Bài 16 – 17. Định luật Joule-Lenz. Bài tập áp dụng định luật Joule – lenz
câu 1 trang 42 sbt vật lý 9
Định luật Jun-len-xơ phát biểu rằng điện năng được biến đổi thành.
A. Khả năng cơ học
Năng lượng ánh sáng
Năng lượng hóa học
Nhiệt năng
Giải pháp thay thế:
Chọn d. Định luật Jun-Lun-Xơ phát biểu rằng điện năng được chuyển hóa thành nhiệt năng.
câu 2 trang 42 sbt vật lý 9
Phát biểu nào sau đây là sai?
Nhiệt lượng tỏa ra khi có dòng điện chạy qua vật dẫn:
A. Cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
Tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua
Tỷ lệ thuận với bình phương hiệu điện thế giữa hai vật dẫn, tỷ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua và tỷ lệ nghịch với điện trở của vật dẫn
Tỷ lệ thuận với hiệu điện thế giữa các dây dẫn, tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua
Giải pháp thay thế:
Chọn một. Phát biểu sai: Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, điện trở của vật dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.<3
Mối quan hệ: q = i2.r.t (trong đó: i là cường độ dòng điện (a), r là điện trở dây dẫn (q), t là thời gian dòng điện chạy qua (s) và q là nhiệt lượng (j )).
p>
Nếu không:
câu 3 trang 42 sbt vật lý 9
Cho hai điện trở r1 và r2. Bằng chứng:
Khi có dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm r1 và r2 mắc nối tiếp thì nhiệt lượng toả ra ở mỗi điện trở tỉ lệ thuận với các điện trở này:
Khi dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm r1 và r2 mắc song song thì nhiệt lượng do mỗi điện trở này tỏa ra tỉ lệ nghịch với các điện trở này:
Giải pháp thay thế:
a) Vì r1 và r2 mắc nối tiếp nên có dòng điện chạy qua chúng như nhau. Gọi nhiệt lượng do các điện trở này tỏa ra lần lượt là q1 và q2.
Ta có:
Suy ra vì i1 = i2 (r1 nối với r2) và t1 = t2.
b) Vì r1 và r2 mắc song song nên hiệu điện thế u ở hai đầu bằng nhau
Ta có:
vì u1 = u2 (r1 song song với r2 ) và t1 = t2
Suy luận
câu 4 trang 42 sbt vật lý 9
Một đoạn mạch gồm hai dây dẫn mắc nối tiếp, một dây niken dài 1m, tiết diện 1mm2, dây kia bằng dây sắt dài 2m, tiết diện 0,5mm2, Khi dòng điện chạy qua mạch đồng thời thì dây nào tỏa nhiệt nhiều hơn? Tại sao? Biết điện trở suất của niken là 0,40.10-6Ωm, của sắt là 12,0.-8Ωm.
Tóm tắt:
Dây 1: s1 = 1mm2 = 1.10-6m2; l1 = 1 mét; 1 = 0.40.10-6Ω.m
Dây 2: s2=0.5mm2=0.5.10-6m2; l2=2m; 2=12.10-8Ω.m
Hai dây mắc nối tiếp; so sánh q1 và q2?
Giải pháp thay thế:
Điện trở của dây niken là:
Điện trở của dây sắt là:
Vì hai dây dẫn mắc nối tiếp nên i1 = i2 = i
và r2>r1 nên ta có q2>Câu hỏi 1. Vì vậy, dây sẽ tỏa nhiệt nhiều hơn.
câu 5 trang 42 sbt vật lý 9
Mắc một dây dẫn có điện trở 176Ω vào hiệu điện thế 220v. Tính nhiệt lượng (tính bằng joules và calo) do sợi dây tỏa ra trong 30 phút.
Giải pháp thay thế:
Nhiệt lượng do dây tỏa ra trong 30 phút là:
q = (u2 t) / r = (2202.30.60)/176 = 495000j = 118800cal.
câu 6 trang 43 sbt vật lý 9
Dùng lò điện có hiệu điện thế 220v, cường độ dòng điện chạy qua lò là 3a. Với bếp này có thể đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC trong 20 phút. Giả sử nhiệt dung riêng của nước là c = 4200j/kg.k, hãy tính hiệu suất của lò điện
Tóm tắt:
u = 220v; i = 3a; v = 2 lít nước m = 2kg;
t0 = 20oc; t = 20 phút = 1200 giây; c = 4200j/kg.k, nước sôi t = 100oc;
Hiệu suất h = ?
