Bài 1 trang 47 sgk Vật lí 9
Bài 1:
Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở \[R = 80\] và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là \[I = 2,5A\].
a] Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong \[1s\].
b] Dùng bếp điện để đun sôi \[1,5l\] nước có nhiệt độ ban đầu là25oC thì thời gian đun nước là \[20\] phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là \[c = 4 200J/kg.K\].
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 \[1kW.h\] là 700 đồng.
Giải
a] Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong \[1s\] là \[Q = I^2Rt = 2,5^2.80.1 = 500 J\].
[Cũng có thể nói công suất tỏa nhiệt của bếp là \[P =I^2R= 500W\]].
b] Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong \[20\] phút \[=20.60=1200s\] là \[Q_{tp}= Q.1200= 500.1200=600000 J\].
Nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước đã cho là
\[Q_i= cm[t_2 t_1]= 4200.1,5.[100-25] = 472500 J\]
Hiệu suất của bếp là: \[H = \frac{Q_{i}}{Q_{tp}}=\frac{472500}{600000} = 78,75 \%\].
c] Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong \[30\] ngày [theo đơn vị kW.h] là:
\[A = Pt = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW.h\]
Tiền điện phải trả là: \[T = 45.700 = 31500\] đồng.
Bài 2 trang 48 sgk Vật lí 9
Bài 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 đầu20oC. Hiệu suất của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước đước coi là có ích.
a] Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/kg.K.
b] Tính nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra khi đó.
c] Tính thời gian đun sôi lượng nước trên.
GỢI Ý CÁCH GIẢI
a] Tính nhiệt lượng Q1 cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên.
b] Tính nhiệt lượng Q mà ấm điện đã tỏa ra.
c] Tính thời gian đun sôi nước.
Trả lời:
a] Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:
\[Q_i= cm[t_2-t_1]= 4200.2.[100-20] = 672000 J\]
b] Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra khi đó là:
Từ công thức \[H = \frac{Q_{i}}{Q_{tp}}\Rightarrow Q_{tp}= \frac{Q_{i}}{H}=\frac{672000}{\frac{90}{100}} 746667 J\]
c] Thời gian đun sôi lượng nước trên là:
Từ công thức \[Q_{tp}= A = Pt\], ta tìm được \[t = \frac{Q_{tp}}{P}=\frac{746667}{1000} 747 s\].
Bài 3 trang 48 sgk Vật lí 9
Bài 3:
Đường dây dẫn từ mạng điện chung tói một gia đình có chiều dài tổng cộng là 40m và có lõi đồng vói 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 1,7.10-8 .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.
GỌI Ý CÁCH GIẢI
a] Tính điện trở R của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới nhà.
b] Tính cường độ dòng điện I.
c] Tính nhiệt lượng Q tỏa ra trên đường dây dẫn.
Trả lời:
a] Điện trở của toàn bộ đường dây dẫn từ mạng điện chung tới gia đình là:
Từ công thức R =\[\rho \frac{l}{S}\]= 1,7.10-8.\[\frac{40}{0,5.10^{-6}}\]= 1,36.
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 I =\[\frac{P}{U}=\frac{165}{220}\]= 0,75 A.
c] Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn này trong 30 ngày theo đơn vị kW.h là:
Q = I2Rt = 0,752.30.3.1,36 = 68,9 W.h 0,07 kW.h.