Đối với học sinh trung học cơ sở, chỉ làm thí nghiệm với các nguồn điện có hiệu điện thế dưới 40V, vì hiệu điện thế này tạo ra dòng điện chạy qua cơ thể người có cường độ nhỏ, không gây nguy hiểm cho tính mạng.

Bài C2 trang 51 SGK Vật lí 9: Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc như thế nào?

Lời giải 

   Phải sử dụng dây dẫn có vỏ bọc cách điện đúng như tiêu chuẩn quy định, nghĩa là vỏ bọc cách điện này phải chịu được dòng điện định mức quy định cho mỗi dụng cụ điện.

Lời giải 

   Cần mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với dụng cụ hay thiết bị điện để ngắt mạch tự động khi đoản mạch. (Khi bị đoản mạch, cầu chì kịp nóng chảy và tự động ngắt mạch trước khi dụng cụ điện bị hỏng).

   Khi tiếp xúc với mạng điện gia đình cần lưu ý:

     + Phải rất thận trọng khi tiếp xúc với mạng điện này, vì nó có hiệu điện thế 220V, có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người.

     + Chỉ sử dụng các thiết bị điện với mạng điện gia đình khi đảm bảo cách điện đúng tiêu chuẩn quy định đối với các bộ phận của thiết bị có sự tiếp xúc với tay và với cơ thể con người nói chung.

     + Nếu đèn treo dùng phích cắm thì phải rút phích cắm khỏi ổ lấy điện trước khi tháo bóng đèn hỏng và lắp bóng đèn khác.

     + Nếu đèn treo không dùng phích cắm thì phải ngắt công tắc hoặc tháo cầu chì trước khi tháo bóng đèn hỏng và lắp bóng đèn khác.

     + Đảm bảo cách điện giữa người và nền nhà (như đứng trên ghế nhựa hoặc bàn gỗ khô) trong khi tháo bóng đèn hỏng và lắp bóng đèn khác.

Lời giải 

     + Sau khi đã rút phích cắm khỏi ổ lấy điện thì không thể có dòng điện chạy qua cơ thể người. Do đó loại bỏ mọi sự nguy hiểm mà dòng điện có thể gây ra.

     + Để đảm bảo an toàn điện, công tắc và cầu chì trong mạng điện gia đình luôn luôn được nối với dây "nóng". Chỉ khi chạm vào dây "nóng" thì mới có dòng điện chạy qua cơ thể người và gây nguy hiểm, còn dây "nguội" luôn luôn được nối với đất nên giữa dây "nguội" và cơ thể người không có dòng điện chạy qua. Vì thế việc ngắt công tắc và tháo cầu chì trước khi thay bóng đèn đã hỏng đã làm hở dây "nóng", do đó loại bỏ trường hợp dòng điện chạy qua cơ thể con người và đảm bảo an toàn cho người.

     + Khi đảm bảo cách điện giữa người và nền nhà (như đứng trên ghế nhựa hoặc bàn gỗ khô...), do điện trở của vật cách điện là rất lớn, nên dòng điện nếu chạy qua cơ thể người và vật cách điện sẽ có cường độ rất nhỏ nên không gây nguy hiểm đến tính mạng con người.

Bài C6 trang 51 SGK Vật lí 9: Nối đất cho vỏ kim loại của các dụng cụ điện là một biện pháp đảm bảo an toàn điện.

     + Khi sử dụng các dụng cụ điện này, tay ta thường tiếp xúc với vỏ kim loại của chúng. Để đảm bảo an toàn, vỏ kim loại của dụng cụ điện được nối bằng một dây dẫn với chốt thứ ba của phích cắm và được nối đất qua lỗ thứ ba của ổ lấy điện. Hãy chỉ ra trên hình 19.1 dây nối dụng cụ điện với đất và dòng điện chạy qua dây dẫn nào khi dụng cụ này hoạt động bình thường.

      + Trong trường hợp ở hình 19.2, dây dẫn điện bị hở và tiếp xúc với vỏ kim loại của dụng cụ. Nhờ dây tiếp đất mà người sử dụng nếu chạm tay vào vỏ dụng cụ cũng không bị nguy hiểm. Hãy giải thích tại sao?

