CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐN: 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 đoạ
Trang 1ĐIỆN NĂNG – CÔNG SUẤT ĐIỆN
ĐỊNH LUẬT JUN-LEN-XƠ
I CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN
ĐN: 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
Aq.U U.I.t
Công của dòng điện chạy qua đoạn mạch cũng chính là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ
II CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của dòng điện Nó có trị số bằng công của dòng điện thực hiện trong một đơn vị thời gian
U I
t
A
P
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó
Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng là công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó
III ĐỊNH LUẬT JUN-LEN-XƠ
ĐL : Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường
độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật
AQI2.R.t P.tU.I.t
IV.CÔNG CỦA NGUỒN ĐIỆN
Công của nguồn điện cũng là công của dòng điện chạy trong toàn mạch – đó cũng là điện năng tiêu thụ trong toàn mạch
A Nguônq. I t.
V CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN
Công suất của nguồn điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện và được xác định bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian
I
t
A
công suất nguồn bằng công suất tiêu thụ điện năng toàn mạch
Trang 2VI CÔNG SUẤT CỦA DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN {dụng cụtỏa nhiệt –máy thu điện}
1) Các dụng cụ tỏa nhiệt :
+) Điện năng tiêu thụ : t
R
U t R I t I U A
2 2
+) Công suất tiêu thụ :
R
U R I I U t
A P
2 2
2) Máy thu điện :
+) Điện năng tiêu thụ : A P A/ Q/ /.I.tr/.I2.tU.I.t
Q/ I2.r/.t : Chuyển hóa thành nhiệt
A/ /.q/.I.t : Chuyển hóa thành năng lượng khác ( cơ năng)
/: Suất phản điện máy thu điện
Hiệu điện thế máy thu điện : U / r/.I
+) Công suất tiêu thụ của máy thu điện : I I r U I
t
A
P / 2 /
Với P/ I./: Công suất có ích của máy thu điện
+) Hiệu suất của máy thu điện :
U
r I I
U
I H
/ /
1
đm
đm
đ
P
U
R
2
Coi điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện thế hai đầu đèn, không thay đổi theo nhiệt độ
+) Nếu đèn sáng bình thường : Ithực = Iđm Uthực = Uđm Pthực = Pđm +) Nếu Ithực < Iđm đèn sáng yếu hơn bình thường
+) Nếu Ithực > Iđm đèn sáng mạnh hơn bình thường
-
BÀI TẬP ỨNG DỤNG
Câu 1: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong
thời gian 1 giờ , biết hiệu điện thế giữa hai đầu dây là 6V ? ĐS: A=21600J ; P=6W
Câu 2: Trên nhãn ấm điện có ghi (220V-1000W) cho biết ý nghĩa số ghi trên.Sử dụng ấm điện với hiệu
điện thế 220V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 250
C Tính thời gian đun sôi nước , biết hiệu suất ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 41900J/(kg.K) ĐS: t =698s
Câu 3: Một nguồn điện có suất điện động 12V khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để thành mạch
điện kín thì nó cung cấp một dòng điện có cường độ 0,8A Tính công của nguồn điện này sản ra trong
thời gian 15 phút và tính công suất của nguồn điện đó ? ĐS: ANg =8640J ; PNg =9,6W
Trang 3Câu 4: Đặt vào hai đầu điện trở R=15 một hiệu điện thế U=6V Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở này và tính nhiệt lượng tỏa ra bên ngoài trong thời gian 1 giờ ? ĐS: P=2,4W ; Q=8640J
Câu 5: Một nguồn điện có suất điện động 12V và điện trở trong r=2 được mắc với một mạch ngoài sao cho cường độ dòng điện qua nguồn bằng I=2A Tính công của lực lạ và nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t 30phút và tính điện năng tiêu thụ của mạch ngoài trong thời gian này ?
ĐS: ALực lạ = 43200J ; Q=14400J ; W= A- Q = 28800J
Câu 6: Để bóng đèn loại (120V-60W) sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế 220V, người ta
mắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R Tính R ? ĐS: 200
Câu 7: Cho mạch điện như hình vẽ bên Đèn Đ có ghi (6V-3W)
Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch không đổi UAB = 9V , R1=2
Hỏi muốn cho đèn sáng bình thường thì giá trị R2 bằng bao nhiêu ?
