Google
Giải Bài 14.3 trang 40 sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Đề bài.
Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W
a) Tính điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắng sáng bình thường bóng đèn mỗi ngày 4 giờ
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn cùng loại trên đây vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch nối tiếp này và tính công suất của mỗi bóng đèn khi đó
c) Mắc nối tiếp bóng đèn trên với một bóng đèn dây tóc khác có ghi 220V – 75W vào hiệu điện thế 220V. Hỏi các bóng đèn này có thể bị hỏng không? Nếu không, hãy tính công suất của đoạn mạch này và công suất của mỗi đèn.
Cho rằng điện trở của các bóng đèn trong trường hợp b và c trên đây có giá trị như khi chúng sáng bình thường
Lời giải.
a. Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:
${A_1} = {P_{{D_1}}}. T$ = 0,1kW. 120h = 12kW. H = 12.1000.3600 = $4,{32.10^7}$J.
b. Điện trở của đèn 1 và đèn 2 cùng loại là:
${R_1} = {R_2} = \dfrac{{U_{dm1}^2}}{{{P_{dm1}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{100}} = 484\Omega $
Điện trở tương đương của 2 đèn khi ghép nối tiếp là:
${R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 484 + 484 = 968\Omega $
Công suất của đoạn mạch nối tiếp là:
${P_m} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_{12}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{968}} = 50$W.
Do hai đèn giống nhau mắc nối tiếp nên công suất của mỗi bóng đèn là:
${P_1} = {P_2} = \dfrac{{{P_m}}}{2} = \dfrac{{50}}{2} = 25$P1 = P2 = Pm /2 = 50/2 = 25 W
c. Điện trở của đèn thứ ba là:
${R_3} = \dfrac{{U_{dm3}^2}}{{{P_{dm3}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{75}} = 645,3\Omega $
Điện trở tương đương của mạch khi ghép nối tiếp đèn 1 và đèn 3 là:
${R_{13}} = {R_1} + {R_3} = 484 + 645,3 = 1129,3\Omega $
Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là:
${I_1} = {I_3} = I = \dfrac{U}{{{R_{13}}}} = \dfrac{{220}}{{1129,3}} = 0,195$A
Hiệu điện thế đặt lên mỗi đèn là:
${U_1} = {I_1}{R_1} = 0,195.484 = 94,38$V và ${U_2} = {I_2}{R_2} = 0,195.645,3 = 125,83$V.
Như vậy ta thấy hiệu điện thế này đều nhỏ hơn hiệu điện thế định mức của mỗi đèn là 220V nên các đèn không bị hỏng.
Công suất của đoạn mạch là: ${P_m} = UI = 220.0,195 = 42,9$W.
Công suất của đèn thứ nhất là: ${P_1} = I_1^2{R_1} = 0,{195^2}. 484 = 18,4$W
Công suất của đèn thứ hai là: ${P_2} = I_2^2{R_2} = 0,{195^2}. 645,93 = 24,5$
Đáp án: a)$4,{32.10^7}$J; b) 50W và 25W; c) 42,9W, 18,4W và 24,5W.
Đề bài.
Trên một bóng đèn dây tóc có ghi 220V – 100W
a) Tính điện năng sử dụng trong 30 ngày khi thắng sáng bình thường bóng đèn mỗi ngày 4 giờ
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn cùng loại trên đây vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch nối tiếp này và tính công suất của mỗi bóng đèn khi đó
c) Mắc nối tiếp bóng đèn trên với một bóng đèn dây tóc khác có ghi 220V – 75W vào hiệu điện thế 220V. Hỏi các bóng đèn này có thể bị hỏng không? Nếu không, hãy tính công suất của đoạn mạch này và công suất của mỗi đèn.
Cho rằng điện trở của các bóng đèn trong trường hợp b và c trên đây có giá trị như khi chúng sáng bình thường
Lời giải.
a. Điện năng sử dụng trong 30 ngày là:
${A_1} = {P_{{D_1}}}. T$ = 0,1kW. 120h = 12kW. H = 12.1000.3600 = $4,{32.10^7}$J.
b. Điện trở của đèn 1 và đèn 2 cùng loại là:
${R_1} = {R_2} = \dfrac{{U_{dm1}^2}}{{{P_{dm1}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{100}} = 484\Omega $
Điện trở tương đương của 2 đèn khi ghép nối tiếp là:
${R_{12}} = {R_1} + {R_2} = 484 + 484 = 968\Omega $
Công suất của đoạn mạch nối tiếp là:
${P_m} = \dfrac{{{U^2}}}{{{R_{12}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{968}} = 50$W.
Do hai đèn giống nhau mắc nối tiếp nên công suất của mỗi bóng đèn là:
${P_1} = {P_2} = \dfrac{{{P_m}}}{2} = \dfrac{{50}}{2} = 25$P1 = P2 = Pm /2 = 50/2 = 25 W
c. Điện trở của đèn thứ ba là:
${R_3} = \dfrac{{U_{dm3}^2}}{{{P_{dm3}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{75}} = 645,3\Omega $
Điện trở tương đương của mạch khi ghép nối tiếp đèn 1 và đèn 3 là:
${R_{13}} = {R_1} + {R_3} = 484 + 645,3 = 1129,3\Omega $
Cường độ dòng điện chạy qua hai đèn là:
${I_1} = {I_3} = I = \dfrac{U}{{{R_{13}}}} = \dfrac{{220}}{{1129,3}} = 0,195$A
Hiệu điện thế đặt lên mỗi đèn là:
${U_1} = {I_1}{R_1} = 0,195.484 = 94,38$V và ${U_2} = {I_2}{R_2} = 0,195.645,3 = 125,83$V.
Như vậy ta thấy hiệu điện thế này đều nhỏ hơn hiệu điện thế định mức của mỗi đèn là 220V nên các đèn không bị hỏng.
Công suất của đoạn mạch là: ${P_m} = UI = 220.0,195 = 42,9$W.
Công suất của đèn thứ nhất là: ${P_1} = I_1^2{R_1} = 0,{195^2}. 484 = 18,4$W
Công suất của đèn thứ hai là: ${P_2} = I_2^2{R_2} = 0,{195^2}. 645,93 = 24,5$
Đáp án: a)$4,{32.10^7}$J; b) 50W và 25W; c) 42,9W, 18,4W và 24,5W.