Google
Giải Bài 14.4 trang 40 sách bài tập (SBT) Vật lí 9
Đề bài.
Trên một bóng đèn tóc đỏ có ghi 220V – 100W và trên một bóng đèn khác có ghi 220V – 40W
a) So sánh điện trở hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ. Cho rằng điện trở của các bóng đèn có giá trị như khi chúng sáng bình thường
c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà đèn này sử dụng trong 1 giờ.
Lời giải.
a. Điện trở của đèn thứ nhất là: ${R_1} = \dfrac{{{U_{dm}}{{_1}^2}}}{{{P_{dm1}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{100}} = 484\Omega $
Điện trở của đèn thứ hai là: ${R_2} = \dfrac{{{U_{dm2}}^2}}{{{P_{dm2}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{40}} = 1210\Omega $
Lập tỉ lệ
$\begin{array}{l}
\frac{{{R_2}}}{{{R_1}}} = \frac{{1210}}{{484}} = 2,5 \to {R_2} = 2,5{R_1}\\
{P_2} = {I_2}.{R_2}({P_2} = 20,4W;{P_1} = 8,2W)
\end{array}$
Vậy đèn 1 có điện trở nhỏ hơn đèn 2 là 2,5 lần.
b. Khi mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua hai đèn có cùng cường độ I thì đèn có điện trở lớn hơn sẽ sáng hơn. Như vậy đèn thứ hai (loại 40W) sẽ sáng hơn.
Đèn loại 40W có điện trở ${R_2}$ lớn hơn nên có công suất ${P_2} = {I_2}.{R_2}$ lớn hơn
Cường độ dòng điện định mức của đèn 1 là:
${I_{dm1}} = \dfrac{{{P_{dm1}}}}{{{U_{dm1}}}} = \dfrac{{100}}{{220}} \approx 0,45A$
+ Cường độ dòng điện định mức của đèn 2 là:
${I_{dm2}} = \dfrac{{{P_{dm2}}}}{{{U_{dm2}}}} = \dfrac{{40}}{{220}} \approx 0,18A$
Khi ghép nối tiếp cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:
$I = \dfrac{U}{{{R_{12}}}} = \dfrac{U}{{{R_1} + {R_2}}} = \dfrac{{220}}{{484 + 1210}} = 0,13A$
Vì đèn 1 và đèn 2 mắc nối tiếp nên: ${I_2} = {I_1} = I = 0,13A$
Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện chạy qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:
$A = UIt = 220.0,13.3600 = 102960J = 0,0286$
c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế $U = {U_{dm1}} = {U_{dm2}}$ nên cả 2 đèn sáng bình thường và đèn1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.
Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:
$A = \left({{P_1} + {P_2}} \right)t = \left({100 + 40} \right)3600 = 504000J = 0,14$
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:
$I = \dfrac{U}{{\left({{R_1} + {R_2}} \right)}} = \dfrac{{220}}{{\left({484 + 1210} \right)}} = 0,13A$
Vì ${{R_1} nối tiếp {R_2}}$ nên:
$\begin{array}{l}
{I_1} = {I_2} = I = 0,13\\
A = UIt = 220.0,13.
\end{array}$
A.
Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:
$A = UIt = 220.0,13.3600 = 102960J = 0,0286$
Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế 220 V thì đèn 1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.
Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:
$A = \left({{P_1} + {P_2}} \right)t = \left({100 + 40} \right). 3600 = 504000J = 0,14$
Đề bài.
Trên một bóng đèn tóc đỏ có ghi 220V – 100W và trên một bóng đèn khác có ghi 220V – 40W
a) So sánh điện trở hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường
b) Mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ. Cho rằng điện trở của các bóng đèn có giá trị như khi chúng sáng bình thường
c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn? Vì sao? Tính điện năng mà đèn này sử dụng trong 1 giờ.
Lời giải.
a. Điện trở của đèn thứ nhất là: ${R_1} = \dfrac{{{U_{dm}}{{_1}^2}}}{{{P_{dm1}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{100}} = 484\Omega $
Điện trở của đèn thứ hai là: ${R_2} = \dfrac{{{U_{dm2}}^2}}{{{P_{dm2}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{{40}} = 1210\Omega $
Lập tỉ lệ
$\begin{array}{l}
\frac{{{R_2}}}{{{R_1}}} = \frac{{1210}}{{484}} = 2,5 \to {R_2} = 2,5{R_1}\\
{P_2} = {I_2}.{R_2}({P_2} = 20,4W;{P_1} = 8,2W)
\end{array}$
Vậy đèn 1 có điện trở nhỏ hơn đèn 2 là 2,5 lần.
b. Khi mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 220V, dòng điện chạy qua hai đèn có cùng cường độ I thì đèn có điện trở lớn hơn sẽ sáng hơn. Như vậy đèn thứ hai (loại 40W) sẽ sáng hơn.
Đèn loại 40W có điện trở ${R_2}$ lớn hơn nên có công suất ${P_2} = {I_2}.{R_2}$ lớn hơn
Cường độ dòng điện định mức của đèn 1 là:
${I_{dm1}} = \dfrac{{{P_{dm1}}}}{{{U_{dm1}}}} = \dfrac{{100}}{{220}} \approx 0,45A$
+ Cường độ dòng điện định mức của đèn 2 là:
${I_{dm2}} = \dfrac{{{P_{dm2}}}}{{{U_{dm2}}}} = \dfrac{{40}}{{220}} \approx 0,18A$
Khi ghép nối tiếp cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:
$I = \dfrac{U}{{{R_{12}}}} = \dfrac{U}{{{R_1} + {R_2}}} = \dfrac{{220}}{{484 + 1210}} = 0,13A$
Vì đèn 1 và đèn 2 mắc nối tiếp nên: ${I_2} = {I_1} = I = 0,13A$
Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện chạy qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:
$A = UIt = 220.0,13.3600 = 102960J = 0,0286$
c) Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế $U = {U_{dm1}} = {U_{dm2}}$ nên cả 2 đèn sáng bình thường và đèn1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.
Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:
$A = \left({{P_1} + {P_2}} \right)t = \left({100 + 40} \right)3600 = 504000J = 0,14$
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch là:
$I = \dfrac{U}{{\left({{R_1} + {R_2}} \right)}} = \dfrac{{220}}{{\left({484 + 1210} \right)}} = 0,13A$
Vì ${{R_1} nối tiếp {R_2}}$ nên:
$\begin{array}{l}
{I_1} = {I_2} = I = 0,13\\
A = UIt = 220.0,13.
\end{array}$
A.
Qua kết quả tính toán ta so sánh và biết được cả hai đèn thì dòng điện qua chưa đến giá trị định mức vì vậy cả hai đèn đều sáng mờ. Nhưng đèn 2 sẽ sáng hơn đèn 1.
Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch trong 1 giờ là:
$A = UIt = 220.0,13.3600 = 102960J = 0,0286$
Khi mắc song song hai đèn vào hiệu điện thế 220 V thì đèn 1 sáng hơn đèn 2 vì đèn 1 có công suất định mức lớn hơn nên sáng hơn.
Điện năng mạch điện tiêu thụ trong 1 giờ là:
$A = \left({{P_1} + {P_2}} \right)t = \left({100 + 40} \right). 3600 = 504000J = 0,14$