Biết rằng: nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh của các dây tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của chúng và hiệu nhiệt độ của các dây dẫn với nhiệt độ t 0 của môi trường xung quanh[r]
Trang 11 Dùng một âm điện đun nước Nếu nối ấm điện với hiệu điện thế U1 = 110V thì sau t1 = 18 phút nước sẽ sôi, với hiệu điện thế U2 = 132V thì nước sẽ sôi sau t2 = 12 phút Hỏi sau bao lâu nước sẽ sôi nếu âm điện được mắc với hiệu điện thế U3 = 150V? Biết nhiệt lượng hao phí tỷ lệ với thời gian đun nước và coi điện trở của ấm điện không đổi
2 Một dây dẫn khi có dòng điện I1 = 1A đi qua thì nóng lên đến t1 = 600C, khi có dòng điện I2 = 2A đi qua thì nóng lên đến t2 = 1500C Tìm nhiệt độ dây dẫn khi có dòng điện I3 = 4A thì nhiệt độ dây dẫn bằng bao nhiêu Coi nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa dây và môi trường, nhiệt độ môi trường không đổi
3 Hai dây dẫn có cùng chất, cùng chiều dài và đường kính tương ứng d1, d2 (d1 = 3d2) được mắc nối tiếp nhau vào một nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi Biết rằng: nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh của các dây tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của chúng và hiệu nhiệt độ của các dây dẫn với nhiệt độ t0 của môi trường xung quanh (t0 = 200C) Nhiệt độ của dây dẫn thứ nhất t1 = 50 0C
a) Xác định nhiệt độ của dây dẫn thứ hai
b) Nếu hai dây dẫn trên mắc song song với nhau vào một nguồn điện có hiệu điện thế U' không đổi khác sao cho nhiệt độ toả ra ở dây dẫn thứ nhất vẫn bằng 600C thì nhiệt độ của dây dẫn thứ hai bằng bao nhiêu?
4 Một dây cầu chì có đường kính tiết diện d1 = 1mm chịu được cường độ dòng điện I1 4mm Hỏi dây cầu chì đường kính d2 = 2mm sẽ chịu được dòng điện bao nhiêu? Coi nhiệt lượng dây toả ra môi trường tỉ lệ thuận với diện tích xung quanh của dây
5 Người ta dùng hai dây dẫn điện khác nhau để cùng đun sôi cùng một lượng nước khi dùng điện trở R1, sau thời gian t1 phút sôi, khi dùng điện trở R2, sau thời gian t2 phút sôi Hãy xác định thời gian cần thiết để đun sôi nước khi:
a) Hai điện trở mắc nối tiếp nhau
b) Hai điện trở song song với nhau
Biết hiệu điện thế hai đầu nguồn điện không đổi, nhiệt độ ban đầu của nước là như nhau Bỏ qua sự mất nhiệt
ra bên ngoài
Trang 2HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT VÀ ĐÁP ÁN
1 Gọi hệ số tỷ lệ nhiệt lượng toả ra môi trường là k Nhiệt độ của môi trường t0 Trong thời gian t ta có:
Theo bài ra ta có:
) 3 ( t t k Rt I
) 2 ( t t k Rt I
) 1 ( t t k Rt I
0 3 2
3
0 2 2
2
0 1 2
1
Từ (1) và (2) ta có:
2
1
0 2
2 0 2
1 0 2 1
t t I
t 30 ( C)
t t I
t t Rt
Thay vào phương trình (3) ta được:
3
1 0 1
t t
t 510 ( C)
ĐS: 510 0
C
2 a) Khi hai dây dẫn mắc nối tiếp:
+ Đối với dây thứ nhất, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
t I d
4 t I S t R I
1 2 1 1 2
Nhiệt lượng mất mát là:
1 0 xq 1 1 1 0
1 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
1 0
1 2
2 1 1
1 I t 2 kd t t
d
4 ' Q
1 2 2 0
1
d k
t I 2 t t
+ Đối với dây thứ hai, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
t I d
4 t I S t R I
2 2 2 2
2
Nhiệt lượng mất mát là:
2 0 xq 2 2 2 0