    Lời giải

     + Dây nối dụng cụ điện với đất là dây (3). Khi dụng cụ hoạt động bình thường, dòng điện đi từ dây thứ (1) vào thiết bị điện sau đó đi ra dây dẫn thứ (2).

     + Khi dây dẫn bị hở và tiếp xúc với vỏ kim loại của dụng cụ: dòng điện đi từ ổ cắm điện đến vị trí bị hở điện thì dòng điện truyền đến vỏ kim loại và theo dây dẫn thứ (3) đi xuống đất mà không đến tay người sử dụng, do đó người sử dụng chạm tay vào vỏ dụng cụ cũng không bị nguy hiểm.

Bài C7 trang 52 SGK Vật lí 9: Hãy thử tìm thêm những lợi ích khác của việc sử dụng tiết kiệm điện năng.

Lời giải 

     + Các dụng cụ và thiết bị điện có công suất hợp lí có giá rẻ hơn các dụng cụ và thiết bị có công suất lớn hơn mức cần thiết, do đó sử dụng những dụng cụ và thiết bị có công suất hợp lí không những tiết kiệm điện năng mà còn góp phần giảm bớt chi tiêu gia đình.

     + Ngắt điện khi không sử dụng hoặc khi đi khỏi nhà sẽ tránh sự cố gây tai nạn và thiệt hại do dòng điện gây ra. Chẳng hạn tắt bếp điện, ấm điện hay bàn là...khi không dùng nữa hoặc khi đi khỏi nhà không những tránh lãng phí điện năng mà đặc biệt còn loại bỏ nguy cơ xảy ra hỏa hoạn làm tổn thất nghiêm trọng cho gia đình mình và cho cả các gia đình xung quanh.

     + Dành phần điện năng tiết kiệm được để xuất khẩu điện, góp phần tăng thu nhập cho đất nước.

     + Giảm bớt việc xây dựng các nhà máy điện, do đó góp phần giảm ô nhiễm môi trường.

Bài C8 trang 52 SGK Vật lí 9: Hãy viết công thức tính điện năng sử dụng.

Lời giải 

   Công thức tính điện năng sử dụng: A = Pt. Trong đó: P là công suất sử dụng, t là thời gian sử dụng công suất ấy.

Bài C9 trang 52 SGK Vật lí 9: Từ đó hãy cho biết, để sử dụng tiết kiệm điện năng thì:

   Điện năng sử dụng: A = Pt

Lời giải 

     + Cần phải lựa chọn, sử dụng các dụng cụ hay thiết bị điện có công suất hợp lí, đủ mức cần thiết (P không quá lớn và không quá nhỏ).

     + Nên cho bộ phận hẹn giờ làm việc khi sử dụng các dụng cụ hay thiết bị điện, vì bộ phận này sẽ tự động ngắt mạch sau khoảng thời gian đã hẹn và nhờ thế sẽ tiết kiệm điện năng.

Bài C10 trang 52 SGK Vật lí 9: Một bạn hay quên tắt điện khi rời khỏi nhà. Em hãy nghĩ cách giúp bạn này để tránh lãng phí điện và đảm bảo an toàn điện.

Lời giải 

Có thể dùng một trong các cách sau đây:

     + Viết lên một tờ giấy dòng chữ đủ to "Tắt hết điện trước khi ra khỏi nhà" và dán tờ giấy này ở cửa ra vào, chỗ dễ nhìn thấy nhất.

     + Treo một tấm bìa có viết dòng chữ "Nhớ tắt hết điện" lên phía trên cửa ra vào, sao cho khi đóng chặt cửa thì tấm bìa tự động hạ xuống ngang trước mặt.

     + Lắp một chuông điện, sao cho khi đóng chặt cửa ra vào thì chuông kêu để nhắc nhở bạn đó tắt hết điện nếu đi khỏi nhà.

     + Lắp một công tắc tự động (còn gọi là rơ le), sao cho khi đóng chặt cửa ra vào hoặc khi khóa cửa ra vào thì công tắc tự động ngắt mạch điện của cả nhà.