Câu 8: Cho mạch điện như hình vẽ bên với U=9V , R1= 1,5 Biết hiệu điện thế hai đầu R2=6V Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong thời gian 2 phút ?
ĐS: 1440J
Câu 9: Có hai điện trở R1 , R2 mắc giữa hai điểm có hiệu điện thế 12V Khi R1 , R2 mắc nối tiếp thì công suất của mạch là 4W Khi R1 , R2 mắc song song thì công suất mạch là 18W Tính R1 , R2 ?
ĐS: R1=24 , R2=12 Hoặc ngược lại
Câu 10: Hai bóng đèn ghi Đ1(6V-3W) và đèn Đ2(6V- 4,5W) được mắc vào mạng điện như hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi
a) Biết ban đầu biến trở Rb ở vị trí sao cho 2 đèn sáng bình thường
Tìm điện trở của biến trở lúc này ,trên mạch đâu là đèn Đ1,Đ2
b) Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở con chạy sang phải
một chút thì độ sáng của các đèn thay đổi thế nào ?
ĐS: Rb = 24
Câu 11: Cho mạch điện như hình vẽ , nguồn có suất điện động 12V và đèn loại (6V-3W) Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường
Tính công của nguồn điện trong thời gian 1 giờ
Tính hiệu suất của mạch chứa đèn khi đèn sáng bình thường ?
ĐS: A=21600J ; H=50%
Câu 12: Cho mạch điện như hình vẽ với U=9V, R1=1,5,R2 6, biết cường độ dòng điện qua R3 là 1A Tính R3 Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong thời gian 2 phút ?
Tính công suất của đoạn mạch chứa R1 ?
Đs:R3 6;Q720J;P6W
Câu 13: Một ấm điện có hai dây dẫn R1 và R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 thì nước trong ấm sẽ sôi sau khoảng thời gian 40 phút , còn nếu dùng dây R2 thì nước sẽ sôi sau 60 phút Vậy nếu dùng cả hai dây mắc song song thì ấm nước sẽ sôi sau thời gian bao lâu ? ĐS: 24 phút
Đ
R 2
A B R1
U
R 1 R 2
+
-
R b
U
+
-
R
Đ
R 3
R 2
R 1
+ U -
Trang 4Câu 14: Ba điện trở giống nhau được mắc như hình vẽ Nếu công suất tiêu thụ trên điện trở (1) là 3W
thì công suất toàn mạch bằng bao nhiêu ?
ĐS: 18W
Câu 15: Một mạch điện gồm một điện trở R=1,5ghép nối tiếp với một biến trở X như hình vẽ Nối mạch điện vào một hiệu điện thế không đổi U=6V
Thay đổi R0 để công suất tỏa nhiệt trên R0 đạt giá trị cực đại
Tìm R0 và công suất cực đại trên R0 khi đó ?
ĐS:R0=1,5 ; Pmax=6W
Câu 16: Một động cơ có điện trở trong rp = 6được mắc với một bộ acquy có suất điện động 32V Cường độ dòng điện qua động cơ là 2A và công suất tiêu thụ của động cơ là 60W Hãy tính công suất của bộ acquy , Suất phản điện của động cơ , Công suất có ích của động cơ , Hiệu điện thế đặt vào động
cơ và hiệu suất của bộ acquy (hiểu theo nghĩa tỉ số giữa công có ích và công toàn phần của acquy)
ĐS: Pacquy = 64W ; suất phản điện/ 18V PCƠ = 36W ; UP =30V ; H=56%
Câu 17: Cho mạch điện như hình vẽ , các đèn có cùng điện trở Cho biết công suất tiêu thụ của đèn (4)
là 1W Tính công suất tiêu thụ của các đèn còn lại ?
ĐS: P1=25W ; P2=9W ; P3=4W ; P5 =1W
A B
(2)
R R 0
M A
N B
(4) (5)
(2)
E È Khó Không khó !