Giải pháp thay thế:
Nhiệt lượng do bếp tỏa ra trong 20 phút là:
qtp = u.i.t = 220.3.20.60 = 792000j
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi lượng nước này là:
qi = m.c.(t – t0) = 2,4200.(100 – 20) = 672000j.
Hiệu suất của lò là:
h = qi / qtp = 672000 / 792000.100 = 84,8%.
câu 7 trang 43 sbt vật lý 9
Khi đặt hiệu điện thế u trên điện trở r thì cường độ dòng điện chạy qua nó là i. Công thức nào sau đây không phải là công thức nhiệt lượng do vật dẫn tỏa ra trong thời gian t?
A. q = ut / i
q = uit
q = ut2/r
q = i2rt
Giải pháp thay thế:
Chọn một. q = ut / i
câu 8 trang 43 sbt vật lý 9
Nối dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Ngoài ra, nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn phụ thuộc vào điện trở của vật dẫn như thế nào?
A. Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng gấp đôi
Điện trở của dây dẫn tăng gấp đôi khi giảm một nửa
Tăng gấp bốn lần khi điện trở dây dẫn giảm một nửa
Khi điện trở của dây dẫn tăng gấp bốn lần thì nó giảm đi một nửa
Giải pháp thay thế:
Chọn b. Do nhiệt tỏa ra trên vật dẫn:
Vì vậy, khi điện trở giảm đi một nửa thì nhiệt lượng q tăng gấp đôi.
câu 9 trang 43 sbt vật lý 9
<3
A. giảm 2 lần
ít hơn 4 lần
Ít hơn 8 lần
Giảm 16 lần
Giải pháp thay thế:
Chọn d. Vì:
Công thức tính nhiệt lượng do vật dẫn tỏa ra trong thời gian t là:
q = i2.r.t
Khi r’ = r/2; i’ = i/2; t’ = t/2 thì:
Chọn d. Nếu giảm đồng thời điện trở, cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn thì thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn giảm đi một nửa, nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn giảm đi 16 lần
câu 10 trang 43 sbt vật lý 9
Cho dòng điện 2ma chạy qua điện trở 3kΩ trong thời gian 10 phút thì điện trở này tỏa nhiệt có giá trị nào sau đây?
A. q = 7,2j
q = 60j
q = 120j
q = 3600j
Tóm tắt:
i = 2ma = 2.10-3a; r = 3kΩ = 3000Ω; t = 10 phút = 600 giây; q = ?
Giải pháp thay thế:
Chọn một. q = 7,2j
Giá trị nhiệt lượng mà điện trở này tỏa ra là:
q = i2. r.t = (2.10-3)2. 3000.600 = 7,2j
câu 11 trang 43 sbt vật lý 9
Một ấm điện đun sôi 1,5 lít nước mất 10 phút. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây đốt nóng của ấm là 220v. Tính điện trở của dây đốt nóng này, nếu thêm nhiệt lượng mất đi khi đun sôi 1 lít nước thì nhiệt lượng cần cung cấp là 420000 Joule?
Tóm tắt:
v = 1,5 lít ↔ m = 1,5kg; u = 220v; t = 10 phút = 600 giây
v0 = 1 lít ↔ m0 = 1kg; q0 = 420000j; r = ?
