Giải bài tập Vật lí 9 Bài 12: Công suất điện

Trả lời câu hỏi giữa bài

Bài C1 trang 34 SGK Vật lí 9: Nhận xét mối quan hệ giữa số oat ghi trên mỗi đèn với độ sáng mạnh, yếu của chúng.

Lời giải 

   Nếu cùng một hiệu điện thế, đèn có số oát lớn hơn thì sáng mạnh hơn, đèn có số oát nhỏ hơn thì sáng yếu hơn.

Bài C2 trang 34 SGK Vật lí 9: Hãy nhớ lại kiến thức ở lớp 8 và cho biết oat là đơn vị của đại lượng nào.

Lời giải 

   Oat là đơn vị của công suất, $1W={\displaystyle \frac{1J}{1s}}$

Bài C3 trang 34 SGK Vật lí 9: Một dụng cụ điện hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớn. Hãy cho biết:

     + Một bóng đèn có thể lúc sáng mạnh, lúc sáng yếu thì trong trường hợp nào bóng đèn đó có công suất lớn hơn?

     + Một bếp điện được điều chỉnh lúc nóng nhiều hơn, lúc nóng ít hơn thì trong trường hợp nào bếp có công suất nhỏ hơn?

Lời giải 

     + Bóng đèn lúc sáng mạnh hơn thì có công suất lớn hơn lúc sáng yếu.

     + Bếp điện được điều chỉnh lúc nóng ít hơn có công suất nhỏ hơn lúc nóng nhiều.

Bài C4 trang 35 SGK Vật lí 9: Từ các số liệu ở bảng 2, hãy tính tích UI đối với mỗi bóng đèn và so sánh tích này với công suất định mức của đèn đó khi bỏ qua sai số của các phép đo.

Lời giải 

     + Với bóng đèn 1: $UI=6.0,82=4,92$

     + Với bóng đèn 2: $UI=6.0,51=3,06$

     => Bỏ qua sai số của các phép đo ta có tích UI đối với mỗi bóng đèn có giá trị bằng công suất định mức ghi trên bóng đèn.

Bài C5 trang 36 SGK Vật lí 9: Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch được tính theo công thức :

$P=I^{2}R={\displaystyle \frac{U^2}{R}}$

Phương pháp giải

   Hệ thức của định luật Ôm: $I=\frac{U}{R}$

Lời giải

   - Công suất: $P=UI$

   - Đoạn mạch có điện trở R:

     + Ta có:

          $$\begin{gathered} U=\mathrm{I}\mathrm{R} \\ \Rightarrow P=UI=IR.I=I^{2}R \end{gathered}$$(*)

     + Mặt khác:

          $$\begin{gathered} I={\displaystyle \frac{U}{R}thayvào(\ast )} \\ \Rightarrow P=UI=U.{\displaystyle \frac{U}{R}=\frac{U^2}{R}} \end{gathered}$$

Bài C6 trang 36 SGK Vật lí 9: Trên một bóng đèn có ghi 220V - 75W.

     + Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và điện trở của nó khi đèn sáng bình thường.

     + Có thể dùng cầu chì loại 0,5A cho bóng đèn này được không? Vì sao?

Phương pháp giải

   Công suất: P = UI

   Hệ thức định luật Ôm: I = U/R

Lời giải 

   Trên một bóng đèn có ghi $220V-75W$

     + Khi đèn sáng bình thường thì công suất tiêu thụ (P) của đèn bằng công suất định mức 75W.

   Ta có: P= UI=75W 

   - Cường độ dòng điện qua bóng đèn: $P=UI\Rightarrow I={\displaystyle \frac{P}{U}=\frac{75}{220}=0,341A}$

   - Điện trở của đèn:

          $R={\displaystyle \frac{U}{I}=\frac{220}{0,341}=645\mathrm{\Omega }}$

     + Có thể dùng cầu chì loại $0,5A$ cho bóng đèn này vì nó đảm bảo cho đèn hoạt động bình thường và sẽ nóng chảy, tự động ngắt mạch khi đoản mạch.

Bài C7 trang 36 SGK Vật lí 9: Khi mắc một bóng đèn vào hiệu điện thế 12V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 0,4 A. Tính công suất điện của bóng đèn này và điện trở của bóng điện khi đó.

Phương pháp giải

   - Công suất: $P=UI$

   - Hệ thức của định luật Ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

Lời giải 

     + Công suất điện của bóng đèn: $P=UI=12.0,4=4,8W$.

     + Điện trở của bóng đèn: $R={\displaystyle \frac{U}{I}=\frac{12}{0,4}=30\mathrm{\Omega }}$.

Bài C8 trang 36 SGK Vật lí 9: Một bếp điện hoạt động bình thường khi được mắc với hiệu điện thế  và khi đó bếp có điện trở . Tính công suất điện của bếp này.
Phương pháp giải

   - Hệ thức của định luật Ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

   - Công suất: $P=UI$

Lời giải 

   + Cách 1: Công suất điện của bếp điện: $P={\displaystyle \frac{U^2}{R}=\frac{{220}^2}{48,4}=1000W}$

   + Cách 2:

        Cường độ dòng điện chạy qua bếp:  $I={\displaystyle \frac{U}{R}=\frac{220}{48,4}=\frac{50}{11}A}$

        Công suất của bếp:   $P=UI=220.{\displaystyle \frac{50}{11}=1000W}$.

Lý thuyết Công suất

I. Công suất định mức của các dụng cụ điện

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

   - Trên mỗi dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện thế định mức và công suất định mức.

Ý nghĩa: Một dụng cụ điện khi được sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức thì nó sẽ tiêu thụ công suất điện bằng công suất định mức.

    - Công suất định mức cho biết công suất giới hạn khi sử dụng dụng cụ đó. Dụng cụ điện hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớn

 Ví dụ: Trên một bòng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường khi đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế 220V thì công suất điện qua bóng đèn là 75W

II. Công suất điện

Công suất điện trong một đoạn mạch bằng tích hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua nó.

Công thức: $P=UI$

Trong đó:

     + $P$: công suất $\left(\mathrm{W}\right)$

     + $U$: hiệu điện thế $\left(V\right)$

     + $I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

 Đơn vị: Oát $\left(W\right)$

   $\begin{array}{l}1MW=1000kW=1000000W\\ 1W={10}^{-3}kW={10}^{-6}MW\end{array}$

III. Hệ quả

   Nếu đoạn mạch cho điện trở R thì công suất điện cũng có thể tính bằng công thức:

   $P=I^{2}R$  hoặc $P=\frac{U^2}{R}$ hoặc tính công suất bằng  $P=\frac{A}{t}$

   Lưu ý: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) thì:

         ${\displaystyle \frac{P_1}{P_2}}={\displaystyle \frac{R_1}{R_2}}$ (công suất tỉ lệ thuận với điện trở)