Đáp án:

Vì ấm hoạt động với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức $U = 220V$  nên đạt công suất định mức $\mathscr{P} = 1100W = 1,1kW$ 

a. Điện trở của ấm là:   

   $R = \dfrac{U^2}{\mathscr{P}} = \dfrac{220^2}{1100} = 44 (\Omega)$ 

Cường độ dòng điện định mức của ấm là: 

   $I = \dfrac{\mathscr{P}}{U} = \dfrac{1100}{220} = 5 (A)$ 

b. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là: 

$Q_i = mc\Delta t = 54200.(100 - 20) = 1680 000 (J)$ 

Nhiệt lượng thực tế mà bếp tỏa ra là: 

$Q_{tp} = \dfrac{Q_i}{\mathscr{H}} = \dfrac{1680000}{0,96} = 1750 000 (J)$ 

Vậy điện năng mà bếp tiêu thụ để đun sôi nước là: 

   $A = Q_{tp} = 1750 000 (J)$ 

c. Ta có: $A = \mathscr{P}.t \Rightarrow t = \dfrac{A}{\mathscr{P}}$ 

Thời gian đun sôi nước là: 

   $t = \dfrac{1750000}{1100} \approx 1591 (s) = 26 phút 31 giây $ 

d. Khi kéo dãn sợi đốt thì: 
Chiều dài dây tăng lên gấp đôi nên điện trở của dây tăng lên gấp đôi; 

Tiết diện của dây giảm đi một nửa nên điện trở của dây tăng lên gấp đôi. 

Vậy điện trở của dây đốt tăng lên 4 lần. 

Mặt khác:

$\mathscr{P} = \dfrac{U^2}{R}$

Khi điện trở tăng 4 lần thì công suất của ấm giảm đi 4 lần với hiệu điện thế không đổi. 

Vậy công suất của ấm lúc này là: 

   $\mathscr{P} ' = \dfrac{\mathscr{P}}{4} = \dfrac{1100}{4} = 275 (W)$

Giải thích các bước giải:

Gọi R là điện trở của dây đốt nóng ( Ôm)

      Q là nhiệt lượng ấm tiêu thụ để đun sôi nước (J)

      Q' là nhiệt lượng do bếp tỏa ra (J)

      t là thời gian đun sôi nước (s)

      P' là công suất của bếp sau khi kéo dãn dây điện trở (w)

a. Ta có P=U.I => I=P/U=1100/220= 5 (A)

=>R=U/I=220/5=44 (ôm)

b. Gọi m là khối lượng của nước (kg)

=>m=D.V=10000.5.10^-3=50 (kg)

=>Q=m.c.(t-to)=50.4200.(100-20)=168.10^5 (J)=168.10^5/3600000=4.66 (kWh)

c. Ta có H=$\frac{Q.100}{Q'}$  (thế số vào)

=> Q'=175.10^5 (J)

Mà Q'=I^2.R.T hay Q'=P.t => t=Q'/P=175.10^5 / 1100 =15909 (s)

d. Vì chiều dài điện trở tỉ lệ thuận với điện trở

Nên khi chiều dài tăng 2 lần  thì R tăng 2 lần hay R'=2.R=2.44=88 (ôm)

=>P'=U^2/R'=220^2/88=550 (W)
                                                 HAPPY NEW YEAR !

                             MATH+PHYSICS