Mục II - Phần A - Trang 59,60,61 Vở bài tập Vật lí 9

Đề bài

II - VẬN DỤNG

12-16

12. Chọn câu C.

Vì \(U_2 = U_1 + 12 = 3 + 12 = 15 V = 5.U_1\).

Do đó U tăng 5 lần nên I cũng tăng 5 lần. Khi đó \(I = 1A\).

13. Chọn câu B.

Thương số này có giá trị càng lớn đối với dây dẫn nào thì dây dẫn đó có điện trở càng nhỏ.

14. Chọn câu D. 40V

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

Do mắc hai điện trở nối tiếp nên mạch chỉ có thể chịu được cường độ dòng điện 1 A.

Do thế hiệu điện thế giới hạn là: \({U_{gh}} = I.{R_{td}} = 1.40 = 40V\)

15. Chọn câu A. 10V

Điện trở tương đương của mạch là 

\(\dfrac{1}{{{R_{td}}}} = \dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}} = \dfrac{1}{{30}} + \dfrac{1}{{10}} \to {R_{td}} = 7,5\Omega \)

Do mắc hai điện trở song song nên mạch chỉ có thể chịu được dòng có cường độ là 3 A.

Do đó hiệu điện thế giới hạn là: \({U_{gh}} = I.{R_{td}} = 3.7,5 = 22,5V\)

16. Chọn câu D. 3Ω

\({\ell _2} = \dfrac{{{\ell _1}}}{2};{S_2} = 2{S_1}\)

\( \to \dfrac{{{\ell _2}}}{{{\ell _1}}} = \dfrac{1}{2} \\\to \dfrac{{\dfrac{{{R_2}{S_2}}}{\rho }}}{{\dfrac{{{R_1}{S_1}}}{\rho }}} = \dfrac{1}{2} \\\to \dfrac{{2{R_2}}}{{{R_1}}} = \dfrac{1}{2} \\\to {R_2} = \dfrac{1}{4}{R_1} = \dfrac{1}{4}.12 = 3\Omega \)

17.

Khi R1 mắc nôi tiếp với R2 thì:

\({R_{nt}} = \dfrac{{{U_{nt}}}}{{{I_{nt}}}} = \dfrac{{12}}{{0,3}} = 40\Omega  \leftrightarrow {R_1} + {R_2} = 40\Omega \)

Khi R1 mắc song song với R2 thì:

\({R_{ss}} = \dfrac{{{U_{ss}}}}{{{I_{ss}}}} = \dfrac{{12}}{{1,6}} = 7,5\Omega  \leftrightarrow \dfrac{1}{{{R_{ss}}}} = \dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}} = \dfrac{{{R_1} + {R_2}}}{{{R_1}.{R_2}}} = \dfrac{1}{{7,5}}\)

Thay (1) vào (2) ta được \(R_1.R_2 = 300\)

Ta có: \(R_2 = 40 – R_1 \to R_1.(40 – R_1) = 300\) (*)

Giải (*) ta được: \(R_1 = 30 Ω\); \(R_2 = 10 Ω\) hoặc \(R_1 = 10 Ω; R2_ = 30 Ω.\)

18.

a) Các dụng cụ đốt nóng bằng điện đều có bộ phận chính làm bằng dây dẫn có điện trở suất lớn, vì để đoạn dây này có điện trở lớn, khi có dòng điện chạy qua thì nhiệt lượng toả ra trên điện trở sẽ lớn.

b) Điện trở của ấm khi hoạt động bình thường là: \(R = U_2/P = 220/1000 = 48,4 Ω\).

c) Đường kính tiết diện của dây điện trở:

Tiết diện của dây điện trở là:

\(R = \rho .\dfrac{\ell }{S} \\\to S = \dfrac{{\rho .\ell }}{R} = \dfrac{{1,{{1.10}^{ - 6}}.2.\ell }}{{48,4}} = 0,{045.10^{ - 6}}({m^2})\)

Đường kính tiết diện là:

\(S = \pi .\dfrac{{{d^2}}}{4} \to d = 0,24mm\)

19.

a) Thời gian đun sôi nước:

- Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nước:

\(Q_{có ích} = m_1.c.Δt = 2.4200.(100 – 25) = 630000 (J)\)

- Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra:

\({Q_{tp}} = \dfrac{{{Q_{ci}}.100\% }}{H} = \dfrac{{630000.100\% }}{{85\% }} = 741176,5(J)\)

- Thời gian đun sôi nước là: \(t = Q_{tp}/P = 741176,5/1000 = 741 (s) = 12,35\) phút

b) Tiền điện phải trả:

Nhiệt lượng do bếp tỏa ra để đun sôi 4 lít nước là:

\(Q_1 = 2.Q_{tp} = 2.741176,5 = 1482353 (J)\) (vì \(m_2 = 4kg = 2m_1\))

Nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra trong 30 ngày là:

\(Q_2 = 1482353.30 = 44470590 (J)\)

Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng là:

\(A = Q_2 = 44470590 J = 12,35 kW.h\) (vì 1kW.h = 3600000 J)

Tiền điện phải trả là: Tiền = A.700 = 12,35.700 = 8645 đồng

c) Khi gập đôi dây điện trở của bếp thì: tiết diện dây tăng 2 lần

⇒ điện trở giảm 2 lần và chiều dài dây giảm 2 lần ⇒ điện trở giảm 2 lần.

Vậy R giảm 4 lần.

Dựa vào công thức \(P = U^2/R\) nên khi R giảm 4 lần thì P tăng 4 lần, khi đó:

\(P’ = 4.1000 = 4000 (W)\)

Thời gian đun sôi nước: \(t’ = Qtp/P’ = 741176,5/4000 = 185 (s) = 3,08\) phút

20.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện:

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là: \(I = P/U = 4950/220 = 22,5 A\)

(U là hiệu điện thế ở khu dân cư)

Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tại trạm cung cấp điện là:

\(U_{AB} = U + ΔU = U + I.R_d = 220 + 22,5.0,4 = 229 (V)\)

(ΔU là phần hiệu điện thế bị hao hụt do dây truyền tải có điện trở Rd)

b) Tiền điện phải trả:

\(T = A.700 = P.t.700 = 4,95kW.180h.700 = 623700\) đồng

c) Lượng điện năng hao phí trên đường dây tải trong một tháng:

\(A_{hp} = P_{hp}.t = I_2.R_d.t = (22,5)2.0,4.180h = 36450 W.h = 36,45 kW.h\)