2 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
4
Trang 3Hay 3
2 2 2 0
2
d k
t I 2 t t
Từ (1) và (2) ta được:
3
0
2 0 1
2
1 0 2
9 t 830 ( C)
b) Hai dây mắc song song, tương tự ta cũng có:
+ Đối với dây thứ nhất, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
t ' U 4
d t ' U
S t R
' U
2 1 2
1 1
2
Nhiệt lượng mất mát là:
1 0 xq1 1 1 0
1 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
1 0
1 2
2 1 1
1 U' t 2 kd t t
4
d ' Q
2 1 0
1
k
t ' U d t
t
+ Đối với dây thứ hai, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
+ Đối với dây thứ nhất, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
t ' U 4
d t ' U
S t R
' U
2 2 2
2 2
2 2
Nhiệt lượng mất mát là:
2 0 xq 2 2 2 0
2 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
1 0
1 2
2 1 1
1 U' t 2 kd t t
4
d ' Q
2 2 0
1
k
t ' U d t
t
Từ (3) và (4) ta được: 2 0 2 0
2
1 0 1
t 30 ( C)
ĐS: a) 830 0
C; b) 30 0 C
3 Gọi t là nhiệt đô của dây, t0 là nhiệt độ của môi trường
+ Đối với dây thứ nhất, nhiệt lượng toả ra trong thời gian là:
Trang 4
1 2 1
2 1 1 1 2 1
d
4 t I S t R I
Nhiệt lượng mất mát là:
0 xq 1 1 0
1 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
0
1 2
1 2 1 1
d
4 ' Q
1 2
2 1 0
d k
I 2 t t
+ Tương tự, đối với dây thứ hai, nhiệt lượng toả ra trong thời gian t là:
2 2 2
2 2 2 2
2 2
d
4 t I S t R I
Nhiệt lượng mất mát là:
0 xq2 2 0
2 k t t S 2 kd t t '
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
0
2 2
2 2 2 2
d
4 ' Q
2 2
2 2 0
d k
I 2 t t
Gọi t1 là nhiệt độ nóng chảy của sợi dây, từ (1) và (2) ta có:
3 1 2
2 0 0
1 3 1 2
2 1 3
2 2
2 2 0
d k
I 2 t t d k
I 2 d k
I 2 t t
2 3 2 0 3
1
2 2
2 I 2.4
d
d
ĐS: 16 2A
4 Gọi hiệu điện thế hai đầu nguồn điện là U, Q là nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước
Khi dùng điện trở R1: 1
2 1 1 1
2
t Q
U R t R
U
Khi dùng điện trở R2: 2
2 2 2 2
2
t Q
U R t R
U
a) Khi R1 nối tiếp R2: 3
2 1
2
t R R
U Q
Trang 52 1 3 3 2 2 1
2
2
t t t t t Q
U t
Q
U
U
b) Khi R1//R2 ta được: 4
2 1
2 4 12
2
t R
1 R
1 U t R
U
Q (4)
Thay (1), (2) vào (4) ta được:
2 1
2 1 4 4 2 2 1 2 2
t t
t t t t t U
Q t U
Q U Q
ĐS: a) t3 = t1 + t2; b) 1 2
4
1 2
t t t
t t
5 Ta có:
dm1
1 4
dm1
9
dm1 dm1 dm4
1
Tương tự đèn Đ2 và Đ3 có:
dm2
2 3
dm2
4
dm2 dm2 dm4
2
* Khi khoá K đóng, do điện trở của ampe kế không đáng kể nên VN = VM, ta nhập hai điểm này lại với nhau
ta được mạch điện như hình vẽ 198
1 3
Nên cường hiệu điện thế:
13 24
U
2
Như vậy hiệu điện thế trên mổi đèn là hiệu điện thế định mức nên tất cả các đèn dều sáng bình thường
Như vậy cường độ dòng điện: I1 = 1,5 A > I2 = 2/3 A do đó dòng điện qua ampe kế chạy từ M đến N Số chỉ của ampe kế là:
A 6
5 3
2 5 , 1 I I
IA 1 2
* Khi khoá K mở ta có mạch điện như
hình vẽ 199
Do R12R1R24913R34
Cường độ dòng điện:
Đ 1 M Đ 2
A B
Đ 1 Đ 2
A B
Đ 3 Đ 4
M N
Hình 198
Hình 199
Trang 64 3 34 12
12 2
13
12 R
U I I
So sánh với giá trị cường độ dòng điện định mức ta thấy:
4 dm 4
1
dm
1 I ,I I
I do vậy đèn Đ1 và Đ4 sáng yếu hơn bình thường
Còn I2Idm2,I3Idm3 do vậy đèn Đ2 và Đ3 sáng hơn bình thường
Trang 7Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam
Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí