Bài 14.5 trang 40 SBT Vật lý 9

Đề bài

Trên một bàn là có ghi 110V-550V và trên một bóng đèn dây tóc có ghi 110V-40W.

a. Tính điện trở của bàn là và của bóng đèn khi chúng hoạt động bình thường.

b. Có thể mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Vì sao? Cho rằng điện trở của bàn là và của bóng đèn có giá trị như đã tính ở câu a.

c. Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để chúng không bị hỏng? Tính công suất của mỗi dụng cụ khi đó.

Lời giải chi tiết

a) Điện trở của bàn là là: \({R_1} = \dfrac{U^2}{\wp _1} =\dfrac {110^2}{550}= 22\Omega \)

Điện trở của bóng đèn là: \({R_2} = \dfrac{U^2}{\wp _2}=\dfrac{110^2}{40} = 302,5\Omega \)

b) Khi mắc nối tiếp bàn là và đèn vào hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua chúng có cường độ là \(I = 0,678A\)

Khi đó hiệu điện thế đặt vào bàn là là:

\(U_1 = IR_1 = 0,678 × 22 = 14,9V\)

\(U_2= IR_2 = 0,678 × 302,5 = 205,1V\)

Hiệu điện thế đặt vào đèn là:\(U_2=I.R_2=0,678.302,5=205,1\)

Cả hai hiệu điện thế trên đều lớn hơn hiệu điện thế định mức 110V nên đèn sẽ hỏng.

Vậy không thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này vào hiệu điện thế 220V.

c) Cường độ định mức của bàn là và đèn tương ứng là \(I_1= 5A \) và \(I_2 = 0,364A\). Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này thì dòng điện chạy qua chúng có cùng cường độ và chỉ có thể lớn nhất \(I_{max} = I_2 = 0,364A\), vì nếu lớn hơn thì bóng đèn sẽ hỏng. Vậy có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là:

\(U_{max} = I_{max}.(R_1+ R_2) = 118V\)

Công suất của bàn là khi đó:  \({\wp _1} = {\rm{ }}I_1^2{R_1} = 2,91W \)

Công suất của đèn khi đó : \({\wp _1} = {\rm{ }}I_2^2{R_2} = 40W\)