Giải pháp thay thế:
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1 lít nước là: q0 = m0.c.Δto
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 1,5 lít nước là:
q = m.c.Δto = 1,5m0.c. Δto = 1,5.q0 = 630000 (j) (vì m = 1,5kg = 1,5.m0)
Nếu không:
→Điện trở dây đốt nóng:
câu 12 trang 44 sbt vật lý 9
Khi nối mỏ hàn vào hiệu điện thế 110v thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 5a. Bàn ủi này được sử dụng trung bình 15 phút mỗi ngày
a) Tính điện năng tiêu thụ của bàn là này trong w
b) Tính điện năng bàn ủi này tiêu thụ tính bằng kw.h trong 30 ngày
c) Tính nhiệt lượng bàn là tỏa ra trong 30 ngày, đơn vị là kj, biết rằng điện năng mà bàn là tiêu thụ được chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng
Tóm tắt:
u = 110v; i = 5a; t0 = 15 phút = 0,25h = 900s; t = 30.0,25 = 7,5h = 27000s
a) p = ?w;
b) a=? kWh
c)q = ?jj
Giải pháp thay thế:
a) Công suất tiêu thụ của bàn là là: p = u.i = 110,5 = 550w = 0,55kw
b) Điện năng bàn là tiêu thụ trong 30 ngày:
a = p.t = 0.55kw.7.5h = 4.125 kw.h
c) Nhiệt lượng mà bàn ủi tỏa ra là:
q = 4.125 kw.h = 4.125.1000.3600 = 14850000(j) = 14850 kj
câu 13 trang 44 sbt vật lý 9
Máy nước nóng 220v-1100w sử dụng điện áp 220v
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua khe lúc này
b) Giả sử nhiệt dung riêng của nước là 4200j/kg.k và nhiệt lượng tỏa ra rất nhỏ, hãy tính thời gian cần thiết để bình đun sôi 10 lít nước từ 20°c
c) Tính tiền điện phải trả khi sử dụng bình chứa trên trong 30 ngày, biết thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 1 giờ, giá điện là 1000 đồng/kw.h
Tóm tắt:
udm = 220v; pdm = 1100w; u = 220v
a) i = ?;
b) v = 10 lít ↔ m = 10kg; t1= 20oc, nước sôi t2= 100oc; c = 4200j/kg.k; t = ?
c) t0= 1h; t’ = 1,30 = 30 giờ; 1000 đ/kWh; Tiền = ? Đông
Giải pháp thay thế:
a) Vì uđm= u = 220v nên công suất tiêu thụ của bình nước nóng bằng công suất định mức: p = pđm= 1100w
Ampe qua bể:
p = i.u ⇒ i = p/u = 1100/220 = 5a
b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 10 lít nước từ 20°c là:
q = m.c.(t2 – t1) = 10,4200.(100oc – 20oc) = 3,36.106 j
Vì nhiệt lượng mất đi rất nhỏ nên q = a = p.t
→ Thời gian đun sôi 10 lít nước:
50 phút 55 giây.
c) Điện năng mà pin tiêu thụ trong một tháng là:
a = p.t’ = 1.1kw.30h = 33kw.h
Thanh toán: t = 33.1000 = 33000 đồng.
câu 14 trang 44 sbt vật lý 9
Mùa đông dùng bình nóng lạnh có ghi 220v-880w, mỗi ngày dùng điện áp 220v 4 tiếng.
a) Tính điện trở của dây đốt nóng và cường độ dòng điện chạy qua
b) Tính nhiệt lượng mà lò sưởi này tỏa ra mỗi ngày theo đơn vị kj.
c) Tính tiền điện khi sử dụng các thiết bị sưởi nói trên vào mùa đông trong tổng thời gian 30 ngày. Tôi nghĩ giá điện là 1000 vnd/kw.h
Tóm tắt:
uldm = 220v; pldm = 880w = 0,88kw; u = 220v; t0 = 4h = 4,3600 = 14400s
a) r = ?; i = ?
b) q0= ?kj
c) t = 4,30 = 120h; 1000đ/kWh; Tiền = ? Đông
Giải pháp thay thế:
a) Vì ulđm= u = 220v nên công suất tiêu thụ của bình nóng lạnh bằng công suất định mức: p = pldm= 880w
Điện trở dây đốt nóng:
p = u2 / r ⇒ r = u2 / p = 2202/880 = 55Ω.
Cường độ dòng điện: p = i.u ⇒ i = p / u = 880/220 = 4a
b) Nhiệt lượng do lò sưởi toả ra bằng điện năng mà lò sưởi tiêu thụ mỗi ngày.
q = a = p.t0 = 880.14400 = 12672000j = 12672 kj
c) Điện năng tiêu thụ hàng tháng của bình nóng lạnh là:
a = p.t’ = 0,88kw.120h = 105,6kw.h
Tiền điện phải trả: t = 105,6,1000 = 105600 đồng
