Bài 12: Điện Năng Và Công Suất điện. Định Luật Jun-len-xơ

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Giải Vật Lí Lớp 11
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 11
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 11 nâng cao
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 12: Điện năng và công suất điện. Định luật Jun-len-xơ (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Câu c1 (trang 58 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Nêu nguyên tắc của thí nghiệm kiểm chứng định luật Jun – len – xơ.

Lời giải:

Nguyên tắc của thí nghiệm kiểm chứng định luật Jun-len-xơ là dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện. Khi có một dòng điện chạy qua một vật dẫn sẽ làm nóng vật dẫn lên. Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật.

Câu c2 (trang 60 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy kể tên một số thiết bị trên Hình 12.2 và cho biết chúng có tác dụng gì?

Lời giải:

Các thiết bị điện trên hình 12.2 là: (Từ trái sang phải) bàn điện, bàn ủi, máy sấy tóc có tác dụng tỏa nhiệt

Câu c3 (trang 61 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy tìm công thức giữa hiệu điện thế U đặt vào máy thu điện và suất phản điện ℰp của máy từ đó tìm điều kiện về U để máy thu điện hoạt động bình thường.

Lời giải:

Điện năng A mà dòng điện cung cấp cho máy thu gồm hai phần

Phần điện năng chuyển hóa thành dạng năng lượng khác A’ không phải nhiệt năng

Phần điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng Q.

A = A’ + Q

Trong đó: A = U.I.t

A’= ℰp.q = ℰp.I.t; Q = r.I2.t

ℰp = suất phản điện của máy thu; rp = điện trở trong của máy thu

⇒ U.I.t = ℰp.I.t + rp.I2.t

Vậy công thức giữa hiệu điện thế U đặt vào máy thu điện và suất phản điện ℰp của máy: U = ℰp + rp.I

Điều kiện của U để máy thu hoạt động bình thường là: U > ℰp

Câu c4 (trang 61 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy chứng minh công thức 12.15

Lời giải:

Công có ích của máy thu điện: A’ = A – Q

Hiệu suất của máy thu điện:

Với Q = rp.I2.t và A = U.I.t

Câu 1 (trang 62 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Công của dòng điện là gì?

Lời giải:

Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

A=qU=UIt

Câu 2 (trang 62 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy phát biểu định luật Jun – lenxo

Lời giải:

Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật

Q=RI2 t

Câu 3 (trang 62 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Suất phản điện của máy thu là gì?

Lời giải:

Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy: ℰp = A’/q

Câu 4 (trang 62 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cùng một dòng điện chạy qua dây dẫn và dây tóc một bóng đèn. Tại sạo dây tóc thì nóng đến sáng trắng mà dây dẫn lại hầu như không nóng nên?

Lời giải:

– Dây tóc bóng đèn có điện trở lớn, nên điện năng được chuyển hóa thành nhiệt năng, nhiệt lượng tỏa ra lớn vì vậy dây tóc sẽ nóng sáng trắng

– Dây dẫn điện có điện trở nhỏ nên tác dụng nhiệt của dòng điện chạy qua dây là không đáng kể.

Bài 1 (trang 62 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Chọn phương án đúng

Theo định luật Jun – len – xơ, nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn

A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện qua dây dẫn

B. Tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện

C. Tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện

D. Tỉ lệ bình phương điện trở của dây dẫn

Lời giải:

Theo định luật Jun – len – xơ, nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn được tính bởi công thức: Q = R.I2.t ⇒ Q tỉ lệ với I2

Đáp án: B

Bài 2 (trang 63 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Tập hợp các đơn vị đo lường nào dưới đây không tương đương với đơn vị công suất trong hệ SI?

A. J/s

   

B. A.V

   

C. A2.Ω

   

D. Ω2/V

Lời giải:

Công suất của mạch điện có thể tính bởi công thức:

P = A/t → 1W = 1J/s

P = U.I → 1W = 1V.A

P = I2.R → 1W = 1A2.Ω

P = U2/R → 1W = 1V2/Ω.

⇒ Đơn vị đo lường không tương ứng với đơn vị công suất trong hệ SI là Ω2/V

Đáp án: D

Bài 3 (trang 63 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai bóng đèn có công suất định mức lần lượt là 25W và 100W đều làm việc bình thường ở hiệu điện thế 110V. Hỏi:

a) Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn?

b) Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn?

c) Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220V được không ? Đèn nào sẽ dễ hỏng (cháy)?

Lời giải:

a) Công suất định mức của bóng đèn được tính bởi công thức: P = U.I

Cường độ dòng điện qua các bóng đèn lần lượt là:

⇒ I1 < I2 nên cường độ dòng điện qua các bóng đèn (2) lớn hơn qua bóng đèn (1).

b) Điện trở của bóng đèn được tính bởi công thức : R=U/I

Điện trở của các bóng đèn lần lượt là:

⇒ điện trở của bóng đèn (1) lớn hơn của bóng đèn (2)

c) Nếu mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220V thì cường độ dòng điện qua mạch là:

Ta thấy: I1 < I < I2 nên đèn (1) sẽ dễ hỏng (cháy).

Bài 4 (trang 63 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai bóng đèn có các hiệu điện thế định mức lần lượt là U1 = 110V và U2 = 220V. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đèn đó bằng nhau.

Lời giải:

Đáp số: R2 = 4R1

Bài 5 (trang 63 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Để bóng đèn loại 120V- 60W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế là 220V người ta mắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R. Tìm điện trở phụ đó.

Lời giải:

Cường độ dòng điện định mức qua đèn:

Điện trở của đèn:

Khi hiệu điện thế là 220 V, đèn mắc nối tiếp R. Nên để đèn sáng bình thường thì I = Iđm

Điện trở tương đương của mạch khi này là:

→ Điện trở phụ R là: R = RTĐ – RTĐ = 440-240=200 Ω

Đáp số: R = 200 Ω

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Action: Post ID: Post Nonce: ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ Processing your rating... Đánh giá trung bình {{avgRating}} / 5. Số lượt đánh giá: {{voteCount}} {{successMsg}} {{#errorMsg}} {{.}} {{/errorMsg}} There was an error rating this post!

Đánh giá trung bình 5 / 5. Số lượt đánh giá: 994

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.