Toptailieu.vn giới thiệu Giải bài tập Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I: Điện học chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Tổng kết chương I: Điện học lớp 9.

Giải bài tập Vật lí 9 Bài 20: Tổng kết chương I: Điện học

Trả lời câu hỏi giữa bài:

Trả lời câu hỏi 1 trang 54 SGK Vật lí 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.

Trả lời câu hỏi 2 trang 54 SGK Vật lí 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 ${\displaystyle \frac{U}{I}}$ 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 ${\displaystyle \frac{U}{I}}$ 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.

Trả lời câu hỏi 3 trang 54 SGK Vật lí 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:

Trả lời câu hỏi 4 trang 54 SGK Vật lí 9 Viết công thức tính điện trở tương đương đối với:

a. Đoạn mạch gồm hai điện trở $R_1$ và $R_2$ mắc nốì tiếp.

b. Đoạn mạch gồm hai điện trở $R_1$ và $R_2$ mắc song song.

Lời giải: 

Công thức tính điện trở tương đương đối với:

a. Đoạn mạch gồm 2 điện trở $R_1$ và $R_2$ mắc nối tiếp

null

b. Đoạn mạch gồm 2 điện trở $R_1$ và $R_2$ mắc song song:

${\displaystyle \frac{1}{R_{tđ}}}={\displaystyle \frac{1}{R_1}}+{\displaystyle \frac{1}{R_2}}$ 

hay $R_{tđ}={\displaystyle \frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}}$ 

Trả lời câu hỏi 5 trang 54 SGK Vật lí 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?

d) 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: 

a) Ta có: Điện trở của dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài của mỗi dây

=> Điện trở của dây dẫn tăng lên 3 lần khi chiều dài của nó tăng lên ba lần

b) Ta có: Điện trở của dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây

=> Điện trở của dây dẫn giảm 4 lần khi tiết diện của nó tăng lên 4 lần 

c) Vì điện trở suất của dây đồng nhỏ hơn điện trở suất của dây nhôm.

d) 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:

$R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}$

Trả lời câu hỏi 6 trang 54 SGK Vật lí 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

Trả lời câu hỏi 7 trang 54 SGK Vật lí 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.

Trả lời câu hỏi 8 trang 54 SGK Vật lí 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.

Trả lời câu hỏi 9 trang 54 SGK Vật lí 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: $Q=I^2.R.t$

Trả lời câu hỏi 10 trang 54 SGK Vật lí 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

- Phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo đúng quy định

- 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.

Trả lời câu hỏi 11 trang 54 SGK Vật lí 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 tập trang 55, 56 SGK Vật lí 9

Bài tập 12 trang 55 SGK Vật lí 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 $0,2A$. Hỏi nếu tăng thêm $12V$ nữa cho hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn này thì cường độ dòng 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.

Phương pháp giải:

 Vận dụng biểu thức định luật ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

Lời giải:

* Cách 1:

Ta có: 

+ Khi $U=3V$, $I=0,2A$

Điện trở của dây dẫn: $R={\displaystyle \frac{U}{I}}={\displaystyle \frac{3}{0,2}}=15\mathrm{\Omega }$

+ Khi tăng hiệu điện thế thêm $12V$ nữa tức là $U^{\prime }=3+12=15V$ 

Khi đó cường độ dòng điện trong mạch: $I^{\prime }={\displaystyle \frac{U^{\prime }}{R}}={\displaystyle \frac{15}{15}}=1A$

*Cách 2:

Ta có: hiệu điện thế lúc đầu là 3V, lúc sau tăng thêm 12V nên hiệu điện thế sau là 15V => tăng 5 lần so với ban đầu.

Do U tăng 5 lần nên I cũng tăng 5 lần. Khi đó $I=1A$.

=> Chọn câu C.

Bài tập 13 trang 55 SGK Vật lí 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 biểu nào sau đây là đúng khi tính thương số ${\displaystyle \frac{U}{I}}$ 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.

Phương pháp giải:

 Sử dụng biểu thức $R={\displaystyle \frac{U}{I}}$

Lời giải:

Ta có: $R={\displaystyle \frac{U}{I}}$ 

B - đúng vì: thương số ${\displaystyle \frac{U}{I}}$ có giá trị lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng lớn

A, C, D - sai

=> Chọn câu B.

