Vật lí 9 Bài 17 giúp các bạn học sinh có thêm nhiều gợi ý tham khảo để trả lời các câu trong sách giáo khoa trang 47, 48 và câu hỏi trong sách bài tập Vật lí 9 bài Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo.
Bạn đang đọc: Vật lí 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo
Soạn Vật lí 9 bài 17 được biên soạn với các lời giải chi tiết, đầy đủ và chính xác bám sát chương trình sách giáo khoa. Hi vọng đây sẽ là tài liệu cực kì hữu ích hỗ trợ các em học sinh lớp 9 trong quá trình giải bài tập. Ngoài ra các bạn xem thêm nhiều tài liệu khác tại chuyên mục Vật lý lớp 9.
Vật lý 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo
Bài tập vận dụng định luật Jun – Lenxo
Câu 1
Một bếp điện hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5 A
a.Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 s
b.Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25o C thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để lun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/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 1 kWh.h là 700 đồng
Tóm tắt:
R = 80Ω; I = 2,5A
a) Q = ?
b) V = 1,5 lít ↔ m = 1,5kg; t0º = 25ºC, nước sôi: to = 100ºC, c = 4200J/kg.K, t = 20 phút = 1200s;
Hiệu suất H = ?
c) t = 3.30 = 90h; 700đ/kW.h; tiền = ?đồng
Gợi ý đáp án
a) Nhiệt lượng do bếp tỏa ra trong 1 giây là:
Q = R.I2 .t1 = 80.(2,5)2.1 = 500J
b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:
Qích = Qi = m.c.Δt = 1,5.4200.(100º – 25º) = 472500J
Nhiệt lượng do bếp tỏa ra là:
Qtp = R.I2 .t = 80.(2,5)2.1200 = 600000J
Hiệu suất của bếp là:
c) Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:
A = P.t = I2.R. t = (2,5)2 .80.90h = 45000W.h = 45kW.h
Tiền điện phải trả là:
Tiền = 700.45 = 31500 đồng
Câu 2
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 20oC. 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 4200 J/kg.K.
b. Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó.
c. Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.
Tóm tắt:
Uđm = 220V; Pđm = 1000W = 1kW; U = 220V; T0 = 20ºC, nước sôi T = 100ºC
Hiệu suất H = 90%
a) c = 4200 J/kg.K; Qi = ?
b) Qấm = Q = ?
c) t = ?
Gợi ý đáp án
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:
Q = cm(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672000 J.
b) Với hiệu suất của ấm là 90% thì nhiệt lượng bếp tỏa ra là:
QTP = Q/H = 672000 / 90% = 746700 J.
c) Thời gian cần để đun sôi lượng nước trên là:
t = A/P = QTP / P= 746700 /1000 = 746,7 (s)
Câu 3
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 0,5mm2. 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 1,7.10-8Ω.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.
Gợi ý đáp án
a) Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là:
Từ công thức:
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
c) Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là:
Giải SBT Vật lí 9 bài 16-17
Bài 16-17.1
Định luật Jun – Lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành:
A. Cơ năng. B. Năng lượng ánh sáng.
C. Hóa năng D. Nhiệt năng
Bài 16-17.2
Câu phát biểu nào dưới đây là không đúng?
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua:
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn với thời gian dòng điện chạy qua.
B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và với thời gian dòng điện chạy qua.
C. tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với thời gian dòng điện chạy qua và tỉ lệ nghịch với điện trở dây dẫn.
D. tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua.
Trả lời:
16-17.1 D
16-17.2 A
Bài 16-17.3
Cho hai điện trở R1 và R2. Hãy chứng minh rằng:
a. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ thuận với các điện trở đó:
b. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song thì nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi điện trở này tỉ lệ nghịch với các điện trở đó:
Trả lời:
a) Vì R1 và R2 mắc nối tiếp nên chúng có cùng cường độ dòng điện chạy qua. Gọi nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở này tương ứng là Q1 và Q2.
Ta có:
Vì I1 = I2 (R1 nối tiếp với R2) và t1= t2
=>
b) Vì R1 và R2 mắc song song với nhau nên hiệu điện thế U giữa hai đầu của chúng là như nhau:
Ta có:
Vì và t1 = t2,
=>
Bài 16-17.4
Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây bằng nikêlin dài 1m có tiết diện 1mm2 và dây kia bằng sắt dài 2m có tiết diện 0,5mm2. Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này trong cùng một thời gian thì dây nào tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn? Vì sao? Biết điện trở suất của nikêlin là 0,40.10-6Ω.m và điện trở suất của sắt là 12,0.10-8Ω.m
Trả lời:
Điện trở của dây nikêlin là:
Điện trở của dây sắt là:
Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp với nhau và R2 > R1
mà ta có nên Q2 > Q1.
Vậy dây sắt tỏa ra nhiều nhiệt lượng hơn.
Bài 16-17.5
Một dây dẫn có điện trở 176Ω được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị Jun và đơn vị calo.
