = I.R1 = 0,195.484 = 94,38VU2 = I.R2 = 0,195.645,3 = 125,83VCông suất của đoạn mạch:
→ Đáp án A
Câu 9: Trên bóng đèn có ghi 220V – 75Wa) Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của bóng đèn (Xem điện trở của đèn phụ thuộc không đáng kể vào nhiệt độ).b) Khi hiệu điện thế trên mạng điện bị sụt 10% thì công suất của đèn bị sụt bao nhiêu phần trăm.c) Khi hiệu điện thế mắc vào đèn giảm đi n lần thì công suất tiêu thụ của nó tăng hay giảm bao nhiêu lần? Áp dụng trường hợp khi hiệu điện thế giữa hai đầu đèn giảm 3 lần thì công suất như thế nào?a) Điện trở của đèn:
Cường độ dòng điện định mức của đèn:
b) Khi bị sụt 10% thì còn lại 90%:U’ = 0,9.U = 0,9.220 = 198VCông suất của đèn lúc đó: 
Độ sụt của công suất là: 
c) Khi hiệu điện thế là U thì: 
Khi hiệu điện thế giảm đi n lần: 
Khi hiệu điện thế giảm n lần thì công suất tiêu thụ giảm n2 lần.Áp dụng khi hiệu điện thế giảm 3 lần: 
Vậy khi hiệu điện thế giảm 3 lần thì công suất tiêu thụ giảm 9 lần.Câu 10: Trên bóng đèn có ghi 220V – 55Wa) Tính điện trở của bóng đèn khi nó hoạt động bình thường (Cho rằng điện trở của nó không phụ thuộc vào nhiệt độ).b) Tính công suất tiêu thụ của bóng đèn khi sử dụng mạng điện có hiệu điện thế 200V. Khi đó bóng đèn hoạt động bình thường không? Có thể dùng cầu chì loại 0,6A cho bóng đèn này được không?
a) Điện trở của đèn khi đó:
b) Khi sử dụng mạng điện U = 200VCông suất tiêu thụ của đèn: 
Ta thấy P = 45,5W < Pđm = 55W ⇒ Đèn sáng yếu hơn bình thường.Cường độ dòng điện định mức của đèn: 
Vì Iđm = 0,25A < 0,6A nên không thể dùng cầu chì loại 0,6A để bảo vệ cho bóng đèn này được.Bài 11. Dụng cụ hay thiết bị điện nào sau đây biến đổi hoàn toàn điện năng thành nhiệt năng?A. Quạt điệnB. Ấm điệnC. Acquy đang nạp điệnD. Bình điện phânĐáp án: BBài 12. Trên một bóng đèn có ghi: 3V-3W, điện trở của bóng đèn là:A. 9ΩB. 3ΩC. 6ΩD. 12Ω
Đáp án: BBóng đèn có ghi: 3V-3W. Suy ra Pđm = 3W và Uđm = 3V Điện trở của đèn:
Bài 13. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn là 6V. Điện năng tiêu thụ trên dây dẫn khi có dòng điện cường 2A chạy qua trong 1 giờ làA. 12JB. 43200JC. 10800JD. 1200J
Đáp án: BĐiện năng tiêu thụ trên dây dẫn khi có dòng điện cường độ I = 2A chạy qua trong thời gian t = 1 giờ = 3600s là: A = U.I.t = 6.2.3600 = 43200 J.Bài 14. Khi nối hai cực của nguồn điện với một mạch ngoài thì công do nguồn điện sinh ra trong thời gian một phút là 720J. Công suất của nguồn điện bằng:A. 4,2WB. 12WC. 1,2WD. 42W
Đáp án: BCông suất của nguồn điện bằng:
Bài 16. Chỉ sử dụng điện trở R2A. 5 phútB. 10 phútC. 15 phútD. 20 phút
Đáp án: C
Câu 17. Một acquy có suất điện động 6V. Nếu acquy này làm dịch chuyển 3,4.1018 electron từ cực dương tới cực âm của acquy trong 1 giây, thì công suất của acquy này là:A. 3,264WB. 13056WC. 3,84WD. 7,68W
Đáp án: ACông suất của acquy này là:
Bài 18. . Một ấm điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện qua ấm có cường độ là 5A. Biết rằng giá tiền điện là 1500 đồng/kW.h, nếu mỗi ngày sử dụng ấm để đun nước 10 phút, thì trong một tháng (30 ngày) tiền điện phải trả cho việc này làA. 8250 đồngB. 275 đồngC. 825 đồngD. 16500 đồng
Đáp án: AĐiện năng ấm điện tiêu thụ trong một tháng là: A = U.I.t = 220.5.10.60.30 = 19800000J = 5,5kWhTiền điện phải trả là: M = 5,5.1500 = 8250 (đồng)Bài 19. Một bếp điện đun hai lít nước ở nhiệt độ t1 = 200C. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu ? Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4,18 kJ/(kg.K) và hiệu suất của bếp điện H = 70%.A. 796WB. 769WC. 679WD. 697W
Đáp án: ANhiệt lượng cần để đun sôi nước làTrong đó: m = 2kg là khối lượng 2 lít nước cần đun,Mặt khác, nhiệt lượng có ích để đun nước do bếp điện cung cấp trong thời gian t là: Q=H.Pt, với P là công suất của bếp điện.
Bài 20. Dẫn một đường dây điện sợi đôi từ mạng điện chung tới một ngôi nhà cách đó L = 20 m. Biết mỗi sợi dây đơn có một lõi đồng với thiết diện bằng 0,5 mm2 với điện trở suất của đồng là 1,8.10-8 Ωm. Hiệu điện thế ở cuối đường dây, ngay tại lối vào nhà là 220 V. Trong nhà sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng với tổng công suất 330 W trung bình 5 giờ mỗi ngày. Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn trong vòng 30 ngày xấp xỉ bằngA. 147 kJB. 0,486 kWhC. 149 kJD. 0,648 kWh
Đáp án: BCông suất sử dụng điện năng P = UI Dòng điện trong nhà sử dụng là: I = P/U = 330/220 = 1,5 A. Chiều dài dây dẫn là 20.2 = 40 m. Điện trở dây dẫn:
Qhp = I2Rt = 1,52.1,44.30.5.3600 = 1749600J = 0,486kWh
