Toptailieu.vn giới thiệu Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ lớp 9.

Giải bài tập Vật lí lớp 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun - Len-xơ

Bài tập trang 47, 48 SGK Vật lí 9

Bài tập 1 trang 47 SGK Vật lí 9

Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5A.

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1s.

b) Dùng bếp điện để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25^oC thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4 200J/kg.K.

c) Mỗi ngày sử dụng bếp điện này 3 giờ. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bếp điện đó trong 30 ngày, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.

Phương pháp giải:  

Áp dụng công định luật Jun - Len -xơ : $Q=I^{2}Rt$

Công thức tính hiệu suất : $H={\displaystyle \frac{Q_i}{Q_{tp}}}$

Công thức tính điện năng : $A=Pt$

Lời giải:

a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong $1s$ là $Q=I^{2}Rt=2,5^2.80.1=500J$.

(Cũng có thể nói công suất tỏa nhiệt của bếp là $P=I^{2}R=500W$).

b) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong $20$ phút $=20.60=1200s$ là $Q_{tp}=Q.1200=500.1200=600000J$.

Nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước đã cho là 

$Q_i=cm(t_2–t_1)=4200.1,5.(100-25)=472500J$

Hiệu suất của bếp là:

$H={\displaystyle \frac{Q_i}{Q_{tp}}}={\displaystyle \frac{472500}{600000}}=78,75\mathrm{\%}$.

c) Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong $30$ ngày (theo đơn vị kW.h) là:

$A=Pt=\mathrm{500.3.30}=45000W.h=45kW.h$

Tiền điện phải trả là:

$T=45.700=31500$ đồng.

Bài tập 2 trang 48 SGK Vật lí 9

Một ấm điện có ghi $220V-1000W$ được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20^oC. Hiệu suất của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước được coi là có ích.

a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/kg.K.

b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra khi đó.

c) Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.

Phương pháp giải:  

a) Tính nhiệt lượng Q₁ cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên.

b) Tính nhiệt lượng Q mà ấm điện đã tỏa ra.

c) Tính thời gian đun sôi nước.

Lời giải:

a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:

$Q_i=cm(t_2-t_1)=\mathrm{4200.2.}(100-20)=672000J$

b) Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra khi đó là:

Từ công thức$$\begin{gathered} H={\displaystyle \frac{Q_i}{Q_{tp}}} \\ \Rightarrow Q_{tp}={\displaystyle \frac{Q_i}{H}}={\displaystyle \frac{672000}{{\displaystyle \frac{90}{100}}}}\approx 746667J \end{gathered}$$

c) Thời gian đun sôi lượng nước trên là:

Từ công thức $Q_{tp}=A=Pt$, ta tìm được $t={\displaystyle \frac{Q_{tp}}{P}}={\displaystyle \frac{746667}{1000}}\approx 747s$.

Bài tập 3 trang 48 SGK Vật lí 9

Đường dây dẫn từ mạng điện chung tới một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng với tiết diện là 0,5mm_­². Hiệu điện thế ở cuối đường dây (tại nhà) là 220V. Gia đình này sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng có tổng công suất là 165W trung bình 3 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8 Ω.m.

a) Tính điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình.

b) Tính cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây. 

c) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h.

Phương pháp giải:  

a) Tính điện trở R của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới nhà.

b) Tính cường độ dòng điện I.

c) Tính nhiệt lượng Q tỏa ra trên đường dây dẫn.

Lời giải:

a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là:

Từ công thức:

$R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}=1,{7.10}^{-8}.{\displaystyle \frac{40}{0,{5.10}^{-6}}}$$=1,36\mathrm{\Omega }.$

b) Cường độ dòng điện chạy trong đường đây dẫn khi sử dụng công suất đã cho trên đây là:

Từ công thức $P=UI$, suy ra $I={\displaystyle \frac{P}{U}}={\displaystyle \frac{165}{220}}=0,75A.$

c) Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là:

$Q=I^{2}Rt=0,{75}^2.3.30.1,36$

     $=68,85W.h$

     $\approx 0,07kWh$