Bài tập 14 trang 55 SGK Vật lí 9

Điện $R_1=30\Omega$ chịu được dòng điện có độ lớn nhất là $2A$ và điện trở $R_2=10\Omega$ 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 $40\Omega$ và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất $2A$.

B. 70V, vì điện trở $R_1$ chịu được hiệu điện thế lớn nhất $60V$, điện trở $R_2$ chịu được $10V$.

C. 120V, vì điện trở tương đương của mạch là $40\Omega$ 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 $40\Omega$ và chiu đươc dòng điên có cường đô $1A$.

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp: null

+ Sử dụng biểu thức định luật ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

Lời giải:

Ta có:

+ Điện trở tương đương của toàn mạch: $R_{td}=R_1+R_2=30+10=40\mathrm{\Omega }$

+ Do 2 điện trở mắc nối tiếp nên mạch chỉ có thể chịu được dòng điện có cường độ tối đa là $I=1A$

=> Hiệu điện thế giới hạn của mạch là: $U_{giớihạn}=I.R_{tđ}=1.40=40V$

=> Chọn câu D

Bài tập 15 trang 55 SGK Vật lí 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

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc song song:

${\displaystyle \frac{1}{R_{td}}}={\displaystyle \frac{1}{R_1}}+{\displaystyle \frac{1}{R_2}}$

+ Vận dụng biểu thức định luật Ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

Lời giải:

Hiệu điện thế giới hạn của R₁ là: U_{1 max} = I_{1 max}.R₁ = 2.30 = 60V

Hiệu điện thế giới hạn của R₂ là: U_{2 max} = I_{2 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 ≤ U_{1 max} = 60V và U ≤ U_{2 max} = 10V

Ta chọn Umax = 10V là thỏa mãn cả hai điều kiện trên.

=> Chọn câu A

Bài tập 16 trang 55 SGK Vật lí 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

Phương pháp giải:

Vận dụng biểu thức tính điện trở: $R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}$

Lời giải:

+ Ban đầu dây dẫn có: $\{\begin{array}{l}{l}_1=l\\ S_1=S\\ R_1=12\mathrm{\Omega }\end{array}$

+ Khi gập đôi dây dẫn, ta có: $\{\begin{array}{l}{l}_2={\displaystyle \frac{l}{2}}\\ S_2=2S\\ R_2=?\end{array}$

Mặt khác, ta có: $\{\begin{array}{l}{R}_1=\rho {\displaystyle \frac{l_1}{S_1}}\\ R_2=\rho {\displaystyle \frac{l_2}{S_2}}\end{array}$

Ta suy ra:

$\begin{array}{l}{\displaystyle \frac{R_1}{R_2}}={\displaystyle \frac{\rho {\displaystyle \frac{l_1}{S_1}}}{\rho {\displaystyle \frac{l_2}{S_2}}}}={\displaystyle \frac{l_1{S}_2}{l_2{S}_1}}={\displaystyle \frac{l.2S}{{\displaystyle \frac{l}{2}}.S}}=4\\ \Rightarrow R_2={\displaystyle \frac{R_1}{4}}={\displaystyle \frac{12}{4}}=3\mathrm{\Omega }\end{array}$

=> Chọn câu D.

Bài tập 17 trang 55 SGK Vật lí 9

Khi mắc nối tiếp hai điện trở $R_1$ và $R_2$ 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 $I^{\prime }=1,6A$. Hãy tính $R_1$ và $R_2$.

Phương pháp giải:

+ Vận dụng biểu thức định luật ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp: $R_{td}=R_1+R_2$

+ Sử dụng biểu thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có các điện trở mắc song song: ${\displaystyle \frac{1}{R_{td}}}={\displaystyle \frac{1}{R_1}}+{\displaystyle \frac{1}{R_2}}$ 

Lời giải:

Ta có:

+ Khi mắc nối tiếp hai điện trở: $\{\begin{array}{l}{U}_{nt}=12V\\ I_{nt}=I=0,3A\end{array}$

Điện trở tương đương của mạch khi mắc nối tiếp 2 điện trở: $R_{nt}={\displaystyle \frac{U_{nt}}{I_{nt}}}={\displaystyle \frac{12}{0,3}}=40\mathrm{\Omega }$  

+ Khi mắc song song hai điện trở: $\{\begin{array}{l}{U}_{//}=12V\\ I_{//}=I^{\prime }=1,6A\end{array}$

Điện trở tương đương của mạch khi mắc song song 2 điện trở: $R_{//}={\displaystyle \frac{U_{//}}{I_{//}}}={\displaystyle \frac{12}{1,6}}=7,5\mathrm{\Omega }$

+ Mặt khác, ta có:

$R_{nt}=R_1+R_2$ và ${\displaystyle \frac{1}{R_{//}}}={\displaystyle \frac{1}{R_1}}+{\displaystyle \frac{1}{R_2}}$

Suy ra ta có hệ phương trình: $\{\begin{array}{l}{R}_1+R_2=40\\ {\displaystyle \frac{1}{R_1}}+{\displaystyle \frac{1}{R_2}}=1/7,5\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}{R}_1=30\mathrm{\Omega }\\ R_2=10\mathrm{\Omega }\end{array}$ Hoặc$$\begin{gathered} R_1=10\mathrm{\Omega } \\ {R}_2=30\mathrm{\Omega } \end{gathered}$$

Bài tập 18 trang 56 SGK Vật lí 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?

b) Tính điện trở của ấm điện có ghi 220V - 1000W khi ấm hoạt động bình thường.

c) 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.

Phương pháp giải:

+ Áp dụng biểu thức tính công suất: $P=I^{2}R={\displaystyle \frac{U^2}{R}}$

+ Sử dụng biểu thức tính tiết diện: $S=\pi r^2=\pi {\displaystyle \frac{d^2}{4}}$

+ Áp dụng công thức tính điện trở: $R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}$

Lời giải:

a) Những dụng cụ đốt nóng bằng điện là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

Để nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn càng lớn thì dây phải có điện trở càng lớn, tức là điện trở suất lớn.

Vì vậy, bộ phận chính của những dụng cụ đốt nóng bằng điện đều làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn.

b) Ấm ghi $220V-1000W$ suy ra $\{\begin{array}{l}{U}_{dm}=220V\\ P_{dm}=1000W\end{array}$

Điện trở của ấm khi điện khi hoạt động bình thường là: $R={\displaystyle \frac{U_{dm}^2}{P}}={\displaystyle \frac{{220}^2}{1000}}=48,4\mathrm{\Omega }$

c)

Ta có:

+ Chiều dài của dây điện trở: $l=2m$

+ Điện trở suất của nicrom: $\rho =1,{1.10}^{-6}\mathrm{\Omega }m$

+ Điện trở của dây: $R=48,4\mathrm{\Omega }$

+ Tiết diện của dây điện trở: $S=\pi r^2=\pi {\displaystyle \frac{d^2}{4}}$

Mặt khác, ta có: $R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}=\rho {\displaystyle \frac{l}{\pi {\displaystyle \frac{d^2}{4}}}}$

Ta suy ra: $d=\sqrt{{\displaystyle \frac{4\rho l}{\pi R}}}=\sqrt{{\displaystyle \frac{4.1,{1.10}^{-6}.2}{\pi .48,4}}}\approx 2,{4.10}^{-4}m$

Bài tập 19 trang 56 SGK Vật lí 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?

Phương pháp giải:

+ Đọc số chỉ trên dụng cụ tiêu thụ điện

+ Sử dụng biểu thức tính nhiệt lượng: $Q=I^{2}Rt=Pt$

+ Sử dụng biểu thức: $Q=mc\mathrm{\Delta }t$

+ Vận dụng biểu thức tính hiệu suất: $H={\displaystyle \frac{Q_i}{Q_{tp}}}$

+ Đổi đơn vị: $1kWh=3600000J$

Lời giải:

a)

Ta có:

+ Khối lượng của nước: $m_n=2kg$

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trên điện trở để đun sôi $2l$ nước là: $Q_1=A=Pt=1000t$

+ Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho $2l$ nước để nhiệt độ tăng từ ${25}^{0}C$ lên ${100}^{0}C$ là:

$Q_2=m_n.c.\mathrm{\Delta }t=\mathrm{2.4200.}\left(100-25\right)=630000J$

+ Theo đầu bài, ta có hiệu suất của quá trình đun là $H=85\mathrm{\%}=0,85$

Mặt khác, ta có $H={\displaystyle \frac{Q_2}{Q_1}}=0,85$

Ta suy ra: $Q_2=0,85Q_1$

$\begin{array}{l}\iff 630000=0,85.1000t\\ \Rightarrow t=741s\end{array}$

$\Rightarrow t=12,35$ phút

b)  $m^{\prime }=4kg$

+ Nhiệt lượng lượng cần cung cấp cho $4l$ nước để nhiệt độ tăng từ ${25}^{0}C$ lên ${100}^{0}C$ là:

$Q^{\prime }=m_n.c.\mathrm{\Delta }t=\mathrm{4.4200.}\left(100-25\right)=1260000J$

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra để đun sôi $4l$ nước là: $Q={\displaystyle \frac{Q^{\prime }}{H}}={\displaystyle \frac{1260000}{0,85}}=1482352,941J$

Lượng điện năng mà bếp điện tiêu thụ trong một tháng là:$$\begin{gathered} A=30Q=30.1482352,941 \\ =44470588,24J=12,35kWh \end{gathered}$$

=> Số tiền phải trả của bếp điện trong 1 tháng là: $T=A.700=12,35.700=8645$ đồng

c) Điện trở của bếp điện ban đầu: $R={\displaystyle \frac{U_{dm}^2}{P_{dm}}}={\displaystyle \frac{{220}^2}{1000}}=48,4\mathrm{\Omega }$

Lại có: $R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}$ (1)

+ Khi gập đôi dây điện trở của bếp này, ta có: $\{\begin{array}{l}{l}^{\prime }={\displaystyle \frac{l}{2}}\\ S^{\prime }=2S\end{array}$

Điện trở của bếp khi này: $R^{\prime }=\rho {\displaystyle \frac{l^{\prime }}{S^{\prime }}}$  (2)

Lấy ${\displaystyle \frac{\left(2\right)}{\left(1\right)}}$ ta được: ${\displaystyle \frac{R^{\prime }}{R}}={\displaystyle \frac{l^{\prime }S}{l{S}^{\prime }}}={\displaystyle \frac{{\displaystyle \frac{l}{2}}S}{l.2S}}={\displaystyle \frac{1}{4}}$

$\Rightarrow R^{\prime }={\displaystyle \frac{R}{4}}={\displaystyle \frac{48,4}{4}}=12,1\mathrm{\Omega }$

+ Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trên điện trở để đun sôi $2l$ nước là: $Q_3={\displaystyle \frac{Q_2}{H}}={\displaystyle \frac{630000}{0,85}}=741176,47J$

($Q_2$ đã tính ở ý a

Mặt khác, ta có: $Q_3={\displaystyle \frac{U^2}{R^{\prime }}}.t^{\prime }=741176,47$

Ta suy ra:$$\begin{gathered} t^{\prime }={\displaystyle \frac{Q_3{R}^{\prime }}{U^2}}={\displaystyle \frac{741176,47.12,1}{{220}^2}} \\ =185,3s \end{gathered}$$

$\Rightarrow t\approx 3,08$ phút

Bài tập 20 trang 56 SGK Vật lí 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.

Phương pháp giải:

+ Vận dụng biểu thức tính công suất $P=UI$

+ Sử dụng biểu thức định luật ôm: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$

+ Sử dụng biểu thức tính điện năng tiêu thụ: $A=Pt=I^{2}Rt$

Lời giải:

+ Gọi $U_1$ - là hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện

 $U_2=220V$ - hiệu điện thế tới khu dân cư.

+ Công suất trung bình khu dân cư tiêu thụ: $P_2=4,95kW=4,{95.10}^3=4950W$

Ta suy ra, cường độ dòng điện trên đường dây truyền tải là: $I={\displaystyle \frac{P_2}{U_2}}={\displaystyle \frac{4950}{220}}=22,5A$

Hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện: $U_1=U_2+I.R=220+22,5.0,4=229V$

b) Ta có:

+ Điện năng tiêu thụ của khu dân cư trong một tháng (30 ngày): $A=P_{2}t=4,\mathrm{95.6.30}=891kWh$

+ Tiền điện mà khu dân cư này phải trả trong một tháng (30 ngày) là:

$T=A.700=891.700=623700$ đồng

c) Điện năng hao phí trên đường dây trong một tháng là:

$$\begin{gathered} A=I^{2}R.t=22,5^2.0,\mathrm{4.6.30}=36450Wh \\ =36,45kWh \end{gathered}$$