Vật lí 9 Bài 13: Điện năng – Công của dòng điện

Vật lí 9 Bài 13 giúp các bạn học sinh có thêm nhiều gợi ý tham khảo để trả lời các câu trong sách giáo khoa trang 37, 38, 39 và câu hỏi trong sách bài tập Vật lí 9 bài Điện năng – Công của dòng điện.

Bạn đang đọc: Vật lí 9 Bài 13: Điện năng – Công của dòng điện

Soạn Vật lí 9 bài 13 được biên soạn với các lời giải chi tiết, đầy đủ và chính xác bám sát chương trình sách giáo khoa gồm cả lý thuyết. 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 lí 9 Bài 13: Điện năng – Công của dòng điện

Giải bài tập Vật lí 9 trang 37, 38, 39

Câu C1

Quan sát hình 13.1 và cho biết:

+ Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

+ Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện nào?

Gợi ý đáp án

+ Dòng điện thực hiện công cơ học trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị: Máy khoan, máy bơm nước.

+ Dòng điện cung cấp nhiệt lượng trong hoạt động của các dụng cụ và thiết bị: Nồi cơm điện, mỏ hàn. bàn là.

Câu C2

Các dụng cụ điện khi hoạt động đều biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Hãy chỉ ra các dạng năng lượng được biến đổi từ điện năng trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng 1.

Bảng 1:

Dụng cụ điện	Điện năng được biến đổi thành dạng năng lương nào?
Bóng đèn dây tóc
Đèn LED
Nồi cơm điện, bàn là
Quạt điện, máy bơm, nước

Gợi ý đáp án

Dụng cụ điện	Điện năng được biến đổi thành dạng năng lương nào?
Bóng đèn dây tóc	Nhiệt năng và năng lượng ánh sáng.
Đèn LED	Năng lượng ánh sáng và nhiệt năng.
Nồi cơm điện, bàn là	Nhiệt năng và năng lượng ánh sáng.
Quạt điện, máy bơm, nước	Cơ năng và nhiệt năng.

Câu C3

Hãy chỉ ra trong hoạt động của mỗi dụng cụ điện ở bảng 1, phần năng lượng nào được biến đổi từ điện năng là có ích, là vô ích.

Gợi ý đáp án

– Với bóng đèn dây tóc, đèn LED thì phần năng lượng có ích là năng lượng ánh sáng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng.

– Đối với nồi cơm điện và bàn là thì phần năng lượng có ích là nhiệt năng, phần năng lượng vô ích là năng lượng ánh sáng.

– Đối với quạt điện và máy bơm nước thì phần năng lượng có ích là cơ năng, phần năng lượng vô ích là nhiệt năng.

Câu C4

Từ kiến thức đã học ở lớp 8, hãy cho biết mối liên hệ giữa công A và công suất P.

Gợi ý đáp án

Công suất P đặc trưng cho tốc đọ thực hiện công và có trị số bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian

Trong đó A là công thực hiện được trong thời gian t.

Câu C5

C5. Xét đoạn mạch được đặt vào hiệu điện thế U, dòng điện chạy qua nó có cường độ I và công suất điện của đoạn mạch này là P. Hãy chứng tỏ rằng, công của dòng điện sản ra ở đoạn mạch này, hay điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ, được tính bằng công thức A = Pt = UIt.,

Trong đó U đo bằng vôn (V),

I đo bằng ampe (A)

t đo bằng giây (s)

thì công A của dòng điện đo bằng jun (J)

1 J = 1W.1s = 1V.1A.1s.

Gợi ý đáp án

Từ  Ta suy ra A = Pt. Mặt khác P = UI, do đó A = UIt;

Trong đó U đo bằng vôn (V),

I đo bằng ampe (A)

t đo bằng giây (s)

và công A đo bằng jun (J)

Câu C7

Một bóng đèn có ghi 220V – 75W được thắp sáng liên tục với hiệu điện thế 220V trong 4 giờ. Tính lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng và số đếm của công tơ trong trường hợp này.

Gợi ý đáp án

Vì bóng đèn được sử dụng với hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức nên công suất đèn tiêu thụ cũng chính bằng công suất định mức. Lượng điện năng mà bóng đèn này sử dụng là: A = Pt = 75.4.3600 = 10800000 J.

Hoặc ta có thể tính theo đơn vị kW.h khi đó A = Pt = 0,075.4 = 0,3 kWh. Vậy số đếm của công tơ trong trường hợp này là 0,3 số.

Câu C8

Một bếp điện hoạt động liên tục trong 2 giờ ở hiệu điện thế 220V. Khi đó số chỉ của công tơ điện tăng thêm 1,5 số. Tính lượng điện năng mà bếp điện sử dụng, công suất của bếp điện và cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian trên.