Bài C11 trang 53 SGK Vật lí 9: Trong gia đình, các thiết bị nung nóng bằng điện sử dụng nhiều điện năng. Biện pháp tiết kiệm nào dưới đây là hợp lí nhất?

   A. Không sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện.

   B. Không đun nấu bằng bếp điện.

   C. Chỉ sử dụng các thiết bị nung nóng bằng điện có công suất nhỏ trong thời gian tối thiểu cần thiết.

   D. Chỉ đun nấu bằng điện và sử dụng các thiết bị nung nóng khác như bàn là, máy sấy tóc...trong thời gian tối tiểu cần thiết.

Lời giải 

   Chọn D. Chỉ đun nấu bằng điện và sử dụng các thiết bị nung nóng khác như bàn là, máy sấy tóc...trong thời gian tối tiểu cần thiết.

Bài C12 trang 53 SGK Vật lí 9: Một bóng đèn dây tóc giá 3500 đồng, có công suất 75W, thời gian thắp sáng tối đa 1000 giờ. Một bóng đèn compac (compact fluorescent lamp, hình 19.3) giá 60 000 đồng, công suất 15W, có độ sáng bằng bóng đèn dây tóc nói trên, thời gian thắp sáng tối đa 8000 giờ.

     + Tính điện năng sử dụng của mỗi loại bóng đèn trên trong 8000 giờ.

     + Tính toàn bộ chi phí (tiền mua bóng điện và tiền điện phải trả) cho việc sử dụng mỗi loại bóng đèn này trong 8000 giờ, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.

     + Sử dụng loại bóng đèn nào có lợi hơn ? Vì sao?

Phương pháp giải

   - Điện năng sử dụng: $A=Pt$

   - Đổi đơn vị: $1kWh=3600000J$

Lời giải 

Tóm tắt:

   Đèn dây tóc có: $\left\{\begin{array}{l}Giá:3500đ\\ P_1=75W\end{array}\right.$ và thời gian thắp sáng $1000$ giờ

   Đèn compac có $\left\{\begin{array}{l}Giá:60000đ\\ P_2=15W\end{array}\right.$ và thời gian thắp sáng $8000$ giờ

     + $A=?$ của mỗi bóng đèn

     + Chi phí của mỗi bóng đèn trong $8000$ giờ (tiền mua bóng + tiền điện phải trả) 

     + Dùng loại đèn nào có lợi hơn?

Lời giải

     + Điện năng sử dụng của mỗi loại bóng đèn trên trong 8 000 giờ là:

         - Bóng đèn dây tóc: $A_1=P_{1}t=0,075.8000=600kW.h={2160.10}^{6}J$

         - Bóng đèn compac: $A_2=P_{2}t=0,015.8000=120kW.h={432.10}^{6}J$

     + Toàn bộ chi phí (tiền mua bóng điện và tiền điện phải trả) cho việc sử dụng mỗi loại bóng đèn này trong 8000 giờ là:

         - Bóng đèn dây tóc: Vì mỗi bóng đèn dây tóc có thời gian thắp sáng tối đa là 1000 giờ nên phải cần 8 bóng đèn dây tóc.

      + Số tiền mua 1 bóng đèn là: $3500$ đồng 

   Vì thế cần số tiền (8 bóng): $T_1=8.3500+600.700=448000$ đồng

       - Bóng đèn compac: Vì mỗi bóng đèn compac có thời gian thắp sáng tối đa là 8 000 giờ nên ta chỉ cần 1 bóng đèn compac.

   Vì thế cần số tiền: $T_2=1.60000+120.700=144000$ đồng

     + Sử dụng loại bóng đèn conpac có lợi hơn.

   Vì:

        - Giảm chi tiêu cho gia đình: bớt được 448000 – 144000 = 304000 đồng tiền chi phí cho 8000 giờ sử dụng.

        - Sử dụng công suất nhỏ hơn, dành phần điện năng tiết kiệm cho sản xuất.

        - Góp phần giảm bớt sự cố do quá tải về điện, nhất là vào giờ cao điểm.

Lý thuyết Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện