Câu 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7 phần bài tập trong SBT – Trang 38,39 Vở bài tập Vật lí 9

12.1.

Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính công suất tiêu thụ điện năng P của đoạn mạch được mắc vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua có cường độ I và điện trở của nó là R?

A. \(P= UI\)                         B. \(P =\dfrac {U }{ I}\) 

C. \(P= \dfrac {{{U^2}} }{R}\)                        D. \(P = I^2R\)

Phương pháp: các công thức tính P là \(P = UI\) ; định luật Ôm \(U = I.R\)

Lời giải chi tiết: 

\(\begin{gathered}
P = UI = U.\dfrac{U}{R} = \dfrac{{{U^2}}}{R}\,\, \hfill \\
P = UI = I.R.I = {I^2}R \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Chọn  B. \(P= {U \over I}\)

12.2.

Trên một bóng đèn có ghi 12V-6W.

a. Cho biết ý nghĩa của các số ghi này.

b. Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua đèn.

c. Tính điện trở của đèn khi đó.

Phương pháp: 

- thông số ghi trên dụng cụ điện cho biết thông số định mức (để dụng cụ hoạt động bình thường)

- công thức tính công suất \(P = U.I = U^2/R = I^2.R\)

Lời giải chi tiết: 

Tóm tắt:

\(U = 12V\)

\(P = 6W\)

Ý nghĩa của các số ghi trên bóng đèn

\(I = ?\)

\(R =?\)

Lời giải:

a) 12V là hiệu điện thế định mức cần đặt vào hai đầu bóng đèn để đèn sáng bình thường.

6W là công suất định mức của đèn.

b) Cường độ định mức chạy qua bóng đèn: 

\(P  = UI \Rightarrow I = \displaystyle{P  \over U} = {6 \over {12}} = 0,5{\rm{A}}\)

c) Điện trở của đèn khi nó sáng bình thường: 

\(R = \displaystyle{{{U^2}} \over P } = {{{{12}^2}} \over 6} = 24\Omega \)

12.3.

Có trường hợp, khi bóng đèn bị đứt dây tóc, ta có thể lắc cho hai đầu dây tóc ở chỗ bị đứt dính lại với nhau và có thể sử dụng bóng đèn này thêm một thời gian nữa. Hỏi khi đó công suất và độ sáng của bóng đèn lớn hơn hay nhỏ hơn so với trước khi dây tóc bị đứt? Tại sao?

Phương pháp: sử dụng công thức tính công suất \(\wp  = \displaystyle{{{U^2}} \over R}\) 

Lời giải chi tiết: 

Khi đó công suất và độ sáng của đèn sẽ tăng. Bởi vì khi bị đứt và được nối dính lại thì dây tóc của bóng đèn ngắn hơn trước nên điện trở của dây tóc nhỏ hơn trước. Trong khi đó, hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc vẫn như trước nên công suất \(\wp  = \displaystyle{{{U^2}} \over R}\) sẽ lớn hơn. Do vậy đèn sẽ sáng hơn so với trước.

12.4.

Trên hai bóng đèn có ghi 220V-60W và 220V-75W. Biết rằng dây tóc của hai đèn này đều bằng vonfram và có tiết diện bằng nhau. Dây tóc đèn nào có độ dài lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?

Phương pháp: sử dụng công thức tính công suất \(\wp  = \displaystyle{{{U^2}} \over R}\) (P tỉ lệ nghịch với R) và công thức tính điện trở của dây \(R=\rho \dfrac{l}{S}.\) ( R tỉ lệ thuận với chiều dài dây) 

Lời giải chi tiết: 

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{R_1} = \rho \dfrac{{{l_1}}}{S}\\{R_2} = \rho \dfrac{{{l_2}}}{S}\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{{l_1}}}{{{l_2}}}\)

Mặt khác, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{R_1} = \dfrac{{U_1^2}}{{{P_1}}}\\{R_2} = \dfrac{{U_2^2}}{{{P_2}}}\end{array} \right.\)  và \({U_1} = {U_2} = 220V\)

Ta suy ra: \(\dfrac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \dfrac{{{l_1}}}{{{l_2}}} = \dfrac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = \dfrac{{75}}{{60}} = 1,25\)

Vậy dây tóc của bòng đèn 60 W sẽ dài hơn và dài hơn 1,25 lần.

12.5.

Trên một nồi cơm điện có ghi 220V-528W.

a. Tính cường độ định mức của dòng điện chạy qua dây nung của nồi.

b. Tính điện trở dây nung của nồi khi nồi đang hoạt động bình thường.

Phương pháp:

- thông số ghi trên dụng cụ điện cho biết thông số định mức (để dụng cụ hoạt động bình thường)

- công thức tính công suất \(P = U.I = U^2/R = I^2.R\)

Lời giải chi tiết: 

a) Cường độ định mức của dòng diênh chạy qua dây nung của nồi là:

Ta có: \(\wp  = UI \Rightarrow I=\displaystyle{\wp  \over U} = {{528} \over {220}} = 2,4{\rm{A}}\)

b) Điện trở của dây nung khi nồi đang còn hoạt động bình thường là:

\(R = \displaystyle{U \over I} = {{220} \over {2,4}} = 91,7\Omega \)

12.6.

Mắc một bóng đèn dây tóc có ghi 220V-60W vào ổ lấy điện có hiệu điện thế 110V. Cho rằng điện trở của dây tóc bóng đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính công suất của bóng đèn khi đó.

Phương pháp: Áp dụng công thức: \(\wp  = \displaystyle{{{U^2}} \over R}\)

Lời giải chi tiết: 

Áp dụng công thức: \(\wp  = \displaystyle{{{U^2}} \over R}\) ta có khi điện trở của đèn trong cả hai trường hợp là như nhau, hiệu điện thế đặt vào đèn giảm đi hai lần thì công suất của đèn sẽ giảm đi bốn lần.

Khi đó công suất của đèn là: \(℘ = 60 : 4 = 15W\)

12.7.

Ở công trường xây dựng có sử dụng một máy nâng để nâng khối vật liệu có trọng lượng 2000N lên tới độ cao 15m trong thời gian 40 giây. Phải dùng động cơ điện có công suất nào dưới đây là thích hợp cho máy nâng này?

A. 120kW            B. 0,8kW

C. 75W                 D. 7,5kW

Phương pháp: Sử dụng biểu thức tính:

+ công suất: \(P=\dfrac{A}{t}\)

+ Công của trọng lực: \(A_P=P.h\)

Lời giải chi tiết:

Công suất của máy nâng là:

\(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{P.h}}{t} = \dfrac{{2000.15}}{{40}} = 750W = 0,75kW\)

Nếu bỏ qua công suất hao phí, để nâng được vật trên thì phải dùng động cơ điện có công suất \(P ≥ 0,75 kW\)

→ Công suất phù hợp cho máy nâng là: \(P = 0,8 kW\)