Bài 3 trang 41 SGK Vật lí 9

Đề bài

Một bóng đèn dây tóc có ghi 220V - 100W và một bàn là có ghi 220V - 1000W cùng được mắc vào ổ lấy điện 220V ở gia đình để cả hai cùng hoạt động bình thường.

a) Vẽ sơ đồ mạch điện, trong đó bàn là được kí hiệu như một điện trở và tính điện trở tương đương của đoạn mạch này.

b) Tính điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ theo đơn vị jun và đơn vị kilooat giờ.

GỢI Ý CÁCH GIẢI

a) Vẽ sơ đồ của mạch điện. 

Tính điện trở của bóng đèn R₁ = 484 Ω.

Tính điện trở của bàn là R₂ = 48,4 Ω.

Tính điện trở tương đương R của đoạn mạch.

b) Tính điện năng A mà đoạn mạch tiêu thụ trong 1 giờ.

Hướng dẫn giải

- Công suất: \(P = UI = {{{U^2}} \over R}\)

- Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song: \({R_{td}} = {{{R_1}{R_2}} \over {{R_1} + {R_2}}}\)

- Điện năng tiêu thụ: A = Pt

- Đổi đơn vị: 1 kWh = 3 600 000 J

Lời giải chi tiết

a)

+ Để đèn và bàn là cùng hoạt động bình thường khi mắc vào hiệu điện thế 220V thì chúng phải được mắc song song với nhau. Ta có sơ đồ mạch điện:

Điện trở của bóng đèn: \({R_1} = \dfrac{{U_d^2}}{{{P_d}}} =\dfrac {{{{220}^2}} }{{100}} = 484\Omega \)

Điện trở của bàn là: \({R_{2}} = \dfrac{{U_{bl}^2} }{ {{P_{bl}}}} = \dfrac{{{{220}^2}}}{ {1000}} = 48,4\Omega \)

Điện trở tương đương của mạch khi đèn và bàn là mắc song song nhau là:

\(R = \dfrac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \dfrac{{484.48,4}}{{484 + 48,4}} = \dfrac{{23425,6}}{{532,4}} = 44\,\Omega \)

b) Điện năng mà đoạn mạch này tiêu thụ trong 1 giờ là:

\(\begin{gathered}
A = UIt = \dfrac{{{U^2}}}{R} \cdot t = \dfrac{{{{220}^2}}}{{44}} \cdot 1 = 1100\,\,(Wh) \hfill \\
\,\,\,\,\,\, = 1,1\,KWh = 3960000\,(J) \hfill \\
\end{gathered} \)