Gợi ý đáp án

+ Lượng điện năng mà bếp sử dụng là:

A = 1,5 kWh = 1,5 . 1000.3600 = 5400000 J

+ Công suất của bếp điện:

+ Cường độ dòng điện chạy qua bếp trong thời gian này là:

Từ P = UI, suy ra

Lý thuyết Điện năng – Công của dòng điện

I. Điện năng

1. Khái niệm điện năng

– Dòng điện có mang năng lượng vì nó có thể thực hiện công, cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của một vật. Năng lượng dòng điện được gọi là điện năng.

2. Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hóa năng…

Ví dụ:

– Bóng đèn dây tóc: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

– Đèn LED: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

– Nồi cơn điện, bàn là: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

– Quạt điện, máy bơn nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

3. Hiệu suất sử dụng điện

– Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng.

Công thức:

Trong đó:

+ : năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng

+ : điện năng tiêu thụ

Năng lượng toàn phần = Năng lượng có ích + Năng lượng vô ích (hao phí)

II. Công dòng điện

Công dòng điện

– Công dòng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác tại đoạn mạch đó.

– Công thức:

Trong đó:

+ : công dòng điện (J)

+ : công suất điện (W)

+ : thời gian (s)

+ : hiệu điện thế (V)

+ : cường độ dòng điện (A)

– Đơn vị của công: J (Jun) hay kWh (kilooát giờ)

– Ngoài ra còn được tính bởi công thức: hoặc

Giải SBT Vật lí 9 Bài 13

Bài 13.1

Đơn vị nào dưới đây không phải là đơn vị của điện năng?

A. Jun (J) B. Niuton (N)

C. Kilôoat giờ (kW.h) D. Số đếm của công tơ điện

Trả lời:

Chọn B. Niuton (N)

Bài 13.2 

Số đếm công tơ điện ở gia đình cho biết:

A. Thời gian sử dụng điện của gia đình.

B. Công suất điện mà gia đình sử dụng.

C. Điện năng mà gia đình đã sử dụng.

D. Số dụng cụ và thiết bị điện đang được sử dụng.

Trả lời:

Chọn C. Điện năng mà gia đình đã sử dụng.

Bài 13.3 

Trên một bóng đèn có ghi 12V-6W. Đèn này được sử dụng với đúng hiệu điện thế định mức trong 1 giờ. Hãy tính:

a. Điện trở của đèn khi đó.

b. Điện năng mà đèn sử dụng trong thời gian trên.

Trả lời:

a) Điện trở của đèn là:

b) Điện năng mà đèn sử dụng trong 1 giờ là: (1h = 3600s)

Bài 13.4 

Một bàn là được sử dụng với đúng hiệu điện thế định mức là 220V trong 15 phút thì tiêu thụ một lượng điện năng là 720kJ. Hãy tính:

a. Công suất điện của bàn là.

b. Cường độ dòng điện chạy qua bàn là và điện trở của nó khi đó.

Trả lời:

a) Công suất của bàn là là:

b) Cường độ dòng điện chạy qua bàn là là:

Điện trở của bàn là là:

Bài 13.5

Trong 30 ngày, chỉ số công tơ điện của một gia đình tăng thêm 90 số. Biết rằng thời gian sử dụng điện trung bình mỗi ngày là 4 giờ, tính công suất tiêu thụ điện năng trung bình của gia đình này.

Trả lời:

Ta có: 90 số = 90kW = 90000W

Công suât tiêu thụ điện năng trung bình là:

℘ = 90000/(30×4) = 750W

Bài 13.6 

Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120W.

a. Tính công suất điện trung bình của cả khu dân cư.

b. Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày.

c. Tính tiền điện của mỗi hộ và của cả khu dân cư trong 30 ngày với giá 700đ/kW.h.

Trả lời:

a) Công suất điện trung bình của cả khu dân cư là:

℘ = 4.30.500 = 60000W = 60kW.

b) Điện năng khu dân cư sử dụng trong 30 ngày là:

A = ℘.t = 60.4.30 = 720kW.h = 2,592.1010J.

c) Tiền điện của mỗi hộ phải trả là:

t = 0,12 x 4 x 700 x 30 = 10080 đồng

Tiền điện cả khu dân cư phải trả là:

T = 500 x 10080 = 5040000 đồng

Bài 13.7

Điện năng được đo bằng dụng cụ nào dưới đây?

A. Ampe kế B. Công tơ điện.

C. Vôn kế D. Đồng hồ đo điện vạn năng

Bài 13.8

Một đoạn mạch có điện trở R được mắc vào hiệu điện thế U thì dòng điện chạy qua nó có cường độ I và công suất điện của nó là P. Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong thời gian t được tính theo công thức nào dưới đây?