Trả lời:
Nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút là:
Bài 16-17.6
Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua bếp điện có cường độ 3A. Dùng bếp này đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 200 trong thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K
Trả lời:
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút là:
Qtp = U.I.t = 220 × 3 × 20 × 60 = 792000J
Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước này là:
Qi = cm(t02− t01) = 4200×2×80 = 672000J
Hiệu suất của bếp là:
H = Q1/Qtp = 6720007/92000×100 = 84,8%
Bài 16-17.7
Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu của một biến trở R thì cường độ dòng điện chạy qua là I. Công thức nào dưới đây không phải là công thức tính nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn trong thời gian t?
A. Q = Ut/I B. Q = UIt
C. Q = U2t/R D. Q = I2Rt
Bài 16-17.8
Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?
A. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp đôi.
B. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.
C. Tăng gấp bốn khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.
D. Giảm đi một nửa khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp bốn.
Bài 16-17.9
Nếu đồng thời giảm điện trở của dây dẫn, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn đi một nửa thì nhiệt lượng toả ra trên dây sẽ thay đổi như thế nào?
A. Giảm đi 2 lần.
B. Giảm đi 4 lần.
C. Giảm đi 8 lần.
D. Giảm đi 16 lần.
Bài 16-17.10
Dòng điện có cường độ 2mA chạy qua một điện trở 3kΩ trong thời gian 10 phút thì nhiệt lượng toả ra ở điện trở này có giá trị nào dưới đây?
A. Q = 7,2J B. Q = 60J
C. Q = 120J D. Q = 3600J
Trả lời:
16-17.7 A 16-17.8 B 16-17.9 D 16-17.10 A
Bài 16-17.11
Thời gian đun sôi 1,5 lít nước của một ấm điện là 10 phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây nung của ấm là 220V. Tính điện trở của dây nung này, biết rằng nếu kể cả nhiệt lượng hao phí để đun sôi 1 lít nước thì cần nhiệt lượng là 420000J.
Trả lời:
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1,5 lít nước là:
Q = 1,5 × 4200 = 630000 (J)
Điện trở của dây nung: Q = I2Rt = U2/R × t
⇔ 630000 = 2202/R × 10 × 60 ⇒ R = 46,1Ω
Bài 16-17.12
Khi mắc một bàn là vào hiệu điện thế 110V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 5A. Bàn là này sử dụng như vậy trung bình 15 phút mỗi ngày.
a. Tính công suất tiêu thụ điện của bàn là này theo đơn vị W.
b. Tính điện năng mà bàn là tiêu thụ trong 30 ngày theo đơn vị kW.h
c. Tính nhiệt lượng mà bàn là tỏa ra trong 30 ngày theo đơn vị kJ, cho rằng điện mà bàn là này tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng.
Trả lời:
a) Công suất tiêu thụ của bàn là: ℘ = UI = 110.5 = 550W
b) Điện năng mà bàn là tiêu thụ trong 30 ngày:
A = ℘.t = 0,55 × 30 ×0,25 = 4,125 (kW.h)
c) Nhiệt lượng tỏa ra của bàn là:
Q = 4,125 × 3,6.106 = 14850000 (J) = 1485 (kJ)
Bài 16-17.13
Một bình nóng lạnh có ghi 220V-1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó.
b. Tính thời gian để bình đun sôi 10 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và nhiệt lượng bị hao phí là rất nhỏ.
c. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ và giá tiền điện là 1000đ/kW.h
Trả lời:
a) Cường độ dòng điện qua bình:
b) Thời gian đun:
c) Tiền phải trả:
T = 1,1 × 30 × 1000 = 33000 đồng
Bài 16-17.14
Trong mùa đông, một lò sưởi điện có ghi 220V-880W được sử dụng với hiệu điện thế 220V trong 4 giờ mỗi ngày.
a. Tính điện trở của dây nung lò sưởi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó.
b. Tính nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra trong mỗi ngày theo đơn vị kJ.
c. Tính tiền điện phải trả cho việc dùng lò sưởi như trên trong suốt mùa đông, tổng cộng là 30 ngày.Cho rằng giá tiền điện là 1000đ/kW.h
Trả lời:
a) Điện trở của dây nung :
Cường độ dòng điện chạy qua nó:
b) Nhiệt lượng tỏa ra của lò sưởi:
Q = UIt = 220 . 4 . 4 .3600
=12672000J = 3,52 (kW.h)
c) Tiền điện phải trả: T = 3,52 . 30 . 1000 = 105600 đồng
Lý thuyết định luật Jun – Lenxo
I. Nội dung định luật
Nhiệt 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.
– Hệ thức của định luật: Q = I2.R.t
Trong đó: R là điện trở của vật dẫn (Ω)
I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn (A)
t là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn (s)
Q là nhiệt lượng tỏa ra từ vật dẫn (J)
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Tính công suất tỏa nhiệt của dây dẫn
Áp dụng công thức:
Trong đó: Q là nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn (J)
t là thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn (s)
P là công suất tỏa nhiệt của dây dẫn (W)
2. Phương trình cân bằng nhiệt
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu
Trong đó Qtỏa là nhiệt lượng tỏa ra của dây dẫn
Qthu là nhiệt lượng thu vào
Lưu ý: Trong trường hợp điện trở của dây dẫn là điện trở thuần thì điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng. Khi đó Q = A.
