Lý thuyết Năng lượng và công suất điện (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 25: Năng lượng và công suất điện

A. Lý thuyết Năng lượng và công suất điện

I. Năng lượng điện

· Năng lượng điện tiêu thị của đoạn mạch bằng công của lực điện thực hiện khi di chuyển các điện tích.

W = A = UIt

Đơn vị của năng lượng điện tiêu thụ là jun, kí hiệu là J.

· Dòng điện chạy qua mạch gây ra các tác dụng khác nhau và khi đó có sự chuyển hoá năng lượng điện tiêu thụ của đoạn mạch thành các dạng năng lượng khác.

Xe đạp điện: điện năng chuyển hoá thành cơ năng

Ấm đun nước: điện năng chuyển hoá thành nhiệt năng

· Đối với đoạn mạch thuần điện trở, nhiệt lượng đoạn mạch toả ra khi dòng điện chạy qua được tính bằng công thức: Q = RI²t.

II. Công suất điện

· Công suất tiêu thụ năng lượng điện (gọi tắt là công suất điện) của một đoạn mạch là năng lượng điện mà mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian:

$P=\frac{A}{t}=UI$

Đơn vị của công suất điện là oát, kí hiệu là W.

· Ví dụ công suất điện của một số thiết bị:

B. Trắc nghiệm Năng lượng và công suất điện

Câu 1: Công thức tính công suất điện của một đoạn mạch là

A.$\text{P}=It$

B. $\text{P}=\text{E }It$

C. $\text{P}=\text{E }I$

D. $\text{P}=UI$

Hướng dẫn giải

Công thức công suất điện của một đoạn mạch là $\text{P}=UI$

Đáp án đúng là D.

Câu 2. Một bóng đèn có công suất định mức 100 W sáng bình thường ở hiệu điện thế 220 V. Cường độ dòng điện qua bóng đèn là

A. 5,22 A

B. $\frac{5}{22}$A

C. $\frac{5}{11}$A

D. 1,21 A.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức $\text{P}=UI\Rightarrow I=\frac{\text{P}}{U}=\frac{100}{220}=\frac{5}{11}A$

Đáp án đúng là C

Câu 3. Nhiệt lượng tỏa ra trong 2 phút khi một dòng điện 2A chạy qua một điện trở thuần 100 Ω là

A. 48 kJ

B. 24 J

C. 24000 kJ

D. 400 J.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức định luật Jun – Len xơ

Q = I².R.t = 2².100.(2.60) = 48000 J= 48 kJ

Đáp án đúng là A.

Câu 4. Người ta làm nóng 1 kg nước thêm 1⁰C bằng cách cho dòng điện 1 A đi qua một điện trở 10 Ω. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K. Thời gian cần thiết là

A. 10 phút

B. 7 phút

C. 10 s

D. 1 h.

Hướng dẫn giải

Câu 5: Một bàn là khi được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ 5 A. Tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn là này trong 30 ngày, mỗi ngày 30 phút, biết giá tiền điện là 2500 đ/(kWh) là.

A. 165000 đ

B. 16500 đ

C. 41250 đ

D. 14250 đ

Hướng dẫn giải

Đổi 30 phút = 0,5h

Điện năng tiêu thụ khi sử dụng bàn là này trong 30 ngày là

A = U.I.t = 220.5.(0,5.30) = 16500 Wh = 16,5 kWh

Số tiền điện phải trả là M = 16,5.2500 = 41250 đ

Đáp án đúng là C

Câu 6: Một bếp điện có ghi 220V – 1500 W. Điện năng tiêu thụ khi sử dụng bếp trong thời gian 30 phút là

A. 22.10⁶ J

B. 1500 kJ

C. 750 kJ

D. 2,7.10⁶ J.

Hướng dẫn giải

Đổi 30 phút = 1800 s

Áp dụng công thức $A=\text{P}.t=1500.1800=2700000J={\mathrm{2,7.10}}^{6}J$

Đáp án đúng là D

Câu 7. Để trang trí người ta dùng các bóng đèn 12V – 6W mắc nối tiếp với mạng điện có hiệu điện thế U = 120V. Để các đèn sáng bình thường thì số bóng đèn phải sử dụng là

A. 2 bóng

B. 10 bóng

C. 20 bóng

D. 40 bóng.

Hướng dẫn giải

Để các đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế trên hai đầu mỗi đèn là 12 V

Vậy cần mắc nối tiếp N đèn sao cho hiệu điện thế hai đầu mạch là 120 V, U trên mỗi đèn là 12 V. Ta có N = 120 : 12 = 10 bóng đèn.

Đáp án đúng là B.

Câu 8. Một đoạn mạch có hiệu điện thế hai đầu không đổi. Khi chỉnh điện trở của nguồn là 100 Ω thì công suất của mạch là 20 W. Khi chỉnh điện trở của mạch là 50Ω thì công suất của mạch là

A. 10 W

B. 5 W

C. 40 W

D. 80 W.

Hướng dẫn giải

Từ định luật Ôm $\text{I\hspace{0.17em}=}\frac{\text{U}}{\text{R}}$

Áp dụng công thức $\text{P}=U.I$

Khi R = R₁ = 100 Ω thì

${\text{P}}_1=U.I_1=U.\frac{U}{R_1}=\frac{U^2}{R_1}=\frac{U^2}{100}=20W$

=> U² = 100.20 = 2000

Khi R = R₂ = 50 Ω thì ${\text{P}}_2=U.I_2=\frac{U^2}{R_2}=\frac{U^2}{50}=\frac{2000}{50}=40$W.

Đáp án đúng là C

Câu 9. Cho một mạch điện có điện trở không đổi. Khi dòng điện trong mạch là 2 A thì công suất tiêu thụ của mạch là 100 W. Khi dòng điện trong mạch là 4 A thì công suất tiêu thụ của mạch là

A. 25 W

B. 50 W

C. 200 W

D. 400 W.

Hướng dẫn giải

Từ định luật Ôm cho đoạn mạch$\text{I =}\frac{\text{U}}{\text{R}}$ =>U = I.R

Áp dụng công thức P = U.I = I².R

Khi I = I₁ = 2 A thì

P₁ = U.I₁ = I₁².R =2².R = 100 W => R = 25 Ω

Khi I = I₂ = 4A thì $P_2=U.I_2=I_2^2.R=4^2.25=400\left(W\right)$

Đáp án đúng là D

Câu 10. Công suất định mức của các dụng cụ điện là

A. công suất lớn nhất mà dụng cụ đó có thể đạt được.

B. công suất tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được.

C. công suất đạt được khi nó hoạt động bình thường.

D. công suất trung bình của dụng cụ đó.

Hướng dẫn giải

Công suất định mức là công suất đạt được khi nó hoạt động bình thường.

Đáp án đúng là C.

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 21: Tụ điện

Lý thuyết Bài 22: Cường độ dòng điện

Lý thuyết Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

Lý thuyết Bài 24: Nguồn điện

Lý thuyết Bài 25: Năng lượng và công suất điện