Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 Bài 11 (Chân trời sáng tạo): Năng lượng điện. Công suất điện

Giải bài tập KHTN 9 Bài 11: Năng lượng điện. Công suất điện

Mở đầu trang 50 Khoa học tự nhiên 9: Trên nhãn của một chiếc bàn có ghi các thông số 220 V, 15 W. Những con số này có ý nghĩa gì?

Lời giải:

Thông số 220V là hiệu điện thế định mức, thông số 15 W là công suất định mức.

Câu hỏi 1 trang 50 Khoa học tự nhiên 9: Nêu một số ví dụ khác chứng tỏ dòng điện có năng lượng.

Lời giải:

Quạt, đèn, điều hòa, tủ lạnh, bếp từ,…

Luyện tập 1 trang 51 Khoa học tự nhiên 9: Cho đoạn mạch điện như hình bên dưới. Biết R₁ = 40 Ω. Số chỉ của vôn kế và ampe kế lần lượt là 12 V và 0,4 A.

a) Tính điện trở R₂.

b) Tính năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong thời gian 15 phút.

 

a) Mạch AB gồm hai điện trở mắc nối tiếp

=> I = I₁ = I₂ = 0,4 A

Điện trở R2 là:

$R_2 = \frac{U_2}{I_2}= \frac{12}{0,4}= 30$Ω

b) Hiệu điện thế của điện trở R₁ là:

U1 = I₁R₁ = 0,4.40 = 16 V

Hiệu điện thế của đoạn mạch AB là:

U = U₁ + U₂ = 16 + 12 = 28 V

Năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong thời gian 15 phút là:

W = UIt = 28.0,4.15.60 = 10 080 J

Câu hỏi 2 trang 52 Khoa học tự nhiên 9: Chứng minh rằng đối với đoạn mạch điện chỉ chứa điện trở thì công suất điện của điện trở còn được xác định bởi biểu thức:

Lời giải:

Với mạch điện chỉ chứa điện trở, năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ là:

W = I₂Rt

Công suất của điện trở là:

$P = \frac{W}{t}= I^{2}R= \frac{U^2}{R}$

Luyện tập 2 trang 52 Khoa học tự nhiên 9: Cho đoạn mạch điện AB như hình bên dưới. Biết R₁ = 40 Ω, R₂ = 60 Ω và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện là U_AB = 24 V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch điện AB.

b) Tính công suất điện của đoạn mạch điện AB.

Lời giải:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch điện AB là:

Rtđ = R₁ + R₂ = 40+ 60 = 100 Ω

b) Công suất điện của đoạn mạch điện AB là:

$P_{AB}=U_{AB}{I}_{AB}=\frac{{U_{AB}}^2}{R_{td}}=5,76W$

Câu hỏi 3 trang 53 Khoa học tự nhiên 9: Xác định hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức của bóng đèn trong Hình 11.4.

Lời giải:

Hiệu điện thế định mức của bóng đèn là 220 V.

Công suất điện định mức của bóng đèn là 20 W.

Luyện tập 3 trang 53 Khoa học tự nhiên 9: Trả lời câu hỏi ở phần Mở đầu bài học.

Lời giải:

Thông số 220 V là hiệu điện thế định mức của chiếc đèn bàn.

Thông số 15 W là công suất điện định mức của chiếc đèn bàn.

Luyện tập 4 trang 53 Khoa học tự nhiên 9: Một bóng đèn compact giá 75 000 đồng có công suất 18 W và thời gian thắp sáng tối đa khoảng 6 000 h. Một bóng đèn LED giá 92 000 đồng có công suất 12 W và thời gian thắp sáng tối đa khoảng 18 000 h. Hai đèn có độ sáng tương đương nhau. Biết giá 1 kWh điện là khoảng 2 000 đồng. Hãy tính chi phí cho việc sử dụng mỗi loại bóng đèn trên trong 18 000 h.

Lời giải:

Trong 18000 h, lượng điện mà đèn LED tiêu thụ được là:

WLED = PLED.t = 12.18000 = 216 000 Wh = 216 kWh

Chi phí cho việc sử dụng đèn LED trong 18 000 h là:

TLED = 92000 + WLED.2000 = 92000 + 216.2000 = 524 000 đồng

Trong 18000 h, lượng điện mà đèn compact tiêu thụ được là:

Wc = Pc.t = 18.18000 = 324 000 Wh = 324 kWh

Do thời gian thắp sáng tối đa của đèn compact là 6000 h nên để thắp sáng trong 18000, ta cần mua 3 bóng đèn loại này.

Chi phí cho việc sử dụng đèn compact trong 18 000 h là:

Tc = 75000.3+ Wc.2000 = 225000 + 324.2000 = 873 000 đồng

Vận dụng trang 53 Khoa học tự nhiên 9: Vì sao dây dẫn nối với bóng đèn luôn có vỏ bọc cách điện, tiết diện lớn, trong khi dây tóc bóng đèn được để trần, tiết diện nhỏ?

Lời giải:

Vì dây tóc cần có điện trở lớn. Dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn làm dây tóc nóng lên và phát sáng, điện trở của dây càng lớn thì dây càng nóng nên dây tóc bóng đèn cần được để trần và có điện trở lớn. Để điện trở của dây tóc càng lớn thì dây cần có tiết diện nhỏ.

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 10. Đoạn mạch song song

Bài 11. Năng lượng điện. Công suất điện

Ôn tập chủ đề 3

Bài 12. Cảm ứng điện từ.

Bài 13. Dòng điện xoay chiều

Ôn tập chủ đề 4