A. A = ℘.t/R R B. A = RIt

C. A = ℘²/R D. A = UIt

Bài 13.9

Một bóng đèn điện có ghi 220V-100W được mắc vào hiệu điện thế 220V. Biết đèn này được sử dụng trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

A. 12 kW.h B. 400kW.h

C. 1440kW.h D. 43200kW.h

Trả lời:

A.13.7 B. 13.8 D 13.9 A

Bài 13.10

Một ấm điện loại 220V-1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun nước.

a. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của ấm khi đó.

b. Thời gian dùng ấm để đun sôi nước mỗi ngày là 30 phút. Hỏi trong 1 tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền điện cho việc đun nước này? Cho rằng giá tiền điện là 1000đ/kW.h

Trả lời:

a) Cường độ dòng điện qua dây nung :

℘ = UI ⇒ I = ℘/U = 1100/220 = 5A

b) Điện năng tiêu thụ của dây trong 30 ngày

A = ℘.t = 1100.30.1800 = 59400000 (J) = 16,5 kW

Tiền điện phải trả: T = 16,5 x 1000 = 16500 đồng.

Bài 13.11

Một nồi cơm điện có số ghi trên vỏ là 220V-400W được sử dụng với hiệu điện thế 220V, trung bình mỗi ngày trong thời gian 2 giờ.

a. Tính điện trở của dây nung của nồi và cường độ dòng điện chạy qua nó khi đó.

b. Tính điện năng mà nồi tiêu thụ trong 30 ngày.

Trả lời:

a) Điện trở của dây nung của nồi:

Lại có:

Rightarrow Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là:

b) Điện năng tiêu thụ trong 30 ngày:

Bài 13.12

Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với công suất tổng cộng là 150W, trung bình mỗi ngày trong 10 giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất 100W, trung bình mỗi ngày trong 12 giờ và sử dụng các thiết bị điện thế khác có công suất tổng cộng là 500W, trung bình mỗi ngày trong 5 giờ.

a. Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày.

b. Tính tiền điện mà gia đình này phải trả mỗi tháng (30 ngày), cho rằng giá tiền điện là 1000 đồng/kW.h.

Trả lời:

a) Điện năng mà gia đình sử dụng trong 30 ngày:

A₁ = ℘₁.t₁ = 0,15×10×30 = 45kW.h

– Đèn chiếu sáng:

A₂ = ℘₂.t₂ = 0,1×12×30 = 36kW.h

– Tủ lạnh:

A₃ = ℘₃.t₃ = 0,5×5×30 = 75kW.h

– Thiết bị khác:

⇒ A = A₁ + A₂ + A₃ = 45 + 36 + 75 = 156kW.h

Tiền điện mà gia đình này phải trả:

T = 1000 x A = 1000 x 156 = 156000 đồng

Trắc nghiệm Điện năng – Công của dòng điện

Câu 1: Điện năng là:

A. năng lượng điện trở
B. năng lượng điện thế
C. năng lượng dòng điện
D. năng lượng hiệu điện thế

Câu 2: Chọn phát biểu đúng về sự chuyển hóa năng lượng trong các dụng cụ dưới đây?

A. Đèn LED: Quang năng biến đổi thành nhiệt năng.
B. Nồi cơm điện: Nhiệt năng biến đổi thành điện năng.
C. Quạt điện: Điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.
D. Máy bơm nước: Cơ năng biến đổi thành điện năng và nhiệt năng.

Câu 3: Hiệu suất sử dụng điện là:

A. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng vô ích.
B. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.
C. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.
D. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng có ích.

Câu 4: Trong 30 ngày chỉ số công tơ điện của một gia đình tăng thêm 90 số. Biết rằng thời gian sử dụng điện trung bình mỗi ngày là 4 giờ, tính công suất tiêu thụ điện năng trung bình của gia đình này

A. 750 W
B. 600 W
C. 550 W
D. 700 W

Câu 5: Một bóng đèn điện có ghi 220V – 100W được mắc vào hiệu điện thế 220V. Biết đèn này được sử dụng trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

A. 12 kW.h
B. 400kW.h
C. 1440kW.h
D. 43200kW.h

Câu 6: Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với công suất tổng cộng là 150W, trung bình mỗi ngày trong 10 giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất 100W, trung bình mỗi ngày trong 12 giờ và sử dụng các thiết bị điện thế khác có công suất tổng cộng là 500W, trung bình mỗi ngày trong 5 giờ. Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày.

A. 75 kW.h
B. 45 kW.h
C. 120 kW.h
D. 156 kW.h