Đáp án Vật lí 9 cánh diều Bài 10: năng lượng của dòng điện và công suất điện

BÀI 10: NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN

Mở đầu: Trên các thiết bị điện thường ghi các thông số kĩ thuật. Ví dụ, quạt điện có các thông số như hình 10.1. Khi các thiết bị điện hoạt dộng, năng lượng của dòng điện chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào và sự chuyển hóa đó có liên quan như thế nào với số oát của các thiết bị điện?

Hướng dẫn chi tiết:

Khi các thiết bị điện hoạt dộng, năng lượng của dòng điện chuyển hóa thành các dạng năng lượng. Công suất điện của một thiết bị điện cho biết tốc độ tiêu thụ điện năng của thiết bị đó,  được đo bằng đơn vị oát (W). Số oát ghi trên thiết bị điện cho biết công suất định mức của thiết bị đó. Công suất điện càng lớn, tốc độ tiêu thụ điện năng càng nhanh.

I. NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN

Câu 1: Nêu thêm một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng. Với mỗi ví dụ, cho biết năng lượng của dòng điện đã biến đổi thành dạng năng lượng nào

Hướng dẫn chi tiết:

Ví dụ: Bóng đèn: Khi dòng điện chạy qua bóng đèn, năng lượng điện được chuyển đổi thành quang năng (ánh sáng) và nhiệt năng (tỏa ra từ dây tóc)

Câu 2: Cho mạch điện gồm một điện trở R mắc với 2 đầu nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Tính năng lượng điện điện trở tiêu thụ trong thời gian t.

Hướng dẫn chi tiết:

W= UIt = RU²t

II. CÔNG SUẤT ĐIỆN

Câu 1: Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rắng công suất điện của đoạn mạch đó có thể được tính theo công thức:P = I² R= U²/R

Hướng dẫn chi tiết:

P = UI => P =  I² R= U²/R

Câu 2: Trên một bóng đèn có ghi 12 V - 3 W. Để bóng đèn sáng bình thường thì cần đặt vào hai đầu bóng đèn một hiệu điện thể bằng bao nhiêu? Khi đó, trong một giây, bóng đèn tiêu thụ một năng lượng điện là bao nhiêu?

Hướng dẫn chi tiết:

• Để bóng đèn sáng bình thường thì cần đặt vào hai đầu bóng đèn một hiệu điện thể bằng 12V
• Công suất điện: P = 3W => Trong một giây, bóng đèn tiêu thụ một năng lượng điện là: W = Pt = 3 x 1 = 3(J)

Câu 3:

1. a) Hãy trả lời câu hỏi ở phần mở đầu.
2. b) Nếu chiếc quạt ở hình 10.1 được cấp nguồn điện 5 V thì trong 30 phút, chiếc quạt đó sẽ tiêu thụ năng lượng điện bao nhiêu jun?

Hướng dẫn chi tiết:

1. a) Khi các thiết bị điện hoạt dộng, năng lượng của dòng điện chuyển hóa thành các dạng năng lượng. Công suất điện của một thiết bị điện cho biết tốc độ tiêu thụ điện năng của thiết bị đó, được đo bằng đơn vị oát (W). Số oát ghi trên thiết bị điện cho biết công suất định mức của thiết bị đó. Công suất điện càng lớn, tốc độ tiêu thụ điện năng càng nhanh.
2. b) W = UIt = Pt = 4 x 30 x 60 = 7200 (J)

Vận dụng: Một hãng xe điện thử nghiệm hai loại xe đạp điện có công suất định mức khác nhau. Họ cho hai xe chạy trên cùng một quảng đường với công suất định mức. Nêu những dụng cụ em cần dùng và cách làm để biết xe nào tiêu thụ năng lượng điện nhiều hơn khi đi hết quảng đường thử nghiệm.

Hướng dẫn chi tiết:

• Dụng cụ cần sử dụng: Đồng hồ đo thời gian
• Cách thực hiện:
• Bước 1: Khởi động đồng hồ đo thời gian khi cả hai xe bắt đầu chạy trên quãng đường thử nghiệm.
• Bước 2: Dừng đồng hồ khi cả hai xe đi hết quãng đường thử nghiệm.
• Bước 3: So sánh thời gian mà hai xe mất để hoàn thành quãng đường.
• Bước 4: Xe nào mất thời gian ít hơn, tức là đi nhanh hơn, có khả năng tiêu thụ ít năng lượng hơn.